Противостояние различным нагрузкам
Ленточный армированный фундамент является монолитной железобетонной рамой из надежно связанных балок, которая свободно лежит на упругом основании. Почва под основой фундамента не является неподвижной монолитной платформой; чаще всего она представляет собой неоднородную структуру, на которую воздействуют, провоцируя движение, влага, грунтовые воды, влияние снежного и растительного покровов, температура воздуха и пр. На конструкцию фундамента постоянно действуют различные нагрузки, возникающие от возможных движений почвы. Если представить, как работает нагрузка на ленточном фундаменте упрощенно, то можно говорить, что на нижнюю часть действует преимущественно растяжение, а верхняя часть испытывает сжатие.
Схема устройства ленточного фундамента.
Арматура из стали может спокойно, абсолютно без разрушений, выдерживать нагрузки на растяжение в 10 раз больше, чем голый бетон. Сталь имеет свойство удлиняться без разрывов при воздействии нагрузок на растяжение от 4 до 25 мм (тогда как бетон только на 0,2-0,4 мм). Бетон же лучше переносит нагрузку на сжатие. Соединенные в одном материале, железобетоне, бетон и сталь позволяют лучше переносить комплексные нагрузки на растяжение и сжатие. Равноудаленная от нижней и верхней частей ленточного фундамента часть фактически не воспринимает нагрузки. Это говорит от том, что использование срединного слоя продольных элементов, который нередко монтируют «для большей прочности», лишено необходимости. В том случае если вы возводите заглубленный фундамент (подземную стену), то и армировать его необходимо как монолитную бетонную стену.
Бывают такие случаи в самостоятельном дачном строительстве, когда строители работают так: они проводят армирование только нижней части фундамента. Аргументируется это тем, что нагрузка от здания не позволит балке выгнуться вверх, создавая этим самым растяжение в ее верхней части, в которой можно «сэкономить»
Но такие горе-строители не берут во внимание немалую подъемную силу намокающей расширяющейся почвы или же силу морозного пучения при замерзании воды в почве. Нагрузка от этих сил может стать больше нагрузки от строения, и она вызовет растяжение в верхних частях фундамента, которое повлечет за собой разрушение его структурной целостности
https://www.youtube.com/watch?v=_xKAqYFUG-U
При неправильном армировании ленточного фундамента может произойти его разрушение, что повлечет за собой разрушение стен и всей постройки.
Сортамент и ГОСТы
Неметаллическая композитная арматура разрабатывалась еще в СССР в 60-х годах, однако серийное производство материала так и не было налажено ввиду тогдашней дороговизны стеклопластика. Тем не менее, при строительстве нескольких крупных объектов композитная арматура использовалась, среди которых — линии электропередач в Батуми, Москве и мосты в Хабаровске.
На сегодняшний день не существует стандарта ГОСТ с техническими требованиями к данному материалу (проект находится в разработке). Основным нормативным актом является СНиП №52-01-2003 «Композитная арматура», согласно которому стекловолоконные изделия можно использовать в строительстве в качестве замены металлопрокату. Каждый из производителей имеет ТУ на свою продукцию, вместе с которой поставляются протоколы испытаний и сертификаты допуска.
Диаметры композитной арматуры
Композитная арматура производится в диапазоне диаметров 4-20 мм. Профиль стержней может быть рифленым либо гладким. В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды неметаллических изделий:
- АСП — стеклопластиковая арматура, производится из стекловолокна, связанного слоем синтетической смолы;
- АБП — базальтопластиковые изделия, в который стекловолоконная сердцевина заменена расплавом из базальтовых волокон;
- АСПЭТ — изделия из стекловолокна и полимерного термопласта;
- АУП — углепластиковая арматура.
Наиболее распространены в строительстве АСП и АБП, углепластиковая арматура используется реже из-за меньшей механической прочности материала.
1.1 Сферы применения
Применение с.п. арматуры в строительстве практикуется при возведении жилых, общественных и промышленных сооружений, а также малоэтажных зданий, где АСП используется для:
- армирования железобетонных конструкций (стен и плит перекрытия);
- ремонта поверхностей объектов из кирпича и железобетона;
- послойной кладки стен по технологии гибких связей;
- армирования фундаментов всех типов (плитных, ленточных, столбчатых);
- армирования полов и стяжек;
- укрепления стен и газобетонных блоков и монтаж монолитных армопоясов.
Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой
Распространено применение с.п. арматуры и в сфере дорожного и железнодорожного строительства, в которых АСП применяется:
- при обустройстве насыпей и дорожных покрытий;
- при укреплении откосов дорог;
- при строительстве мостов;
- при укреплении береговых линий.
Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций отличается полной устойчивостью к коррозии и химически агрессивным веществам, что значительно расширяет сферу ее применения.
1.2 Преимущества АСП
Композитная арматура имеет следующие эксплуатационные преимущества:
- Материал классифицируется по первой группе химической стойкости, его можно использовать в кислотах и щелочных средах.
- Стеклопластиковая (далее — с.п.) арматура (АСП) имеет в 3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная. Это позволяет использовать при строительстве изделия меньшего диаметра.
- Вес АСП в 4 раза меньше, чем у металлопроката — с.п. арматура имеет плотность 1.9 кг/м3, металлическая — 7.9 кг/м3.
- Композитная арматура для фундамента стоит на 50-60% дешевле, чем металлопрокат с аналогичными эксплуатационными характеристиками.
-
АСП отличается удобством транспортировки без необходимости привлечения грузовых автомобилей — прутки диаметром до 10мм поставляются в бухтах произвольной длины, стометровая бухта стержней 8 мм весит около 7.5 кг.
- АСП обладает низкой теплопроводностью, она не образует мостиков холода в кладке из газобетонных блоков либо внутри железобетонной конструкции.
- С.п. арматура для фундамента является диэлектриком, они не проводит электричество и не подвергается коррозии под воздействием блуждающих токов.
- Срок эксплуатации АСП превышает 80 лет.
Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой
Благодаря применению новейших технологий на строительном рынке появился композитный полимерный материал, успешно замещающий традиционные металлические аналоги.
Так при создании каркасной основы для фундамента вместо стальных аналогов используется стеклопластиковая арматура. Популярность материал приобрел благодаря многочисленным достоинствам.
Но армирование фундамента стеклопластиковой арматурой требует строгого соблюдения технологий и правильного выбора диаметра прутьев.
Что собой представляет армирующий материал
Стеклопластиковая арматура — это неметаллические прутья круглого сечения, которые бывают гладкими и рифлеными с поперечными выступами.
Диаметр варьирует от 4 до 20 мм, длина прутьев составляет 12 м, в бухтах — от 100 до 150 м.
В основном применяется стеклопластиковая арматура для фундамента ленточного типа, а также при укладке дорожного полотна и создания различных сооружений из бетона.
Особенности
Производство стеклопластиковой арматуры осуществляется в соответствии ГОСТ 31938.
Для изготовления стержней используются стеклянные, базальтовые, арамидные или углеродистые (графитовые) волокна, которые создают упругий сердечник.
Пропитываются нити специальным полимерным связующим термореактивного или термопластичного действия (эпоксидными смолами) и составами для затвердевания, в результате получается арматура высокой прочности.
Композитный материал в зависимости от состава волокон подразделяется на:
- Арматуру стеклопластиковую — АСП (АСК);
- Базальтокомпозитную — АБК;
- Углекомпозитную — АУК;
- Арамидокомпозитную — ААК;
- Комбинированную с композитными составляющими — АКК.
Для повышения адгезийных свойств поверхность стеклопластиковой арматуры покрывается песком, за счет чего образуется хорошая сцепляемость с бетонной поверхностью. Выступы также улучшают соединению с бетоном.
Достоинства и недостатки
У стеклопластиковой арматуры имеется множество положительных свойств, из которых можно выделить:
Высокую удельную прочность. Небольшой вес (100 метровая бухта имеет массу около 10 кг)
Но при этом снижение веса самой бетонной конструкции не является настолько значимым, чтобы данный показатель можно было принимать во внимание при строительстве, как малых, так и крупных объектов, потому что основную массу составляет бетон. Низкую теплопроводность, за счет чего отсутствуют мостики холода
Большую длину (реализуется в бухтах/мотках). При создании каркаса приходится использовать меньшее количество материала, за счет того, что сокращаются участки, где прутья укладывается внахлест. Компактность
Арматуру легко транспортировать и нет необходимости в использовании специального транспортного средства для ее доставки на объект, так как скрученный в бухту материал свободно помещается в багажник легкового автомобиля. Кроме этого 1-му рабочему под силу перенести сразу несколько бухт. Диэлектрическую непроницаемость и радиопрозрачность — не проводится ток, отсутствуют радиопомехи внутри здания, сооружения. Устойчивость к агрессивным средам и химическим воздействиям. Неподверженность коррозии. Прутья используются в условиях влажной среды, и даже при длительном контакте с водой не появляется разрушающая ржавчина. Высокую прочность на растяжении. Хорошую устойчивость к перепадам температуры. Отсутствие трещин, за счет того, что показатели теплового расширения полимерного состава и бетона максимально приближены. Значительную экономию на количестве и транспортировке. Долговечность.
Несмотря на большой список положительных факторов у стеклопластиковой арматуры имеются недостатки:
- Высокая цена. Но этот отрицательный момент компенсируется возможностью применения композита меньшего диаметра, который стоит дешевле.
- Низкая термоустойчивость.
- Плохая гибкость. Согнуть пруток на 90° можно только в заводских условиях.
- Низкий показатель упругости на излом.
- Каркас из прутьев композита не имеет высокой жесткости, в результате чего не обладает хорошей устойчивостью к вибрациям и нагрузкам, которые создаются во время заливки бетона с помощью миксера.
Достоинства и недостатки
Применение стеклопластиковой арматуры в укреплении фундамента имеет свои преимущества и недостатки.
К основным достоинствам относятся:
- Смотанный в бухты материал легко можно транспортировать на собственном транспорте. Этим производится снижение затрат на строительство частного объекта.
- Арматура имеет небольшой вес, чем облегчает работу с ним. Исключается привлечение дополнительной рабочей силы и специальной техники. Стеклопластик более чем в 4 раза легче металла.
- Устойчивость к коррозии. Самым главным недостатком стальной арматуры является ее быстрый выход из строя в результате «съедания» алла ржавчиной. Стеклопластиковым прутам не страшна влага и агрессивная среда. Ее можно применять для фундамента с добавлением различных модификаторов, например, противоморозных веществ.
- Стеклопластик плохо удерживает тепло и совсем не проводит электрический ток. Бетонный фундамент не обеспечивает теплоизоляцию здания, поэтому всегда ложится слой утеплителя, в этом случае арматура из стеклопластика большой роли не играет. А вот плохая электропроводимость защищает конструкцию от удара молнии. Имеет электромагнитную прозрачность, чем не мешает прохождению радиоволнам.
СП 24.13330.2011
Таблица 7.2
Примечания
1 Над чертой даны значения R для песков, под чертой — для глинистых грунтов.
2 В таблицах 7.2 и 7.3 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 м — от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.
Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах — от уровня дна болота.
При проектировании путепроводов через выемки глубиной до 6 м для свай, забиваемых молотами без подмыва или устройства лидерных скважин, глубину погружения в грунт нижнего конца сваи в таблице 7.2 следует принимать от уровня природного рельефа в месте сооружения фундамента. Для выемок глубиной более 6 м глубину погружения свай следует принимать как для выемок глубиной 6 м.
3 Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL глинистых грунтов значения R и fi в таблицах 7.2 и 7.3 определяют интерполяцией.
4 Для плотных песков, плотность которых определена по данным статического зондирования, значения R по таблице 7.2 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100 %. При определении плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R по таблице 7.2 следует увеличить на 60 %, но не более чем до 20 000 кПа.
5 Значения расчетных сопротивлений R по таблице 7.2 допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее, м:
4,0 — для мостов и гидротехнических сооружений;
3,0 — для зданий и прочих сооружений.
6 Значения расчетного сопротивления R под нижним концом забивных свай сечением 0,15×0,15 м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20 %.
7 Для супесей при числе пластичности Iр ≤ 4 и коэффициенте пористости e < 0,8 расчетные сопротивления R и fi, следует определять как для пылеватых песков средней плотности.
8 При расчетах показатель текучести грунтов следует принимать применительно к прогнозируемому их состоянию в период эксплуатации проектируемых зданий и сооружений
Таблица 7.8
Глубина заложения нижнего конца сваи h, м | Расчетное сопротивление R, кПа, под нижним концом набивных и буровых свай и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном, при глинистых грунтах, за исключением просадочных, с показателем текучести IL, равным | ||||||
0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | |
3 | 850 | 750 | 650 | 500 | 400 | 300 | 250 |
5 | 1000 | 850 | 750 | 650 | 500 | 400 | 350 |
7 | 1150 | 100 | 850 | 750 | 600 | 500 | 450 |
10 | 1350 | 1200 | 1050 | 950 | 800 | 700 | 600 |
12 | 1550 | 1400 | 1250 | 1100 | 950 | 800 | 700 |
15 | 1800 | 1650 | 1500 | 1300 | 1100 | 1000 | 800 |
18 | 2100 | 1900 | 1700 | 1500 | 1300 | 1150 | 950 |
20 | 2300 | 2100 | 1900 | 1650 | 1450 | 1250 | 1050 |
30 | 3300 | 3000 | 2600 | 2300 | 2000 | — | — |
≥ 40 | 4500 | 4000 | 3500 | 3000 | 2500 | — | — |
Примечания
1. В таблице 7.8 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 м – от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки. Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах — от уровня дна болота. 2. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL глинистых грунтов значения R в таблице определяют интерполяцией. 3. При расчетах показатель текучести грунтов следует принимать применительно к прогнозируемому их состоянию в период эксплуатации проектируемых зданий и сооружений |
7.2.8 Расчетное сопротивление R, кПа, грунта под нижним концом сваи-оболочки, погружаемой с частичной выемкой грунта, но с сохранением грунтового ядра высотой не менее трех диаметров оболочки на последнем этапе ее погружения (при условии, что грунтовое ядро образовано из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт под нижним концом сваи-оболочки), следует принимать по таблице 7.2 с коэффициентом условий работы грунта, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с позицией 4 таблицы 7.4, при этом расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто
Расчет стеклопластиковой арматуры
Строительство фундамента своими руками требует проведения расчетов количества строительных материалов, включая композитную арматуру.
Учитывая различные факторы, следует проводить расчет материалов по следующему алгоритму:
Определение общей длины фундамента с учетом длины внутренней несущей перегородки.
Расчет длины прутьев арматуры, принимая во внимание, что арматура будет уложена в два яруса (4 прутка).
Определение количества соединений. Следует учитывать, что соединение арматурных прутьев из стеклопластика проводится не сваркой, а внахлест
Поэтому нужно на каждый угол добавлять по 1 метру.
Выполнение расчетов поперечных соединений.
Расчет композитной арматуры
Для полного понимания можно взять пример расчетов арматуры для фундамента дома размером 6*8 метров, внутренняя несущая стена которого равна 6 метров.
Общая длина фундамента определяется следующим образом:
(6+8)*2+6=34 метра.
Общая длина прутьев с учетом того, что двухуровневая конструкция состоит из 4 параллельных прутков, составляет:
34*4=136 метров.
Количество соединений и, соответственно, длина арматуры для этой цели определяется так: количество капитальных стен умножается на 1 метр нахлеста и на количество прутьев. Получается следующее:
(4+1)*1*4=20 метров.
Следовательно, для фундамента указанных размеров с учетом дополнительного материала на стыковку потребуется следующее количество продольных прутьев:
136+20=156 метров.
Также следует рассчитать количество поперечных кольцевых соединений. Согласно технологии укладки армирующего каркаса соединительные кольца должны располагаться на расстоянии 50 см друг от друга. Для определения количества поперечных соединительных колец необходимо общую длину арматуры разделить на 0,5 метра. Получается следующее:
34:0,5=68.
Чтобы рассчитать длину арматуры, необходимую для такого количества поперечин, во внимание принимаются размеры каркаса. К примеру, если решетка каркаса имеет размер 60*30 см, то длина прута для одного кольца будет равна следующему:. (0,6+0,3)*2*68=122,4 метра
(0,6+0,3)*2*68=122,4 метра.
Помимо этого в обязательном порядке следует добавить некоторое количество материала для запаса. То есть следует взять не 122, а 130 метров арматуры.
Суммируя результаты вычислений продольных и поперечных элементов каркаса, получаем результат:
156+130=286 метров.
Миф о равнозначной замене
В числе первых пунктов, посвященных положительным свойствам стеклопластиковой арматуры, производители отмечают высокую прочность. С этим нельзя спорить, но пластиковая арматура для фундамента отрицательные отзывы о которой затрагивают и другие ее качества, в совокупности характеристик не может быть равной заменой металлу. Причем заявления о равнозначной замене не соответствуют действительности, как в положительную, так и в отрицательную сторону.
Мнение экспертов подтверждает, что по критериям прочности металлическую арматуру может заменить аналог из стекловолокна с меньшим диаметром. Казалось, бы такая не равнозначность идет даже в плюс. Но, если подходить комплексно к оценке эксплуатационных свойств материала, то будут выявлены серьезные диспропорции.
Например, 8-миллиметровая арматура из стеклопластика обеспечит необходимую прочность конструкции, но тот же модуль упругости сведет на нет это преимущество. В итоге, по совокупности качеств замена стекловолоконных прутьев 12-миллиметровой металлической арматурой не выиграет, обеспечив достаточную надежность фундаменту.
Вернуться к содержанию
Что она собой представляет
Армирование из стеклопластика существует еще с 60-х годов прошлого столетия, но ее использование было ограничено вследствие высокой стоимости. Стеклопластиковую арматуру для фундамента делали исключительно для сурового климата, где обычная арматура из стали быстро выходила из строя, подвергаясь коррозии. Стеклопластиком армировали опоры мостов и другие ответственные конструкции, которые эксплуатировались в суровых погодных условиях.
Но химическая промышленность не стоит на месте, ее постоянное развитие привело к значительному падению цен на стеклопластик. Этот момент и стал решающим в доступности стеклопластиковых прутов, которые применяют в современном строительстве для строения любых конструкций.
Монтаж арматурного каркаса
После подготовки траншеи и монтажа опалубки начинается армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента. Армирование фундамента стеклопластиковой или железной арматурой технологически ничем не отличается, поэтому рассмотрим более привычный вариант – вязка каркаса из стальных прутьев. Для работы понадобятся следующие материалы:
- Рифленые арматурные прутья Ø 14-18 мм (выбор диаметра – согласно расчетов в проекте);
- Вертикальная и поперечная гладкая арматура Ø 10-12 мм;
- Мягкая вязальная проволока Ø 3-5 мм;
- Плоскогубцы, пассатижи, клещи, узкая монтировка или другой металлический рычаг Ø 20-25 мм, или специальный вязальный крючок, который можно приобрести или сделать своими руками.
Связывание арматурных прутьев
Важно: крепление стальной или стеклопластиковой арматуры проводится именно стальной отожженной проволокой, так как она хорошо растягивается и имеет хороший запас по прочности. Первый шаг к созданию армокаркаса – проведение расчетов по определению диаметра прутьев, их длины и веса. Рассчитать правильное армирование ленточного фундамента довольно просто: поперечные стержни укладываются с шагом 30 см, продольные прутья – с шагом 40 см, вертикальные стержни – с шагом 50 см
Общее количество соединений вычисляется так: величину длинной стороны фундамента нужно разделить на количество поперечных прутьев и количество вертикальных рядов продольных стержней арматуры
Рассчитать правильное армирование ленточного фундамента довольно просто: поперечные стержни укладываются с шагом 30 см, продольные прутья – с шагом 40 см, вертикальные стержни – с шагом 50 см. Общее количество соединений вычисляется так: величину длинной стороны фундамента нужно разделить на количество поперечных прутьев и количество вертикальных рядов продольных стержней арматуры
Первый шаг к созданию армокаркаса – проведение расчетов по определению диаметра прутьев, их длины и веса. Рассчитать правильное армирование ленточного фундамента довольно просто: поперечные стержни укладываются с шагом 30 см, продольные прутья – с шагом 40 см, вертикальные стержни – с шагом 50 см. Общее количество соединений вычисляется так: величину длинной стороны фундамента нужно разделить на количество поперечных прутьев и количество вертикальных рядов продольных стержней арматуры.
Допустим, строится дом 10 х 10 метров (периметр основания) с высотой стен фундамента 120 сантиметров:
- Длина одной стены фундамента — 1000 см. Шаг укладки поперечных стержней арматуры – 30 см, поэтому 1000 / 33 = 33 (поперечная арматура в одном ряду);
- 33 х 3 = 99 (поперечные стержни для одной стороны);
- 99 х 4 = 396 (общее количество арматурных прутьев на все четыре стороны).
Таким же образом рассчитывается количество прутьев стеклопластиковой арматуры.
Схема вязки арматурных прутьев
Дальнейшие действия: общее количество арматуры (396 прутьев) умножается на ширину ленты (допустим, лента будет шириной 0,6 метра): 396 шт. х 70 см = 237,6 метра – это общая длина используемой в каркасе арматуры. Таким же образом рассчитывается метраж продольных прутьев:
- 1000 см х 2 = 2000 см (один ряд);
- 2000 см х 3 = 6000 см (одна сторона);
- 6000 см х 4 = 24000 см (240 метров).
Расчет вертикальных стержней (вязка через перемычку, т.е., через 60 см):
- 2 х 17 = 34 единицы на одну сторону;
- 34 х 4 = 136 единиц на весь фундамент;
- 136 х 1,20 м = 163,2 метра.
Чтобы не докупать (в случае ошибочных расчетов) прутья арматуры, добавьте 5-8% к общему результату.
Расчет вертикальной арматуры
Далее начинается связывание арматуры в траншее фундамента. Подробное видео об этом поможет понять процесс в деталях:
Вязать каркас можно и на грунте, и в траншее, но, если траншея узкая, делать это будет неудобно. С другой стороны, опускать огромный каркас одному не получится – нужны помощники.
Подробнее об армировании основания ленточного типа своими руками:
- Начало вязки – нижние поперечные прутья: их необходимо уложить на расстоянии 30 см друг от друга, сверху положить два длинных стержня, на пересечениях связать проволокой;
- Вертикальные стержни устанавливаются через один поперечный прут и связываются;
- Таким образом вяжутся еще два или три (сколько нужно) ряда на расстоянии 40 см по направлению вверх;
- По окончании сборки всего каркаса должно получиться четыре узла.
Теперь нужно научиться правильно их связывать между собой, а также правильно связывать прутья по углам фундамента.
Связывание углов арматурного каркаса
1 Сортамент и ГОСТы
Неметаллическая композитная арматура разрабатывалась еще в СССР в 60-х годах, однако серийное производство материала так и не было налажено ввиду тогдашней дороговизны стеклопластика. Тем не менее, при строительстве нескольких крупных объектов композитная арматура использовалась, среди которых — линии электропередач в Батуми, Москве и мосты в Хабаровске.
На сегодняшний день не существует стандарта ГОСТ с техническими требованиями к данному материалу (проект находится в разработке). Основным нормативным актом является СНиП №52-01-2003 «Композитная арматура», согласно которому стекловолоконные изделия можно использовать в строительстве в качестве замены металлопрокату. Каждый из производителей имеет ТУ на свою продукцию, вместе с которой поставляются протоколы испытаний и сертификаты допуска.
Диаметры композитной арматуры
Композитная арматура производится в диапазоне диаметров 4-20 мм. Профиль стержней может быть рифленым либо гладким. В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды неметаллических изделий:
- АСП — стеклопластиковая арматура, производится из стекловолокна, связанного слоем синтетической смолы;
- АБП — базальтопластиковые изделия, в который стекловолоконная сердцевина заменена расплавом из базальтовых волокон;
- АСПЭТ — изделия из стекловолокна и полимерного термопласта;
- АУП — углепластиковая арматура.
Наиболее распространены в строительстве АСП и АБП, углепластиковая арматура используется реже из-за меньшей механической прочности материала.
1.1 Сферы применения
Применение с.п. арматуры в строительстве практикуется при возведении жилых, общественных и промышленных сооружений, а также малоэтажных зданий, где АСП используется для:
- армирования железобетонных конструкций (стен и плит перекрытия);
- ремонта поверхностей объектов из кирпича и железобетона;
- послойной кладки стен по технологии гибких связей;
- армирования фундаментов всех типов (плитных, ленточных, столбчатых);
- армирования полов и стяжек;
- укрепления стен и газобетонных блоков и монтаж монолитных армопоясов.
Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой
Распространено применение с.п. арматуры и в сфере дорожного и железнодорожного строительства, в которых АСП применяется:
- при обустройстве насыпей и дорожных покрытий;
- при укреплении откосов дорог;
- при строительстве мостов;
- при укреплении береговых линий.
Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций отличается полной устойчивостью к коррозии и химически агрессивным веществам, что значительно расширяет сферу ее применения.
1.2 Преимущества АСП
Композитная арматура имеет следующие эксплуатационные преимущества:
- Материал классифицируется по первой группе химической стойкости, его можно использовать в кислотах и щелочных средах.
- Стеклопластиковая (далее — с.п.) арматура (АСП) имеет в 3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная. Это позволяет использовать при строительстве изделия меньшего диаметра.
- Вес АСП в 4 раза меньше, чем у металлопроката — с.п. арматура имеет плотность 1.9 кг/м3, металлическая — 7.9 кг/м3.
- Композитная арматура для фундамента стоит на 50-60% дешевле, чем металлопрокат с аналогичными эксплуатационными характеристиками.
-
АСП отличается удобством транспортировки без необходимости привлечения грузовых автомобилей — прутки диаметром до 10мм поставляются в бухтах произвольной длины, стометровая бухта стержней 8 мм весит около 7.5 кг.
- АСП обладает низкой теплопроводностью, она не образует мостиков холода в кладке из газобетонных блоков либо внутри железобетонной конструкции.
- С.п. арматура для фундамента является диэлектриком, они не проводит электричество и не подвергается коррозии под воздействием блуждающих токов.
- Срок эксплуатации АСП превышает 80 лет.
Недостатки с.п. арматуры — низкий модуль упругости (в 4 раза меньше, чем у стальной), что ограничивает возможность ее применения при вертикальном армировании, склонность к потере прочности при нагреве выше 600 градусов. Учитывайте, что композитная арматура не подлежит гибке в условиях строительной площадки — при необходимости использования гнутых элементов необходимо заказывать их отдельно у производителя.
Характеристики полимерной стеклопластиковой арматуры
Согласно ГОСТу стеклопластиковая арматура для фундамента выпускается с сечением от 4 до 32 мм с шагом в 2 мм. Для возведения частных малоэтажных построек, пригодна композитная полимерная арматура диаметром 6, 8, 10 мм.
Например, обустраивая парник с деревянным каркасом, можно использовать минимальные показатели – 6 и 8 мм, так как вес стен теплицы незначительный.
Учитывая характеристики непрерывного армирующего наполнителя, пластиковая арматура для фундамента бывает таких типов:
- стеклокомпозитная (АСК);
- углекомпозитная (АУК);
- комбинированная (АКК).
Применение стеклопластиковой арматуры при армировании фундамента явно показывает, что композитная арматура демонстрирует следующие технические свойства:
- Максимальный температурный режим при эксплуатации — 60˚С.
- Соотношение силы и площади сечения, указывающее на прочность растяжения: АСК – от 800 Мпа, АУК – от 1400 Мпа.
- Предел прочности на срезе поперек: АСК – от 150 МПа, АУК – более 350 Мпа.
- Максимум прочности при сжатии – более 300 Мпа.
Кроме того, прутья класса АУК превышают АСК почти в 2.5 раза по показателям упругости при растяжении.
Технология производства арматуры
В своем составе композитная арматура использует сырье из эпоксидной смолы и стеклоровинга. Они представляют собой прядь нитей из стекловолокна. Линия для изготовления стеклопластиковых прутьев проходит несколько циклов производства.
На начальном этапе пряди стекловолоконного ровинга поддаются смачиванию эпоксидным компаундом. После этого оборудование для производства стеклопластиковой арматуры производит процесс полимериззации – пропитанные пряди ровинга протягиваются сквозь нагретую воронку-фильеру.
Виды полимерной арматуры
Описанная технология полимеризации называется пултрузией. В ходе ее осуществления получается пруток заданного диаметра с гладкой поверхностью. Чтобы придать стержню традиционную ребристую структуру, которая является привычной для строительства бетоном, его прокатывают между вальцами, которые имеют рифление или насечки.
Производственная линия изготавливает прутки светло-желтого цвета, однако, попадается композитная арматура и более темных тонов.
В быту композитная арматура часто называется просто пластиковой.
Это название ошибочно, так как оно не отображает всех преимуществ материала, который является композитным и имеет в своей структуре стеклопластиковые волокна.
Достоинства стеклопластиковой арматуры
Такой вид строительного материала существенно отличается от привычной стальной и имеет массу преимуществ, по сравнению с ней:
- Стойкость к образованию коррозии. Стеклопластиковая арматура совершенно не боится щелочных и кислотных сред.
- Небольшой вес при высокой прочности. Вес такой ее на 10 раз меньше, чем у стальной.
- Низкая теплопроводность, что защищает стены и фундаменты от промерзания, что особо актуально в северных районах.
- Непроводимость тока и отсутствие помех.
- Цена. За ту же цену, что и у стальной арматуры небольшого диаметра можно приобрести стеклопластиковую большего диаметра.
- Высокая прочность материала при растяжении. Этот показатель больше, чем у стальной арматуры в 3 раза.
- Отсутствие швов. Металлические прутья перед транспортировкой режутся под параметры автомобиля, в котором их перевозят. Впоследствии армированная сетка имеет множество соединений, которые являются самыми слабыми местами в фундаменте и стенах. Так как стеклопластиковая арматура поставляется бухтами до 150 м, резать ее не нужно, что приводит к минимальному количеству швов. Транспортировка может осуществляться даже в багажнике легковой автомашины.
- Отсутствие переплаты за количество материала. Металлическая арматура продается одинаковой длиной 12 м, меньше ее уже не приобрести, а стеклопластика можно купить то количество, которое необходимо для строительства.
- Отсутствие необходимости докупать дополнительные инструменты при монтаже стеклопластиковой арматуры, например, сварочный аппарат.
- Одинаковый с бетоном коэффициент расширения при тепловом воздействии — гарантия отсутствия трещин в готовом строении.
Это интересно: Как правильно класть кирпич под расшивку?
Распространённые ошибки и способы их исправления
Следует обратить внимание на следующие грубейшие ошибки при армировании ленточного фундамента:
Часто для арматурного каркаса не формируется защитный бетонный слой, что существенно влияет на долговечность конструкции. Об этом нужно помнить на этапе возведения опалубки.
Отсутствие гидроизоляционного слоя между подошвой и стенками фундамента. Высокая водопроницаемость в данном случае разрушает конструкцию в течение 10 лет. Поэтому гидроизоляция тоже стоит здесь на одном из первых мест.
Армирование углов с обыкновенным поворотом. Эта ошибка может привести к очень быстрой деформации и разрушению фундамента
На углы всегда стоит обращать особое внимание.