Альтернатива металлу: стеклопластиковая арматура и её применение

Во многих сферах металл уступает современным композитным сплавам. Он дорогой, тяжёлый и не такой долговечный, как, к примеру, стеклопластик. Стеклопластиковая арматура уже уверенно конкурирует с металлом в строительстве. В этом материале от HouseСhief.ru мы рассмотрим уникальные характеристики композитного строительного материала, практику его применения и алгоритм выбора.

Области применения стеклопластиковой арматуры

Композитные материалы нашли применение в разных направлениях строительства. Рассмотрим основные из них.

Область применения Особенности
Плиты фундамента Является равнопрочной заменой металлическим конструкциям, позволяет существенно экономить время на монтаж. Шаг армирования сохраняется, стыки производятся внахлест.
Ленточный фундамент Экономическая выгода от замены металла на пластик в ленточных фундаментах – до 45%. Вязка каркаса осуществляется вязальной проволокой.
Бетонные полы Принципы армирования не отличаются от таковых при использовании металла, резка материала осуществляется болгаркой.
Отмостка Отмостка с использованием армирующего композитного материала отличается высокими антикоррозийными характеристиками, не страдает от растрескивания.
Армопояс Использование композитов в армировании кирпичных и блочных стен значительно повышает сейсмостойкость здания и защищает его от повреждений, связанных с неравномерной осадкой.
Плиты перекрытия Для плит перекрытия рекомендуется комбинировать стеклопластик с традиционной металлической арматурой в нижнем слое. Стыки арматуры располагают в шахматном порядке.
Дорожное строительство Композитные материалы значительно повышают прочность и долговечность дорожных покрытий, мостов, арок и пешеходных дорожек.
Монолитное строительство Металлические детали в монолитных конструкциях так или иначе страдают от коррозии. Композитный материал увеличивает срок эксплуатации монолитного бетона в несколько раз, препятствует образованию в нем трещин и сколов.

Технические характеристики

Стеклопластиковая арматура – это смесь крепкого стекловолокна и термопрочной смолы.

В вышеупомянутом году был издан ГОСТ, который четко установил параметры ее параметры:

  • Диаметр — от 4 до 32 мм
  • Температура, при которой материал можно эксплуатировать — от 60 градусов по Цельсию
  • Максимальный предел прочности при растягивании — это показатель силы, с которой материал растягивается и площади его поперечного сечения. Для стеклопластиковой арматуры норма – это 800 МПа.
  • Максимальный показатель прочности сжатия- 300МПа.
  • Максимум прочности — более 150 МПа.

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.
  • Как избежать проблем?

    Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.

    Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.

    Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально. Для этого следует обращать внимание на следующие моменты.

    • Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
    • Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
      • Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
      • Зеленый – о недостаточной термообработке.
    • Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
    • Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.

    Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.

    Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.

    Применение материала

    Мы решили более подробно рассмотреть сферы применения стеклопластиковой арматуры на даче, и приведем для этого некоторые примеры.

    Перевязка фундамента для дачных построек

    Материал можно использовать для армирования фундаментов под малоэтажное строительство, для возведения летней кухни, беседки, душа и туалета, печи и мангала, сауны и сарая.

    Арматура пластична и не требует особенных навыков для сборки. Достаточно уложить ее в место заливки фундамента, сделать перевязку и залить бетон. За счет своих характеристик, арматура качественно укрепит фундамент, не даст ему растрескиваться и не послужит “мостиками холода”, как стальная.

    Заливка армированных площадок

    На даче часто требуются площадки, например, для стоянки авто, для создания навеса и так далее. Используем для их устройства мы разные материалы – тротуарную плитку, каменную кладку, простую засыпку щебнем, но всегда можно сделать и качественную бетонную площадку, армированную стеклопластиковой арматурой. Тут важен корректный просчет глубины и перевязки, далее только простейший монтаж и укладка качественного бетона.

    Парник для дачи из композитной арматуры

    Мы строили парники и теплицы из труб, стальной арматуры, металлопрофиля, дерева, металлического уголка и прочих материалов, но теперь у нас есть возможность установки весеннего парника в считанные часы, практически без расходов.

    Нам необходимо только нарезать пруты нужной длины, и установить их в деревянный каркас или же прямо в землю. После, натянуть сверху пленку, занести внутрь качественный плодородный грунт и приступить к посадке растений.

    Так как арматура легкая, но прочная, не боится влаги и окисления, в подобном парнике будет только единственный минус – пленка, которую придется менять каждый год или два.

    Арматурная шпалера

    Шпалеры из дерева, труб, толстой проволоки и прочих материалов мы уже рассматривали ранее. Но теперь можно просто нарезать куски арматуры из мотка, установить пару-тройку опор под вертикальное озеленение, а каркас выгнать из композитного материала. Не придется долго зажимать болты и гайки, работать сваркой или нанимать специалистов. Достаточно будет связать каркас на хомутах, прикладывая куски арматуры к основным опорам в нужном месте, и затягивая вручную хомуты.

    Кроме того, прочную и долговечную арматуру можно использовать и для опор на огороде и в саду. Вы легко сделаете колышки для цветов и декоративных кустарников, для перца и томатов.

    Использование стеклопластиковой арматуры на даче не просто возможно, но и более того, полностью оправдано! Она дешевле стальной, проста в монтаже, отлично подходит для серьезных и легких конструкций, не требует специального оборудования и отлично вписывается в дизайн сада и газона, так как может быть выбрана в разных оттенках. Материал прослужит долгие годы без покраски и защитных средств, поможет вам сэкономить и повысить практичность работы на даче.

    Какая арматура лучше для фундамента: металлическая или стеклопластиковая?

    Технологию армирования бетона с использованием пластиковых материалов стали применять в Европе и США еще с середины 70-х годов прошлого столетия. Однако на нашем строительном рынке полимерная композитная арматура стала доступна широкому кругу потребителей сравнительно недавно.

    По мнению специалистов, выбор между металлической и стеклопластиковой арматурой для фундамента монолитной бетонной конструкции должен определяться условиями эксплуатации (особенно это касается участков с ежегодным сезонным подъемом уровня грунтовых вод) и расчетными весовыми нагрузками на нее.

    Читайте также:  Возведение фундамента под печь в бане своими руками

    Какая арматура лучше — металлическая или стеклопластиковая? Каковы в сравнении основные технические эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных материалов. Разберемся в статье.

    Сравнение технических характеристик.

    Основные отличия стали и пластика в сфере армирования бетона

    Стальная арматура — это круглый металлический пруток переменного или постоянного сечения, характеристики которого определяются свойствами стали, из которой он изготовлен. Поставляется в виде прямых отрезков длиной до 12 метров и диаметром от 8 до 32 мм.

    Армирующий материал из стеклопластика представляет собой конструкцию из продольных стекловолоконных нитей, покрытых слоем полимерной смолы, которая наносится напылением или по методу направленной навивки. Такая технология позволяет изготавливать арматуру по прочности превосходящую сталь.

    Материал поставляется в виде свернутых бухт, в которых длина прутка может, в зависимости от диаметра, превышать 100 метров.

    В то же время он не обладает пластичностью и не выдерживает воздействия высоких температур.

    Преимущества стеклопластиковой арматуры перед металлом

    От строителей можно услышать, что пластик просто не может быть материалом, который способен обеспечить качественное и надежное армирование бетона. Однако практика показывает, что это мнение ошибочно. Композитные армирующие материалы не только не уступают по прочности стали, но и превосходят ее. Кроме этого? они имеют ряд других преимуществ, среди которых следует отметить:

    • Небольшой вес, в 5-8 раз меньше, чем у металла. Следовательно, стеклопластиковую арматуру проще погрузить, перевезти и после этого работать с ней.
    • Материал поставляется в бухтах. Занимает меньше места при перевозке и хранении. Не требуется дорогой длинномерный транспорт. Кроме этого длина арматурного прута при сборке каркаса или сетки может быть любой, без дополнительных стыковых соединений.
    • Композитная арматура не проводит электрический ток и не намагничивается.
    • Не подвержена коррозионному воздействию и способна работать даже в кислых и щелочных средах.
    • Стеклопластик устойчив к воздействию низких температур и, в отличие от стали, не теряет своих свойств даже при -60˚C.
    • Лабораторные испытания на разрыв и прочность показали, что пластиковая арматура превосходит стальную по этим параметрам в 3 раза.
    • В отличие от металла, полимеры не обладают повышенной теплопроводностью. Это означает, что мостики холода в плотных конструктивных элементах полностью исключаются.

    Использование композитных материалов для армирования позволяет получать очень прочные, долговечные, износостойкие и, в то же время, легкие конструкции.

    Недостатки стеклопластиковой арматуры

    Помимо достоинств, пластиковые армирующие материалы имеют и свои недостатки. В этом отношении нужно сказать, что:

    • Композитный прут нельзя согнуть с малым радиусом изгиба. Поэтому в углах и местах примыкания приходится использовать специальные гнутые элементы заводского изготовления.
    • Пластиковые пруты невозможно сварить, если возникнет такая необходимость. Их только вяжут (про вязку подробнее изложено здесь) и, в определенные моменты, это может создавать неудобства.
    • Полимерные материалы не способны выдерживать нагрев более 80-100˚C. Поэтому после пожара, когда само здание осталось целым, армированные конструкции могут потерять свою надежность, чего не бывает с металлом.

    Недостатки неметаллической арматуры

    Не бывает идеальных во всем материалов, так и композитная арматура имеет ряд особенностей, которые накладывают ограничение на ее широкое использование. Минусы неметаллических элементов бетонной конструкции:

    • модуль упругости стали выше такового у стеклопластика в 4 раза, поэтому из железной арматуры выполняют плиты перекрытия и несущие элементы конструкции;
    • пластик невозможно сваривать, только вязка между собой или применение арматуры с металлическими наконечниками;
    • любые композитные прутки нельзя сгибать под прямым углом, для соединения берут специальные уголки или связывают встык с перехлестом;
    • механические свойства ухудшаются с нагревом, а при температуре 600 градусов происходит полное разрушение конструкции;
    • небольшой опыт работы с композитами у строительных бригад и отсутствие сертификации на большую часть возводимых объектов (по умолчанию задана металлическая арматура).

    В углах композитная арматура не гнется

    Свести недостатки к минимуму поможет сочетание в конструкции металлических узлов и пластиковых прутков различного диаметра. Такое взаимное сочетание считается оптимальным и надежным.

    Основные нюансы при армировании

    По большому счёту армирующий пояс из стекловолокна и стальной арматуры по своей конструкции почти не отличается. Но некоторые нюансы в монтаже существуют. Приведём некоторые из них:

    • Следует знать, что диаметральное сечение стальной арматуры 12 мм соответствует 8 мм из стеклопласта.
    • После того как смонтирована опалубка, для контроля количества заливаемого бетона можно провести линию по уровню.
    • По правилам армирования прутья должны углубляться в бетон не менее чем на 50 мм. Для обеспечения данного нормативного показателя, нижний пояс армирующего каркаса поднимают посредством укладки под него кирпичей. Верхний обустраивается ниже отмеченной линии на опалубке на 5 см.
    • При монтаже нижнего и верхнего пояса из стекловолокна лучше использовать цельные прутья. Для этого стараемся первоначально измерить необходимую длину и отрезать её от общей бухты. В том случае, если стыки всё же образовались, то прутья необходимо соединять внахлёст не менее одного метра.
    • Размеры ячеек должны составлять 15 см.
    • Для заливки основания используют бетонную смесь марки М400. Раствор можно приготовить и своими руками, но гарантировать качество будет сложно.
    Читайте также:  Что такое цокольный этаж в многоквартирном доме?

    Ленточный фундамент обеспечивает надёжность и прочность будущему строению. Поэтому к его обустройству необходимо подойти со всей ответственностью. Армирование – один из самых важных процессов, который сможет обеспечить необходимое качество. Выполнить его самостоятельно с учетом всех приведённых рекомендаций возможно, особенно если есть опыт работы со стальной арматурой. В противном случае лучше обратиться к профессионалам.

    Возможные области применения

    Предыдущий пункт расписывает все в черных красках. Но при его прочтении не стоит забывать о достоинствах материала. Благодаря своим физическим свойствам данный тип арматуры будет хорошим решением для:

    • Армирования кладки. В кладочных растворах часто используются противоморозные и другие агрессивные добавки, которые оказывают плохое влияние на стальные изделия. Стеклопластику такие модификаторы не страшны.
    • Армирование ленточного фундамента. Закладка арматуры в ленточный фундамент часто носит конструктивный характер (без расчета), поэтому стеклопластиковая арматура, легкая и устойчивая к химическим воздействиям может подойти, но применять её стоит осторожно, особенно для массивных зданий и фундаментов на проблемных грунтах (высокий уровень грунтовых вод, пучинистая, просадочная почва и т.д.).
    • Армирование дорожного полотна. Арматура не разрушается при контакте с грунтом.

    Помните, что не существует нормативной документации на композитную арматуру (СП, СНиП), поэтому ни один проектировщик не сможет грамотно посчитать конструкцию с такой арматурой. Не может идти никакой речи о применении данной арматуры в плитных фундаментах и ростверках, т.к. растягивающие нагрузки могут быть велики.

    Как правильно производить монтаж

    Процесс вязки арматуры состоит из следующих элементов:

    • От бухты вязальной проволоки отделяется кусок длиной 25-30 см.
    • Отрезок сгибается пополам.
    • Образовавшаяся полупетля заводится под перекрестие арматурных стержней и диагонально обхватывает его.
    • Крючок заводится в петлю, свободный конец придерживается рукой.
    • Свободный конец перехлестывается с крючком, который совершает вращательные движения. В результате проволочная петля закручивается и прочно соединяет стержни. Обычно хватает 3-4 оборотов.
    Как правильно производить монтаж

    При продольном соединении стержней выполняются аналогичные действия, только охват петли получается не диагональный, а поперечный. Рекомендуется устанавливать не менее 2 скруток на каждом продольном соединении.

    Стеклопластиковая арматура

    Для вязки стеклопластиковых стержней могут быть использованы как вязальная проволока, так и пластиковые хомуты. Вес арматуры значительно ниже, чем при использовании металлических прутков, поэтому пластиковые хомуты выдерживают нагрузки и рекомендуются для неподготовленных строителей, не имеющих опыта вязки каркасов.

    Как правильно производить монтаж

    Все приемы вязки, применяемые для соединения металлических стержней, используются и при изготовлении стеклопластиковых каркасов. Никаких принципиальных отличий не имеется.

    ВАЖНО! Композитные разновидности арматурных стержней используются сравнительно недавно, поэтому изучены слабо. Специальных методов соединения каркасов пока не разработано, на практике используют стандартные технологические приемы.

    Композитная арматура

    Как правильно производить монтаж

    Прежде всего, необходимо уточнить, что стеклопластиковая арматура так же относится к композитному типу, являясь одной из разновидностей. Помимо этого, существует углепластиковая и базальтопластиковая арматура, обладающая схожими качествами.

    Их отличие состоит в том, что они всегда окрашены в темный (черный) цвет, тогда как стеклопластиковые прутки имеют светлую желтоватую окраску. Все приемы и способы вязки, используемые для традиционных металлических каркасов, применимы и для этих видов арматуры.

    Единственным отличием всех композитных разновидностей можно считать невозможность выполнения сварных соединений. Кроме того, имеется возможность более широкого использования пластиковых хомутов взамен проволочных соединений, которая обусловлена малым весом материала.

    Как правильно производить монтаж

    Требования к армированию

    Требования и условия выполнения работ подробно изложены в СНиП 52-01-2003.

    Перечень условий и требований достаточно широк, но к основным из них можно отнести:

    • Форма и размеры ленты должны обеспечивать нормативное геометрическое размещение стержней с заданным шагом.
    • Не допускается слишком глубокое или мелкое погружение стержней в тело ленты. Предельные размеры и поля допусков подробно изложены в таблицах СНиП.
    • Использование только подходящих стержней, параметры которых соответствуют расчетным показателям.
    • На пересечениях стержней, находящихся по углам или примыканиям каркасной решетки, должны обеспечиваться прочные соединения. «Плавающие» стержни недопустимы.
    • Расстояние между стержнями должно соответствовать нормативным требованиям и обеспечивать свободное распространение бетонной массы при заливке. Слишком близкое расположение прутков может образовать воздушные пузыри, снижающие несущие качества ленты.