Фундамент из стеклопластиковой арматуры. Расчетные характеристики

Фундамент из стеклопластиковой арматуры. Расчетные характеристики

Расчет железобетонных элементов выполняют по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» по 2 группам предельных состояний (ГПС).

• 1 ГПС — расчет по несущей способности. Проверяют, может ли элемент выдержать нагрузку, прикладываемую к нему. Расчет ведут с учетом прочности материала.
• 2 ГПС — расчет по жесткости. Здесь учитываются деформации и величина раскрытия трещин железобетонных конструкций. Расчет ведут с учетом модуля упругости материала.

В железобетонном элементе сжимающую нагрузку берет на себя бетон, а функция арматуры — предотвратить разрушение под действием деформаций. Производители композита заявляют о высоких прочностных характеристиках (Rs), но умалчивают о модуле упругости (Еs). Именно эта величина определяет деформативность конструкции.

Рассчитать деформативность можно, разделив прочность на модуль упругости. Для стальной арматуры А400 Rs = 360 МПа, Es = 200000 МПа, отсюда получаем деформативность равную 0,0018 или 0,18 %. Для стеклопластиковой арматуры Rs = 1000 МПа, Es = 50000 МПа. Деформативность равна 0,02 или 2%. Т.е. на 1 метр конструкции растяжение композитной арматуры возможно до 2-х см против 0,18 см у стальной, представьте какие трещины будут образовываться в конструкции. Арматура предназначена для предотвращения растрескивания и растяжения. Композитная справляется с этой функцией в 10 раз хуже, чем стальная.

Особенно важно это качество при армировании плит перекрытия и различных балок. Здесь деформации очень велики, поэтому армирование таких элементов композитом невозможно.

При применении в конструкциях с предварительным напряжением, его потери со временем для стали составляют 20-30% (то насколько теряется жесткость конструкции). Для стеклопластиковой арматуры это значение может дойти за 5-10 лет до 80-90%, потому что это органический материал. То есть весь смысл предварительного напряжения пропадает.

Обратите внимание что ни один производитель напряженного железобетона (плиты, балки) не использует композитную арматуру. Для неё нет нормативных документов (СП, СНиП), поэтому невозможно рассчитать как она себя поведет.

Исходя из этого, заверения производителей о высокой прочности материала справедливы, но на нормальную работу конструкции влияет не только прочность. По деформативности стеклопластик значительно уступает стали.

Как соединить стеклопластиковую арматуру. Чем резать стеклопластиковую арматуру

Резка стеклопластиковой арматуры осуществляется болгаркой, также как и в случае с металлической, только этот процесс отнимает намного меньше времени, чем резка металлических стержней, за 4 - 5 секунд, можно разрезать несколько стеклопластиковых стержней диаметром 12мм.

Как и чем вязать стеклопластиковую арматуру:

1. Металлической проволокой, в этом случае процесс ничем не отличается от вязки металлической арматуры, можно осуществлять крючком либо специальным пистолетом;
2. Пластиковым хомутом-стяжкой - этот способ значительно сокращает время на вязку арматурного каркаса, и не ухудшает его прочностных характеристик, главное чтобы на момент заливки, стержни были надежно связаны хомутом;
3. Специальными креплениями – данный способ тоже упрощает работу по соединению арматуры, достаточно просто защелкнуть специальное крепление на арматурных стержнях, и они будут надежно соединены между собой;

Каркас из стеклопластиковой арматуры

Связать объемный каркас, для ростверка или ригеля, из композитной арматуры тоже не составит труда. Процесс в точности такой же, как и в случае с каркасом из металлических арматурных стержней, только из-за того что композитные стержни нельзя согнуть, хомуты стягивающие каркас будут из металла.

Можно сделать заключение, что монтаж неметаллической арматуры это довольно легкий процесс, не требующий специального образования и каких – либо особенных знаний. А с учетом низкого веса, работать с этим материалом быстрее и легче.

Стеклопластиковая арматура для перекрытия. Композитная арматура в плитах перекрытия

Сегодня хотелось бы дать ответ на часто поступающий и очень волнующий многих вопрос о том, возможно ли использование стеклопластиковой арматуры при армировании плит перекрытия.

До сих пор в строительной сфере бытует мнение о том, что применение стеклопластиковой арматуры в армировании плит перекрытий является скорее исключением, чем нормой. Кроме того, многие придерживаются позиции, что из-за низкого модуля упругости стеклопластиковой арматуры это и вовсе невозможно. Но, это не совсем так. Дело в том, что применение АСК в плитах перекрытия требует особого подхода.

Низкий модуль упругости стеклопластиковой арматуры предполагает осуществление специальных расчетов для армирования плит перекрытий. К произведению расчетов необходимо привлекать высококвалифицированного специалиста конструктора, который сможет тщательно продумать план армирования с учетом применения АСК.

При проведении расчетов нужно подобрать оптимальный диаметр арматурных стержней, а также определить размер шага во время укладки материалов. Чтобы обеспечить безопасность здания во время эксплуатации, необходимо применять стеклопластиковые арматурные стержни с таким диаметром, который обеспечит равнопрочную замену стальным стрежням, высота здания при этом, не более 3-х этажей, а сечение прутков — не менее 10 мм. Для определения точного диаметра арматурных стержней для конкретного сооружения, нужно учитывать габариты конструкции, толщину плиты, нагрузки, которые будут приходиться на нее. При условии соблюдения всех вышеуказанных критериев относительно расчетов, армирование стеклопластиковой арматурой в плитах перекрытия позволит обеспечит долгий и качественный срок службы вашему объекту.

Стеклопластиковая арматура для фундамента бани. Что это такое композитная арматура для фундамента: характеристики, технология монтажа, отзывы

До недавнего времени считалось что, альтернативы стальной арматуре нет и не может быть.

Бурное развитие химической промышленности опровергло это суждение, подарив человечеству большое количество новых синтетических материалов, в том числе прочный композит.

Из него стали изготавливать стержни, которые по своим характеристикам не уступают стальным прутам. В России уже в начале нулевых XXI века строители стали повсеместно вязать каркасы для монолитных фундаментов из композитных прутов.

Что это такое?

Это неметаллические стержни гладкого и периодического профиля. Их изготавливают из волокон, как природного, так и синтетического происхождения, которые затем пропитывают вязким полимером.

Классификация

Неметаллические стержни разделяют по основному исходному материалу на три группы:

1. Арматура стеклопластиковая (АСП) представляет собой стержни из стекловолокна, пропитанные термореактивными смолами.

   Волокна создают прочные длинномеры, которые накрепко связаны быстротвердеющим вяжущим составом;

2. Базальтопластиковые изделия (АБП) – это базальтовые волокна, скреплённые такими же полимерными смолами, что и АСП. Композитные стержни отличаются стойкостью к воздействию агрессивных сред.
3. Углепластиковые длинномеры (АУП) являются самым прочным, но и самым дорогим материалом и для вязки каркасов монолитных фундаментов не применяется.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам композитной арматуры относятся следующие показатели:

• Прочность на разрыв . Разрывная прочность является важнейшей характеристикой арматуры так, как она в монолите фундамента испытывает разрывные нагрузки. Прочность на разрыв композитных стержней в несколько раз выше стальных аналогов. Эта особенность полимерных длинномеров заметна, когда по расчётам композит ø 8 мм способна заменить стальные стержни ø 12 мм.

  Там, где стержни работают на прогиб, применяют продукцию из стали. Композит не выдерживает такого вида деформации.

• Модуль упругости . Характеристика отражает способность материала восстанавливать свою форму после деформационного воздействия со стороны внешних сил. Чем этот показатель выше, тем меньше вероятность появления микротрещин в массиве монолита. По этому параметру сталь превосходит полимер. Это относится к конструкциям, работающим на изгиб.

  Модуль упругости стальной арматуры равен 200 000 Мпа. У композита он 55 000 Мпа. Поэтому вместо стальных стержней потребуется композитной арматуры практически в 4 раза больше.

• Удельное удлинение . Параметр отражает увеличение длины стержня после его разрыва и выражается в процентах.

  Сказать проще, характеристика влияет на растрескивание монолита. Чем выше её величина, тем больше риск разрушения бетонной конструкции.

  Если удельное удлинение у стеклопластика и базальта составляет 2,2 — 2,5%, то у стали оно равно 25%.

• Плотность . Характеризуется удельным весом материала. Чем больше вес одной единицы объёма стержня, тем она прочней.

  У композита плотность примерно равна 2 тн/м³тогда как у стали её величина составляет 7,85 тн/м³.

• Теплопроводность . Способность материалов передавать тепловую энергию менее нагретым телам называют теплопроводностью.

  Арматура, заложенная в фундаменте, с низкой теплопроводностью будет препятствовать утечке тепла из дома. Коэффициент теплопроводности композита – 0,35, у стали – 46.

• Антикоррозионная стойкость . В этом отношении стальная продукция полностью проигрывает композитным стержням. Полимеры не подвержены коррозии, но зато теряют свои прочностные характеристики от старения.
• Диэлектрические свойства . В отличие от высокой электропроводности стальной арматуры композитные каркасы в монолите не создают помех для передающих электрических приборов.

  Диэлектрические полимеры не препятствуют прохождению радиосигналов по причине отсутствия собственных электромагнитных полей.

• Вес . От того сколько весит материал зависит общая масса фундамента. Использование композита значительно уменьшает давление фундамента на грунтовое основание.

  Полимерный материал в отличие от стальных изделий переносят небольшими партиями в опалубку вручную.

  Транспортировать пластиковые стержни намного проще, чем стальные. Во-первых, её хранят и перевозят в бухтах, а во-вторых, для перевозки достаточно использовать небольшой грузовик такой, как «Газель».

Можно ли использовать композитную арматуру вертикально. Преимущества и недостатки неметаллической арматуры

Пожалуй, самым значимым достоинством стеклопластиковой арматуры является ее инертность по отношению к различным агрессивным средам. Так, фундаменту, который усилен при помощи такой арматуры, не страшна соленая морская вода, а также растворы, содержащие в себе щелочные и кислотные составляющие. Не менее важными преимуществами композитных армирующих элементов являются:

• неподверженность процессам гниения, образованию и развитию коррозии;
• небольшой вес (так, один метр стеклопластиковой арматуры, имеющей диаметр 6 мм, весит всего 0,05 кг, в то время как масса метра такого же прутка, изготовленного из металла, составляет 0,395 кг);
• прозрачность для магнитных волн и радиоволн благодаря диэлектрическому материалу;
• отсутствие больших сложностей при перевозке и использовании;
• близость коэффициента теплового расширения к соответствующему показателю для бетона;
• универсальность и простота использования, позволяющие применять такую арматуру во многих сферах.

Сравнение параметров композитной и стальной арматуры

Если говорить о применении стеклопластиковой арматуры, то она, как и изделия подобного назначения из металла, используется для укрепления фундаментов, бетонных колонн, столбов, опорных конструкций другого назначения. Кроме того, такую арматуру применяют в дорожном строительстве, для укрепления промышленных полов, стен септиков, тротуаров, настилов, ограждающих конструкций и др.

Стеклопластиковой арматурой часто заменяют металлические прутки при производстве плит перекрытия и фасонных изделий из бетона. Опыт использования арматуры из композитных материалов свидетельствует о том, что она хорошо демонстрирует себя в качестве элемента укрепления фундаментов деревянных и каркасных домов.

Таблица равнопрочной замены металлической арматуры на стеклопластиковую

Если говорить о недостатках стеклопластиковой арматуры, то к ним следует отнести следующие.

• Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо переносит высокие температуры.
• По сравнению с металлическими изделиями, стеклопластиковая арматура значительно хуже переносит растягивающие и сжимающие нагрузки. Так, модуль упругости металлических арматурных прутков в 3,5 раза выше, чем у изделий из стеклопластика. Фундамент для крупного строительного объекта, для укрепления которого используется такая арматура, необходимо заливать очень медленно, постоянно корректируя свои действия. Если не придерживаться такой рекомендации специалистов, обладающих большим опытом использования данного материала, то бетонный каркас может «поплыть».
• При значительных нагрузках каркас из стеклопластиковой арматуры может начать выгибаться, что приводит к сколам, трещинам и другим дефектам бетонных конструкций.