Композитная арматура и арматура из металла. Особенности стеклопластика

Композитная арматура и арматура из металла. Особенности стеклопластика

Арматура, изготовленная из стеклопластика, — это пруток, диаметр которого может находиться в интервале 4–18 мм, а длина составлять до 12 метров. Производится он из сверхпрочного пластика. На поверхность такого прутка в процессе его изготовления наносятся спиралевидные ребра, благодаря которым обеспечивается его надежное сцепление с бетонными конструкциями.

Пластиковая арматура, если сравнивать ее с металлическими изделиями аналогичного назначения, благодаря своим прочностным характеристикам и коррозионной устойчивости позволяет создавать более надежные и долговечные каркасные сооружения, что и объясняет популярность, которую активно приобретает данный материал.

Сравнение характеристик металлической и композитной арматуры

Немаловажным является и то, что арматура, изготовленная из стеклопластика, в отличие от металлических изделий, требует особых условий производства, использования качественного сырья и специального оборудования, поэтому ее изготовление в кустарных условиях исключено. Именно поэтому, приобретая на современном строительном рынке арматуру, изготовленную из стеклопластика, вы можете быть уверены в том, что это материал, изготовленный в полном соответствии с требованиями соответствующего нормативного документа.

Уникальные характеристики, которыми отличается арматура, сделанная из стеклопластика, объясняются свойствами ее структуры, включающей в себя:

• внутренний стержень, обеспечивающий прочность арматуры; такой стержень изготовлен из параллельных стеклопластиковых волокон, надежно соединенных полимерной смолой;
• внешний слой, который представляет собой волокнистое тело, накрученное по спирали вокруг внутреннего стержня; этот слой стекловолокна может быть нанесен по технологии песчаного напыления или двунаправленной навивки.

Стеклопластиковая арматура лучше, чем стальная, работает на сжатие на 30%, а на растяжение на 20%

Стеклопластиковая арматура , в зависимости от предпочтений производителя, может быть изготовлена по различным методикам. Так, на современном рынке есть возможность встретить изделия, внутренний стержень которых выполнен в виде косички из стеклопластикового волокна.

Арматура пластик или металл. Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая?

Понять, какая арматура лучше для фундамента — металлическая или стеклопластиковая, хотят многие люди, планирующие начать строительство. Сравнение современных и традиционных материалов позволяет в полной мере оценить, насколько рациональным окажется выбор того или иного варианта. Разобраться, что дешевле – металл или стеклопластик, оценить их достоинства и недостатки, поможет подробный обзор основных характеристик каждого типа стержней.

Разница в теплопроводности

Металл, традиционно используемый для изготовления арматурных прутков, обладает достаточно высоким коэффициентом теплопроводности. Конечно, этот показатель имеет основное значение в кладке стен, а не в конструкциях фундаментов, но если речь идет о цоколе, разница со стеклопластиком будет очевидна. Отличия явные: 47 Вт/м С против 0,35 Вт/м С. При возведении конструкций, которые нуждаются в снижении показателей по потерям тепла, стеклопластиковые варианты обладают явным преимуществом.

Это свойство востребовано там, где производится поясное армирование. Чтобы избежать образования мостиков холода в конструкциях, стальные прутки заменяются полимерными. Монтаж также осуществляется при помощи специальных дистанционных подставок, на которые и опираются стержни в слое бетона.

При заливке тонких плит, стяжек пола можно обойтись и без дополнительных опор.

Сравнение других характеристик

Основная сфера, где характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры можно сравнивать, — малоэтажное строительство. Именно здесь композитные материалы начали применяться еще в 70 годы XX века. В России они появились относительно недавно. Нельзя сказать, что пластиковые прутки обходятся дешевле, но в массе металл тяжелее, поэтому на тонну приходится меньшее количество прутка. Кроме того, материал существенно легче перевозить и хранить, ему не требуются специальные условия для складирования.

Сравнить, чем отличается стеклопластиковая и стальная арматура, можно сразу по нескольким параметрам.

• Сопротивление при растяжении (временное). У стальной арматуры оно составляет 360 МПа, у стеклопластиковой – 1200 МПа. В практическом применении это означает, что в конструкциях, подвергающихся растяжению, можно использовать более тонкие прутки композитного материала. Это преимущество уже используется в строительстве свай, ленточных фундаментах глубокого заложения.
• Модуль упругости. Он выше у металла — 200000 МПа против 55000 МПа.
• Тип профиля. У каждого из видов он периодический, обеспечивающий хорошее сцепление с бетоном.
• Плотность. Она у стеклопластиковой арматуры практически в 3,5 раза ниже. Это имеет значение при заливке фундаментов, нуждающихся в снижении нагрузки.
• Электропроводность. Композиты на полимерной основе являются диэлектриками. Металл электропроводен, что влияет на скорость его окисления при использовании в качестве элемента заземления.
• Соотношение диаметров. Стержни из пластика могут применяться в существенно меньших вариантах диаметра, чем стальные. В среднем разница составляет 3-4 мм.
• Относительное удлинение. У металла оно достигает 25%, стеклопластик таким деформациям практически не подвержен, его показатель – 2,2%.
• Способность к деформации под нагрузками. У металла при возникновении напряжений возникает искривление с площадкой текучести. Пластик не меняет своей формы и характеристик до момента разрушения.
• Коррозионная устойчивость. Стеклопластик подходит для применения в почвах с повышенной влажностью, в том числе с периодическим подъемом уровня грунтовых вод. Он устойчив не только к воздействию влаги, но и к щелочам. Черный металл такими достоинствами не обладает, он ржавеет, постепенно разрушается, теряет прочность при контакте с жидкостями. У полимеров аналогичные показатели увеличивают способность материала к саморазрушению — по этим параметрам композит вполне сопоставим со сталью.

Композитная арматура для фундамента. Технические характеристики

Стеклоарматура появилась еще в 1960-х годах. Ввиду ее высокой стоимости она применялась исключительно в условиях Крайнего Севера, где металлические конструкции быстро подвергались коррозионному воздействию. Композитные материалы использовались чаще всего для сооружения опор мостов. Благодаря быстрому развитию химической промышленности сильно снизилась цена стеклопластиковой арматуры. Это позволило стать доступным изделием, проявляющим себя только с хорошей стороны во всех строительных сооружениях различного назначения.

Широкая популярность стеклоарматуры способствовала разработке ГОСТ 31938-2012 , где обозначены требования к изготовлению арматуры и методы ее испытания. В соответствии с данным государственным стандартом композитная стекловолоконная арматура изготовляется диаметром от 0,4 до 3,2 см. Однако пользуются огромным спросом материалы диаметром 0,6; 0,8 и 1 см.

В техническом документе, кроме стандартов на геометрию и диаметр арматуры, обозначаются также требования к наружной поверхности изделий. На поверхности арматуры должны отсутствовать расслаивания, сколы, вмятины и другие дефекты.

Стеклопластиковый материал представляет собой высокопрочные прутья различного диаметра. Они изготавливаются из композитного материала – стеклопластика. Преимущественно они используются в бетонных сооружениях, а также для установки вместо железной арматуры. Стеклопластик подвергается покраске, декору, покрывается ПВХ пленками, а также поддается всем видам механической обработки. В зависимости от армирующей добавки выделяют стеклокомпозитную, углекомпозитную и комбинированную стеклоарматуру.

При выборе стеклоарматуры для монтажа фундамента сооружения необходимо учесть такие технические характеристики, как:

• верхний температурный предел использования стеклоарматуры составляет более +60ºС;
• предельная прочность во время растяжения – это соотношение приложенной мощности к площади сечения детали. Стеклокомпозитная арматура имеет предельную прочность 900 МПа, а углекомпозитная – 1400 МПа;
• упругость при растяжении для углекомпозитных материалов выше, чем для стеклокомпозитных в 3 раза;
• предельная прочность во время сжатия для любых типов стеклоарматуры должна быть выше 300 МПа;
• предельная прочность поперечного среза для стеклоарматуры должна быть не менее 150 МПа, а для углекомпозитной – не менее 350 МПа.

Композитная арматура недостатки. Что это такое?

Стеклопластиковая композитная арматура – прутья, выполненные из стекловолокна методом сплетания . В единичном экземпляре это нить, произведённая в виде прямых или скрученных прожилок, пропитанных эпоксидным клеем или иным похожим составом. В отдельных случаях применяют скрученные нитевидные волокна – прочность стеклоарматуры от этого не пострадает.

Альтернативный метод – стержень из стекловолокна, на который намотана карбоновая нить. И в первом, и во втором случаях АКС проходит через процесс полимеризации, отчего стройматериал, получаемый на выходе, представляет собой с виду, по внешним свойствам монолитный прут.

Технология производства стеклопластика в виде прута отличается заметно от выпечки (литья) стальной арматуры. От особенностей технологии, их соблюдения главным образом зависит, насколько арматура соответствует ожидаемым и заявленным характеристикам.

Более детально – стеклоарматура выпускается по методу растягивания. Стеклонити, намотанные на огромные катушки, разматываются – а затем пропитываются при помощи эпоксидного клея, состоящего из эпоксидной смолы и отвердителя. Перед затвердеванием пока ещё мягкая заготовка пропускается через сложную систему роликов, вальцев и тяг, которые, в свою очередь, удаляют излишки реактивов, в итоге дающих затвердевший эпоксидный клей. Эта же механика сжимает арматуру максимально возможно – чтобы волокна слиплись и притянулись друг к другу.

Далее заготовки подаются в печь, где эпоксидный клей отвердевает не за несколько часов или в течение суток, а за считаные секунды и минуты. Температура печи такова, чтобы разогреть, но не сжечь этот клеящий состав, а значительно более высокий температурный показатель позволяет сделать процесс производства непрерывным, и завод не простаивает, а постоянно производит новый стройматериал.

Арматуру из стеклопластика нельзя произвести при помощи одного-двух станков. Здесь задействован целый технологический комплекс, благодаря которому обеспечивается не только непрерывный поток большого объёма, но также и возможность изготовить партии по индивидуальному заказу.

Сырьём, как уже было сказано, здесь служит стекловолокно и клеящий состав.

Какая арматура лучше для фундамента железная или пластиковая. Особенности применения в разных видах фундаментов

Чтобы выбрать, какую арматуру лучше использовать для фундамента, нужно принять во внимание все вышеизложенные факторы. Наиболее распространенные типы фундамента, на которых можно использовать композитный материал, – это ленточный мелкозаглубленный, ростверк и монолитная плита.

Композитная арматура хорошо подходит для ленточного фундамента небольшой постройки

Для них берут арматуру толщиной 8-12 мм и со специальными насечками для надежного сцепления с раствором. Гладкие прутки типа А1 можно использовать для легких хозяйственных построек и в качестве маяков при заливке фундамента.

Пример использования пластиковой арматуры в плитном фундаменте

Особенности армирования фундамента дома:

• количество прутков рассчитывается из способа укладки и поясности армирующих слоев;
• для ленточного фундамента необходимо 2 таких слоя, для плитного — достаточно одного и песчаной подушки под основанием;
• шаг ячейки для стеклопластика не должен превышать 500 мм;
• углы фундамента проходят специальными уголковыми элементами, потому что соединение встык в углах не допускается;
• вязку арматуры в местах соединения осуществляют проволокой, скобами и специальным пистолетом или пластиковыми хомутами;
• для равномерного распределения каркаса в толще бетона потребуются фиксаторы арматуры, расстояние до поверхности оставляют 1-2 сантиметра;
• Столбчатый фундамент размещают ниже глубины промерзания (обычно от 0,7 до 1,5 метров в зависимости от региона), что исключает его подвижки и разрывы.

Композитной арматурой можно пользоваться при строительстве свайного фундамента небольшой постройки

Важно! Заливая раствор в опалубку, проверяют, чтобы все части каркаса были скрыты бетоном. В месте выхода арматуры на поверхность будут образовываться трещины и происходить дальнейшее разрушение фундамента.