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.

Зная все положительные и отрицательные моменты, можно правильно подобрать стеклопластиковую арматуру и использовать только в тех бетонных конструкциях и сооружениях, где это целесообразно и финансово оправдано.

Свойства и характеристики

Основными свойствами композитной арматуры, которые учитываются при армировании ленточного фундамента и других сооружений, являются:

• Прочность при растяжении — от 800 МПа (стеклопластиковая) и от 1400 МПа (углекомпозитная).
• Максимальная температура при эксплуатации — от 60°.
• Упругость при растяжении. Этот показатель в АУК по сравнению с АСП превышает в 2,5 раза.
• Максимальная прочность при сжатии — свыше 300 МПа.
• Прочность при поперечном срезе — в АСП — не менее 150 МПа, в АУК — не менее 350 МПа.
• Относительное удлинение АСП и АУК — 2,2%, в металлических аналогах — 0,195%.

ГОСТ 31938-2012 регламентирует технические условия, которые распространяются на арматуру периодического профиля. ГОСТами 32486-2013, 32487-2013 и 32492-2013 установлен порядок определения и испытаний структурных и термомеханических характеристик композита по следующим показателям:

• Тепловому расширению.
• Коэффициенту линейного теплового расширения, в том числе дифференциального и среднего.
• Стеклованию.
• Температуры стеклования.
• Продольной капиллярной пористости.
• Стойкости к агрессивным средам;
• Пределам прочности по нескольким параметрам.

В нормативных документах указаны общие положения испытаний и рекомендуемый номинальный диаметр стеклопластиковой арматуры, который в соответствии СНиП 52-01-2003 можно применять при проектировании бетонных конструкций. Учитывая технические условия, предусмотренные государственными стандартами, сечение прутьев может быть и других размеров. Композит диаметром от 4 до 8 мм поставляется в бухтах стандартного либо заявленного метража, а также отрезками от 50 до 1200 см. Производители руководствуются собственными и отраслевыми ТУ с протоколами испытаний. Кроме этого на выпускаемую продукцию предусмотрены сертификаты.

Расчет для разных фундаментов

Перед тем как приступить к строительству фундамента ленточного типа с каркасной основой из композитного материала выполняется расчет метража прутьев, необходимого для армирования. При расчетах используется техническая документация с нормативами и техническими условиями. По рекомендациям СНиП минимально допустимое количество стеклопластиковой арматуры в бетонных конструкциях должно составлять не менее 0,1% от общей площади сечения строящегося фундамента или сооружения. Во внимание берутся фактические размеры основания к общему сечению стержней. Расчеты проводятся индивидуально для каждого объекта.

Сфера применения

Композитная арматура получила широкую область применения — это:

• Промышленные, гражданские, коммерческие и жилые строения.
• Дорожно-строительная сфера — армирование дорожного покрытия.
• Укрепления откосов на автотрассах.
• Мосты и береговые укрепления.
• Ленточные и другие типы фундаментов.
• Бетонные конструкции и сооружения.
• Кладка из кирпича и пеноблоков, где предусмотрены гибкие связи.

Большая популярность использования композитной полимерной арматуры наблюдается в коттеджном строительстве. Новый материал активно задействуется в сфере капитального строительства.

Сравнение арматуры стеклопластиковой со сталью

Сравнивая арматуру композитную с металлическими аналогами, можно понять, насколько выгодно использовать ее в строительстве:

• Удельный вес меньше в 8-10 раз (показатели варьируют в зависимости от диаметра прутьев).
• Прочность на растяжение в 2-3 раза больше (у стальных аналогов 400 МПа).
• Длина значительно больше — до 150 м.
• Благодаря диэлектрику не пропускается ток, и не создаются радиопомехи.
• Отсутствуют мостики холода.
• Низкий показатель теплопроводности.

Взаимозаменяемость по диаметру с металлическими аналогами:

Как армировать фундамент композитной арматурой

При строительстве коттеджей все чаще стали применяться новые технологии, которыми предусмотрено использование современных материалов, поэтому необходимо знать технологию. Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой предусматривает создание каркасной основы. Используя неметаллические прутья, сварочные работы полностью исключаются, поэтому очень важно выполнять правильно вязку проволокой.

Сборку небольшого каркаса следует производить на ровной площадке, после чего изделие в готовом виде устанавливать в траншею или другое нужное место. Армирование стеклопластиковой арматурой предусматривает создание двух поясов — верхнего и нижнего. В качестве соединительных элементов выступают поперечные, продольные и вертикальные прутья, которые крепятся с интервалом 20-23 см (из металла — 10-20 см). Диаметр арматуры предусмотрен не менее 12 мм, но для фундаментов не несущих больших нагрузок будет достаточно 6-8 мм.

Если конструкция для армирования фундамента имеет большие параметры, тогда работы выполняются непосредственно на месте установки и в следующей последовательности:

• в траншее укладываются расчетное количество поперечных прутьев;
• поверх размещаются основная продольная арматура;
• выполняется связка, в результате чего образуются ячейки определенного размера (чем больше расстояние между прутьями, тем больше получаются ячейки);
• когда нижние элементы соединены между собой, устанавливаются вертикальные стержни, к которым крепится верхняя несущая обрешетка.

Лучше для армирования подходит ребристая арматура, у которой характеристики соответствуют требованиям ГОСТ и СНиП. Укладка стеклопластиковой арматуры выполняется с соблюдением таких же технологий, как и для металлических аналогов. Нижний пояс следует немного приподнимать над землей. Для этого крепление прутьев нижнего ряда осуществляется на вертикальном стояке либо опорой служат одинаковые по размеру камни. Толщина защитного слоя из бетона до верхнего пояса должна составлять не менее 2,5 см. При выполнении загибов на краях и углах соблюдается равномерность — длина загнутого прута не должна быть меньше 25-30 см.

Применение стеклопластиковой арматуры для армирования фундамента является новой технологией, которая еще не проверена временем. Поэтому необходимо производить предварительные расчеты и строго соблюдать правила сборки и укладки стекловолоконных прутьев. Во время заливки необходимо следить за тем, чтобы геометрия каркасной основы оставалась неизменной.