Как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента стеклопластик

Подойдет ли стеклопластиковая (композитная) арматура для ленточного фундамента

Последнее время на рынке строительных материалов появляется все большее количество новинок, разобраться с которыми непрофессионалу не под силу. Одной из таких новых технологий стало применение стеклопластиковой арматуры. Производители позиционируют свой товар, как арматуру, имеющую массу преимуществ относительно привычных стальных стержней, но так ли это?

Что такое композитная арматура и ее виды

Композитные материалы — это целая группа арматурных стержней, отличающихся по типу исходного сырья. Композит получил свое название из-за того, что в его составе содержится несколько элементов. Первый — волокна из различных видов сырья, второй — термореактивный или термопластичный полимер (смола). После отвердевания вяжущего получают прочные стержни.

В зависимости от происхождения волокон различают несколько видов арматуры:

• стеклопластиковая;
• базальтокомпозитная;
• углекомпозитная;
• арамидокомпозитная;
• комбинированная, состоящая в основном из одного вида волокон, но имеющая включения по всей длине другого вида.

Наиболее распространено применение стеклопластиковой арматуры, о ней дальше и пойдет речь. Структура стеклопластиковой арматуры схожа со строением древесины. Точно так же вдоль стержня располагаются волокна, которые за счет вяжущего образуют единое целое.

Достоинства применения

Армирование таким материалом имеет следующие преимущества:

• Возможность сматывать материал в бухты существенно облегчает его транспортировку и снижает затраты на самостоятельное строительство — арматуру можно доставить на собственном автотранспорте.
• Небольшой вес изделий упрощает работу своими руками. Нет необходимости в применении большого количества рабочей силы и грузоподъемной техники. Для сравнения, плотность стали составляет 7850 кг на кубометр, в то время как кубический метр композитного материала имеет массу 1900 кг. Отсюда можно посчитать, что масса стеклопластиковой арматуры в 4,13 раза меньше, чем стальной.
• Устойчивость к коррозии. Самая главная проблема стальных прутов — они подвержены появлению ржавчины. Стеклопластик не боится воды и различных агрессивных сред. Армирование композитным материалом хорошо подойдет для бетонов с добавками различных модификаторов (противоморозные и тому подобное).
• Также к достоинствам относят то, что стеклопластик плохо проводит тепло и не проводит электрический ток. Бетонные конструкции не обеспечивают необходимой теплоизоляции здания, поэтому к ним всегда предусматривают слой утеплителя, который предотвращает тепловые потери. В связи с этим низкая теплопроводность композита не играет существенной роли. Непроводимость электричества дает некоторые преимущества. Но иногда в железобетонных конструкциях предусматривают выпуски стержней для устройства заземления или молниезащиты. При использовании стеклопластиковой арматуры такие мероприятия невозможны.

Недостатки и мифы

Материал достаточно новый, поэтому не до конца изучен. Применение в массовом строительстве такого типа стержней делает невозможным отсутствие нормативной базы для расчета. По стеклопластику существует только ГОСТ 31938-2012. Это недавно появившийся и единственный нормативный документ. ГОСТ предусматривает технические требования к материалу, но не дает рекомендаций по расчету, производители приводят лишь примерные значения соответствующих стальных стержней.

Армирование композитом имеет следующие недостатки:

• Невозможность гибки: материал могут изогнуть только на заводе по заранее предоставленным схемам;
• Невозможность применения сварки. Обычно сварка применяется на больших каркасах, в частном домостроении арматуру чаще вяжут.
• Неустойчивость к высоким температурам. Сталь начинает терять свои свойства при нагреве до 600 градусов Цельсия. В случае с композитом потеря несущей способности происходит намного раньше. А это значит, что при пожаре бетонные перекрытия и балки обрушатся быстрее.

Помимо недостатков существуют сомнительные моменты, о которых стоит знать.

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.

Уменьшение веса конструкции

Небольшая масса материала существенно снижает трудоемкость, но стержни не могут дать существенного уменьшения веса всей конструкции, которым добиваются уменьшения нагрузок на фундамент.

Для обоснования приводятся числовые значения:

1. Нагрузка на фундамент от плиты 6 м на 1,5 м и толщиной 0,2 м из железобетона равняется сумме массы бетона и арматуры. Процент армирования принимаем 3%. Объем бетона = 6 * 1,5*0,3 = 2,7 м³. Умножив этот объем на процент армирования получим объем стали = 2,7 * 0,03 = 0,081 м³. Масса бетона = 2,7м³ * 2000 кг/м³ = 5400 кг. Масса стали = 0,081 м³ * 7850 кг/м3 = 636 кг. Итого масса плиты = 6036 кг.
2. Для такой же плиты армирование предусмотрено стеклопластиком. Объем бетона, арматуры не меняется, масса бетона тоже. Масса арматуры = 0,081 м³ * 1900 кг/м³ = 154 кг. Масса плиты равна 5400 кг + 154 кг = 5554 кг.

Из приведенных выше вычислений видно, что суммарная масса элемента отличается меньше, чем на 500 кг. При массе плиты более 5000 кг это не очень большое значение. Поэтому применение стеклопластиковой арматуры для снижения нагрузки на фундамент экономически необоснованно, так как композит стоит дороже.

Долговечность

Можно верить производителям композитной арматуры на слово, о том что срок службы композитной арматуры составляет 80 лет. Но сомнительными их слова делают два факта:

• Сталь применяется человеком уже долгие годы, о ней много информации, можно довольно точно определить ее срок службы в тех или иных условиях. Композитные стержни — новый материал. Сведений о ее эксплуатации в течение долгого периода, а именно заверенные 80 лет, нет.
• Композитные пруты — органический материал. Со временем в любом органическом веществе происходит разрыв полимерных связей, так называемый процесс “старения” органики, это приводит к потере свойств материала, иногда к разрушению (например резина становится жесткой и начинает растрескиваться через определенное время).

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.

Армирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент в зависимости о сечения может быть двух типов:

В т-обазной конструкции ленточного фундамента стенка работает только на сжатие, и арматура закладывается в нее без расчета. Подошва при этом воспринимает изгиб и рассчитывается. Стеклопластик можно закладывать в стенку, но в подошву — с осторожностью. Она подойдет только для небольших нагрузок.

При прямоугольном сечении ленточного фундамента композитные стержни применять можно. Это связано с тем, что данная конструкция в основном работает на сжатие. Рабочее горизонтальное армирование (диаметр и количество прутов) определяют из процента армирования, равного, как приводилось ранее 2-3%. Хомуты для небольших зданий подбирают исходя из конструктивных требований в документе «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию», здесь также приведены минимальные диаметры рабочего армирования. В этом документе представлены требования для стальных стержней, для композита нормативов нет, поэтому застройщик может его применять на свой страх и риск.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод: стеклопластиковая арматура еще не изученный до конца материал. Его использование на сегодняшний день возможно только для конструктивного армирования, но для рабочего армирования применять данный материал не стоит. Особенно не подходит композит для армирования балок, перекрытий и ростверков, т.е. там где большие изгибающие и крутящие моменты.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник

Вязка пластиковой арматуры для фундамента

Характеристики стеклопластиковой арматуры

В строительстве различают три основных типа стеклопластиковых изделий, применяемых для формирования арматурных каркасов при бетонировании:

• стеклокомпозитные;
• углекомпозитные;
• комбинированные.

Различные виды арматуры предназначены для работы в определенных условиях.

По пределу прочности на растяжение лидирует углепластиковая арматура с показателем 1400 МПа (у стеклокомпозитных изделий этот показатель, для аналогичного по диаметру прута, составляет 800 МПа). Есть также различие по модулю упругости – пруты из углепластика надежнее композитных элементов в 2,5 раза.

Стеклопластиковые прутки изготавливаются на заводе в бухтах. Диаметр изделий варьируется от 4 до 32 мм. Для лучшего сцепления с бетоном, поверхность прутов делают ребристой.

Применение стеклопластиковых прутов имеет ограничение по температуре. При температуре свыше 60 o С, стеклопластик теряет свои прочностные характеристики. Также следует учитывать предельный показатель для стеклопластика по прочности на сжатие – 300 МПа.

Подробнее про композитную арматуру мы уже писали в этой статье.

Необходимые материалы и инструменты

Перед тем, как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента, необходимо закупить материалы и подготовить инструменты для работы.

Обычно для усиления монолитных конструкций применяются горизонтальные плоские сетки, соединенными пространственными связями в единое целое. Такая схема подходит для укладки ленточного и плиточного фундамента под здание, или для подготовки каркаса под заливку основания для забора.

Отдельные пруты между собой связывают металлической проволокой с помощью специальных крючков или пистолета (материал по теме вязки арматуры представлен здесь).

Также их можно соединять хомутами.

До начала работ приобретают следующие материалы:

• стеклопластиковые пруты (диаметр должен соответствовать проектной документации);
• металлическую проволоку или пластиковые хомуты.

Арматура из пластика поставляется в бухтах, поэтому перед началом работ ее необходимо нарезать по размеру. Резать арматуру можно обычной ножовкой по металлу или отрезным диском углошлифовальной машинки (материал по резке стеклопластиковой арматуры размещен тут). Размечать пруты на отдельные куски удобно будет маркером.

Для нарезки проволоки на отдельные куски будет достаточно бухту с проволокой раскроить на 3 части углошлифовальной машинкой.

Для придания проволоке большей эластичности, ее рекомендуют отжечь на костре. После термической обработки проволока легко гнется и затягивается узлом на месте соединения арматурных прутов. Необработанная проволока хуже затягивается и не дает плотного захвата соединения, а также чаще рвется.

В качестве инструмента для вязания проволоки могут использоваться:

• плоскогубцы;
• вязальные крючки;
• вязальные пистолеты.

Работать плоскогубцами неудобно. Для получения правильного узла приходится прикладывать много усилий, а скорость работы будет ниже в несколько раз, чем при использовании других инструментов. Чаще всего строители применяют вязальные крючки.

Крючки бывают двух видов:

• Ручные. Такой инструмент потребуется вращать усилием руки.
• Полуавтоматические. Они снабжены внутренней резьбой, и при протягивании ручки назад, крючок проворачивается, затягивая узел.

Обычный крючок можно приобрести в строительном магазине, но также его легко смастерить самостоятельно из толстой стальной проволоки (об этом читайте в этом материале).

Вязальный пистолет существенно ускоряет процесс подготовки каркаса, но это достаточно дорогой инструмент. Кроме того, габариты пистолета не позволяют осуществить захват соединения прутов в труднодоступных местах — там все равно придется работать обычным крючком.

Инструкция по вязке композитной арматуры

Чтобы создать прочный пространственный каркас из арматурных прутов, места соединений необходимо связать. Надежность узла должна обеспечить сохранность арматурной сетки без изменений первоначального вида при заливке раствора.

Для фиксации соединений чаще всего используют металлическую проволоку. Это самый простой и надежный способ, который не требует специальной подготовки монтажника. Металлическую арматуру также сваривают, но для стеклопластика такой вариант не подходит.

Процесс вязки стеклопластиковых прутов можно разбить на несколько этапов:

• Арматуру нарезают по заданным размерам, для чего потребуется размотать бухту.

• Поперечные прутки укладывают на специальные пластиковые подставки-фиксаторы.

• Сверху на поперечные пруты укладывают продольные, соблюдая равномерное расстояние между отдельными элементами.
• В тех точках, где есть пересечение прутов, необходимо выполнить связку. Для этого под место соединения протягивают сложенный вдвое отрезок проволоки и скручивают петлю крючком, захватывая свободный конец (на фото вариант с лагами вместо фиксаторов).

• Собрав нижнюю горизонтальную сетку, приступают к выставлению вертикальных прутов.

• Закрепив нижнюю часть вертикальных прутов, приступают к монтажу следующего горизонтального ряда.
• Готовый каркас опускают в опалубку.

На практике рабочие часто сперва готовят рамку из металлической арматуры, к которой уже монтируют стеклопластиковые пруты. Такой каркас получается более прочным, хоть и довольно дорогим.

Нюансы вязки пластиковой арматуры

При подготовке каркаса для разных видов фундамента, также применяют различные техники вязки композитной арматуры. Методы вязки учитывают особенности монолитных конструкций. Рассмотрим самые популярные варианты вязания стеклопластиковых прутов.

Для ленточного фундамента

Вязка стеклопластиковой арматуры для ленточного фундамента осложняется наличием боковых примыканий, множеством пересечений и необходимостью готовить углы.

В точках соприкосновения фундаментных линий каркасы связывают, используя П-образные фрагменты. Таким образом соединяют перпендикулярную сетку с наружным армированием.

Для формирования углов стеклопластиковые пруты сгибают под прямым углом, но сделать это в условиях стройплощадки непросто, поэтому чаще просто заказывают готовые Г-образные изделия, которые и привязывают проволокой к основному каркасу. В этом случае перехлест должен составлять не менее 300 мм, а число вязок — не менее двух.

Готовые арматурные сетки в каркасе ленточного фундамента соединяют прямыми отрезками. Пересечения состыковывают внутри опалубки в точке установки.

При вязке каркаса для ленточного фундамента следует придерживаться следующих правил:

• вязать каркас можно как внутри опалубки, так и на свободной площадке, но второй вариант предпочтительнее;
• расстояние от границ опалубки должно составлять не менее 2,5 см.

Для плитного фундамента

Для подготовки плитного монолитного основания под дом готовят арматурный каркас из горизонтальных сеток. В зависимости от проектной нагрузки, каркас может состоять из одного или двух горизонтальных рядов, связанных между собой.

Чтобы нижнюю сетку установить над уровнем пола на нужной высоте, используют специальные пластиковые подставки с направляющими выемками под пруты. Их расставляют на расстоянии 1000-1500 мм друг от друга, что позволяет придать всему каркасу строго горизонтальное положение.

Особенностью заливки плитного фундамента, как и плиты перекрытия, заключается в необходимости проведения работ на месте. Обычно это довольно большие бетонные конструкции, не предназначенные для перевозки и перемещения. Поэтому перед тем как связывать арматурный каркас для плитного фундамента, нужно подготовиться и выполнять работы осторожно, не наступая на собранные сетки.

Существует способ связывания арматурного каркаса плиточного фундамента с элементами ленточной конструкции. Для этого заготавливают пруты размером превышающим габариты плиты, чтобы была возможность связать их с каркасом ленточного фундамента. Между собой арматурные сетки связываются металлической проволокой с помощью вязального крючка.

Источник