Новые технологии традиционно вызывают сомнения, особенно у опытных мастеров с многолетним стажем. Сегодня многие мастера стоят перед выбором, что лучше для закладки ленточных фундаментов и других конструкций – полимерная или металлическая арматура. Однозначного ответа на этот вопрос нет, так как оба варианта имеют свои преимущества и недостатки, поэтому необходимо разобраться в характеристиках каждого вида материала, чтобы составить собственное мнение.
Что такое стекловолоконная арматура для фундамента: свойства, особенности применения, монтаж и скрепление, отзывы
Одним из новых строительных материалов является стекловолоконная арматура, которая часто используется для обвязки фундамента.
Это сырье значительно превосходит другие виды материалов, которые ранее использовались для фундаментов домов.
Для того чтобы понять конкретные области применения, где может использоваться стеклопластиковая арматура, целесообразно рассмотреть ее технические свойства, преимущества и недостатки, а также понять принципы работы с этим материалом.
Что это такое?
Другое название стеклопластиковой арматуры – композит, что означает сочетание нескольких материалов в ее составе. Это конструкционный материал на основе неметаллических волокон, которые соединяются в композит. В качестве сырья для производства таких материалов используются
- базальтовое волокно
- углеродное волокно
- стекловолокно.
В практическом применении наиболее распространено армирование стекловолокном.
Сам материал состоит из основного сердечника и внешнего слоя. Основной армирующий сердечник представляет собой пучок параллельных волокон, скрепленных эпоксидной или полиэфирной смолой.
Внешний слой представлен спиральной намоткой волокон.Бетон хорошо сцепляется при заливке фундамента.
Что это такое?
Это неметаллические стержни с гладким и правильным профилем. Они изготавливаются из волокон натурального и синтетического происхождения, которые затем пропитываются вязким полимером.
Классификация
Неметаллические стержни делятся на три группы в зависимости от основного исходного материала:
- Стекловолоконная арматура (GFRP) GFRP – это стержни из стекловолокна, пропитанные термореактивными смолами. Волокна образуют прочные, длинные стержни, которые прочно связаны быстротвердеющим связующим;
- базальтопластиковые изделия (БПП) – это базальтовые волокна, соединенные с теми же полимерными смолами, что и ПБП. Композитные стержни устойчивы к воздействию агрессивных сред.
- Длинные стержни из углепластика (CFRP) являются самым прочным, но и самым дорогим материалом и не используются для придания жесткости монолитным фундаментным рамам.
Технические данные
К основным техническим свойствам композитной арматуры относятся
- Прочность на растяжение. Прочность на растяжение – наиболее важная характеристика арматуры, так как она подвергается растягивающим нагрузкам в монолите фундамента. Прочность на растяжение композитных стержней в несколько раз выше, чем у их стальных аналогов. Эта особенность полимерных стрингеров заметна, когда композит ø 8 мм может заменить стальные стержни ø 12 мм в соответствии с расчетом. Там, где прутки работают на прогиб, используются стальные изделия. Композит не способен выдержать такой тип деформации.
- Модуль упругости. Характеристика отражает способность материала восстанавливать свою форму при деформации под действием внешних сил. Чем выше модуль упругости, тем меньше вероятность появления микротрещин в твердом теле. В этом отношении сталь превосходит полимер. Это относится к изгибаемым конструкциям. Модуль упругости стальной арматуры составляет 200 000 МПа. Для композитной он составляет 55 000 МПа. Поэтому вместо стальных стержней потребуется почти в 4 раза больше композитной арматуры.
- Удельное удлинение. Этот параметр отражает увеличение длины прутка после разрушения и выражается в процентах. Проще говоря, эта характеристика влияет на разрушение монолита. Чем выше значение, тем больше риск разрушения бетонной конструкции. Если у стеклопластика и базальта удельное удлинение составляет 2,2-2,5 процента, то для стали это значение может достигать 25 процентов (в зависимости от класса арматуры).
- Плотность. Характеризуется удельным весом материала. Чем больше вес на единицу объема прутка, тем выше его прочность. Композит имеет плотность около 2 т/м3 , в то время как сталь имеет плотность 7,85 т/м3 .
- Теплопроводность составляет. Способность материалов передавать тепловую энергию менее нагретым телам называется теплопроводностью. Арматура, уложенная в фундамент с низкой теплопроводностью, будет препятствовать утечке тепла из дома. Коэффициент теплопроводности композита составляет 0,35, в то время как у стали этот показатель равен 46.
- Устойчивость к коррозии. В этом отношении стальные изделия полностью уступают композитным брусьям. Полимеры не подвергаются коррозии, но теряют прочность в результате старения.
- Диэлектрические свойства. В отличие от высокой электропроводности стальной арматуры, композитные каркасы в монолитном армировании не создают помех для электропередающего оборудования. Диэлектрические полимеры не мешают прохождению радиосигналов из-за отсутствия собственных электромагнитных полей.
- Вес. Общий вес фундамента зависит от того, сколько весит материал. Использование композита значительно снижает давление фундамента на грунт. В отличие от стальных изделий, полимерный материал переносится в опалубку вручную небольшими партиями. Транспортировка полимерных прутков намного проще, чем стальных. Во-первых, они хранятся и перевозятся в бухтах, а во-вторых, для транспортировки достаточно небольшого грузовика, например, Газели.
Преимущества и недостатки
Для того чтобы оценить преимущества и недостатки композита, необходимо рассмотреть преимущества и недостатки полимерного материала по сравнению со стальными прутками.
Преимущества полимерных материалов заключаются в следующем:
- Легкий вес позволяет манипулировать большим количеством прутков вручную при связывании каркаса фундамента, что потребовало бы больших усилий от рабочих при установке аналогичного стального основания.
- Композитная арматура диаметром до 6 мм продается в бухтах. Это позволяет перевозить их даже в легковых автомобилях.
- Устойчивость к коррозии позволяет хранить композитные изделия в любых условиях. Единственное ограничение – хранение в помещении для защиты от ультрафиолетового излучения.
- Диэлектрические свойства полимера способствуют проницаемости монолитных конструкций для радиосигналов. Это не мешает работе радиоэлектронного оборудования.
- Низкая теплопроводность каркаса повышает теплоизоляционные свойства монолитных бетонных конструкций.
- Экологичность композитного железобетона обусловлена отсутствием вредных испарений, образующихся при разложении железобетонной конструкции.
Примечание Основным преимуществом композита перед сталью является его выгодная цена.
Сравнительная таблица приведена ниже.
Недостатки композита следующие:
- Эластичность материала делает невозможным сгибание композитного прута – он сразу же ломается. При необходимости создания сложных узлов арматурного каркаса полимерные прутья соединяются со стальными прутьями.
- Сварка невозможна. Композит разрушается при воздействии высоких температур (выше 1500 С). На заводе можно заказать стеклопластиковые стержни с металлическими концами, чтобы сварить арматуру в единый каркас.
- При резке прутьев существует опасность попадания мелкой острой пыли в дыхательные пути и органы зрения. Рабочий должен носить респиратор и защитные очки.
Плюсы и минусы металлопроката
Металлопрокат представлен гладкими и рифлеными прутками от 6 до 40 мм в сечении, с разной технологией производства и назначением. Фундаментные конструкции армируются прутками с высокой адгезией к бетону и устойчивостью к растягивающим нагрузкам, саже. ГОСТ 5781 и 34028.
Помимо высокой прочности и стойкости, они обладают следующими преимуществами
- Устойчивость к перепадам температур, морозу и жаре.
- Хорошее качество сцепления с бетоном (максимальное для рифленых марок).
- Универсальный спектр применения, соответствие стандартам СНиП.
- Универсальность проката, возможность комбинировать прутки разного сечения и типа.
- Сопоставимая простота сборки каркасов, включая различные способы соединения прутков.
К недостаткам металла относятся
- Значительное влияние веса каркаса на общие конструктивные характеристики фундамента.
- Низкая устойчивость к влаге и коррозии, зависимость срока службы от условий эксплуатации.
- Ограниченная длина прутка.
- Необходимость крытой площадки для длительного хранения.
- Высокая теплопроводность, образование тепловых мостиков и повышенный риск разрушения конструкции.
Сравнение сортов
Результаты сравнения основных параметров стальных и стеклопластиковых арматурных стержней приведены в таблице ниже:
| Параметр | Металл | СТЕКЛОПЛАСТИК |
| Типовое сечение, мм | 6-40, до 80 | 4-22 |
| Длина балки, м | 5-12 | Рулоны до 100 м или длина по запросу |
| Плотность, кг/м 3 | 7000 | 1900 |
| Теплопроводность, Вт/м∙К | 46-47 | 0,35-0,5 |
| Удлинение, % | До 25, не менее 14 | 2,2 |
| Модуль упругости, кН/мм 2 | 200 | 30-55 |
| Предел прочности при растяжении, кН/мм 2 | 0,37-1,23 | До 1,25 |
| Прочность на разрыв, МПа | 390-400 | 800-1400 |
| Прочность сцепления с бетоном, МПа | В зависимости от типа профиля, от 6 | до 12 |
| Стойкость к коррозии и агрессивным средам | Коррозионная | Высокая |
| Диапазон рабочих температур, °C | Диапазон температур до +1200, выдерживает низкие температуры без разрушения | От -15 до +160 |
| Электропроводность | + | Диэлектрик, без помех |
Более высокая прочность на разрыв в сочетании с коррозионной стойкостью позволяет уменьшить сечение стеклопластиковой арматуры (см. рисунок ниже). Однако из-за относительно меньшей упругости стеклопластиковые стержни не рекомендуется использовать для изгиба в обычных условиях. По этой же причине они хуже переносят высокие изгибающие нагрузки, характерные для больших плит и фундаментов.
С точки зрения удобства транспортировки и хранения стеклопластик является явным победителем: материал не окисляется и не портится даже при хранении на открытых площадках. То же самое относится к экологичности и устойчивости к агрессивным средам. Это положительно сказывается на долговечности уложенных каркасов.
Сравнение пластиковой и металлической арматуры для фундаментных плит
Если вы планируете создать монолитную фундаментную плиту или плиту, которая будет испытывать значительные нагрузки, вопрос о том, что выбрать для их изготовления, не стоит. В этой области стеклопластик остается практически неприменимым, так как его низкая эластичность не позволяет использовать его для армирования больших площадей, будь то частные дома или крупные многоэтажные здания.
При перегрузке плита, армированная композитом, может треснуть или даже разрушиться. Однако физические свойства стеклопластика позволяют использовать его в качестве армирующего материала для фундаментных плит, которые не будут подвергаться значительным нагрузкам. В высотном строительстве, однако, этот материал не выдерживает сравнения.
Выводы
Судя по основным преимуществам и эксплуатационным характеристикам стеклопластиковой арматуры, строители и частные домовладельцы все чаще предпочитают использовать ее. В большинстве случаев композитный материал позволяет снизить стоимость строительства без ущерба для качества и долговечности готовой конструкции.
Есть и недостатки – стеклопластиковую арматуру нельзя использовать в перекрытиях и других конструкциях, подверженных значительным изгибающим нагрузкам. Это ограничивает возможность использования композита в капитальном строительстве.