В строительстве, как и в других отраслях, все чаще прибегают к использованию в производстве товаров и услуг новейших технологий и инновационных подходов. Стеклопластиковая арматура - пример такого альтернативного решения. Она достаточно быстро заменила традиционные металлические детали, обогнав их по экономическим и техническим параметрам. Из данной статьи вы узнаете, что такое арматура стеклопластиковая. Характеристики данного материала будут представлены в сравнении с другими.

Стеклопластикая арматура - что это?

Армирующее средство, или неметаллическая стеклопластиковая арматура, представляет собой некий стержень с ребристой поверхностью из стеклянных волокон. Его профиль спиралеообразен, а диаметр варьируется от 4 до 18 мм. Длина арматуры может доходить до 12 метров. Иногда она встречается в виде скрученных бухт, диаметр такого строительного материала составляет 10 мм.

За рубежом стеклопластиковая арматура, применение которой столь же широко, как и у нас, называется полимерным оборудованием. Оно упрочнено непрерывным волокном. В России чаще можно встретить аббревиатуру АКС.

Из чего состоит стеклопластикая арматура?

Физическое тело АКС состоит из нескольких частей:

1. Основной ствол. Он сделан из параллельных волокон, которые соединены полимерной смолой. Основной ствол обеспечивает прочность арматуры.

2. Внешний слой - представляет собой волокнистое тело. Его накручивают по спирали вокруг ствола АКС. Встречается в виде песчаного напыления или двунаправленной навивки.

Существуют различные вариации стеклопластика, все зависит от фантазии производителя и целесообразности ноу-хау. В продаже можно встретить арматуру, основной ствол которой выполнен в виде косички из углеволокна.

Основные свойства

Чтобы определить свойства стеклопластика, было проведено немало исследований и испытаний. Полученные результаты охарактеризовали АКС как высокопрочное и долговечное оборудование для строительства, которое обладает рядом преимуществ перед другими материалами:

• небольшой вес (стеклопластик легче металлической арматуры в 9 раз);
• устойчивость к коррозии в кислой и агрессивной хлористой средах (в 10 раз превосходит свойства стальной арматуры);
• низкая теплопроводность;
• экономичность (ее выгоднее перевозить, а замена проводится реже);
• магнитоинертость;
• радиопрозрачность;
• арматура является диэлектриком.

Стеклопластиковая арматура: недостатки

Помимо бесспорных достоинств АКС, благодаря которым она завоевала большую популярность у строительных компаний и простых обывателей, у нее есть свои недостатки. Конечно, критическими их назвать очень сложно. Однако стоит иметь в виду и отрицательные характеристики материала, которые могут повлиять на процесс строительства.

Итак, недостатки:

• низкий ;
• недостаточный показатель термостойкости;
• прочие.

Благодаря низкой упругости, АКС легко сгибать. Для изготовления фундамента и дорожек это не является серьезным минусом. А вот в случае с производством перекрытий нужно делать дополнительные расчеты, учитывая данную особенность арматуры.

Недостаточная термостойкость - более серьезный недостаток АКС. То, что стекловолокно само по себе жаропрочно, еще ничего не значит. Пластиковое связующее звено не выдерживает высокой температуры, однако арматура относится к группе самозатухающих материалов. Данное свойство имеет силу до температуры 2000 градусов по Цельсию, после чего АКС теряет свою прочность. Поэтому использование стеклопластика вместе с бетоном запрещено. Такую арматуру можно применять лишь в тех областях строительства, где полностью исключены температурные перепады. Однако данные требования почти всегда выполняются в обычных жилищных и некоторых промышленных постройках.

Стеклопластиковая арматура, недостатки которой были перечислены выше, имеет еще ряд отрицательных сторон. Со временем прочность ее разрушается, а под воздействием щелочных составов скорость реакции увеличивается в несколько раз. Но современные технологии позволяют справляться с данным недостатком. В состав АКС добавляют редкоземельные металлы, которые делают стеклопластик менее чувствительным.

Некоторые специалисты отмечают тот факт, что такая арматура не терпит сварки. Поэтому многие предпочитают "вязать" плети из стекловолокна.

Производство стеклопластика

Мы очень часто используем стеклопластиковую арматуру в домашних условиях, к примеру, в заливке фундамента и др. Производство АКС не обязательно должно быть поточным. Многие автомастерские, занимающиеся тюнингом машин, выпускают данный материал в различной конфигурации. - обычное дело для сервисов: они могут сделать из нее новый бампер и другие детали. Но в данном случае речь идет о мелкосерийном производстве. Ставят АКС на поток только крупные промышленные предприятия.

Существует несколько основных методов изготовления:

• протягивание;
• наматывание;
• ручной способ.

Первый метод используют для изготовления различных профилей. На непрерывной линии потока разматываются стеклянные волокна. Чаще всего с бобин разворачиваются параллельные пучки материала, которые не скручиваются между собой. Специалисты называют данный элемент производства ровингом. До того, как бобины придут в действие, стекловолокно смазывается смолой, содержащей вещества для ее полимеризации при высоких температурах. Постепенно материал будет отвердевать, а достигается этот эффект за счет произошедшей химической реакции. Потом стекловолокно проходит через фильтры, которые освобождают материал от излишней смолы, и АКС приобретает привычную цилиндрическую форму. Пока арматура не затвердела, на нее по спирали наматывается специальный жгут. Именно он обеспечивает прочность при контакте с бетоном. Благодаря этому свойству все чаще используется арматура стеклопластиковая для фундамента. Отзывы, которые оставляют строители, зачастую положительные.

После всех манипуляций АКС проходит через печь, где при высокой температуре она твердеет. Далее готовую арматуру нарезают на части нужной длины (их называют плетьми). Иногда АКС наматывают на бобины, но это возможно только в том случае, если у нее небольшой диаметр. Толстые плети просто невозможно скрутить. Такая стеклопластиковая арматура, применение которой очень распространено, выпускается в больших количествах, если речь идет о масштабном производстве.

Методом наматывания производят чаще всего Изготавливаются они по такому же принципу, что и плети. На специальный станок наматывается стекловолокно, пропитанное смолой. Намоточное устройство, благодаря своему вращению, позволяет получить цилиндрическую поверхность. Далее стекловолокно проходит через высокотемпературную печь и разрезается на трубы определенных размеров.

Ручной способ чаще всего используется в мелкосерийном производстве. Стеклопластиковая арматура, недостатки которой не так сильно влияют на конечный результат, позволяет получить прочный автомобильный корпус, бампер и т. д. Мастера создают специальную матрицу с предварительно нанесенным декоративно-защитным слоем. Обычно для этого используют распылитель, что позволяет достичь равномерного эффекта. После этого на матрицу укладывают стекломатериал, который раскраивают заранее по нужным размерам. Стеклоткань или стекломат пропитывают смесью полимерной смолы. Лучше всего пользоваться кистью. С помощью валика из материала выдавливается оставшийся воздух, чтобы внутри стекловолокна не было пустот. Когда ткань затвердела, ее обрезают, придают нужную форму, сверлят в ней отверстия и т. п. После этого матрицу можно использовать повторно.

Характеристики

Стеклопластиковая арматура характеризуется следующими параметрами:

• шаг навивки;
• внутренний и наружный диаметр.

Каждому номеру профиля соответствует свое значение показателей. Единственный параметр, который остается неизменным - шаг навивки. Он равен 15 мм.

Согласно ТУ, арматура стеклопластиковая, характеристики которой различаются в зависимости от профиля, выпускается под следующими номерами: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Данным значениям соответствует показатель наружного диаметра. Вес профилей варьируется от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.

Виды

Строительная арматура имеет множество разновидностей. Есть классификации, которые подразделяют ее на:

• штучную;
• сетку;
• каркасы;
• конструкции.

Также арматура делится на группы:

• рабочая;
• распределительная;
• монтажная;
• арматура, которая используется в железобетонных сооружениях.

Кроме того, стержни делятся на продольные и поперечные, гладкие и круглые, стеклопластиковые и композитные и др.

Сфера применения композитной арматуры

Сфера применения рассматриваемого нами материала достаточно широка. Очень часто используется арматура композитная (стеклопластиковая) для фундамента, а именно для армирования упругих оснований. В данном случае речь идет о производстве дорожных перекрытий и плит. Армирование стеклопластиковой арматурой используется для производства обычных бетонных конструкций, дренажных труб, дюбелей и т. д. С её помощью улучшают характеристики стен, делают гибкие связи между кирпичной кладкой. АКС используют для армирования автомобильных полотен, насыпей для слабого основания, монолитного бетона и т. д.

Траспортировка

Стеклопластиковая арматура выпускается в виде бухт, которые можно сворачивать. Это стало возможным после того, как производители убрали самозатягивающиеся стяжки. Бухты АКС можно спокойно развернуть, после чего стеклопластик выпрямляется и становится пригодным для работы.

Материал упаковывают и перевозят в горизонтальном положении. Главное во время транспортировки - следовать основным правилам по перевозке грузов.

Сравнение стеклопластиковой арматуры со сталью

Главным конкурентом АКС является стальная арматура. Их характеристики во многом схожи, но по некоторым показателям стеклопластик явно превосходит привычный вид металлического оборудования.

Сравним стекловолокно со сталью по неким параметрам:

1. Деформативность. - упруго-пластическая, АКС - идеально-упругая.

2. Предел прочности: у стали - 390 МПа, у стеклопластика - 1300 МПа.

3. Коэффициент теплопроводности. В первом случае он равен 46 Вт/мОС, во втором - 0,35.

4. Плотность. Стальная арматура имеет значение в 7850 кг/м 3 , АКС - 1900 кг/м 3 .

5. Теплопроводность. Стеклопластик нетеплопроводен, в отличие от стали.

6. Коррозийная стойкость. АКС - нержавеющий металл, сталь относительно быстро коррозирует.

7. Способность проводить электричество. Диэлектрик - это стеклопластиковая арматура. Недостатки стальных стержней в том, что они являются стопроцентными проводниками тока.

Композитная арматура (из пластика) в последние годы часто составляет конкуренцию обычной стальной. Это объясняется рядом ее достоинств. Но у такого материала есть и свои недостатки, и особенности его применения. Часто реклама мешает объективной оценке того и другого, и сегодня в статье будут представлены характеристики этого материала, рассказано о его видах и сферах применения.

Материалы для изготовления

На сегодня рынок композитно арматуры представлен тремя видами таковой:

• стеклопластиковой ;
• базальтопластиково й;
• углепластиковой .

Арматура из стеклопластика

Первый вид арматуры делается из стеклопластика. Эта технология появилась в СССР около 50 лет назад. Тогда стал набирать обороты печатный монтаж в радиоэлектронике, и в качестве материала для плат стал использоваться текстолит, когда основой служила ткань, а скрепляющим составом - искусственная смола. Позже вместо обычной ткани стали использовать стекловолокно, и это расширило применение стеклопластика.

Он занял свое место в авиастроении, производстве мебели и товаров для дома, а иногда даже в военной промышленности. Постепенно он стал применяться и в строительстве, и стеклопластиковая арматура стала отличным вариантом для каркасов фундаментов, работающих в агрессивных условиях - например, в воде.

Материалами для стеклопластика служат стекло и эпоксидная смола.

Это материал содержит не стекловолокно, а базальтовое. Технология его изготовления проще, чем стеклянного, ведь для производства стекла требуется несколько видов сырья, а для базальтопластика - только базальт.

По сравнению с предыдущим композитом, базальтопластик отличается более высоким модулем упругости и пределом прочности, обладает меньшей теплопроводностью, но несколько большим весом.

Углепластик из карбонового волокна

Изготавливают его из карбонового волокна и тех же смол, но материал этот дорог. Связано это с технологией производства карбоновой нити - основы таких материалов. Технологический процесс требует точного соблюдений параметров температуры и времени обработки, поскольку исходным сырьем для них служат органические волокна.

Углепластики активно используются в автомобилестроении, производстве спортивных товаров, авиа- и судостроении, науке.

Углепластиковая арматура прочнее стеклопластиковой и имеет больший модуль упругости, но не лишена и недостатков. Так, велика хрупкость этого материала, что не позволяет использовать его в длинных напряженных конструкциях вроде плит перекрытий.

Технология производства композитной арматуры

Существуют три способа изготовления арматурных стержней из композита. Они имеют английские названия, которые отражают суть технологии.

Нидлтрузия - это скрутка отдельных волокон в одно с одновременной пропиткой и оплеткой. Позволяет удешевить процесс ввиду высокой скорости таких технологических линий. Придание характерного для арматуры рельефа достигается обмоткой нитями периодического профиля. Чем толще арматура, тем большее число нитей используется. Так, пруты до 10 мм сечением обматываются одной нитью, от 10 до 18 - двумя, а выше - четырьмя. Изделия, изготовленные по такому методу, имеют хорошее сцепление с бетоном благодаря своему рельефу - и это при том, что у композитных материалов низкий коэффициент сцепления.

Метод плейнтрузии заключается в предварительной формовке основного стержня и последующей обмотки его спирально в двух направлениях.

Самый старый способ изготовления композитной арматуры - пултрузия . Она представляет собой протяжку сформованного, пропитанного и уже отвердевшего волокна через систему фильер, которые при температуре полимеризации пластика окончательно придают арматуре нужную форму и вытягивают ее. Этот способ отличает более низкая скорость производства и более высокая себестоимость.

Сравнение качественных характеристик

Чтобы сравнить различные виды композита, а также провести сравнение их со сталью, можно воспользоваться следующей таблицей.

Помимо этого, композитная арматура обладает таким свойством, как хрупкость , что отличает ее от стальной в худшую сторону. Из-за этого, а также ввиду своей неустойчивости к высоким температурам, она не применяется в конструкциях, испытывающих сильные изгибающие нагрузки и в тех местах, которые подвержены риску пожаров .

Достоинства материала

Композитная арматура имеет ряд преимуществ перед стандартной стальной. К ним относятся:

• Повышенная прочность на растяжение . Она может в разы превышать таковую у стали.
• Устойчивость к коррозии . Пластмассовая арматура не ржавеет.
• Низкий коэффициент теплопередачи. В отличие от металла, пластик не создает мостиков холода .
• Пластиковая арматура не работает как антенна - ведь она представляет собой диэлектрик и диамагнетик. Поэтому вероятность радиопомех в сооружениях с таким армированием нулевая.
• Малый удельный вес . Стальная арматура в несколько раз тяжелее.
• Температурный коэффициент расширения тот же, что и у бетона , поэтому образование трещин по этой причине исключено.

Недостатки композитных материалов

Достоинства композитных материалов часто не могут быть полностью раскрыты из-за недостатков, которые обнаруживают себя в ряде случаев применения. Это прежде всего:

• Низкий модуль упругости . Пластиковая арматура не жёсткая, упругая деформация ее находится в низких пределах (то есть способность вернуться к изначальной форме после прекращения нагрузки ниже).
• Хрупкость . При приложении изгибающих усилий такая арматура не гнется, а ломается. В связи с этим загнуть ее без нагрева невозможно.
• Низкая термостойкость . Стеклопластик при достижении 150 градусов теряет свои положительные свойства, а при 300 - просто разрушается, при этом выделяя токсические вещества. Углепластики имеют более высокие рабочие и предельные температуры, поскольку сами по себе дороги и полимеры при их изготовлении используются более дорогие, но и хрупкость у них выше, чем у других видов. Сталь может работать до 600-750 градусов, прежде чем начнет размягчаться и плавиться.

Применение композитной арматуры

Композитные изделия очень хорошо зарекомендовали себя там, где статические нагрузки сочетаются с агрессивной средой - например, в гидротехнических сооружениях. Иногда такая арматура применяется сама по себе, иногда - вместе со стальной, что помогает использовать достоинства обоих видов и компенсировать недостатки друг друга.

Изделия из пластиков в виде сеток активно замещают стальные в кирпичной кладке с облицовкой, где предусмотрен воздушный зазор. Стальные сетки постепенно подвергаются коррозии, и иногда это приводит к плачевным последствиям (может отвалиться кусок облицовки). Композит лишен такого недостатка.

Равнозначная замена

Если рассматривать таблицу в предыдущей главе и технические характеристики конкретных изделий, то вопрос о равнозначности решается в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из армированного бетона.

Да, действительно, по прочности на разрыв стальная арматура в поперечном сечении 12 мм может быть заменена на стеклопластиковую 8 мм, а стальная 18 - стеклопластиковой 14. Но все это актуально тогда, когда эта арматура нужна исключительно для удерживания конструкции от расползания под нагрузкой. Проще говоря, так можно делать ленточные и плитные фундаменты.

А вот в ситуациях, когда имеет место прогиб, это правило не работает. Так, для изготовления перемычки или плиты перекрытия требуется увеличить число стержней в 4 раза - ведь модуль упругости у композита во столько же раз меньше. При усилении нагрузок в середине армированной композитом плиты она действительно не лопнет, но вот прогнется больше, и итогом может стать падение кусков бетона на голову.

Низкий предел упругости мешает использовать композиты при армировании бетонных столбов. Предел прочности бетона на сжатие достаточно высок, но при повышенных нагрузках на небольшую единицу площади, особенно если они неравномерны, модуль упругости может иметь реальное значение при сопротивлении разрушению.

На данный момент использование полимерной арматуры регламентировано СНИП 5201–2003, и в него внесены изменения в виде поправочных коэффициентов для расчета такой арматуры в различных условиях эксплуатации (приложение Л от 2012 года).

Основные нюансы продукции

За последние годы количество фирм, выпускающих композитную арматуру (особенно стеклопластиковую), выросло во много раз, а вот качество их продукции оставляет желать лучшего. Вот несколько способов распознать брак:

• Обратите внимание на цвет продукции. Качественная арматура в одной партии всегда одного цвета. Если это не так - значит, был нарушен температурный режим при производстве.
• Трещин и расслоений быть не должно. Их легко увидеть на срезе.
• Разрывы волокон снижают заявленные характеристики. Их тоже видно невооруженным глазом.
• Неравномерный профиль (навивка). Скорее всего, при производстве использовалось старое оборудование, где нарушена непрерывность.

Сейчас требования к композитным материалам будут ужесточаться. Стальной прокат дорожает, и пластиковая арматура имеет все шансы вытеснить стальную из достаточно большого сегмента рынка. Несомненно, этим пользуются не совсем добросовестные производители, поэтому следует быть начеку.

Ни одна более-менее крупная бетонная конструкция не обходится без армирующего каркаса. Обыденным стало применение металлопроката круглого сечения для этих целей. А промышленность не стоит на месте и производители активно продвигают ее композитный аналог, а именно – стеклопластиковую арматуру.

Межгосударственный стандарт 31938-2012 регламентирует общие технические условия по полимерной армирующей продукции. Материал представляет собой твердые прутки круглого сечения, состоящие из двух и более компонентов: основы, наполнителя и связующего. Для стеклопластика это:

• Штапельное стеклянное волокно, известное каждому строителю как отличный утеплитель и армирующий элемент.
• Полиамидный фибронаполнитель, придающий готовой продукции повышенную степень прочности на растяжение и разрыв.
• Полимерные термореактивные смолы (эпоксидная, винил-эфирная и другие).

Композитная арматура производится стержнями сечением 4-18 мм. Изделие нарезается и упаковывается либо в шестиметровые связки, либо бухты (длина – до 100 м). Покупателям предлагается 2 вида профиля:

1. Периодический – рифление достигается методом спиральной обмотки прута стекловолоконным тонким жгутом. Сверху для защиты материала наносится слой полимерной смолы.

2. Условно-гладкий – готовая продукция подвергается обсыпке кварцевым песком мелкой фракции для улучшения адгезионных свойств с бетонным составом.

Основное предназначение – армирование стандартных и предварительно напряженных конструкций, которые эксплуатируются в агрессивных средах. Но поскольку температура плавления синтетических связующих начинается приблизительно от +120 °С, а горения – от +500 °С, то возводимые строения должны отвечать требованиям огнестойкости по ГОСТ 30247.0-94, а также условиям пожаробезопасности, указанным в ГОСТ 30403-2012.

Стеклопластик применяется в следующих областях:

• Возведение ограждающих конструкций в малоэтажном строительстве: фундамент свайного, ленточного или ростверкового типа, многослойные или монолитные стены из бетона, кирпича, ячеистых бетонных блоков, перекрытия и перегородки.
• Обустройство дорожного полотна, тротуаров, шпал.
• Усиление стяжки, промышленных полов, настилов, мостовых конструкций.
• Производство фасонных изделий, ЖБИ.
• Формирование каркасов для теплиц, небольших ангаров, щитовых установок.

Компании, занимающиеся возведением домов из древесины и древесных материалов (ОСП или ДСП, арболит), активно используют стеклопластиковую арматуру для крепления нагелей, мест пересечений и т.п. Связано это с тем, что металлические изделия со временем ржавеют, появляются некрасивые потеки, возможно ослабление креплений и связок.

Схема формирования армирующего каркаса из композита идентична правилам работы с металлическим прокатом. Основная задача одна – усилить фундамент, пол или стену в области максимального растягивающего или изгибающего напряжения. Горизонтальная часть располагается ближе к поверхности конструкции с минимальным шагом между «слоями» до 50 см, а поперечные и вертикальные опорные элементы монтируются с интервалом не менее 30 см.

Преимущества и недостатки

Перечислим плюсы стеклокомпозита:

1. Небольшой вес. Композитный стержень диаметром 8 мм весит 0,07 кг/погонный метр, а металлический прут того же сечения – 0,395 кг/п.м.

2. Диэлектрические свойства. Материал инертен по отношению к радиоволнам и магнитным полям, не проводит электричество. Именно благодаря этому качеству применяется для возведения зданий особого назначения: лаборатории, медицинские центры, испытательные комплексы.

3. Химическая стойкость. Продукция отличается инертностью к агрессивным соединениям кислого и щелочного типа (бетонное молочко, растворители, битум, морская вода, солевые составы). Она используется в местностях, где почва отличается высокой кислотностью или щелочностью. Фундамент, сваи и другие подобные конструкции сохранят основные свойства даже при поверхностном повреждении бетонной части.

4. Коррозионная стойкость. Не подвержена окислению, термореактивные смолы не взаимодействуют с водой.

5. Индекс температурного расширения стеклокомпозита сходен с аналогичным показателем цементного бетона, что исключает опасность расслоения при резких перепадах температуры.

6. Простота транспортировки и установки. Упаковывается в связки прутов или сворачивается бухтами. Вес упаковки не превышает 500 кг, поэтому для перевозки можно использовать малый грузовой транспорт или пассажирские автомобили малой грузоподъемности. Для монтажа применяется вязальная проволока или специальные пластиковые хомуты.

А теперь ознакомимся с другой стороной «медали»:

1. Температурные пределы применения стеклокомпозита – от -10 до +120 °С. При минусовых температурах арматура становится хрупкой, легко ломается под нагрузками.

2. Индекс модульной упругости не превышает 55 000 МПа. Для сравнения – аналогичный коэффициент стали составляет 200 000. Столь низкий показатель для композита означает, что прут плохо работает на растяжение. Как результат – появление дефектов на бетонной конструкции (расслоения, трещины).

3. Во время заливки бетона стеклопластиковая продукция демонстрирует плохую устойчивость, сооружение шатается, изгибается.

4. Для связки перекрестий и мест перехлеста применяются пластиковые хомуты. По надежности они серьезно уступают вязальной проволоке и сварке.

5. Углы, криволинейные области, точки вывода стержней для последующей связки со стеной, колонной прорабатываются металлопрокатом. Стеклокомпозит для этих целей категорически не рекомендуется.

6. Высокая стоимость материала. Если стальной прут диаметром 88 мм обойдется в 8 рублей/погонный метр, то цена стеклопластиковой арматуры – 14 руб. Разница не слишком большая, но объем закупки начинается от 200 м и более.

Стоимость в Москве

АСП, сечение в мм	Цена в рублях за погонный метр
	Рифленая АСП	АСП с песчаной обсыпкой
4	7	11
6	9	12
8	14	17
10	20	25
12	25	37
14	35	47
16	46	53

Отзывы специалистов-проектировщиков однозначны: применение стеклокомпозита следует ограничить исключительно малоэтажным строительством.

Сравнение стеклопластика и металла

Стеклокомпозит позиционируется как альтернатива металлопрокату. Проведем сравнительную характеристику:

1. Деформационные и физико-механические свойства.

Исходя из данных таблицы, стеклокомпозит хуже работает на растяжение и не выдерживает тех нагрузок, что металл. Но при этом первый вид арматуры в отличие от сталепроката не создает «мостиков холода».

2. Реактивность.

Металлоизделия боятся влаги в любом виде, так как она способствует коррозии продукции и ее расщеплению. Материал выдерживает любые минусовые температуры без потери основных свойств, а пожары каркасу не страшны – температура плавления стали начинается от +1400 °С.

Стеклопластик не вступает в реакцию с водой, солевыми, щелочными и кислыми растворами, отсутствует взаимодействие и с такими агрессивными составами, как битум, растворители и тому подобное. Однако при понижении температуры ниже -10 или -15 °С продукция становится хрупкой на излом. Стеклокомпозит относится к группе горючести Г2 (умеренно горючая) и при пожаре может создать дополнительный очаг возгорания.

3. Безопасность.

Сталь – это материал, в составе которого отсутствуют такие летучие примеси, как формальдегид, толуол и прочие, поэтому говорить о выделениях вредных веществ неразумно. Чего нельзя сказать о стеклокомпозите. Связующие термореактивные смолы – это синтетические полимерные композиции, в которых присутствуют различные токсичные компоненты, включая фенол, бензол, всем известный формальдегид и прочее. Поэтому стеклопластик не относится к категории экологичных товаров.

Еще один момент: металлическая арматура проверена временем и наработан огромный опыт ее использования, есть реальные отзывы. Достоинства и недостатки стали отлично известны, разработаны методы преодоления последних. Подтвержденный срок службы составляет в среднем 30-40 лет, того же нельзя сказать о стеклокомпозите. Производители утверждают, что их материал может прослужить не меньше.

Вывод из вышесказанного подтверждает мнение специалистов: арматурный прокат лидирует почти по всем параметрам и заменять его на стеклопластиковый нерационально.

Мнения людей

«При разработке проекта небольшой дачи архитектор предложил на ленточный фундамент использовать стеклопластик. Немного слышал об этом материале, на форумах в интернете чаще всего мнение о нем негативное. В первую очередь из-за отсутствия методик расчета и четких нормативов по замене металла на композит. Разработчик убедил меня в целесообразности такого решения. Отзывы могут быть разные, но опираться стоит на предоставленные рекомендации официального производителя. В документе содержались базовые указания: замещение не по равной прочности, а по диаметру в соотношении 1 к 4. Дом отстроили за полгода, на фундаменте признаков разрушений пока нет».

Ярослав Лемехов, Воронеж.

«Дом из пеноблоков по технологии армируется через каждые четыре ряда. Можно использовать как металл, так и стеклопластиковый композит. Я остановил выбор на последнем. По отзывам такая арматура легко монтируется, нет сложностей со сваркой или перевозкой. Работать с ней очень просто и быстро, затраты времени сокращаются существенно».

Владимир Катасонов, Нижний Новгород.

«Для фундамента под каркасную баню с утеплением хотел выбрать новомодные стержни, но сосед-инженер раскритиковал мое положительное мнение о продукте в пух и прах. По его глубокому убеждению стеклопластик в бетоне – это сплошные недостатки при минимуме плюсов. Если физические свойства металла схожи с бетонной составляющей, то композит очень сложно заставить работать с цементно-песчаной смесью. Из-за этой проблемы появляются негативные отзывы, поэтому применял его для анкеровки многослойных стен. Он также обладает низкой теплопроводностью».

Антон Болдовский, Санкт-Петербург.

«Когда строил сруб, для нагелей и мест соединений вместо металла использовал стеклопластиковую арматуру. Остатки сложил в сарае, спустя год они пригодились. Под кирпичный забор залил небольшую ленту, а для армирования сделал полноценный каркас из композита. Недостатки материала в виде низкого коэффициента сопротивления растяжению не помешали мне возвести хороший прочный забор, который служит уже около трех лет».

Евгений Ковригин, Москва.

Армирование бетонных монолитных конструкций пластиковыми материалами находит все более широкое применение в строительстве. Это объясняется такими эксплуатационными качествами как высокая прочность, долговечность и отсутствие коррозии. Последнее обстоятельство является особенно важным при возведении гидротехнических сооружений, мостов и фундаментных оснований.

Производители строительных материалов выпускают 5 видов композитной арматуры из пластика:

• стеклокомпозитную или стеклопластиковую – АСК;
• углекомпозитную – АУК;
• базальтокомпозитную – АБК;
• арамидокомпозитную – ААК;
• комбинированную – АКК.

Из названия можно понять, какой материал является базовой основой для изготовления пластиковой арматуры.

Общее описание и технология изготовления

Благодаря низкой стоимости и хорошим эксплуатационным качествам, наибольшее распространение получила арматура из стекловолокна. Ее прочность немного ниже, чем у других композитов, но снижение затрат оправдывает ее применение. Для его изготовления используют:

• штапельное стекловолокно;
• эпоксидные термореактивные смолы в качестве связующего;
• специальные полимерные добавки для повышения прочности и улучшения других характеристик.

Композитная стеклопластиковая арматура для фундамента может иметь гладкую или рифленую поверхность. По технологии изготовления первоначально из стекловолокна формируют жгуты необходимого диаметра и пропитывают их эпоксидной смолой. После, для получения рифленого переменного сечения, поверхность гладкого прута обматывают по спирали шнуром, который так же сплетен из стекловолокон. Затем полученные заготовки полимеризируют в печи при высокой температуре и, после охлаждения, режут на прямые отрезки или сматывают в бухты.

Технические характеристики

Производство периодического профиля и технические характеристики стеклопластиковой арматуры регламентируются ГОСТ 31938-2012. Стандарт определяет:

• виды пластиковой арматуры в зависимости от применяемых материалов;
• номинальные диаметры в пределах от 4 до 32 мм;
• длину прямых стержней от 0,5 до 12 метров;
• возможность поставки материалов в бухтах при диаметре до 8 мм включительно;
• маркировку и условные обозначения;
• способы контроля качества;
• правила хранения и транспортировки.

Характеристика видов композитной арматуры.

Вес материала зависит от величины поперечного сечения и может находиться в пределах от 0,02 до 0,42 кг/м.

Вес пластиковой арматуры.

Данные о предельной прочности и упругости, приведенные в ГОСТ, показывают, что эти параметры превышают характеристики стального проката при одинаковых диаметрах. Это позволяет использовать полимерную арматуру в особо ответственных конструкциях или при необходимости уменьшения сечений армирующих материалов.

Область и способ применения

Пластиковая арматура является современной альтернативой металлическому прокату. Одинаковая форма прутов позволяет ее использование по технологии аналогично стальной. Арматурный каркас из композитной пластиковой арматуры формируется в виде плоской сетки или пространственной конструкции, предназначенной для усиления и повышения прочности железобетонных монолитов.

Полимерные армирующие материалы применяют при строительстве дорог, мостов, гидротехнических сооружений, колонн, стен, перекрытий, фундаментов и других монолитных конструкций.

Основная нагрузка приходится на продольные пруты конструкции. Они имеют большее сечение и расположены на расстоянии не более 300 мм друг от друга. Вертикальные и поперечные элементы могут находиться на расстоянии 0,5-0,8 м. Соединение отдельных прутов в местах пересечений осуществляется при помощи полимерных стяжек или вязальной проволоки. Стыковка отдельных стержней на одной горизонтальной линии осуществляется внахлест.

Преимущества пластиковой арматуры

При сравнении композитных прутов с металлическими (сравнение мы уже проводили в этой статье), явно определяется ряд плюсов и минусов пластиковой арматуры. К ним относят:

• уменьшение веса арматурного каркаса в 5-7 раз;
• более высокую прочность, позволяющую уменьшить диаметр стержней;
• устойчивость к коррозии и химическим веществам в составе бетона;
• простой монтаж и высокая скорость сборки армирующих каркасов;
• упрощенная технология создания конструкций круглой и овальной формы;
• отличные диэлектрические и теплоизоляционные свойства;
• удобство транспортировки.

Кроме этого, следует отметить неограниченную длину прутов у материалов, поставляемых в бухтах, а так же простой раскрой заготовок необходимой длины.

Арматура, изготовленная на основе стеклопластика, на 20-30% уступает по прочности другим композитам, но существенно дешевле. Поэтому такой материал пользуется более высоким спросом в строительстве.

Недостатки

В числе главных минусов композитных армирующих материалов специалисты называют:

• низкую предельную температуру использования, не превышающую 60-70°C;
• слабую механическую устойчивость при поперечных нагрузках;
• невозможность сгиба с малым углом закругления и необходимость использования специальных элементов.

Следует отметить отсутствие нормативной базы на применение полимеров для армирования бетона и, зачастую, недостоверные технические данные от изготовителя материала. Это затрудняет проведение расчетов и вынуждает собирать конструкции с запасом прочности.

Технология армирования фундаментов композитными материалами

Небольшой вес пластиковой арматуры для фундамента упрощает процесс сборки арматурного каркаса любой конструкции. При этом, благодаря повышенной прочности материала, диаметр поперечного сечения берется на один номер меньше, чем для металлических аналогов.

Технологический процесс монтажа бетонных монолитных конструкций с применением полимерных стержней состоит из следующих этапов:

1. установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
2. сборка и установка армирующего каркаса;
3. заливка бетона в опалубку;
4. снятие опалубочных щитов.

Работы по монтажу армированных монолитных конструкций необходимо выполнять в соответствии с принятыми проектными решениями. Конфигурация палубы должна полностью соответствовать размерам и форме фундамента. В качестве опалубочного материала можно использовать штатные щиты заводского изготовления, доски, влагостойкую фанеру или ДСП. Для несъемной опалубки чаще всего применяют листовой пенополистирол.

После сборки и закрепления опалубочных щитов, на их внутренней стороне, при помощи водяного уровня, делают отметки верхнего предела заливки бетонной смеси. Это сократит время выполнения работы и поможет более равномерно распределить бетон.

Пространственный армирующий каркас для ленточного фундамента

Схема армирования фундамента, укладки и диаметр прутьев всегда указываются в проекте. Применение композитной арматуры, особенно на основе углеволокна, позволяет уменьшить диаметр стержней на один размер. Укладка материала должна точно соответствовать расчетным данным. Сборка каркаса производится на ровной площадке.

Работа начинается с нарезки заготовок. Для этого из бухты отматывают отрезки необходимой длины и устанавливают из на подставки на высоте 35-50 мм над опорной подушкой или грунтом. После этого укладываются поперечные перемычки, согласно чертежу, и в местах пересечений связываются проволокой или стяжками. Таким образом будет собран нижний ряд пространственного арматурного каркаса.

На следующем этапе необходимо собрать решетку, полностью аналогичную первой, уложить ее сверху и после этого нарезать вертикальные стойки проектной длины. Первая стойка привязывается на углу плоских решеток, вторая — на соседнем пересечении, в итоге так постепенно образуется пространственная конструкция. Если горизонтальных рядов больше, то вторая решетка фиксируется на нужной высоте, а потом закрепляется следующая. Вертикальная стойка в этом случае представляет собой один целый отрезок.

При сборке каркаса необходимо помнить, что концы арматурных прутов должны находиться от опалубки на расстоянии 35-50 мм. Это создаст защитный слой бетона и увеличит эксплуатационный срок конструкции. С этой целью очень удобно использовать специальные пластиковые фиксаторы.

Пластиковые фиксаторы.

На дно траншеи необходимо насыпать песчано-щебеночную подушку и хорошо ее утрамбовать. После этого слой песка рекомендуется накрыть геотекстилем или гидроизолирующим материалом. Это предотвратит поступление влаги к бетону и прорастание сорных растений.

Горизонтальное армирование плитных фундаментов

При заливке фундаментных оснований плитного типа применяют технологию горизонтального армирования. Ее главная особенность заключается в отсутствии поворотных и примыкающих участков. Обычно это две сетки, расположенные друг над другом из длинных прямых прутов и вертикальных стоек.

Все работы выполняются по месту. Сначала, по проектному чертежу, вяжется нижняя сетка, а поверх нее укладывается верхняя. После этого устанавливаются вертикальные стойки, как было рассказано для ленточных конструкций. Нижняя сетка должна быть обязательно установлена на подставки.

Заливка бетона на пластиковый арматурный каркас

Технологически заливка бетонной смеси ничем не отличается от работ при использовании стальной арматуры. Однако, учитывая меньшую прочность материала при боковом радиальном воздействии, уплотнение вибратором следует производить осторожно, чтобы не нарушить целостности пластиковых прутов.

Благодаря армированию приобретает повышенную прочность и долговечность. Раньше в качестве арматуры использовали исключительно металлические прутья, связанные между собой в каркас, однако сейчас в продаже появились пластиковые или композитные армокаркасы. Эти изделия производятся из базальтовых, карбоновых или стеклянных волокон с добавлением полимерных смол. Пластиковая арматура, плюсы и минусы которой будут рассмотрены чуть ниже, производится согласно требованиям международного стандарта, которые стоит изучить подробнее.

Формы выпуска пластиковой арматуры

Стандарт 31938-2012, регламентирующий технические требования, относящиеся к полимерным армирующим изделиям, определяет элементы этого типа, как твердые прутья круглого сечения. Прутки состоят из основы, заполнителя и связующего компонента.

Композитную арматуру производят в виде стержней сечением от 4 до 32 мм. Продаются такие изделия либо в нарезанном виде, либо в связках или бухтах длиной до 100 м.

Пластиковый профиль бывает двух видов:

• Периодический – рифленые прутья, получаемые методом спиральной обмотки.
• Условно-гладкий. В этом случае стеклопластиковые стержни обсыпаются кварцевым песком, благодаря чему готовые изделия обладают лучшими адгезионными свойствами.

Важно! обязательно по своим параметрам должна соответствовать ГОСТ 30247.0-94 по огнестойкости и ГОСТ 30403-2012 по пожаробезопасности.

Чтобы определить, стоит ли использовать композитные материалы вместо металлических, рассмотрим плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры.

Преимущества композитной арматуры

К преимуществам стеклопластиковых изделий по сравнению с металлическими аналогами следует отнести:

• Малый вес. Для арматуры с пластиковыми стержнями используются прутья меньшего сечения, благодаря чему общий вес конструкции снижается почти вдвое. Например, стеклопластиковый стержень диаметром 8 мм будет весить всего 0,07 кг/п м, в то время, как металлический прут с таким же сечением весит 0,395 кг/п м. Благодаря меньшему весу транспортировать пластиковые изделия можно даже на легковом автомобиле, тогда как для металлической арматуры потребуется большегрузная машина.

• Устойчивость к коррозии. Стеклопластиковые изделия не окисляются и не воздействуют с влагой.
• Диэлектрические показатели. Композитные пруты – это радиопрозрачные диэлектрики, которые отличаются инертностью к электричеству и радиоволнам. Именно поэтому пластиковая арматура считается самым хорошим материалом для возведения медицинских центров, лабораторий и прочих специализированных сооружений.
• Химическую устойчивость. Агрессивные компоненты, такие как: бетонное молочко, битум, морская воды, растворитель или солевые составы, со временем оказывают негативное воздействие на металлические профили. В свою очередь, композитные материалы остаются инертными к такому «соседству».
• Температурный диапазон. Композиты можно применять при режиме от -60 до +120 градусов.
• Высокую теплопроводность. Показатель проводимости тепла у стеклопластика составляет 47 Вт/м*К, а у металла – 0,5 Вт/м*К.
• Повышенные прочностные показатели. Прочность композитного материала на растяжение значительно выше, чем у металлического изделия. При одинаковом диаметре пластиковая арматура выдерживает в 3-4 раза больше продольных нагрузок.
• Долгий срок эксплуатации. Производители композитных материалов утверждают, что такая арматура прослужит более 150 лет. Проверить это пока что невозможно, однако рекордный зафиксированный срок службы пластикового армокаркаса составил 40 лет.
• Скорость монтажа. Стеклопластиковые стержни быстро нарезаются обычной болгаркой и вяжутся при помощи пластиковых хомутов.

Кроме этого, благодаря повышенной упругости пластиковые изделия выпускаются практически любой длины.

Тем не менее, не будем торопиться с выводами, касательно того, какая арматура лучше. Справедливости ради стоит рассмотреть также и негативные стороны стеклопластиковых стержней для армирования монолитных бетонных построек.

Минусы композитной арматуры

Среди минусов композитных материалов, используемых при закладке арматуры, выделяют следующие:

• Низкую упругость на изгиб. Из-за того, что пластиковые элементы отличаются низким модулем упругости, это может привести к деформации бетонной конструкции. Хорошо гнущиеся элементы сложно использовать при . Для сравнения модуль упругости композита составляет 55 000 МПа, а у пластика этот показатель достигает 200 000 МПа.
• Небольшой диапазон размеров. На сегодняшний день при выборе стальной арматуры потребителям предлагается большее разнообразие изделий разного сечения.
• Отсутствие СНиПов. Хоть стеклопластиковые изделия и нормируются по ГОСТ, другой нормативной базы для строительных элементов этого типа не существует. Исходя из этого, осложняется процесс проектирования объектов, так как производить расчеты пока что довольно проблематично.
• Невозможность использования в некоторых регионах. Пластиковые изделия не рекомендуется применять при строительстве объектов в областях, где зимой фиксируются слишком низкие температуры.
• Неустойчивость. осложняется плохой устойчивостью пластиковых прутьев. Конструкция начинает шататься, поэтому приходится прибегать к «хитростям», чтобы зафиксировать каркас до заливки бетонной смеси.
• Довольно высокую стоимость материала. Стеклопластик обойдется в 2 раза дороже стальных аналогов.

Говоря о пластиковой арматуре, ее плюсах и минусах, многие относят к недостаткам этих изделий такие вещи, как: невозможность использования сварочного оборудования и низкую устойчивость к нагреву. Однако, в реальности сварка итак практически не используется при сборке армокаркаса. Настолько же абсурдна и теория насчет неустойчивости материала к высоким температурам. Стеклопластик полностью теряет свои свойства при нагреве свыше 600 градусов, но и не каждый бетон способен выдержать подобную температуру.

Исходя из вышесказанного становится очевидно, что при армировании бетонных конструкций, чтобы определить какая арматура больше подходит – металлическая или стеклопластиковая, нужно уточнить для каких именно целей вам нужен усиленный каркас. С одной стороны новейшие композитные материалы явно выигрывают, однако с точки зрения стоимости, возможно, будет выгоднее приобрести стальные изделия.