В любой бетонной конструкции имеется армирующий каркас, который традиционно изготавливается из стальных элементов. Относительно недавно для этих целей стала использоваться стеклопластиковая арматура, применение которой для укрепления фундамента, если учитывать отзывы специалистов, является отличным решением.
Армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой
Основные недостатки металлической арматуры
Армирующий каркас, который имеется в каждом фундаменте, позволяет исключить риск разрушения бетонной конструкции, что может произойти при воздействии на нее нагрузок изгибающего и сжимающего характера. При наличии такого каркаса, который раньше изготавливался только из металлических армирующих элементов, фундамент спокойно переносит серьезные нагрузки, которые возникают по причине морозного пучения грунта. В такой усиленной бетонной конструкции практически не возникают трещины, расслоения и другие дефекты, влияющие на ее надежность и долговечность.
Между тем есть у металлических армирующих элементов и недостатки, основной из которых заключается в том, что металл плохо противостоит воздействию высокой влажности и агрессивных сред (соленая морская вода, бетонное молочко и др.). В результате такого взаимодействия в металлических конструкциях возникают и развиваются коррозионные процессы.
Коррозия сказывается на целостности бетонной конструкции
Не рекомендуется применение металлических армирующих конструкций и для укрепления бетонных конструкций тех зданий, к помещениям которых предъявляются требования по радиопрозрачности и магнитной инертности. Речь идет о помещениях, в которых установлена сложная электронная аппаратура (различные исследовательские центры, лаборатории, медицинские учреждения). Для укрепления фундаментов и стен таких зданий и помещений может использоваться только диэлектрическая арматура из стекловолокна, которая появилась на строительном рынке относительно недавно.
Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры
Что собой представляет арматура из композитных материалов
Композитная арматура является отличной альтернативой традиционным изделиям подобного назначения, изготавливаемым из металла. На сегодняшний день на строительном рынке представлены следующие варианты армирующих изделий:
- из стекловолокна штапельного типа, производимого из неорганического стекла путем его расплава (стекловолокно данного типа отличается хорошими теплоизоляционными и армирующими характеристиками, что и предопределило основные сферы его применения: из штапельного стекловолокна производят теплоизоляционные плиты, стеклообои для отделки стен, холсты для армирования, отдельные волокна, при помощи которых осуществляют укрепление бетонных стяжек и отштукатуренных поверхностей);
- с материалами, используемыми в качестве связующих элементов (термореактивные смолы, относящиеся к неотверждаемому типу, наиболее известными из которых являются эпоксидная и эпоксидно-диановая);
- с присадками, использование которых позволяет увеличить пластичность и прочностные характеристики арматуры, изготовленной из композитных материалов.
Один из этапов создания неметаллической арматуры: подача и размотка ровинга
Арматура, изготовленная из композитных материалов, выпускается в двух вариантах исполнения.
Технология получения такой поверхности состоит в следующем. На гладкий пруток из композитного материала наматывается нить из стекловолокна, которая и формирует элементы рифления. Затем поверхность прутка с намотанной на него нитью покрывается тонким слоем смолы из полимерного материала. Арматурный пруток с таким рифлением за счет увеличения площади соприкосновения намного лучше скрепляется с бетонным раствором, хорошо укрепляя его. Эти прутки используют для армирования фундаментов и других массивных бетонных конструкций.
Улучшенная разновидность стеклопластиковой арматуры
Для того чтобы обеспечить хорошее сцепление такого прутка с бетонным раствором, на его поверхность наносится присыпка, в качестве которой используется мелкий песок. Из-за сложного технологического процесса изготовления такой арматуры ее стоимость несколько выше, чем цена композитных армирующих изделий других типов.
Композитная арматура, покрытая кварцевым песком
Лучше ориентироваться в характеристиках арматурных элементов, изготовленных из композитных материалов, помогут сравнительные параметры изделий из стеклопластика, базальта и углепластика.
- Модуль упругости у изделий из стеклопластика составляет 55000 МПа, а у продукции из базальтовых волокон – 78000 МПа.
- Временное сопротивление разрыву у армирующих изделий, изготовленных из стеклопластика, – 1250 МПа, у арматуры из базальтовых волокон – 1450 МПа.
- Достоинством стеклопластиковой арматуры является ее стоимость, которая примерно на 15% ниже, чем цена изделий из базальтового волокна.
Арматура из композитных материалов может отпускаться заказчику как нарезанными прутками, длина которых составляет 6 м, так и бухтами, в каждой из которых может быть намотано от 50 до 100 метров изделий. Диаметр прутков неметаллической арматуры может составлять от 4 до 18 мм.
Стеклопластиковая арматура в бухтах по 50 метров
Преимущества и недостатки неметаллической арматуры
Пожалуй, самым значимым достоинством стеклопластиковой арматуры является ее инертность по отношению к различным агрессивным средам. Так, фундаменту, который усилен при помощи такой арматуры, не страшна соленая морская вода, а также растворы, содержащие в себе щелочные и кислотные составляющие. Не менее важными преимуществами композитных армирующих элементов являются:
- неподверженность процессам гниения, образованию и развитию коррозии;
- небольшой вес (так, один метр стеклопластиковой арматуры, имеющей диаметр 6 мм, весит всего 0,05 кг, в то время как масса метра такого же прутка, изготовленного из металла, составляет 0,395 кг);
- прозрачность для магнитных волн и радиоволн благодаря диэлектрическому материалу;
- отсутствие больших сложностей при перевозке и использовании;
- близость коэффициента теплового расширения к соответствующему показателю для бетона;
- универсальность и простота использования, позволяющие применять такую арматуру во многих сферах.
Сравнение параметров композитной и стальной арматуры
Если говорить о применении стеклопластиковой арматуры, то она, как и изделия подобного назначения из металла, используется для укрепления фундаментов, бетонных колонн, столбов, опорных конструкций другого назначения. Кроме того, такую арматуру применяют в дорожном строительстве, для укрепления промышленных полов, стен септиков, тротуаров, настилов, ограждающих конструкций и др.
Стеклопластиковой арматурой часто заменяют металлические прутки при производстве плит перекрытия и фасонных изделий из бетона. Опыт использования арматуры из композитных материалов свидетельствует о том, что она хорошо демонстрирует себя в качестве элемента укрепления фундаментов деревянных и каркасных домов.
Таблица равнопрочной замены металлической арматуры на стеклопластиковую
Если говорить о недостатках стеклопластиковой арматуры, то к ним следует отнести следующие.
- Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо переносит высокие температуры.
- По сравнению с металлическими изделиями, стеклопластиковая арматура значительно хуже переносит растягивающие и сжимающие нагрузки. Так, модуль упругости металлических арматурных прутков в 3,5 раза выше, чем у изделий из стеклопластика. Фундамент для крупного строительного объекта, для укрепления которого используется такая арматура, необходимо заливать очень медленно, постоянно корректируя свои действия. Если не придерживаться такой рекомендации специалистов, обладающих большим опытом использования данного материала, то бетонный каркас может «поплыть».
- При значительных нагрузках каркас из стеклопластиковой арматуры может начать выгибаться, что приводит к сколам, трещинам и другим дефектам бетонных конструкций.
Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.
Т.к. тема является архивной.
вот про заменяемость поржал)))))))))))
прочность на что?
коэффициент растяжения у нее какой? ¶
Консерватизм, это когда арматура из нержавейки )
Из обычной стали – это консенсус.
А стеклопластик – это вроде красиво, но бестолково.
Но стеклопластик хорош в ландшафтном дизайне, к примеру в качестве палки по которой пойдет вьюн и тд. Ну в отмостку можно, в дорожках.
PS Самый правильный ответ автору темы архитектор, который делал расчет для фундамента с использованием стеклопластиковой арматуры.
В моем проекте к примеру только металлическая арматура, проект не российский. ¶
В моем случае она запоминала свою прямую форму. Весело получалось когда развязываешь эту бухту и 50ти метровый кусок стекловолокна начинает выпрямлятся- большая 10тиметровая скакалка летящая со свистом и ты внутри нее :-) Потом начал уже осторожнее разматывать.
Возится как внутри салона так и снаружи. Бухты неплохо влезают в заднюю дверь легковушки.
Вяжется без каких либо проблем. Часть на пластиковые стяжки, часть на вязальную проволоку, когда стяжки кончились. Все выдержало в процессе заливки. ¶
Ни один фундамент и ни одна конструкция, будь-то стена или перекрытие дома, свая или пролёт моста, не обходится без арматуры, заложенной в бетон. В настоящее время в продаже появляются новые, а зачастую экзотические материалы, с якобы уникальными свойствами, и арматура для бетонного фундамента не оказалась исключением из этого списка.
Все мы привыкли к стандартной металлической арматуре, которая производится разного диаметра и используется уже на протяжении второго столетия. Но в последнее время появилась стеклопластиковая арматура отзывы о которой вроде бы положительные, но опыт её использования всего несколько лет этого не подтверждает.
Что же представляет собой стеклопластиковая арматура? Это прочные прутки с ребристой поверхностью диаметром от 4 до 20 миллиметров, изготовленные из стеклопластиковых, базальтовых композитных материалов и предназначенные для применения в бетонных конструкциях вместо стальной арматуры.
― повышенная прочность на разрыв (к примеру, арматура диаметром 8 мм – аналог 12-миллиметровой металлической);
― легкость (легче металлической в 5 раз);
― неподверженность коррозии;
― устойчивость к агрессивным средам;
― непроводимость электрического тока (диэлектрик);
― дешевизна;
— не экранирует и не создает экрана радиоволнам.
Казалось бы всё очень красиво, но отзывы больше похожи на ключевые тезисы из рекламных буклетов продавцов этой самой арматуры, чем на технические отзывы, которые нас интересуют в первую очередь.
Покопавшись в интернете и произведя некоторые расчёты мы имеем немного другую картину по данному продукту, но зато технически проверенную и правильную.
Для исследования этого вопроса нам понадобятся следующие термины:
Модуль упругости – характеризует способность твердого тела упруго деформироваться под воздействием силы.
Предел текучести – механическое напряжение при воздействии которого деформированное тело уже не возвращается в первоначальное состояние.
Нормативное сопротивление – величина чуть меньше предела текучести, характеризует максимальное конструктивное напряжение для расчетов с данным материалом.
Предельная растяжимость бетона – максимальный коэффициент удлинения бетона, при котором не происходит раскрытие трещин.
Итак попробуем выяснить работу балки со стальной арматурой Д12 мм.
Арматура стальная А500С диаметром 12 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 200 ГПа
Нормативное сопротивление 500 МПа, что чуть меньше предела текучести стали, из которой сделана арматура.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 4500 кг. Растяжение арматуры при данной нагрузке составит около 2,5 мм/м
Производители арматуры размещают в документации табличку с равноценной заменой арматуры.
В документации указано, что стальной арматуре А500С диаметром 12 мм соответствует стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром 10 мм.
Итак попробуем выяснить работу балки с такой арматурой Д10 мм.
Арматура стеклопластиковая или базальтовая диаметром 10 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 50 ГПа
Нормативное сопротивление 2000 МПа.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 10000 кг.
Растяжение базальтовой арматуры при данной нагрузке составит около 25 мм/м.
Растяжение базальтовой арматуры при нагрузке 4500 кг, около 11 мм.
Для того чтобы получить такое же растяжение как у стальной (2,5 мм/м) нам необходимо уменьшить нагрузку на пруток до 1000 кг, либо увеличить диаметр в 2,1 раза до 21 мм.
Величину предельной растяжимости бетона найти сложно, так как это зависит от огромного количества условий, но по некоторым данным обычный бетон не более – 3 мм/м.
Таким образом все преимущество высокой прочности арматуры теряется из-за низкого модуля упругости, т. е. высокого растяжения под нагрузкой.
Бетон просто потрескается и полопается в месте растяжения арматуры раньше чем арматура порвется.
Из чего делаем вывод что равноценная замена стальной арматуры Д12 мм, класса А500С – это стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром более 20 мм.
Нам строители и застройщики задают один и тот же вопрос: Соответствует ли базальтовая арматура диаметром 10 мм стальной диаметром 12 мм? Собираюсь закупать арматуру для монолитной плиты фундамента, сказали, что достаточно взять 8 мм, т.к она соответствует стальной в 10 мм.
Правда ли это?
Да, соответствует, но только по прочности на разрыв, но прежде чем порваться, любая арматура растягивается (удлиняется), при этом деформируется, а потом и растрескивается проармированное изделие. А удлиняются разные материалы по разному, в зависимости от модуля упругости (во сколько раз меньше модуль упругости, во столько раз сильнее растягивается материал в одинаковых условиях). Так вот, стеклопластиковая арматура (СПА) растянется примерно в четыре раза сильнее, чем стальная, при одинаковом сечении (диаметре) и одинаковой нагрузке (какая бы она ни была в конкретной конструкции). Значит для получения одинаковых деформаций под одинаковыми нагрузками (сохранения свойств проармированного изделия) СПА надо заложить примерно в четыре раза больше стальной (по сечению). Можно вместо 10мм стальной заложить 20мм СПА. Или просто вместо одного прута стальной, заложить четыре прута СПА, такого же диаметра. Или шесть прутов 8мм СПА, вместо одного стального 10мм.
Только надо еще учитывать, что некоторые производители указывают диаметр СПА с навивкой, а реальный рабочий диаметр меньше. Значит при замене надо будет исходить из реального диаметра и закладывать СПА еще больше.
Основной плюс – это только лёгкость её транспортировки, неподверженность коррозии, устойчивость к агрессивным средам и непроводимость электрического тока (диэлектрик). Вот, к сожалению, наверно и всё
Основной минус – это то, что, мы так и не нашли куда и как можно использовать все эти плюсы, включая арматуру, так как нет нормативных документов на её использование, её нет в ГОСТе на производство, в СНиПе на использование, нет нормативных документов, не стандартизированы методики расчета минимального процента армирования, не нормированы требования и никак не контролируется характеристики сцепления композитной арматуры с бетоном.
И, в заключении, у стеклопластиковой арматуры низкий модуль упругости, низкая огнестойкость изделий армированных композитной арматурой, не возможность изготовления гнутых арматурных изделий под углом из арматуры в состоянии поставки так и на месте строительства (возможны только большие радиусы), не возможность использования в качестве сжатой арматуры и тд и тп.
Ну и естественно цена, стеклопластиковой арматуры в сравнении со стальной получается сильно дороже:
1 м А500С диаметром 12 мм – 30 руб.,
1 м стеклопластиковой диаметром 12 мм – 50 руб., а при том что необходимо использовать диаметром более 20 мм, то цена такой арматуры будет в 5-7 раз дороже стальной, что экономически не целесообразно и не выгодно.
Ну и, на последок, предлагаем бесплатно скачать доклад с третьего международного симпозиума прошедшего 9-11.11.2011 года, Перспективы применения композитной арматуры.
Prospects of FRP Bars application О.Н. Лешкевич, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе РУП «Институт БелНИИС»