Стеклопластиковая арматура против стальной: сравниваем по 6 параметрам

Стеклопластиковая арматура в малоэтажном домостроении пока применяется сравнительно редко. Это и понятно: рекламируется продукт довольно скромно (что, теоретически, должно говорить в его пользу), о его свойствах потребителю известно далеко не всё, к тому же не каждый строитель знает, как с такой арматурой работать. Наряду со стеклопластиком, согласно ГОСТ 31938-2011, для изготовления арматуры могут применяться и другие композиты — базальтопластик, арамидопластик, углепластик.

Кладочные сетки, а также гибкие связи для многослойных стен сегодня чаще делают из базальтопластика, так как по сравнению со стеклопластиком этот материал обладает большим модулем упругости. Однако стеклопластиковая арматура дешевле других, поэтому именно она получила широкое распространение. Именно её мы будем сравнивать со стальной. Итак, начнём.

Утверждение № 9: «Создавать гнутые элементы из композитной арматуры невозможно».

При создании объёмных арматурных каркасов для ответственных конструкций необходимо применять гнутые элементы. Традиционно строители на месте изгибают отрезки металлических стержней для придания им необходимой формы. Действительно, композитную арматуру нельзя качественно согнуть на строительном объекте. При этом есть, как минимум, два выхода: использовать смешанное армирование (стержни композитной арматуры скрепляются металлическими угловыми элементами. Данное армирование значительно упрощает и удешевляет строительство без снижения прочностных характеристик) или заказывать изготовление гнутых элементов производителю. Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».

На сегодняшний день применение композитной арматуры в строительных объектах РФ предусмотрено ГОСТ и, соответственно, разрешено. Если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, нет или недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.

Рассчитываем количество арматуры под фундамент

Чтобы правильно рассчитать количество требуемых материалов (арматуры) на этапе проектирования, необходимо знать устройство фундаментного каркаса. Прутья, залитые бетоном, делают конструкцию более прочной и снижают ее хрупкость, при этом важно, чтобы все они были хорошо закреплены между собой и составляли единую конструкцию. Только правильно собранный (связанный) армирующий каркас может обеспечить надлежащие показатели прочности и надежности готового основания.

В случае ленточного фундамента для изготовления каркаса прутья укладываются параллельными рядами и соединяются между собой вертикально и горизонтально ориентированными перемычками.

В случае плитного основания для повышения общей прочности из прутьев формируются две параллельные решетки, заполняющие всю площадь плиты. Для дополнительного укрепления также применяются равномерно распределенные вертикальные прутья из того же материала.

Способы соединения арматуры

В промышленном строительстве металлические прутья обычно соединяются точечной электросваркой. Такой способ фиксации, помимо главного преимущества — быстроты, имеет и определенные неудобства. Во-первых, соединять сваркой можно только арматуру, в маркировке которой присутствует буква «С» («сварка»).

Во-вторых, такое соединение всегда получается жестким. Технология армирования бетонного основания такую ситуацию хотя и допускает, но не приветствует. В идеале уложенные силовые пояса в местах крепления прутиков должны иметь небольшой люфт, чтобы лучше препятствовать возникающим нагрузкам. В-третьих, в местах сварки стальные прутья теряют часть своей прочности.

Заготовка хомутов с помощью сгибателей.

Поэтому в частном строительстве более популярно использование для фиксации вязальной проволоки. В каждом месте пересечения при этом способе нужно закрепить петлю из проволоки. Этот способ очень экономичен и прост в исполнении, но достаточно трудозатратен.

Третий способ появился сравнительно недавно. Места соединений прутьев фиксируются специальными пластиковыми хомутами. Стоимость такого способа крепления выше, чем при использовании вязальной проволоки, но по скорости проведения работ он лишь немного уступает электрической сварке.

Независимо от выбранного способа крепления у них есть общее правило. Установка в угловых частях основания прутьев должна выполняться внахлест, с загибанием их краев, а не простого укладывания друг на друга.

Обустройство каркаса для ленточного фундамента

Закладка арматуры для устройства каркаса бетонного основания выполняется по определенным требованиям. Первое — для устройства каркаса нужно создавать минимум два горизонтальных силовых пояса. Второе — вся уложенная арматура должна быть полностью утоплена в бетоне. Касание стальных прутиков к отливаемой поверхности, тем более к опалубке, недопустимо.

Но и слишком заглублять арматуру в отливаемое основание тоже нельзя, иначе она не сможет выполнять свою главную задачу — предохранять отлитый бетонный монолит от повреждений при возможном изгибе. В-третьих — в ленточном фундаменте в каждом горизонтальном армирующем поясе обязательно наличие минимум двух сплошных продольных линий.

Выполняя расчеты количества арматуры под фундамент, нельзя забывать, что каждое основание имеет свои особенности устройства каркаса.

Приемы вязки арматуры.

Особенно это касается ленточного фундамента, высота которого может в несколько раз превосходить его ширину. Именно эта несимметричность позволяет выполнять армирование стержнями в 10-14 мм, поскольку из-за своей формы лента фундамента меньше склонна к деформации, чем плиточное или свайное основание. Монтаж арматуры в ленточном фундаменте выполняется по всей длине всегда в два слоя, внизу и вверху ленты, на расстоянии 50-60 мм от края независимо от ее высоты.

Основную нагрузку в ленточном фундаменте принимают на себя продольно уложенные прутья, поэтому при строительстве лучше брать для них 14-16 мм арматуру с ребристой поверхностью. Поперечные и вертикальные прутья на усиления основания влияния почти не оказывают, поэтому лучше для них брать тонкие гладкие прутья диаметром 6-8 мм.

Обычно на каждые 20 см ширины такого фундамента используется один прут арматуры. Для среднестатистического фундамента шириной в 40 см достаточно 4 продольных прутьев: 2 снизу и 2 сверху. Армировочный пояс в 3 или 4 прута используется или при большей ширине ленты, или при строительстве на слабонесущем грунте.

Зная размеры будущего дома, легко сделать вычисления нужного количества арматуры. Например, для дома 6Х6 м с одной несущей стеной общая протяженность фундамента составит 30 м (24 м протяженность внутренних стен и 6 м внутренней). Потребность в ребристой арматуре под фундамент таких размеров составит 120 м (30 м на 4 шт).

Виды арматурных каркасов.

Поперечные и вертикальные прутья в ленточном фундаменте устанавливаются со средним шагом в 50 см. При высоте в 70 см для условного фундамента на каждый шаг понадобится 1,8 м тонкой арматуры (0,6+0,6 м высоты и 0,3+0,3 м ширины). Шаговых соединений будет 61 шт, общая протяженность проволоки 109,8 м (61х1,8 м).

В каждом шаговом соединении есть 4 места связки (по два с каждой стороны). На каждую связку идет 0,3 м вязальной проволоки, поэтому расчет для проволоки для дома с заданными параметрами — 73,2 м (61Х4Х0,3).

Плюсы и минусы стеклопластика

Данные армирующие материалы представлены ребристыми или покрытыми специальными посыпками прутьями на основе скрученных стеклопластиковых волокон, пропитанных термоактивными смолами. Согласно ГОСТ 31938, доля непрерывного армирующего заполнителя в них составляет не менее 75%, композит соответствует всем требованиям прочности, безопасности и долговечности.

Преимущества этой разновидности проявляются в:

• Высокой стойкости к износу, коррозии, влаге и агрессивным воздействиям грунта.
• Низких коэффициентах теплопроводности и теплового расширения, положительно сказывающихся на трещиноустойчивости и т/т характеристиках фундаментных конструкций.
• Небольшом весе.
• Неограниченной длине (прутья реализуются в бухтах длиной до 100 м), простоте транспортировки и складирования.
• Отсутствии окисляющих процессов и помех за счет хороших диэлектрических и диамагнитных свойств.

Минусы проявляются в сравнительно низком пределе прочности на сжатие и изгиб, ограниченном диапазоне рабочих температур и усложненной технологии гибки и монтажа. Арматура на основе стекловолокна может слегка растягиваться или смещаться на этапе заливки бетона, связывается пластиковыми хомутами и повреждается при изгибе обычными способами.

На заметку. Соединение сваркой возможно лишь для комбинированных разновидностей со стальными стержнями внутри.

Стеклопластиковая и металлическая арматура

В открытой продаже можно найти как пластиковые, так и металлические аналоги. Главное преимущество металлических аналогов заключается в том, что прутья из металла ни при каких условиях не прогибаются, поэтому они являются гарантией высокой надёжности всей конструкции.

Пластиковые аналоги не могут похвастаться такой же прочностью. Кроме этого, металлическую арматуру можно согнуть непосредственно во время строительных работ, если у строителей есть специальный инструмент. С пластиком всё намного сложнее, ведь его не получится согнуть никакими инструментами.

Виды арматуры по форме

Во время подготовки фундамента строители используют несколько видов прутьев. Это могут быть прутья как с гладкой, так и с ребристой поверхностью. Прутья с ребристой поверхностью могут похвастаться идеальным сцеплением с таким материалом, как бетон. Это позволяет говорить о более высокой надёжности прутьев с ребристой поверхностью.

Гладкую арматуру считают вспомогательной. Она требуется для армирования большого объёма бетона. Из неё возможно собрать полноценный каркас.

Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».

На сегодняшний день качество арматуры, выполненной из композита, подтверждено ГОСТ, что позволяет ее применять в строительных объектах РФ. Имеются СНиПы. Таким образом, если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, пока недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.

Цена

В целом стеклопластиковая арматура дешевле стальной. Но, как это видно из таблицы, с увеличением диаметра процентная разница (а значит, расходы по смете) нивелируется.

Если цена стальных изделий у крупных продавцов более или мене одинакова, то в случае стеклопластика наблюдается существенный разброс цен, зависящий от качества (изготовлено по ГОСТ или по ТУ).

В любом случае покупать композитную арматуру лучше у представителей крупнейших , «ПластКомпозит», «Ярославский и др.

Диаметр, мм	Стальная арматура, цена в руб.	Композитная арматура, цена в руб.
8	25	20
10	35	25
12	45	35
14	55	45
16	65	55

Достоинства и недостатки

Арматура стеклопластиковая или металлическая, сравнение главных достоинств и недостатков у материалов разного типа:

• Композитные стержни легче стальных прутьев равного объема. Их применение снижает нагрузку на фундамент здания.
• Стеклопластик имеет повышенную прочность, несмотря на малый вес. Он лучше металла переносит нагрузку на разрыв.
• Композитная арматура не окисляется под влиянием воды и агрессивных веществ. В отличие от металла, она не ржавеет.
• Полимерные волокна хуже проводят тепло, чем сталь. Они не образуют мостиков холода в конструкции здания.
• Металлический каркас создает помехи для радиосигналов, мобильной связи, работы высокоточных приборов. Стеклопластик лишен этого недостатка, так как он является диэлектриком.

Композитные прутья обладают большим модулем упругости. Это значит, что они легче и сильнее прогибаются под влиянием механических нагрузок, чем стальные. При проектировании здания с использованием стеклопластика необходимы точные расчеты, чтобы избежать деформации бетонных перекрытий.

Полимерные стержни, в отличие от металлических, нельзя скреплять методом сварки. Сгибать их вручную также не следует. Для скрепления прутьев можно использовать петли, так производится композитная сетка. Если для строительства требуются стержни, изогнутые под определенным углом, следует заказать их у производителя.

Надежность и долговечность стальной арматуры уже проверена на практике. Композитные аналоги пока являются новым для Казани стройматериалами. Заявленное время службы стеклопластика составляет 50-80 лет. Но это расчетное значение, которое пока еще не было достигнуто в реальной жизни.

Какую выбрать

Перед любым начинающим строителем, желающим самостоятельно построить частный дом, гараж, либо небольшой флигель на даче, неминуемо встает вопрос: какую арматуру использовать в фундаменте дома? Рассмотрим, какой материал лучше подходит для заливки монолита: традиционная металлическая, или современная композитная арматура.

Для ленточного фундамента

При выборе арматуры для ленточного фундамента необходимо учитывать такие критерии, как свойства почвы и тип поверхности, общая масса конструкции, экономический фактор. При сооружении ленточного фундамента лучше использовать металлическую арматуру, хотя при возведении конструкций небольшой массы можно остановить выбор и на композите.

Класс арматуры и марку стали, из которой она изготовлена, подбирают, исходя из конкретных условий. Для конструкций каркасного типа, имеющих небольшой вес, подойдут прутья диаметром 10-12 мм, для более крупных и массивных зданий нужна арматура сечением 14-16 мм. Чтобы каркас придавал максимальную прочность, армирование делают двухуровневым, с вертикальными распорками.

Сфера применения

Стеклопластиковая арматура может применяться в тех же отраслях, что и металлическая:

• Укрепление фундаментов.
• Армирование конструкций из бетона.
• Укладка дорожного полотна.
• Строительство опор ЛЭП.
• Возведение мостов, причалов, доков.
• Укрепление береговых линий.
• Строительство заборов и ограждений.
• Монтаж систем канализации, мелиорации.

В отличие от металла, стеклопластик будет служить дольше при высокой влажности. Поэтому в тех проектах, где конструкция постоянно соприкасается с водой, ему следует отдать предпочтение.

Основные отличия стали и пластика в сфере армирования бетона

Стальная арматура — это круглый металлический пруток переменного или постоянного сечения, характеристики которого определяются свойствами стали, из которой он изготовлен. Поставляется в виде прямых отрезков длиной до 12 метров и диаметром от 8 до 32 мм.

Армирующий материал из стеклопластика представляет собой конструкцию из продольных стекловолоконных нитей, покрытых слоем полимерной смолы, которая наносится напылением или по методу направленной навивки. Такая технология позволяет изготавливать арматуру по прочности превосходящую сталь.

Пластик не подвержен воздействию коррозии, что делает его уникальным при воздействии влаги на бетонную монолитную конструкцию.

Материал поставляется в виде свернутых бухт, в которых длина прутка может, в зависимости от диаметра, превышать 100 метров.
В то же время он не обладает пластичностью и не выдерживает воздействия высоких температур.

Как проводится армирование

На фундамент воздействует 2 силы: на изгиб и на сжатие. Первая нагрузка приходится на нижнюю поверхность основания. Сила на изгиб происходит из-за расширения почвы, которая выталкивает основание наружу. Нагрузка на сжатие появляется при воздействии массы здания на фундамент.

Для предотвращения деформации и разрушения бетонной конструкции внутри тела устанавливается арматурный каркас. Процесс армирования и характеристики арматуры регламентируются требованиями СНиПа. Армокаркасы изготавливаются из горячекатаного профиля с диаметром сечения 12-20 мм.

При строительстве частного дома допустимо использование полимерной или стеклопластиковой арматуры. Для возведения промышленных объектов запрещено применение композитных материалов.

Стандартная арматурная конструкция включает нижний и верхний контуры, которые соединяются поперечными перемычками. Середина основания не армируется, так как на эту часть внешние нагрузки минимальны или отсутствуют вовсе.

Элементы арматуры устанавливаются на определенном расстоянии, которое указано в СНиПе №52-01-2003. Между продольной арматурой берется промежуток, больше (или равный) диаметру профиля. При этом, величина должна быть 25 см или меньше.

Поперечные перемычки между продольными контурами устанавливаются на высоте до 50 см. если высота основания больше 50 см, устанавливается внутренняя продольная конструкция. Шаг между перпендикулярными профилями составляет половину высоты основания (не должен превышать 30 см).

Существует 2 способа сборки арматурного каркаса: сварка и соединение вязальной проволокой. Первый метод имеет значительный недостаток – арматура подвергается коррозии на приваренных участках. Такое воздействие ослабляет металл.

Механическая прочность основания не зависит от выбранного метода сборки арматуры. Высокая надежность обеспечивается, благодаря единой железобетонной конструкции, когда смесь твердеет.

При армировании фундамента выполняются следующие требования:

• расстояние между наружным контуром бетонной конструкции и крайними участками арматуры составляет 4-5 см;
• арматура поднимается над землей с помощью пластиковых «грибков» (использование кирпичей для этой цели запрещено);
• вертикальные стержни арматуры нельзя втыкать в землю (это дает быструю коррозию металлической конструкции).

Армирующий каркас помещается в опалубку, которая заливается бетонной смесью за 1 заход. Не допускаются перерывы, так как бетон частично затвердевает. Это снижает конечную прочность результата, внутри конструкции появляются трещины.

Особенности монтажа фундаментного каркаса

От правильности изготовления армопояса зависят эксплуатационные характеристики строящегося здания, поэтому важно все правильно рассчитать и заранее убедиться, что приобретено нужное количество материала. Нарезка должна осуществляться непосредственно на стройплощадке, чтобы сразу были заметны неточности в расчетах, если таковые имеются (не замеченные вовремя ошибки строители нередко исправляют ценой надежности здания, поэтому лучше перестраховаться).

Для сгибания арматуры используются специальные приспособления, позволяющие получать правильный угол и ровный изгиб. При монтаже арматура сначала укладывается на кирпичи, после чего производится связывание всех узлов. Чем большая нагрузка ожидается на фундамент, тем гуще можно расставлять горизонтальные и вертикальные перемычки. От качества работы на этом этапе зависит надежность всего здания, поэтому здесь важен максимально высокий уровень ответственности.

Особенности стальной арматуры

Железный арматурный прокат широко применяется при строительстве жилых и производственных зданий, промышленных сооружений, опор, дорожных покрытий. Изготавливаются в виде стальных прутов с гладкой или рифленой поверхностью сечением 6-40 мм. Металлическая арматура классифицируется по конфигурации изделия, стойкости к различным нагрузкам и способу их распределения, принципу работы, технологии изготовления.

По назначению стальные стержни подразделяются на такие виды:

• Монтажные. Используются при изготовлении каркасов.
• Распределительные. Пруты, предназначенные для равномерного распределения нагрузки и удерживающие конструкцию в определенном положении.
• Рабочие. Стержни с высокой стойкостью к нагрузкам на растяжение и соскальзывающие воздействия. Используются при устройстве фундаментов, изготовлении балок, ригелей.
• Анкерные. Закладные сборочные единицы, встраиваемые в строительные конструкции, технологические и инженерные аппараты, трубопроводы.

По нагрузкам, которые принимает на себя арматура, она подразделяется на продольную и поперечную. Продольная предотвращает появление вертикальных трещин, поперечная — препятствует разрывам от скользящих напряжений.

Металлическая арматурная продукция маркируется в соответствии с классом, диаметром и назначением прутов. Изделия также гравируются с учетом свойств – класса устойчивости к коррозии, упрочненной структуры с высокой текучестью, возможностью сварки в единую конструкцию. Пруты длиной 6-12 м реализуются в связках или пачках.

Преимущества железной арматуры:

• Высокая стойкость к деформациям.
• Хорошие адгезионные свойства.
• Огнестойкость.
• Широкий диапазон рабочих температур, в том числе низких. Критические нагревания и остывания не приводят к изменению технических параметров.
• Универсальность, применение в различных видах конструкций.
• Возможность разных способов монтажа – путем сварки или связки холоднокатаной проволокой.

Недостатки:

• Значительный вес.
• Подверженность коррозии.
• Теплопроводность. Такое свойство может приводить к промерзанию конструкции при низких температурах окружающей среды.
• Более высокая стоимость (по сравнению со стекловолоконными аналогами).

Источник: furnilux.ru