Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой расчет

Как связать стеклопластиковую арматуру для фундамента

Новые строительные материалы, в числе которых и стеклопластиковая арматура (СПА), очень медленно вытесняют старые, проверенные десятилетиями материалы. Все привыкли, что в железобетоне должная быть стальная арматура, о полной замене которой в масштабном строительстве речь пока не идёт. Однако для строительства фундаментов малоэтажных зданий гораздо выгоднее использовать композитные стержни, так как при меньшей цене и весе они могут выдерживать те же самые нагрузки. В чём достоинства такой замены, и как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента, будет рассказано в этой статье.

Характеристики стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиком называется вид композиционного материала из термопластичного полимера, наполненного волокнами стекла или кварца. Основными преимуществами являются:

• малый удельный вес;
• высокая коррозионная стойкость;
• прочность на разрыв, не уступающая стали.

До недавних пор стеклопластики использовались преимущественно в космической и авиационной технике, но теперь, когда создана технология пултрузии (формирование неметаллической рельефной арматуры методом протяжки), появилась возможность и для широкого применения в строительстве.

• Существуют различные вариации композитов, в том числе и комбинированных, но одним из самых доступных является стеклопластик. По сравнению с металлом он дороже, это если сравнивать цену за тонну. Но учитывая малый вес, погонных метров композитной арматуры в этой тонне (если сравнивать одинаковые диаметры) будет в пять раз больше. А значит, и по цене выгоднее.
• Как и стальная, арматура из стеклопластика предлагается в виде тонких и толстых стержней, стержневых карт и кладочных сеток. Для подбора арматуры по диаметру производятся такие же расчёты, как и для стальной, но всегда получается, что диаметр СПА может быть на одну ступень ниже. То есть, вместо металлической арматуры АIIID12 можно использовать стеклопластиковые стержни диаметром 10 мм – и вот почему.
• Модуль упругости, это усилие, которое надо приложить, чтобы растянуть материал на определённое расстояние. У композитной арматуры модуль ниже почти в 5 раз, чем у стальных стержней. Но величина эта постоянна, тогда как у стали она зависит от нагрузок и температуры окружающей среды.
• Есть ещё такой показатель, как предел прочности. Это предельная нагрузка, после которой материал полностью разрушается. У стальной арматуры он равен 400 Мпа, а вот у композиционной – не менее 1200 Мпа. У самого бетона эти цифры несопоставимо меньше, поэтому при пиковых нагрузках он разрушается первым, после чего в работу включается предел прочности арматуры.
• Чем он выше, тем большую нагрузку сможет выдержать тот же фундамент. Выходит, что конструкция, армированная стеклопластиком, будет держаться в три раза дольше. Но учитывая большую эластичность стеклополимерного композита, конструкция при этом существенно провиснет, из-за чего бетон будет сильнее растрескиваться.
• Чтобы найти золотую серединку, расчёт арматуры для фундамента должен производиться специалистом. При условии правильного подбора диаметров и шага элементов каркаса, стеклопластик может служить гораздо дольше из-за отсутствия коррозии.

В случае с фундаментами способность стеклопластика к более сильному прогибу особого значения не имеет, так как лента или плита всей площадью опирается на грунт. Это не то, что плита перекрытия или балка, которая имеет всего две точки опоры. Фундамент должен продемонстрировать высокую прочность, а с этим у армированной стеклопластиком фундаментной конструкции проблем точно не будет.

Стеклопластик и сталь – сравнение характеристик

Главным конкурентом стеклопластиковой арматуры является стальная, поэтому именно с ней и надо сравнивать технические характеристики:

Характеристика арматуры	Ед. изм.	Стеклопластик	Металл
Максимальная прочность на разрыв (чем больше, тем лучше)	МПа	1600	690
Модуль упругости (чем больше, тем лучше)	МПа	56000	200000
Относительное удлинение (чем меньше, тем лучше)	%	2,2	25
Коэффициент теплопроводности (чем меньше, тем лучше)	Вт/м*С	0,35	46
Коррозионная устойчивость	Не подвержен коррозии	Подвержен коррозии
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше)	10-6 С продольно	8-10	11,7
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше)	10-6 С поперечно	22	11,7
Устойчивость к излому	Низкая	Высокая
Электропроводность	Диэлектрик	Проводник
Оптимальное восприятие температур	Градус Цельсия	-60…..+90	-200…..+750
Способы вязки арматуры	Хомуты, вязальная проволока, фиксаторы	Сварка, вязальная проволока
Возможность изготовления гнутых элементов в условиях стройки	нет	есть
Способность пропускать электромагнитные волны	Да	Нет
Экологичность	Малый процент токсичности	Нетоксичен

Особенности использования арматуры

Композитная арматура может иметь различное назначение, и в том числе бывает специально предназначена для усиления бетонных конструкций. Как и стальная, она изготавливается гладкой и рифлёной, и продаётся в виде стержней или сетчатых карт. Для конструкций ленточного типа можно приобрести и готовый каркас для фундамента из стеклопластиковой арматуры.

Чтобы не нарваться на дешёвую подделку, покупать всё это нужно либо непосредственно у производителя, либо у официального дилера. У контрафактной арматуры может быть некачественная заливка витков, бывает более низкая или неравномерная плотность навивки стекловолоконного жгута (ровинга).

Но прежде, чем купить материал, нужно правильно его рассчитать, поэтому рассмотрим, как это делается на примере небольшого фундамента размером 6*6 м.

Для плитного фундамента

В плитном фундаменте не может использоваться арматура диаметром меньше 6 мм, если она стеклопластиковая, и она должна быть только профилированная. Ориентироваться надо на плотность грунта и вес строения. Минимальный диаметр арматуры можно взять, если постройка, к примеру, лёгкая каркасная, а грунт прочный. Если же дачный дом или гараж строится из каменных материалов, лучше взять пруты или сетку диаметром 10 мм.

При размере ячейки сетки 200 мм, количество прутков, укладываемых в одном направлении, составит 31 штуку — соответственно, 62 стержня на один уровень. Всего уровней два, поэтому нам понадобится 124 шестиметровых прутка, в метрах это будет 744.

При вязке проволокой

Для соединения верхних и нижних сеток можно использовать обрезки той же арматуры. Учитывая, что пруты укладываются 31 на 31, всего получится 961 соединение. При толщине плиты 200 мм, за минусом толщины защитных слоёв (по 50 мм с каждой стороны), длина соединительных прутков составит 100 мм, или 0,1 м. Умножив её на количество соединений, получим 96,1 метр. Чтобы получить общую длину арматуры на плиту, надо суммировать 744 и 96,1. Округляем до целого числа, и в итоге получаем 841 м.

Теперь посчитаем количество необходимой проволоки, что может зависеть от схемы вязки. Обычно сначала связывают прутки нижнего пояса, после чего к ним присоединяют вертикальные элементы, которые будут соединять нижнюю сетку с верхней.

Чтобы произвести одно соединение, в среднем требуется 0,3 м проволоки. В одном уровне у нас 961 соединение, а в двух (снизу и сверху) – 1922. Путём умножения длины одного куска проволоки на их количество, получаем общую длину 576,6 м.

Хомутами

Стеклопластиковую арматуру можно – и даже более удобно, вязать не проволокой, а пластиковыми стяжками, используемыми обычно для связки проводов. Так как они продаются штучно, их количество будет соответствовать количеству соединений на каркасе.

Как вариант, можно использовать специальные соединительные хомуты. Есть и такие, которые одновременно выполняют функцию подставки, обеспечивающей нужную толщину защитного слоя бетона.

Для ленточного фундамента

Отличительным свойством ленточной конструкции является её высота, которая всегда больше ширины. Лента лучше, чем плита работает на изгиб, поэтому диаметр арматуры здесь может быть меньше. В ней тоже делается два пояса армирования, только соединяются уровни чаще не короткими прутками как в плите, а гнутыми П-образными элементами.

Расчёт армирования производится в таком порядке (просчитаем всё тот же фундамент 6х6 м с одной внутренней стеной):

1. На подставки продольно укладывают более толстые рифлёные стержни (для одноэтажного дома можно брать диаметром 8 мм). Их при ширине ленты в 30-40 см будет всего по паре снизу и сверху.
2. Соединяющие их вертикальные стержни нагрузку не несут, а потому могут быть гладкими, без спиральной навивки – диаметр 6 мм.
3. При общей длине ленты 30 м, армируемой в 4 ряда, расход основной (продольной) арматуры составит 120 м.
4. Хомуты или вертикально-поперечные прутки устанавливаются через 0,5 м. Допустим, сечение ленты составляет 0,3*0,7 м, при котором на одно соединение будет уходить 1,6 м арматуры диаметром 6 мм. Всего секций перевязки образуется 61 — умножив эту цифру на 1,6, мы получим общую длину арматуры 97,6 м.
5. Каждая секция каркаса, связанная поперечной арматурой, имеет 4 соединения. Всего 4х61=244 соединения. Столько нужно хомутов или стяжек, если использовать для вязки их.
6. Если 244 умножить на 0,3 м, мы получим расход проволоки — 73,2 м.

При вязке каркаса можно уменьшить диаметр арматуры, но при этом придётся увеличить количество продольных стержней. Можете просчитать оба варианта по цене и выбрать тот, который окажется наиболее выгодным.

Для столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент работает не на изгиб, а на сжатие, так как рабочая арматура располагается не горизонтально, а вертикально. В таком положении она работает в облегчённом режиме, поэтому брать ребристые стержни можно диаметром 6 мм. По горизонтали монтируются гладкие прутки диаметром 4-5 мм, которые должны связать рабочую арматуру в пространственный каркас.

В зависимости от формы и размеров сечения столба, в каркасе могут присутствовать 2, 3 или 4 пояса рабочей арматуры. Для армирования столбов длиной 2 м и диаметром 0,2 м, обычно делают каркас прямоугольной формы из 4-х, связанных поперечной арматурой продольных прутков. Диаметры – 10 и 6 мм, с перевязкой в четырёх местах.

В таком случае, на один столб уйдёт 2*4=8 м основной арматуры, и 0,4*4=1,2 м перевязочной арматуры. Останется только умножить эти цифры на количество столбов, и вы получите общую длину стержней. На каркасе столба 4 пояса, в которых имеется по 4 соединения. Перемножив эти цифры, получаем 16 точек перевязки. Если вязать будете не стяжками, а проволокой, умножьте её расход 0,3 м на 16. Всего получится 4,8 м вязальной проволоки на один столб.

На заметку: Арматура для ростверка считается по аналогии с конструкцией ленточного типа.

Речь о том, как правильно вязать пластиковую арматуру для фундамента, пойдёт в следующей главе.

Инструкция по вязке арматуры

Перед тем, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, желательно посмотреть видео. Однако это не отменяет наличия чертежа, в котором будут чётко обозначены все элементы каркаса и указаны расстояния между ними. Соответственно, на основании этого чертежа и должны отрезаться пруты рабочей и поперечной арматуры.

Нюансы вязки проволокой

Вязать каркас для фундаментной ленты удобнее укрупнёнными блоками, которые затем опускаются в опалубку и привязываются друг к другу. При структурировании каркаса плиты, вяжут сначала сетку нижнего уровня, к ней фиксируют вертикальные перемычки, а затем уже приступают к формированию верхнего ряда.

• В любом случае, вязка начинается с нижнего яруса, с продольных стержней. Их предварительно раскладывают на земле или на фиксаторах, отмечая маркером места перевязки с поперечными элементами.
• Если вязка СПА производится проволокой, то процесс ничем не отличается от вязки обычной стальной арматуры. Для этого вам нужен крючок для вязки и ножницы по металлу.
• Кусок проволоки длиной 30 см складывается пополам затем, чтобы образовалась петля. Огибаете ею место соединения двух прутьев, продеваете крючок в петлю и, протянув в неё свободный конец, делаете скрутку.

Важно: В процессе работы необходимо следить, чтобы прутья при перевязке образовывали прямой угол.

Заключение

В последнее десятилетие композитная арматура стала весьма востребованной в малоэтажном строительстве. Она отлично подходит для армирования фундаментов, так как расчётное сопротивление растяжению у СПА в 3 раза выше, чем у стальных стержней. Композит лучше сохраняет свою форму при повышении температуры и практически не поддаётся деформированию, а благодаря меньшему весу стержней снижается и масса монолита. Полимеры не способны увлажняться, а потому не подвержены коррозии. Вывод напрашивается сам: конструкция, армированная стеклопластиком, прослужит гораздо дольше металлической.

Источник

Стеклопластиковая арматура для фундамента

Строительный рынок не стоит на месте, что приводит к появлению новых материалов, которые имеют улучшенные характеристики по сравнению с аналогами предыдущего поколения. Сравнительно недавно в строительной области появилась стеклопластиковая арматура, которая стала серьезным конкурентом металлическим прутьям.

Еще недавно стальная арматура была единственным материалом, который использовался при производстве железобетонных изделий, для повышения прочности фундаментов и других элементов строительных конструкций. Однако новый материал характеризуется более совершенными свойствами, чем привлекает внимание потребителя.

Описание материала и его виды

Стеклопластиковая арматура представляет собой неметаллический стержень с навивкой из волокон композитного материала или с напылением мелкофракционного абразивного порошка. Диаметр армированных прутков может составлять от 4 до 18 мм.

В зависимости от материала, используемого в качестве основы для изготовления прутка, выделяют несколько видов композитной арматуры:

• Базальтовые изделия (обозначаются буквами АБП) производятся на основе базальтовых волокон, связанные с помощью смолы органического происхождения. Такая арматура характеризуется высокой устойчивостью к воздействию агрессивной среды, включая газы, щелочи и соли.
• Стеклопластиковая арматура (аббревиатура АСП) производится из волокон стеклопластика, соединенных с помощью термореактивных смол. Преимуществом таких прутьев является незначительный вес и высокие прочностные характеристики.
• Углепластиковую арматуру (обозначение АУП) производят на основе углеводорода. Материал отличается повышенной прочностью, но имеет очень высокую стоимость, что существенно понижает его популярность.
• В основе комбинированных изделий (аббревиатура АКК) лежит базальт и стекловолокно. Такой материал устойчив к износу и имеет широкую область применения.

Среди перечисленных видов композитной арматуры наибольшей популярностью пользуются стеклопластиковые изделия, поэтому следует подробнее изучить именно этот материал.

Преимущества и область использования стеклопластиковой арматуры

В отличие от стальных прутьев стеклопластиковая арматура имеет ряд существенных преимуществ:

• Незначительный вес, за счет чего становится удобнее перевозить материал и выполнять различные действия с ним.
• Высокая устойчивость к воздействию агрессивной среды, включая газы, щелочи и соли.
• Устойчивость к образованию очагов коррозии.
• Высокие показатели прочности на разрыв.

Все перечисленные характеристики существенно расширяют область использования композитной стеклопластиковой арматуры:

• С ее помощью укрепляют стены и перегородки из кирпича и различных блоков.
• С помощью арматуры из стеклопластика связывают несущие стены с облицовочными перегородками. Кстати, у нас есть интересная статья на тему «облицовка фундамента искусственным камнем«.
• Стеклопластиковая арматура отлично подходит для укрепления фундаментов плитного типа и ленточных оснований, подошва которых лежит значительно ниже уровня промерзания грунта. Кроме того рекомендуется использовать композитную арматуру для усиления фундаментов, эксплуатируемых в условиях агрессивной среды.

Стеклопластиковая композитная арматура может использоваться для укрепления любого типа фундамента для малоэтажных строений. Однако в случае с ленточными и столбчатыми основаниями под строения не больше трех этажей композитные стержни получили множество положительных рекомендаций. Другими словами применять стеклопластиковую арматуру можно для укрепления монолитной бетонной ленты под частный дом или коттедж в один-два этажа, баню, гараж или хозяйственные постройки. На нашем сайте есть информация о том, как сделать фундамент под гараж и как сделать фундамент для бытовки, а также многое другое. Вы можете воспользоваться поиском по сайту, чтобы найти интересующую Вас информацию.

Стоит напомнить, что стеклопластиковая арматура является новым материалом, свойства которого изучены не до конца. Поэтому лучше использовать материал для конструктивного армирования, избегая моментов, где требуется повышенная прочность на изгиб и скручивание.

Расчет стеклопластиковой арматуры

Строительство фундамента своими руками требует проведения расчетов количества строительных материалов, включая композитную арматуру.

Учитывая различные факторы, следует проводить расчет материалов по следующему алгоритму:

• Определение общей длины фундамента с учетом длины внутренней несущей перегородки.
• Расчет длины прутьев арматуры, принимая во внимание, что арматура будет уложена в два яруса (4 прутка).
• Определение количества соединений. Следует учитывать, что соединение арматурных прутьев из стеклопластика проводится не сваркой, а внахлест. Поэтому нужно на каждый угол добавлять по 1 метру.
• Выполнение расчетов поперечных соединений.

Расчет композитной арматуры

Для полного понимания можно взять пример расчетов арматуры для фундамента дома размером 6*8 метров, внутренняя несущая стена которого равна 6 метров.

Общая длина фундамента определяется следующим образом:

Общая длина прутьев с учетом того, что двухуровневая конструкция состоит из 4 параллельных прутков, составляет:

Количество соединений и, соответственно, длина арматуры для этой цели определяется так: количество капитальных стен умножается на 1 метр нахлеста и на количество прутьев. Получается следующее:

Следовательно, для фундамента указанных размеров с учетом дополнительного материала на стыковку потребуется следующее количество продольных прутьев:

Также следует рассчитать количество поперечных кольцевых соединений. Согласно технологии укладки армирующего каркаса соединительные кольца должны располагаться на расстоянии 50 см друг от друга. Для определения количества поперечных соединительных колец необходимо общую длину арматуры разделить на 0,5 метра. Получается следующее:

Чтобы рассчитать длину арматуры, необходимую для такого количества поперечин, во внимание принимаются размеры каркаса. К примеру, если решетка каркаса имеет размер 60*30 см, то длина прута для одного кольца будет равна следующему:

Помимо этого в обязательном порядке следует добавить некоторое количество материала для запаса. То есть следует взять не 122, а 130 метров арматуры.

Суммируя результаты вычислений продольных и поперечных элементов каркаса, получаем результат:

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Усиление фундамента армированием дает большое преимущество в плане прочности, поэтому к процессу следует подходить ответственно.

Инструменты и материалы

Армирование фундамента требует точности и аккуратности, поэтому следует приготовить следующее:

• Рулетку для выполнения соответствующих измерений.
• Болгарку для подгона и резки прутьев стеклопластиковой арматуры.
• Средства индивидуальной защиты для работы с болгаркой.
• Водяной уровень.
• Пластиковые хомуты для соединения прутьев композитной арматуры.

к оглавлению ↑

Земляные работы

На этом этапе необходимо вырыть траншею в соответствии с проектом будущего строения. Дно траншеи тщательно выравнивают и утрамбовывают. Затем насыпают песок слоем 10-15 см, проливают его водой и хорошо уплотняют. Поверх песка насыпают слой щебня такой же толщины и вновь тщательно уплотняют. В результате на дне получилась своеобразная подушка из песка и щебня.

На этом этапе важно сделать абсолютно ровную плоскость для укладки стеклопластиковой арматуры, поэтому следует в процессе работы пользоваться строительным уровнем.

Строительство опалубки

Опалубку собирают из досок, соединяя их в щиты посредством саморезов или гвоздей. При этом важно шляпки крепежных элементов располагать с внутренней стороны. В обязательном порядке следует укрепить конструкцию специальными распорками.

Стенки опалубки застилают пергамином и фиксируют его строительным степлером. Этот материал позволит сохранить чистоту досок и предотвратит вытекание жидкости из бетонного раствора.

Далее на стенках опалубочной конструкции делают метки уровня, до которого будет заливаться бетонный раствор. Эта линия будет своеобразным ориентиром и при установке армирующего каркаса из стеклопластиковой арматуры. Для работы на этом этапе лучше всего пользоваться водяным уровнем.

Сооружение арматурного каркаса

Главное условие на этом этапе – каркас должен полностью заливаться бетоном. Поэтому при установке арматурной сетки следует выдерживать расстояние от стенок опалубки не меньше 5 см. Чтобы арматура не лежала на дне траншеи, укладывают кирпичи. Затем на них укладывают в два ряда продольные прутья стеклопластиковой арматуры и горизонтальные поперечины. Связывать продольные и поперечные прутья рекомендуется пластиковыми хомутами. После этого аналогичным способом связывают вертикальные прутья каркаса, размер ячеек при этом должен составлять 15*15 см.

Заливка фундамента

Завершающим этапом можно назвать заливку бетонной смеси в опалубку с каркасом из прутьев стеклопластиковой арматуры. Бетонный раствор заливают осторожно, стараясь заполнить все пространство между элементами каркаса. Кроме того очень важно периодически протыкать бетон металлическим прутом, чтобы удалить образовавшиеся воздушные пузырьки.

Сравнение характеристик стеклопластиковых и стальных прутьев

Если сравнивать характеристики стальной и композитной арматуры, то можно отметить следующее:

• Сталь легко поражается коррозией, а стеклопластик устойчив к любой агрессивной среде.
• Металлические прутья являются своеобразными мостиками холода в фундаменте, а теплопроводность композитного материала значительно ниже.
• Весит стеклопластиковая арматура в несколько раз меньше стального аналога.

Но, если Вы все-таки склоняетесь к классической арматуре, то читайте правила выбора, расчета и монтажа металлической арматуры.

Выбирая материал для армирования фундамента, следует принимать во внимание все значимые факторы. Несмотря на большое количество положительных характеристик, стеклопластиковая арматура является новым материалом, а металлические прутья проверены временем.

Источник