Армирование плиты фундамента пластиковой арматурой

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

Пластиковая арматура на западе активно применяется в строительстве около сорока лет. Знали о ней и в СССР, однако использовать не спешили — в Союзе скептически относились к революционным новшествам. Но сейчас крупные застройщики, а с ними и более мелкие подрядчики, применяют пластиковую арматуру для фундамента.

Что собой представляет стеклопластиковая арматура

Стеклопластиковая арматура для фундамента — это своеобразный многожильный канат, нити которого изготовлены из полимеров, базальта, и покрыты пластиковой оболочкой. Углеволокно и стеклонит на разрыв прочнее стали в 3 и более раз.

Разновидности композитной арматуры

В продаже имеется композитная арматура для фундамента следующих типов:

• стеклокомпозит — АСК;
• углекомпозит — АУК;
• базальтовая — АБК;
• комбинированная — АКК.

Поставляется пластиковая арматура, намотанной на катушки, либо отрезками по 12 метров. Толщина прута варьируется от 4 до 32 мм.

Плюсы и минусы

Наиболее полное представление о пластиковом армировании даст рассмотрение преимуществ и недостатков, свойственных материалу. Сначала о хорошем:

• высокая переносимость воздействия влаги;
• прочность материала выше, чем у металла;
• малая удельная масса;
• срок службы выше, чем у арматуры из традиционных материалов;
• эксплуатация в широком температурном диапазоне, от -60 до +200°С;
• использования бухт позволяет работать с прутом любой длины;
• материал соответствует самым высоким стандартам экологической чистоты;
• фактор экономичности;
• композитная арматура не подвергается магнитному воздействию;
• обладает диэлектрическими качествами;
• для работы со стеклопластиком не нужна сварка;
• доступность композита.

Характерные минусы:

• опять температурный режим. Нижнее пороговое значение только — 60°С;
• недостаточная прочность при воздействии на излом (поперечные нагрузки). Там, где металл согнется, пластиковая арматура сломается, так что этот материал не используют в несущих конструкциях и перекрытиях;
• композит нельзя согнуть малым углом, он сломается;
• для работы необходимы специальные элементы.

Расчет материалов

Большинству строителей, имеющих минимальный опыт работы с монолитами, хорошо знакомы методы расчета металлической арматуры, чего не скажешь о пластиковой. Свойства композитов отличаются от стали, и не учтены во многих действующих нормативах.

Наиболее простым является расчет по методу равноценной замены. То есть, вместо металлической арматуры заданного в документации диаметра, используют более тонкую пластиковую: вместо 12 мм стали — 8 мм композита, вместо 18 мм стандартного материала — 14 мм композита.

Но это рекомендация для частных случаев и, скорее, общая. Сложные монолитные конструкции нужно просчитывать с нуля, чтобы не упустить из виду различия в величине модуля упругости.

Вычисляют давление, оказываемое на основание здания. Делают это таким же образом, что и для железобетонных элементов. После чего рассчитывают величину сечения ж/б узлов. По той причине, что сопротивление растяжению у пластика выше, а защитный слой меньше, площадь сечения примерно на 25-30% ниже данного показателя для ж/б изделий, при одинаковых армирующих элементах.

Правило неприменимо к вычислению размеров нижней проекции фундамента. Этот показатель всегда просчитывают, исходя из действующих нагрузок и опорной способности поверхности земли. По этой причине, при использовании стеклопластика, предпочтительнее делать фундамент сложной конфигурации.

Далее выбирают равнозначную замену металлической арматуры. Композит должен соответствовать всем необходимым физико-механическим показателям. Обратить внимание следует на тот факт, что пластиковая арматура переносит линейное воздействие на 200-300% выше, чем металлическая, прежде чем прекращает бороться с разрушающим воздействием. Поэтому суммарное сечение пластиковой арматуры в месте приложения растягивающих нагрузок делают большим, чем при традиционном армировании.

В этом случае использование пластикового армирования оправдывает себя только большими допусками по величине трещин. Для стеклопластика воздействие воздуха не столь разрушительно, как для металла. Но стоит учитывать низкие температуры. В результате остаток бетона пойдет на усиление стеклопластикового армирования в проблемных местах.

Для вычисления деформативности делят показатель прочности на коэффициент упругости. Прочность пластиковой арматуры составляет Rs=1000 Мпа, модуль упругости Es=5000 Мпа. Показатель деформативности равен 0,02 (2%).

Так как не существует нормативной базы по пластиковым армирующим элементам, их делают с запасом прочности.

Технология армирования

Меньший удельный вес и возможность работы с отрезками любой длины делают работу с композитом легче, чем с металлом. И, как уже подчеркивалось, качества материала позволяют использовать более тонкую пластиковую арматуру.

Сам процесс армирования фундамента состоит из нескольких этапов:

• монтаж опалубки;
• разметка высоты заливки бетона;
• вязка каркаса фундамента;
• заливка бетонной смеси;
• демонтаж опалубки.

Опалубку собирают согласно чертежу будущего фундамента. От правильной формы конструкции зависит конечная конфигурация фундамента. Если для монтажа опалубки применяются ДСП, USB, фанера или доска, лучше покрыть щиты пергамином. Тогда их можно использовать многократно.

Внутри готовой опалубки отмечают высоту заливки фундамента по всему периметру конструкции.

Вязка под ленточный фундамент

В проектной документации для фундамента указывают схему армирования и диаметр прута. При использовании стеклоарматуры для фундамента допустимо взять прутья одним размером меньше. Каркас укладывают и собирают на выровненном грунте, согласно расчетам и чертежам. Ход работ выглядит таким образом:

1. Нарезают пластиковые прутья требуемой длины, в соответствии с чертежом. Заготовки размещают на подложки высотой 35-50 см над уровнем земли.
2. Согласно чертежу размещают поперечные перемычки, закрепляют их с продольными элементами пластиковыми стяжками. Это нижний ряд пространственного арматурного каркаса.
3. Аналогичным способом делают точно такую же решетку, кладут ее на нижнюю, вырезают вертикальные распорки необходимой длины.
4. Первую стойку-распорку крепят в углу решеток, следующую — на расположенном рядом горизонтальном соединении.
5. Если количество горизонтальных уровней больше, чем два, после фиксации второй решетки на требуемой высоте крепят следующую. В этом случае вертикальная стойка одна на несколько уровней.
6. Дно траншеи заполняют подушкой из песка и щебня, и уплотняют ее. Сверху укладывают слой геотекстиля или гидроизоляции. На них монтируют каркас.

Края арматуры из пластика не должны находиться ближе чем в 35-45 см от опалубки, сплошной внешний слой бетона необходим для нормальной эксплуатации, это увеличивает срок эксплуатации сооружения. Для этих целей имеются специальные пластиковые зажимы.

Вязка под плитный фундамент

При строительстве плитного фундамента применяют горизонтальное армирование. Характерная черта такого решения — отсутствие сгибов и примыкающих участков. Чаще всего представляет собой пару сеток, размещенных одна над другой, разделенных вертикальными распорками.

Собирают конструкцию на месте укладки фундамента. Порядок действий выглядит таким образом:

1. Вяжут нижнюю решетку, там, где она и будет находиться. Под нее подкладывают подставки.
2. Изготавливают верхнюю пластиковую сетку, укладывают на нижнюю.
3. Нарезают вертикальные распорки, устанавливают их между нижней и верхней решеткой, и фиксируют.

Заливка бетона

Технологически данная операция не отличается от работы с металлической арматурой. Нужно учитывать, что арматура из стеклопластика менее прочна при боковом радиальном давлении, так что уплотнять бетон вибратором нужно осторожно, не допуская повреждения стеклопластика.

Чтобы не нарушить конфигурацию пластиковой армирующей конструкции, не следует применять ручную трамбовку. Уплотнять залитую бетонную смесь нужно равномерно и аккуратно.

Опыт применения композитной арматуры, сочетание ее достоинств и недостатков, дает возможность сделать выводы, что использование материала полностью оправдывает себя при строительстве фундамента. Сфера применения материала не столь широкая, как у металла, но для армирования фундамента это вполне подходящий вариант. С материалом удобно работать, если необходимо сделать сооружение больших размеров, а укладкой каркаса придется заниматься самому, без помощников. Поставка в бухтах позволяет использовать прутья любых размеров, а малая масса делает работу с материалом легче, чем с традиционным металлом.

Источник