Ювелирное обозрение

Для повышения прочности бетона при строительстве зданий и сооружений обязательно применяется стальная или композитная арматура. Такую продукцию можно приобрести на Металлобазе Стилпрофф. У нас представлен большой выбор металлических и стеклопластиковых стержней разных видов. Наши специалисты подскажут, какая арматура лучше композитная или железная, помогут подобрать тип и диаметр сечения прутов, с учетом назначения и требований к физико-химическим свойствам изделий.

Отличие стеклопластиковой от стальной арматуры

Композитная арматура – это аналог металлических прутов. Для изготовления такой продукции используется стекловолокно, высокопрочный пластик, базальт, арамид, углерод и другие материалы. Волокна изготавливаются с диаметром 4-12 мм в бухтах по 100 м, пропитываются термореактивными смолами (эпоксидной, эпоксидно-диановой, винил-эфирной) и запекаются в специальных печах. Для усиления адгезии к бетону на поверхность композитного стержня наносятся спиралевидные ребра, представлена также арматура с условно-гладкой поверхностью с песчаной обсыпкой.

В отличие от обычной металлической арматуры, композитные пруты имеют меньший вес, стойкость к коррозии, диэлектрические свойства. Стальные пруты, каркасы и армирующие сетки обладают высокой прочностью к разным видам деформаций (изгиб, сжатие) и могут монтироваться с помощью сварного оборудования (одно из основных отличий от стекловолокна). Композитные изделия имеют некоторые ограничения использования, не применяются в балках, перекрытиях и других конструкциях с высокими нагрузками на изгиб.

Технические особенности стеклопластиковой арматуры

Стекловолоконные изделия являются экономичным аналогом стальной арматуры. Производятся из различных материалов с разными техническими характеристиками. Такой тип стержней подходит при изготовлении бетонных, гипсовых, силикатных конструкций.

Преимущества стеклопластиковой арматуры:

• Малый вес.
• Стойкость к влаге, химическим веществам.
• Диэлектрические свойства. Стекловолокно не проводит электрический ток, который окисляет металл.
• Низкий коэффициент теплового расширения, приближенный к аналогичным характеристикам бетона. Такая характеристика снижает риск образования трещин в бетонных конструкциях.
• Не создает помех для радиосигналов.
• Большой выбор сечений и длин прутов.
• Легкость транспортировки.

Недостатки:

• Низкая огнестойкость.
• Небольшой диапазон рабочих температур.
• Малая прочность на изгиб и сжатие. Пруты могут тянуться еще при заливке бетона, что требует дополнительного контроля при армировании.
• Усложненный монтаж. Стекловолокно нельзя сваривать, в качестве связующих элементов используются пластиковые хомуты, которые не отличаются высокой надежностью. При необходимости применения сварочного аппарата используются композитные пруты со стальным стержнем.

Композитные пруты применяются при устройстве стяжки, настилов, дорожных покрытий, а также при изготовлении ограждений, щитовых и каркасных конструкций с низкими нагрузками, строительстве береговых, канализационных, мелиоративных и других сооружений. При монтаже стекловолоконных прутов не рекомендуется их сгибать – при таких воздействиях, поверхность стержня может быть нарушена.

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).

Строительная отрасль активно внедряет новые технологии, пытаясь снизить стоимость материалов, повысить качество работ. Это касается способов укрепления бетонного монолита, здесь специалисты дискутируют на тему, какая арматура лучше – стеклопластиковая или металлическая? Чтобы разобраться в этом, необходимо изучить технические характеристики каждого материала и выяснить их преимущества друг перед другом.

Основные отличия и особенности применения

Стальная арматура – это металлическая жила с заданным сечением, прочность, коррозионная стойкость и упругость которой определяются свойствами примененной стали. Она имеет диаметр до 80 мм и ребристую поверхность для анкерных зацепов. Он поставляется в виде 12 метровых хлыстов, которые при необходимости разрезаются.

Композитное армирование осуществляется композитным прутом, в основе которого стеклопластиковое волокно, скрепленное полимерными смолами. На него напыляются минеральные материалы или навиваются волокна. Это делается для улучшения адгезии с бетоном, что повышает прочность монолита. Поставляется в виде отрезков или бухт, длиной до 100 м.

Металлическая и пластиковая арматура схожи, но существуют различия, которые учитываются при использовании. Стеклопластик намного легче и не подвергается коррозии. Поэтому он подходит малоэтажного строительства, фундаментов, зданий и сооружений на заболоченных почвах, других местах с высокой влажностью.

Металлическая арматура обладает повышенной упругостью, поэтому хорошо выдерживает кратковременные динамические нагрузки. Она не разрушается под воздействием высоких температур, поэтому применяется для строительства мостов, промышленных объектов, с повышенными требованиями по пожарной безопасности.

Преимущества и недостатки материалов

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры определяется достоинствами и недостатками этих материалов. Это поможет сделать выбор для конкретного строительного проекта.

Среди плюсов стеклопластика — малый удельный вес и прочность, поэтому его легко доставлять на объект и работать, связывая сетки или каркасы. Другие преимущества композитного армирования:

• устойчивость к агрессивным воздействиям, она не боится морской воды, перепада температур, кислот или щелочей;
• не проводит электрический ток, поэтому хорошо проходит для жилых помещений, задний, где не требуется экранирование;
• не теряет своих свойств в широком диапазоне температур от -60 до +90ºС;
• большой выбор типоразмеров, при необходимости можно заказать любой нужный диаметр;
• для скрепления прутов не требуется сварки, достаточно пластиковых хомутов;
• прочность на разрыв превышает данный показатель у металлического аналога.

Этот материал имеет и недостатки:

• ее невозможно изогнуть непосредственно при создании армирующей конструкции, поэтому приходится заказывать гнутые элементы на заводе;
• сравнительно низкий модуль упругости;
• смола, применяемая для производства стеклопластика, воспламеняется при температуре около 200ºС, что недопустимо при повышенной пожароопасности.

Металлическая арматура – классический материал. Именно она чаще используется в производстве железобетонных конструкций, для объектов промышленного назначения, тяжелых фундаментов. Без нее не обойтись при строительстве сооружений с повышенной пожарной опасностью, под высоким поперечным сжатием или динамическими нагрузками. К преимуществам стальной арматуры относят:

• прочность;
• модуль упругости, превышающий в 4 раза аналогичный у стеклопластика;
• возможность сгибания металлического хлыста под любым углом;
• длительность эксплуатации, при правильном защитном слое бетона.

Арматура из металлического прута имеет и недостатки, из-за которых строителям приходится искать альтернативные материалы:

• высокий удельный вес, поставка в 12 метровых прутах;
• незащищенные бетонным слоем элементы разрушаются коррозией;
• для монтажа железа требуется сварка, в некоторых случаях спецтехника.

Сравнение характеристик

Чтобы выбрать между металлической и композитной арматурой, необходимо сравнить их характеристики. Подробнее можно узнать из таблицы:

Характеристики	Металлическая арматура	Стеклопластиковая арматура
Временное сопротивление при растяжении	360 МПа	1200 МПа
Модуль упругости	200000 МПа	55000 МПа
Относительное удлинение	25%	2,2%
Характер поведения под нагрузкой (зависимость "напряжение-деформация")	Кривая линия с площадкой текучести	Прямая линия с упруголинейной зависимостью до разрушения
Плотность	7 т/м³	1,9 т/м³
Коррозийная стойкость	Коррозирует с выделением продуктов ржавчины	Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона
Теплопроводность	47 Вт/м⁰С	0,35 Вт/м⁰С
Электропроводность	Электропроводна	Диэлектрик
Экологичность	Экологична	Не выделяет вредных и токсичных веществ
Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м²	При использовании 8А-III размер ячейки 14х14 см. Вес 5,5 кг/м²	При использовании АНК-СП 8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м². Уменьшение веса в 9 раз

Каждый из материалов имеет свои достоинства, например, стеклопластик более устойчив к разрывам, но имеет меньший модуль упругости, чем сталь. При проектировании здания и сооружений это учитывается, чтобы при минимальном количестве материалов получить нужную прочность.

Резюме

При сопоставимых характеристиках материалов, основное внимание обращается на цену. Она выше у стеклопластиковой арматуры, но это на первый взгляд. Например, если для армирования бетона по проекту нужно использовать металлический пруток 6 мм, то его можно заменить стеклопластиковым 4 мм. В одной тонне окажется 4504 погонных метра стальной арматуры. В стеклопластиковой – 50000 пог. м. В результате стоимость армирования окажется приблизительно одинаковой. Также, применение пластика уменьшает общий вес конструкции, что снижает давление на фундамент и грунт.

По характеристикам тоже нельзя дать однозначный ответ – для конкретного проекта требуется отдельный анализ технических условий. Стеклопластик подойдет для армопояса, укрепления стен зданий. Он используется для фундаментов в малоэтажном строительстве, особенно на влажных грунтах. Для крупных зданий лучше использовать металлическую арматуру, благодаря большему модулю упругости.

Для улучшения прочностных характеристик бетона традиционно используется железная арматура. С развитием строительных технологий на смену металлу приходят композитные материалы – и среди них стеклопластик. Он не подвержен коррозии, легкий и прочный. Арматура такого типа с успехом применяется в монолитном строительстве. В статье мы постараемся ответить на естественный вопрос: какая арматура лучше для фундамента?

Состав и строение композитной арматуры

Прутки стеклопластиковой арматуры – это пучок стекловолокна толщиной 15 микрон каждое, пропитанный эпоксидными или другими смолами и имеющий рифленую поверхность для лучшего сцепления с бетоном. В правильно устроенном прутке должен быть центральный стержень из волокон, который оплетается по спирали вторым слоем стекловолокна.

Вид материала волокна определяет свойства и название арматуры. Кроме стекловолоконной, встречаются углепластиковые и базальтовые изделия.

Диаметр прутка арматуры находится в пределах 4-18 мм, а максимальная длина ограничена только настройками производственного оборудования. Плотность стеклопластика составляет всего 1,9 т/м3, а 1 кубометр стальной арматуры весит не менее 7 тонн. Благодаря этому свойству, композиты применяются в изготовлении легкого бетона с 60-х годов прошлого века. Средний срок службы — не менее 80 лет.

Рифленая поверхность арматуры способствует ее сцеплению с бетоном

Производство стеклопластиковых прутков для усиления бетона возможно только в заводских условиях, что снижает вероятность купить некачественный продукт, несоответствующий нормативным требованиям. Композитная арматура не ржавеет, не проводит электрический ток и экологична.

Преимущества использования стеклопластика

Свойства стали и железобетона, изготовленного с ее применением, хорошо изучены, известны все сильные и слабые стороны такого материала. Композитные материалы не так давно появились в свободном доступе, поэтому разберем их преимущества подробно:

• меньший вес (более, чем в 3 раза) конструкции снижает нагрузку на фундамент и грунт, делает транспортировку стройматериалов до места стройки простым и дешевым;
• очень высокая нагрузка на разрыв (650 Мпа у стекловолокна против 400 Мпа у стали) делает ее незаменимой в ответственных местах;
• стойкость к атмосферным и химическим процессам, не теряет прочности из-за коррозии, как металлическая;
• коэффициент теплового расширения композитных материалов очень близок к таким же параметрам у бетона, а это снижает вероятность появления трещин;
• низкая теплопроводность пластика помогает сохранять тепло в здании и цокольном помещении;
• хорошая устойчивость к механическому износу, по этому показателю стеклопластик не уступает железу;
• не является помехой для радиоволн и не проводит электричество;
• с пластиком удобно работать, не потребуется сварочный аппарат, а все соединения фиксируют гибкими хомутами или вязальной проволокой;
• малая цена заметно снижает стоимость монолитных бетонных работ.

Композитную арматуру можно доставить в багажнике легкового автомобиля

Эти свойства и делают стеклопластиковую арматуру незаменимой в возведении фундаментов и заливке монолитных оснований для постройки дома.

Недостатки неметаллической арматуры

Не бывает идеальных во всем материалов, так и композитная арматура имеет ряд особенностей, которые накладывают ограничение на ее широкое использование. Минусы неметаллических элементов бетонной конструкции:

• модуль упругости стали выше такового у стеклопластика в 4 раза, поэтому из железной арматуры выполняют плиты перекрытия и несущие элементы конструкции;
• пластик невозможно сваривать, только вязка между собой или применение арматуры с металлическими наконечниками;
• любые композитные прутки нельзя сгибать под прямым углом, для соединения берут специальные уголки или связывают встык с перехлестом;
• механические свойства ухудшаются с нагревом, а при температуре 600 градусов происходит полное разрушение конструкции;
• небольшой опыт работы с композитами у строительных бригад и отсутствие сертификации на большую часть возводимых объектов (по умолчанию задана металлическая арматура).

В углах композитная арматура не гнется

Свести недостатки к минимуму поможет сочетание в конструкции металлических узлов и пластиковых прутков различного диаметра. Такое взаимное сочетание считается оптимальным и надежным.

Особенности применения в разных видах фундаментов

Чтобы выбрать, какую арматуру лучше использовать для фундамента, нужно принять во внимание все вышеизложенные факторы. Наиболее распространенные типы фундамента, на которых можно использовать композитный материал, – это ленточный мелкозаглубленный, ростверк и монолитная плита.

Для них берут арматуру толщиной 8-12 мм и со специальными насечками для надежного сцепления с раствором. Гладкие прутки типа А1 можно использовать для легких хозяйственных построек и в качестве маяков при заливке фундамента.

Пример использования пластиковой арматуры в плитном фундаменте

Особенности армирования фундамента дома:

• количество прутков рассчитывается из способа укладки и поясности армирующих слоев;
• для ленточного фундамента необходимо 2 таких слоя, для плитного — достаточно одного и песчаной подушки под основанием;
• шаг ячейки для стеклопластика не должен превышать 500 мм;
• углы фундамента проходят специальными уголковыми элементами, потому что соединение встык в углах не допускается;
• вязку арматуры в местах соединения осуществляют проволокой, скобами и специальным пистолетом или пластиковыми хомутами;
• для равномерного распределения каркаса в толще бетона потребуются фиксаторы арматуры, расстояние до поверхности оставляют 1-2 сантиметра;
• Столбчатый фундамент размещают ниже глубины промерзания (обычно от 0,7 до 1,5 метров в зависимости от региона), что исключает его подвижки и разрывы.

Композитной арматурой можно пользоваться при строительстве свайного фундамента небольшой постройки

Важно! Заливая раствор в опалубку, проверяют, чтобы все части каркаса были скрыты бетоном. В месте выхода арматуры на поверхность будут образовываться трещины и происходить дальнейшее разрушение фундамента.

Сталь или пластик: что лучше для фундамента?

Использование стеклопластиковой арматуры для возведения фундамента оправдано в большинстве случаев. Эта часть дома меньше всего испытывает динамические нагрузки, а физических свойств композитов достаточно для надежной конструкции. Снижению цены постройки способствует ее малый вес и простота укладки, не требующая специального инструмента.

Подводя итог, заметим, что для тех, кто строит своими руками, композитная арматура чрезвычайно интересна. В нижеследующем ролике изложена подробная информация на данную тему.