Ювелирное обозрение

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.

От надежности фундамента зависит прочность и долговечность любой постройки, будь то дача, двухэтажный коттедж, баня или обычный гараж. И ленточный фундамент является в большинстве случаев наиболее подходящим для подобного строительства. Надежный, простой и быстрый в изготовлении и при этом сравнительно недорогой, он отвечает всем требованиям, какие предъявляет к нему большинство потенциальных владельцев. Конечно, начиная проектировать строительство, не стоит забывать, что для любого фундамента дома или гаража нужна качественная, прочная и надежная арматура. Без неё глупо и говорить о надежности конструкции.

Зачем нужно армировать бетон?

Бетон на сегодняшний день является самым распространенным строительным материалом. Недорогой, удобный в использовании, имеющий высокую морозостойкость и прекрасно работающий на сжатие, он имеет лишь один важный недостаток – плохо работает на растяжение и изгиб. Для фундамента это крайне важный минус, а для ленточного – важный вдвойне. Весеннее пучение из-за подъема уровня грунтовых вод, а также зимнее промерзание грунта подвергает фундамент серьезным нагрузкам. Его растягивает и изгибает. Без арматуры бетон быстро покроется трещинами, что уже на следующий год приведет к повреждению стен дома, особенно если последний построен из кирпича, также плохо работающего на изгиб.

К счастью, эту проблему может легко решить арматура для ленточного фундамента. Она превращает обычный бетон в железобетон – материал, способный легко выдерживать все виды нагрузок без вреда для себя. Поэтому можно не опасаться, что нагрузки со стороны почвы навредят ему. Однако, чтобы надежно решить эту проблему, нужно не только правильно подобрать металлические пруты, но и знать, как их укладывать.

Какая арматура подойдет?

В первую очередь можно посоветовать отказаться от гладкой арматуры А1, в качестве рабочей. Да, она проще в изготовлении и поэтому её стоимость ниже. Но гладкая поверхность не обеспечивает такого качественного сцепления с бетоном, как ребристая. Поэтому пользоваться ею нежелательно. Единственное место, где она подойдет, это хомуты или вертикальные пруты при изготовлении каркаса. В этом случае арматура не должна будет выдерживать значительные нагрузки – её основным назначением является удержание основного рабочего прута в растворе до тех пор, пока последний не наберет твердость и не сможет удерживать его самостоятельно. Так что, сразу можно сказать, что только качественный стальной прут с ребристой поверхностью нужен для ленточного фундамента, оптимальный вариант арматура класса А3.

Следующий вопрос – толщина. Обычно для армирования ленточного фундамента под небольшие постройки используется прут диаметром от 10 до 16 миллиметров. Какой именно толщине отдать предпочтение? Это зависит от того, какой будет нагрузка на фундамент. Если вы планируете построить небольшую дачу из каркасных щитов, то подойдут пруты толщиной 10 миллиметров. А вот для просторного двухэтажного дома из бревен лучше подойдет толстый материал, способный выдерживать значительные нагрузки без вреда для себя.

Разновидность арматуры может быть различной, как металлической, так и пластиковой – это зависит от конкретных свойств почвы на местности. Поэтому не лишним будет изучить свойства разных марок и узнать, имеет ли почва на месте строительства повышенную кислотность или иные свойства, способные негативно повлиять на срок службы основания.

Самостоятельный выбор арматуры для строительства ленточного фундамента, не гарантирует получения качественного и надежного основания. Рекомендуется обратиться за расчетами к проектировщику, а строительство можно выполнить своими руками, исходя из предоставленного чертежа.

Что нужно знать о каркасе?

Габариты ленточного фундамента – толщина 30-50 сантиметров и глубина 70-120 сантиметров. Правильное расположение арматуры в нем, даст бетону необходимую прочность, для того чтобы он справился со всеми нагрузками и не растрескался. Поэтому просто уложить арматуру на дно котлована просто нельзя – из прутов изготавливается специальный каркас.

Благодаря такому решению арматура находится не на дне, а в самой толще. Достоинства технологии:

• Повышается прочность не конкретного слоя бетона, а всей массы сразу;
• Бетон защищает металл, находящийся внутри него, от влаги и, соответственно, коррозии;
• Верхние пруты каркаса расположены в верхней части бетона, который подвергается наибольшим нагрузкам при вспучивании почвы.

Поэтому использование именно каркаса, а не отдельных прутов совершенно оправданно.

Изготовление каркаса также сопряжено с определенными трудностями. После того, как вы решили, какую арматуру использовать, нужно понять, как именно её использовать. Сразу стоит отказаться от сварки. При этом металл нагревается до крайне высокой температуры, что может привести к нарушению кристаллической структуры. В результате прочность прутов снижается – в большинстве случаев они выходят из строя при значительных нагрузках именно в местах сварки. Кроме того, серьёзно страдает коррозийная стойкость – на участках, подвергшихся сварке, процесс ржавления идёт интенсивней, чем на остальных. Сегодня существуют специальные сорта арматуры, с индексом «С» в маркировке, расшифровывается как свариваемая, например А500С. Они способные выдерживать сварку, не теряя при этом изначальных свойств, но она является узкоспециализированной и потому дорогостоящей. Именно поэтому лучшим решением будет использование обычных прутов и сборка каркаса при помощи вязальной проволоки.

В умелых руках такая сборка занимает меньше времени, а качество исходного материала ничуть не страдает. При сборке используются разные инструменты:

• обычный вязальный крючок,
• механический вязальный крючок,
• вязальный пистолет.

Инструменты расположены в порядке возрастания стоимости и производительности. Так, простой крючок можно приобрести за 100 рублей, но производительность (особенно в неумелых руках) оставляет желать лучшего. С помощью пистолета можно вязать до 50 вязок в минуту, причем для этого не нужно обладать узкоспециализированным навыком, однако его стоимость составляет 50 тысяч рублей и больше. Впрочем, многие люди просто берут оборудование в аренду на один-два дня. Благодаря этому вы легко и быстро выполните большой объем, потратив при этом сравнительно небольшую сумму.

Правильное расположение каркаса

Прежде чем приступать к заливке каркаса бетоном, обратите внимание на его положение. Он не должен находиться слишком близко к поверхности будущего фундамента. Слой бетона в 5-6 сантиметров надежно защитит металлические пруты от влаги, как уже говорилось выше. Небольшое смещение кверху обусловлено тем, что верхняя часть ленточного фундамента подвергается большим нагрузкам, соответственно, укрепить её особенно важно.

Поэтому выбирать форму каркаса следует, исходя из запланированной формы и размеров фундамента. Это сравнительно несложно и, что крайне важно, позволяет гарантировать высокий срок службы основания и сохранение надежности на протяжении этого времени.

Вот и всё. Теперь вы знаете, какая арматура нужна для ленточного фундамента, сможете легко подобрать подходящий материал, изготовить из него каркас и правильно расположить его. А значит, дом возведенный на этом основании, прослужит десятилетия, не доставляя владельцам никаких хлопот.

Каждое строительство должно начинаться с расчета фундамента. Только после расчета можно будет приступать к его закладке.

Ленточный создается в том случае, если стены будущего дома будут выполнены из тяжелых материалов. Таких как бетон или кирпич.

Прочность и долговечность всего строения будет зависеть от того, как точно и правильно будут произведены расчеты. Фундамент – основа здания. Всю нагрузку он принимает на себя и распределяет ее на грунт. Плоскость, расположенная сверху, называется обрезом. Обрез – основа для внутренних и внешних стен. Нижняя плоскость – подошва. Подошва выполняет функцию по распределению нагрузки.

Ленточный фундамент – практически самое удобное решение для утяжеленных построек. Он позволяет возводить здания даже на слабых грунтах.

Схема армирования ленточного фундамента

Ленточный фундамент – это бетонная лента, которая сооружается по периметру предполагаемого здания, на нем возводят стены будущего здания. Для армирования используют арматуру различных диаметров.

В основе своей ленточный фундамент отлит из бетона, на этом постулате мы останавливаться не будем. Просто зафиксируем этот факт. Для повышения прочности и увеличения срока службы более 150 лет назад фундаменты начали армировать. Сейчас армирование – это очень эффективный способ для увеличения основной способности конструкции, несущей. Каркас изготавливают из стальных прутьев, тем самым повышая прочность и прочие эксплуатационные характеристики. Железобетонный, или, другими словами, армированный, фундамент фактически является изделием, способным выдерживать нагрузки, имеющиеся в уже построенных объектах.

Необходимость армирования

Часто фундамент испытывает очень неравномерные нагрузки. Это вызвано либо неоднородным грунтом, либо конструкционными различиями отдельных частей сооружения, на нем возведенного. Бетон в данном случае препятствует сжатию конструкции, а металл противостоит растяжению. Как раз в зонах растяжения чаще всего образуются трещины, поэтому очень важно осуществлять армирование любого фундамента, особенно ленточного. Для качественного армирования, кроме точных расчетов, вам понадобится только арматура. При строительстве частных домов или загородных коттеджей и садовых домиков чаще всего используется арматура. Диаметр ее может варьироваться от 6 до 14 мм. Для того чтобы собрать арматурный каркас, то есть соединить все прутья в одну целую конструкцию, применяют вязальную проволоку.

Расчет нагрузок на основание

Мелкозаглубленный ленточный армированный монолитный фундамент используется для деревянных домов и бань на пучинистых грунтнах.

Рассчитать нагрузку, а значит, не только выбрать диаметр арматуры, но и определить, какую именно арматуру использовать, – это довольно сложная операция. Обычно она осуществляется специалистом при проектировании жилого дома. Нужно использовать арматуру, диаметр 6 и 8 мм. Это допустимо только для легких, небольших построек в скальных или гравийных грунтах.

Глубина зависит от величины нагрузки, нагрузки на основание, состава грунта.

Наибольшие нагрузки воспринимает только продольный элемент каркаса ленточного фундамента. Поэтому для продольной укладки используется арматура ребристого профиля, диаметр 10-14 мм. Если качественные показатели грунта разные на площади всего фундамента, то и диаметры армирующих вложений должны быть соответствующими.

Расчет армирования

При расчете арматуры для ленточного фундамента необходимо будет учесть следующее:

1. Арматура ребристого профиля позволяет достичь максимального сцепления с бетонной заливкой. Диаметр арматуры в данном случае определяющего значения не имеет.
2. Уложенная вдоль периметра арматура должна отстоять от стенок опалубки, от дна траншеи и от верхней части сооружаемого фундамента не менее чем на 50-60 мм. Тем самым вы скроете стальные пруты в бетоне и защитите их от коррозии.
3. У ленточного фундамента максимальная зона растяжения находится на поверхности, поэтому заглублять арматуру в бетонную заливку не нужно.
4. • Например, у фундамента шириной 400 мм зазор между продольными прутами составит 300 мм в горизонтали и от 150 до 300 мм в вертикальной плоскости, в зависимости от глубины.
5. Для поперечных и вертикальных элементов армирования можно использовать гладкие прутки, диаметр которых составит 6-8 мм. Нагрузка на них будет гораздо меньше, чем на продольные элементы.
6. Расстояние между вертикальными и поперечными элементами должно быть 150-350 мм. Допускается увеличение до 500-600 мм.

Оптимальное количество арматуры

Ленточный армированный монолитный фундамент с опорной подошвой применяется для посторойки деревянных домов на грунтах (песке, глине, суглинках).

Относительно точный расчет необходимого количества арматуры для ленточного фундамента провести очень несложно. Для этого необходимо посчитать периметр вашего будущего дома, добавить к этому числу длины внутренних стен (но только тех, под которыми будет фундамент) и помножить получившееся число на количество прутков в арматурном коробе. Этот расчет является малой составной частью расчета, в котором учитываются все факторы, воздействующие на фундамент.

В виде примера давайте рассчитаем необходимую арматуру для ленточного фундамента размерами 6 х 5 м, у которого одна несущая внутренняя стенка имеет длину 5 м. В схеме армирования 4 продольных прута ребристого сечения, диаметр которых составляет 12 мм. Периметр дома – 22 пог. м (5+6+5+6). Общая длина фундамента с внутренней стеной составит 27 м (22+5). Общая длина необходимой вам арматуры – 108 м (27*4). Если вдруг у вас не получилось купить пруты той длины, которая нужна, не отчаивайтесь. Отрезки можно соединять, но делать это нужно так, чтобы один прут перекрывал другой как минимум на 1 м. Эти длины тоже нужно будет учесть.

Покупка материала

Довольно редко арматуру продают погонными метрами. Обычно продавцы арматуры считают ее килограммами. Для того чтобы точно определить нужное ее количество, необходима таблица расчета. Предприятия, выпускающие металлопрокат, должны использовать в работе и соблюдать ГОСТ 5781-82. В нем указана масса метра изделия. Есть еще ГОСТ 2590-88, он определяет вес стального круглого проката. Хочется уточнить, что цифры в обоих документах одинаковые. Какую из них предпочесть? Все будет зависеть от удобства пользования этой справочной литературой.

Технология армирования

Большинство фундаментов проектируются так, чтобы их ширина не превышала 450 мм, а глубина – 1000-1200 мм. Поэтому рекомендуем использовать две-три пары продольных арматурных прутьев, диаметр которых – 12-16 мм. Соединяют их между собой 8-миллиметровой арматурой. Нам необходимо создать каркас в виде короба, ширина которого вдвое меньше высоты. Основное назначение вертикальных и поперечных элементов этого каркаса – сохранение формы, поэтому не сомневайтесь. Диаметр арматуры в 8 мм, и этого будет вполне достаточно. Фундамент подвергается поперечным растяжениям в гораздо меньшей степени, чем продольным.

Одно из самых проблемных мест каркаса – углы. Самый замечательный вариант – это армирование углов с помощью согнутой под прямым углом арматуры. Многие строители стараются не усложнять себе жизнь и просто связывают вязальной проволокой прутья, сложенные под углом в 90 градусов. Нареканий на такие действия строителей пока не зафиксировано. В любом случае, если вы армируете фундамент под забор, основных принципов строительных норм можно не придерживаться.

Вязка каркаса

Способ, которым вы будете соединять детали конструкции, также имеет большое значение. Многие люди, решившие залить фундамент самостоятельно, ошибочно считают, что фундамент будет более долговечным и устойчивым, если детали каркаса соединить сваркой. Процесс сварки разрушает кристаллическую решетку металлического прута в месте соединения, и это впоследствии ведет к его разрушению. Опытные специалисты настоятельно рекомендуют соединять армирующие пруты при помощи вязальной проволоки.

Для вязки арматуры используют специальный крючок. Он очень удобен, если площадь достаточно велика и мест, где арматуру необходимо связать, много.

Кусок проволоки длиной в 35-40 см складывают вдвое, вдевают петлю в крюк и свободные концы проволоки оборачивают вокруг арматуры по диагонали. Концы проволоки снова вдевают в крюк и, проворачивая его, создают прочное соединение. Для использования в промышленных масштабах такие крючки бывают электрическими. Кроме крюка, может быть использована специальная насадка на шуруповерт или дрель.