Появление новых технологий в различных отраслях промышленности не обошло стороной и строительную отрасль. Появились новые материалы, которые позволили сократить сроки выполнения строительно-монтажных работ и снизить вес собираемых конструкций, улучшить теплотехнические характеристики сооружаемых объектов и их эксплуатационные характеристики. Одним из таких материалов, появившемся на строительном рынке нашей страны в последние годы, стала стеклопластиковая арматура, о которой и пойдёт речь в настоящей статье редакции HomeMyHome.ru.
Внешний вид арматуры из композитных материалов
Структура, типоразмеры и эксплуатационные характеристики композитной стеклопластиковой арматуры
Строительный материал, изготовленный из стеклопластиковых волокон, пропитанных полимерным связующим составом, сформированный в виде стержней с рёбрами заданной величины и отвержденный в процессе производства, называется стеклопластиковой арматурой (СПА или АСП).
По своей структуре СПА представляет собой пруток, состоящий из двух частей, как то:
- внутренний стержень – обеспечивает прочностные характеристики изделия и изготавливается из стеклопластиковых волокон, размещаемых параллельно по отношению друг к другу или в виде косички, залитых полимерной смолой;
- наружный слой – изготавливается из волокон композитного материала, навиваемых на внутренний стержень или в виде абразива мелкой фракции, наносимого методом напыления.
Стержень СПА в разрезе
Кроме того, что СПА различается по типу наружного слоя, она классифицируется по типоразмерам соответствующим образом:
- по диаметру – от 4,0 до 18,0 мм;
- по длине – до 12 м (при реализации в виде прутков).
К сведению! Стеклопластиковая арматура диаметром до 10,0 мм включительно может реализовываться в виде прутка или в бухтах. В случае реализации в виде бухты её длина зависит от оборудования, на котором она изготавливается. Арматура диаметром более 10,0 мм реализуется только в виде прутков.
Основными эксплуатационными характеристиками для данного материала являются следующие показатели:
- Диаметр – определяет пределы прочности изделия на изгиб и растяжение.
- Вес – характеризуется по массе одного погонного метра изделия.
- Шаг навивки – для СПА с рельефным покрытием.
Состав композитной арматуры из стекловолокна
Стеклоарматура – виды стержней
Пластиковая арматура производится из разных видов нитей. Применяются следующие разновидности композитных стержней:
- стеклопластиковые, обозначаемые сокращенно АСП. Сердцевина выполнена из стеклянных волокон, обладающих повышенной стойкостью к влиянию влаги. Изделия применяются для повышения прочности фундаментных оснований и дорожных покрытий;
- базальтопластиковые, маркируемые АБП. Легко отличаются по черному цвету базальтовых волокон. Стержни из базальтопластика превосходят стеклопластиковые прутки по способности воспринимать растягивающие нагрузки, а также величине упругой деформации;
- углепластиковые стержни с маркировкой УГП изготовлены на основе карбона, применяемого при производстве бетонных композитов. Повышенный уровень затрат на приобретение углепластиковой арматуры компенсируется рабочими свойствами материала, а также легкостью работы с ним;
- комбинированные. Арматура с индексом АКК изготовлена из базальтовых и стеклянных волокон, характеризуется повышенными прочностными свойствами. Полимерные прутки АКК на стеклобазальтовой основе используют для специальных целей.
Выбор композитных стержней осуществляется в зависимости от сложности поставленных задач.
Существуют различные вариации моделей арматуры, причем некоторые из них довольно необычны
Сферы применения и разновидности стеклопластиковой арматуры
В настоящее время СПА реализуется не только в виде прутков и в бухтах, а также предлагается в виде армирующих сеток и арматурных каркасов различной формы и габаритных размеров.
Благодаря разнообразию предложений и успешному опыту использования, данный материал используется при выполнении различных строительных и монтажных работ, а также для изготовления разнообразных конструкций.
Основными сферами использования стеклопластиковой арматуры являются:
- армирование бетонных конструкций (колодцы, стены и т.д.) и фундаментов;
- укрепление кладки, выполненной из кирпича и блоков различного типа;
- при строительстве дорог и прочих видов покрытий;
- для укрепления насыпей и иных видов оснований.
К сведению! СПА нашла своё применение и на дачных участках: её успешно используют при изготовлении парников и теплиц в качестве дуг, на которые настилается укрывной материал, а также в качестве ограждений и поддерживающих конструкций для плодовых и овощных культур.
Изготовление декоративного ограждения с использованием СПА
Технология армирования фундаментов композитными материалами
Небольшой вес пластиковой арматуры для фундамента упрощает процесс сборки арматурного каркаса любой конструкции. При этом, благодаря повышенной прочности материала, диаметр поперечного сечения берется на один номер меньше, чем для металлических аналогов.
Технологический процесс монтажа бетонных монолитных конструкций с применением полимерных стержней состоит из следующих этапов:
- установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
- сборка и установка армирующего каркаса;
- заливка бетона в опалубку;
- снятие опалубочных щитов.
Работы по монтажу армированных монолитных конструкций необходимо выполнять в соответствии с принятыми проектными решениями. Конфигурация палубы должна полностью соответствовать размерам и форме фундамента. В качестве опалубочного материала можно использовать штатные щиты заводского изготовления, доски, влагостойкую фанеру или ДСП. Для несъемной опалубки чаще всего применяют листовой пенополистирол.
После сборки и закрепления опалубочных щитов, на их внутренней стороне, при помощи водяного уровня, делают отметки верхнего предела заливки бетонной смеси. Это сократит время выполнения работы и поможет более равномерно распределить бетон.
Пространственный армирующий каркас для ленточного фундамента
Схема армирования фундамента, укладки и диаметр прутьев всегда указываются в проекте. Применение композитной арматуры, особенно на основе углеволокна, позволяет уменьшить диаметр стержней на один размер. Укладка материала должна точно соответствовать расчетным данным. Сборка каркаса производится на ровной площадке.
Работа начинается с нарезки заготовок. Для этого из бухты отматывают отрезки необходимой длины и устанавливают из на подставки на высоте 35-50 мм над опорной подушкой или грунтом. После этого укладываются поперечные перемычки, согласно чертежу, и в местах пересечений связываются проволокой или стяжками. Таким образом будет собран нижний ряд пространственного арматурного каркаса.
На следующем этапе необходимо собрать решетку, полностью аналогичную первой, уложить ее сверху и после этого нарезать вертикальные стойки проектной длины. Первая стойка привязывается на углу плоских решеток, вторая — на соседнем пересечении, в итоге так постепенно образуется пространственная конструкция. Если горизонтальных рядов больше, то вторая решетка фиксируется на нужной высоте, а потом закрепляется следующая. Вертикальная стойка в этом случае представляет собой один целый отрезок.
При сборке каркаса необходимо помнить, что концы арматурных прутов должны находиться от опалубки на расстоянии 35-50 мм. Это создаст защитный слой бетона и увеличит эксплуатационный срок конструкции. С этой целью очень удобно использовать специальные пластиковые фиксаторы.
Пластиковые фиксаторы.
На дно траншеи необходимо насыпать песчано-щебеночную подушку и хорошо ее утрамбовать. После этого слой песка рекомендуется накрыть геотекстилем или гидроизолирующим материалом. Это предотвратит поступление влаги к бетону и прорастание сорных растений.
Горизонтальное армирование плитных фундаментов
При заливке фундаментных оснований плитного типа применяют технологию горизонтального армирования. Ее главная особенность заключается в отсутствии поворотных и примыкающих участков. Обычно это две сетки, расположенные друг над другом из длинных прямых прутов и вертикальных стоек.
Все работы выполняются по месту. Сначала, по проектному чертежу, вяжется нижняя сетка, а поверх нее укладывается верхняя. После этого устанавливаются вертикальные стойки, как было рассказано для ленточных конструкций. Нижняя сетка должна быть обязательно установлена на подставки.
Производство и требования к стеклопластиковой арматуре
Производство СПА – это достаточно сложный технологический процесс, требующий наличия специального оборудования и сырья. В качестве исходного сырья используется алюмоборсиликатное стекло и маслосодержащий полимерный связующий состав.
Все основные элементы производственной линии по производству СПА показаны на нижеследующем рисунке:
Схема компоновки линии по производству стеклопластиковой арматуры Точка зрения эксперта
Дмитрий Холодок
Технический директор ремонтно-строительной
Задать вопрос
«Изготовление стеклопластиковой арматуры регламентировано Межгосударственным стандартом ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия»».
Как изготавливается пластиковая арматура
Процесс производства полимерной арматуры осуществляется на автоматизированных линиях и предусматривает следующие стадии:
- Заполнение бункера подающего модуля полимерным составом.
- Подачу композитных волокон и обеспечения равномерного натяжения.
- Термическую обработку материала для удаления воды и включений масла.
- Загрузку полимерных волокон в резервуар с нагретыми связующими ингредиентами.
- Протягивание пропитанных нитей через насадку, осуществляющую их навивку.
- Полимеризацию исходного материала в печи при высокой температуре.
- Охлаждение полученных прутков и разрезание их на заготовки требуемых размеров.
Характеристики оборудования гарантируют качество получаемой продукции.
Плюсы и минусы композитной стеклопластиковой арматуры
Причиной того, что после появления на рынке СПА стала достаточно востребована, стали положительные качества этого материала, к которым относятся:
- малый вес;
- устойчивость к окислению и прочим видам коррозии;
- низкая теплопроводность;
- длительные сроки эксплуатации;
- является диэлектриком (не проводит электрический ток);
- возможность применения без использования сварочного оборудования.
Недостатки также присутствуют, но их значительно меньше, это:
- относительно низкая термическая устойчивость;
- низкие показатели по упругости.
Использование СПА при изготовлении фундамента
Статья по теме:
Вязка арматуры под ленточный фундамент является надежным способом создания жесткого металлического каркаса железобетонной конструкции. О том, как правильно и без лишних затрат выполнить эти работы мы расскажем в этом подробном материале.
Слабые стороны стекловолоконных прутков
Наряду с достоинствами, имеет также стеклоарматура минусы.
Основные недостатки:
- уменьшение прочностных свойств при нагреве более 200 °C;
- повышенная вероятность возгорания при нагреве;
- недостаточно высокий модуль упругости;
- уменьшение прочностных свойств при эксплуатации и контакте со щелочами;
- невозможность гибки прутков без применения специальных технологических методов.
Указанные недостатки ограничивают сферу использования.
На что обратить внимание при выборе
Когда выбор пал на использование стеклопластиковой арматуры при выполнении строительно-монтажных работ, то при её покупке следует обратить внимание на такие показатели как:
- Диаметр – должен соответствовать заявленным значениям.
- Цвет арматуры должен быть однородным и с оттенками не темнее, чем в заявленных характеристиках.
- Качество намотки наружного слоя.
- Продукция должна иметь соответствующие сертификаты качества и протокола выполненных испытаний.
Важно! Наличие цвета СПА более тёмных оттенков, чем заявлены производителем, говорит о том, что в процессе производства был нарушен температурный режим изготовления. Арматура подобного окраса является горелой и её технические характеристики не могут соответствовать заявленным.
Гибкость СПА позволяет её использовать при сооружении конструкций сложной геометрической формы без разрезания
При выборе СПА лучше всего изначально узнать репутацию компании производителя данного материала, для чего следует ознакомиться с отзывами в сети интернет и в прочих источниках информации.
Точка зрения эксперта
Дмитрий Холодок
Технический директор ремонтно-строительной
Задать вопрос
«При намотке наружного слоя арматуры не должно быть допущено пережатие внутреннего стержня изделия, т.к. в противном случае нарушаются прочностные характеристики СПА».
Статья по теме:
Ленточный фундамент своими руками: пошаговая инструкция. В статье мы рассмотрим плюсы и минусы данного фундамента, нюансы его правильной заливки, а также какую марку бетона лучше всего выбрать, чтобы получить качественную конструкцию.
Почему нельзя применять композитную арматуру в нагруженных конструкциях
Часто при строительстве домов у будущих хозяев возникает вопрос: какая арматура лучше подойдет для балок или перекрытий. И здесь часто принимаются неверные решения. А все благодаря разрекламированной прочности композита.
Стеклопластиковая арматура, действительно, имеет прочность на разрыв почти в три раза большую, чем стальная, при условии, что диаметр арматуры одинаков. В результате застройщики применяют для балок и перекрытий в три раза меньше стержней. А уменьшать количество нужно правильно.
Рассчитывая, сколько арматуры нужно для прочности конструкции, необходимо учитывать, что сцепление у пластиковых стержней с бетоном хуже чем у стальных. Поэтому нужно уменьшать не количество несущих стержней, а их сечение, чтобы площадь соприкосновения с бетоном была как можно большей. Число стержней должно быть большим, соответственно плотность армирования возрастает.
Но и это не самый страшный недочет при расчетах. Принимая во внимание прочность, часто забывают про упругость. Сравнение основные характеристик приведено в таблице.
А производители и продавцы умалчивают о том, что у композита коэффициент упругости в 5-10 раз меньше, чем у стали. Как же это отразится на поведении железобетонной конструкции?
Как работает железобетонная балка
Любая балка или плита, лежащая на двух опорах, испытывает под нагрузкой сжатие в верхнем поясе сечения и растяжение в нижнем. Бетон успешно противостоит сжимающим напряжениям, а вот растягивающие должны воспринимать стержни, расположенные в нижнем поясе. Даже при небольших растягивающих напряжениях бетон разрушается, потому что не способен нести такую нагрузку.
Арматура под действием растягивающих усилий неизбежно будет удлиняться. При расчете конструкции определяется такое количество стержней и их сечение, чтобы максимально возможное удлинение не вызывало появления трещин в бетоне нижнего пояса балки или плиты. Иначе конструкция сильно прогнется и может даже разрушится.
Удлинение любого стержня рассчитывается по формуле
, где
N – величина растягивающей нагрузки на стержень;
l – длина стержня;
E— модуль упругости материала;
A – площадь поперечного сечения.
Как видно из формулы, при одинаковом сечении стержней под одинаковой нагрузкой, удлинение будет зависеть от модуля упругости. И чем он меньше, тем сильнее будет удлиняться арматура. А у пластика этот показатель как раз в 5-10 раз меньше, чем у стали. Поэтому и удлинение будет в 5-10 раз больше. Балка или плита неизбежно прогнутся, а бетон начнет разрушаться.
Чтобы исключить прогиб плиты, необходимо в 5-10 раз больше пластиковой арматуры, чем потребовалось бы стальной. Учитывая, что прочность композитной итак в 3-4 раза выше, чем металлической, перерасход по прочности достигнет 15-40 раз. А это значительно увеличит стоимость конструкции, потому что пластик всего лишь в 1,5-2 раза дешевле стали.
Предварительное напряжение арматуры
Стальная арматура тоже часто закладывается в расчет с перерасходом по прочности. Под большой нагрузкой возможно раскрытие трещин в бетоне без разрушения стальных стержней при наличии запаса прочности .
Чтобы избежать такого перерасхода, производят предварительное напряжение стержней.
Их натягивают при помощи специального оборудования, а потом заливают бетоном. Такая конструкция под нагрузкой будет меньше прогибаться, так как стержни предварительно уже удлинили.
Казалось бы, в чем проблема, если то же самое можно сделать и с композитной арматурой. Оказывается, нельзя, так как нужно учитывать еще одну характеристику материала — предел текучести.
Дело в том, что сталь по своим характеристикам отличается от пластика еще и тем, что имеет запас упругости примерно в 5%. Даже когда напряжения достигнут предела упругости, материал не разрушится, а будет сопротивляться увеличению нагрузки. И только когда напряжения в стали достигнут предела текучести — величины примерно на 5% большей, чем предел упругости, материал «потечет» — деформации начнут развиваться даже без дальнейшего увеличения нагрузки.
Стеклопластиковая арматура такими свойствами не обладает. Разрушение начнется сразу же, как только напряжения преодолеют предел упругости, а его значение очень мало. Стержни просто вытянутся и не смогут нести нагрузку. Поэтому предварительно-напряженные конструкции в условиях частного домостроения из композитной арматуры не производят.
Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая
Какую арматуру выбрать – металлическую или стеклопластиковую – решается на стадии разработки проектной документации, или индивидуально, основываясь на сравнении основных технических характеристик, приведенных в нижеследующей таблице:
| Характеристика | Металл | Стеклопластик |
| Предел прочности, МПа | 390 | 1300 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м²×К | 46 | 0,35 |
| Плотность, кг/м³ | 7850 | 1900 |
| Упругость | + | + |
| Пластичность | + | — |
| Стойкость к коррозии | — | + |
| Диэлектрические свойства | — | + |
Использование СПА при изготовлении ограждающих конструкций
Преимущества
По сравнению со стальной, стеклопластиковая арматура имеет немало преимуществ:
- небольшой вес;
- стойкость к коррозии;
- низкая теплопроводность;
- низкая электропроводность;
- не экранирует конструкции от электромагнитных волн;
- удобная при транспортировании;
- экологичная;
- высокая прочность на разрыв.
Однако, все эти преимущества в частном домостроении практически не имеют никакой практической пользы.
Вес метра арматуры, действительно, невелик. Но и потребность ее в частном домостроении исчисляется не тоннами, а десятками килограммов. По сравнению с другими материалами, применяемыми в строительстве — кирпичом, бетоном, уменьшение массы армирования незначительно повлияет на вес всей конструкции дома.
Стойкость к коррозии при использовании в монолитном железобетоне неактуальна, так как цемент создает в бетоне щелочную среду. Металл же корродирует, наоборот, в кислой, поэтому стальные стержни, залитые бетоном, достаточно защищены от коррозии.
Теплопроводность и электропроводность также имеют малое значение для частных домов, так как стены из монолитного железобетона практически никто не строит.
Экранирование существенно влияет на распространение электромагнитных волн лишь в том случае, если плотность армирования в стенах превышает 50 %. Такого в индивидуальных домах практически не бывает.
Экологичность изделий из композита выражается в том, что материал не излучает вредных веществ. Но и стальная арматура тоже ничего не излучает.
Действительно существенное преимущество — удобство при транспортировании. Вес арматуры небольшой, а упаковывается она в бухты, что позволяет перевозить ее даже в личном автомобиле.
Ну а самое главное – высокая прочность оказывается совершенно невостребованной в нагруженных конструкциях – балках и плитах перекрытия. Почему? Об этом далее.
Ведущие производители
Производством композитной стеклопластиковой арматуры занимаются во многих регионах нашей страны. Особенно это относится к районам с развитой промышленной инфраструктурой, как то:
- г. Москва и Московская область — «Московский Завод Композитных Материалов», ООО «НПЦ «СПЕЦПОЛИМЕР», ООО НПК «АРМАСТЕК» и прочие;
- г. Санкт-Петербург и Ленинградская область — «Лидер-Композит» и прочие;
- г. Ярославль — «Ярославский Завод Композитов»;
- г. Екатеринбург и Свердловская область — «Уралтеплострой», ООО «УЗКТ», ООО «Элпромтех», ООО НПФ «УралСпецАрматура»;
- г. Саратов — ООО «Поволжская арматура» (Polarm).
К сведению! Во многих городах производством СПА занимаются малые предприятия, работающие на местном уровне, поэтому при необходимости найти подобное производство в своем регионе необходимо изучить рынок строительных материалов.
Широкий ассортимент СПА позволяет выбирать не только по техническим характеристикам, но и по форме реализации
Область применения стеклоарматуры
Полимерная арматура используется для решения различных задач:
- производства композитных бетонов, используемых для постройки монолитных конструкций;
- сооружения фундаментных основ зданий и заливки монолитных плит;
- повышения прочности стен, построенных из кирпича;
Сфера применения этого строительного материала обширна
- строительства портовых объектов и специальных конструкций по укреплению береговой линии;
- сооружения покрытий автомобильных дорог и усиления бетонных откосов;
- постройки оградительных конструкций для железнодорожных и транспортных магистралей;
- производства изделий из бетона, нуждающихся в преднапряженном армировании;
- строительства транспортных развязок, мостов, путепроводов и эстакад;
- сооружения бетонных конструкций в сейсмических зонах.
Пластиковые стержни не нуждаются в устройстве гидроизоляции независимо от выбора схемы армирования конструкций. Применение для армирования бетона арматуры из стеклопластика и использование полимерных стержней осуществляется на основании предварительно выполненных вычислений. Техникой расчета усиленного бетона для строительства владеют работники специализированных организаций.
Обзор цен и отзывы пользователей о композитной стеклопластиковой арматуре
Стоимость СПА зависит от её технических характеристик, места приобретения и компании её реализующей.
По состоянию на III квартал 2022 года средняя стоимость стеклопластиковой арматуры, при продаже её через дилеров компаний производителей, составляет:
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | Стоимость (по состоянию на сентябрь, руб./п. метр |
| ПК «Композит» | АСК | 8,0 | с навивкой | 11,9 |
| 10,0 | 17,9 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| АСП | 8,0 | с песчаным покрытием | 13,9 | |
| 10,0 | 23,9 | |||
| 12,0 | 38,9 |
Стеклопластиковая арматура ПК «Композит»
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | Стоимость (по состоянию на сентябрь, руб./п. метр |
| «АрматСоюз» | СПА | 4,0 | с навивкой | 6,9 |
| 6,0 | 7,9 | |||
| 8,0 | 11,5 | |||
| 10,0 | 17,5 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| 14,0 | 42,9 | |||
| 16,0 | 60,9 | |||
| 18,0 | 94,9 |
Стеклопластиковая арматура «АрматСоюз»
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | Стоимость (по состоянию на сентябрь, руб./п. метр |
| «Армпласт» | АСК | 4,0 | с навивкой | 5,5 |
| 6,0 | 7,9 | |||
| 8,0 | 11,5 | |||
| 10,0 | 17,9 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| 14,0 | 42,74 | |||
| 16,0 | 60,52 | |||
| 18,0 | 94,32 | |||
| 20,0 | 117,6 | |||
| 22,0 | 138,99 | |||
| 25,0 | 180,17 | |||
| 28,0 | 223,10 | |||
| 32,0 | 292,74 | |||
| 36,0 | 312,80 |
Стеклопластиковая арматура «Армпласт»
СПА является востребованным товаром на рынке строительных материалов нашей страны
По фактам использования СПА индивидуальные застройщики и профессиональные строители оставляют в сети интернет свои отзывы. Вот некоторые из них:
Нюансы и особенности
Как и о всяком относительно новом строительном материале, об СПА в профессиональной и дилетантской среде имеется много противоречивых мнений. Попробуем разобраться в подлинности и обоснованности некоторых суждений.
О сгибании СПА
Необходимость согнуть арматуру достаточно часто возникает в ходе строительства, непосредственно на объекте. Но стеклопластиковые стержни невозможно согнуть качественно непосредственно на месте её установки, — в этом отличие её от металла. Строители часто считают это минусом СПА, но не критическим. Есть два приемлемых решения:
- Гнутые элементы заказываются производителю заранее, если есть проект армирования или хотя бы понимание необходимости сгибания.
- Возможно применение смешанного армирования. В этом случае композитные пруты соединяются с угловыми элементами из металлической арматуры.
О нормативной базе на использование СПА
Противники стеклопластиковой арматуры в строительстве утверждают, что её использование на стройке незаконно, так как отсутствуют нормативы и стандарты на её применение. Это всего лишь полуправда. На самом деле применять композитные стержни разрешено ГОСТом, никто не вправе запретить реализацию проекта с проверенными экспертизой расчётами нагрузок. Но проблема есть, — это отсутствие программ и утверждённых моделей расчёта конструкций для использования композитной арматуры. Но для малоэтажного строительства в подобных нормативах и программах нет нужды. Построить небольшой дом или дачу с использованием СПА можно, для чего можно воспользоваться примерными нормами и советами знающих профессионалов.
О цвете композитных стержней
Изначальный, стандартный цвет СПА – светло-желтоватый. Как более редкий вариант, – чёрный, если исходным материалом является базальт. Придать привлекательность композитным прутам призван цвет, — это ход скорее маркетинговый, необходимостью он не вызван. Но на рынке произошёл некий информационный вброс: якобы окрашивающие добавки в композите улучшают его характеристики.
Поэтому сразу поставим точку: цвет никак не влияет на качество стеклопластиковой арматуры. Возможно, какую-то роль цветовые решения играют при использовании СПА для хозяйственных нужд на дачах и в садах.
