В современном мире строительная индустрия не стоит на месте, она очень востребована.
Промышленные и жилые здания возводятся с бешеной скоростью, можно даже сказать, что здания вырастают, как грибы после дождя.
При возведении строений различного назначения применяют новые технологии и современные материалы. В этой статье мы постараемся ответить на важные вопросы, связанные с армированием строения.
Выбор некоторых материалов несколько затруднителен. Например, трудно выбрать такой материал как арматура.
В результате возникает множество вопросов:
- «Из какого материала приобрести арматуру?»
- «Где применима арматура из стеклопластика и металла?»
Содержание
- 1 Основные отличия стали и пластика в сфере армирования бетона
- 2 Состав и строение композитной арматуры
- 3 Как соединять — сварка или вязка
- 4 Выбор сечения
- 5 Арматура из стеклопластика
- 6 Тип поверхности арматуры
- 7 Какой материал будет лучше для армирования бетона
- 8 Сравнение пластиковой и металлической арматуры
- 9 Виды арматуры по расположению и назначению
- 10 Металлическая арматура
- 11 Что лучше использовать для фундамента и в каких случаях
- 12 Особенности применения в разных видах фундаментов
- 13 Ценовой вопрос
Основные отличия стали и пластика в сфере армирования бетона
Стальная арматура — это круглый металлический пруток переменного или постоянного сечения, характеристики которого определяются свойствами стали, из которой он изготовлен. Поставляется в виде прямых отрезков длиной до 12 метров и диаметром от 8 до 32 мм.
Армирующий материал из стеклопластика представляет собой конструкцию из продольных стекловолоконных нитей, покрытых слоем полимерной смолы, которая наносится напылением или по методу направленной навивки. Такая технология позволяет изготавливать арматуру по прочности превосходящую сталь.
Пластик не подвержен воздействию коррозии, что делает его уникальным при воздействии влаги на бетонную монолитную конструкцию.
Материал поставляется в виде свернутых бухт, в которых длина прутка может, в зависимости от диаметра, превышать 100 метров.
В то же время он не обладает пластичностью и не выдерживает воздействия высоких температур.
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.
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.
Как соединять — сварка или вязка
Существует два разных метода соединения — сварка и вязка, однако в случае с пластиковой арматурой воспользоваться методом сварки не удастся. Если нагреть этот материал хотя бы до 200 градусов по Цельсию, то он разрушится.
Каркас, сделанный из металлической арматуры, также не рекомендуется собирать методом сварки, так как он быстрее выходит из строя из-за плохого выдерживания нагрузки в точках сварки. Также, что плохо, в сварочных соединениях быстрее образуется коррозия.
В обоих случаях, лучший вариант — воспользоваться вязкой. Для этого используется специальный вязальный крючок. Специалисту необходимо всего лишь продеть проволоку, а затем и крючок в появившуюся петлю, после чего останется закрутить её максимально плотно. Это самый простой, надёжный и дешёвый способ, использующийся строителями уже много лет.
В случае с ленточными фундаментами часто используют вязальные пистолеты. Эти устройства могут облегчить и ускорить процесс соединения, однако стоимость вязального пистолета может достигать 50.000 рублей. Также потребуется обзавестись и специальной проволокой. Без неё вязальный пистолет может сломаться, а его ремонт обходится достаточно дорого.
Выбор сечения
Принимая решение о том, какая арматура лучше для фундамента, требуется в обязательном порядке учитывать и диаметр. Этот параметр имеет ключевое значение для всего строительства. Если вы собираетесь использовать толстый прут из металла или пластика, то он выдержит куда большую нагрузку, чем более тонкий прут. Однако диаметр прутьев напрямую влияет на их стоимость и особенно вес, а значит принцип, чем толще, тем лучше не подходит, нужно искать золотую середину. Поэтому перед тем, как выбрать тот либо иной диаметр, необходимо внимательно изучить представленную информацию.
Во время выбора сечения основной рабочей арматуры придётся принимать во внимание поперечное сечение. Это касается всех видов фундаментов, включая ленточный фундамент. Для того, чтобы выполнить все расчёты, необходимо воспользоваться рулеткой и калькулятором. Также следует помнить и о длине арматуры. Если она превышает 3 метра, то в таком случае диаметр должен равняться 0.1% от общей площади сечения, однако минимальный диаметр должен составлять хотя бы 1 см. Если же длина превышает 3 метра, то минимальный диаметр должен достигать хотя бы 1.2 см. Опытный и квалифицированный частный прораб сможет принять наиболее грамотное решение, поэтому если у вас есть сомнения, то лучше обратиться за профессиональной помощью.
После того, как будут проведены все замеры, можно будет узнать нужный диаметр, который позволит не платить слишком большие деньги во время покупки материала. Узнав оптимальный размер сечения, можно добиться исключительно высокой долговечности, а также надёжности всей конструкции.
Полезная информация
Диаметр горизонтальных прутьев — не менее 6 мм.
Диаметр вертикальных прутьев при высоте фундамента до 800 мм не менее 6 мм.
Диаметр вертикальных прутьев при высоте фундамента свыше 800 мм — не менее 8 мм.
Арматура из стеклопластика
Сфера применения
Такой вид арматуры используют:
- При возведении линий электропередач;
- При возведении ограждающих опор мостов и реконструкции дорог;
- При сооружении водоотводной, канализационной предназначенности;
- При строительстве объектов химической промышленности;
- При строительстве объектов, которые не требуют излучения электромагнитного характера;
- При обустройстве несъёмной опалубки.
Недостатки
Низкие показатели термостойкости. Стеклоткань обладает высокой жаропрочностью, но пластиковый компонент при температуре двести градусов теряет свои свойства. При достижении температуры в шестьсот градусов, арматура из стеклопластика расплавляется.
Обладает недостаточной упругостью. Этот параметр обеспечивает изгиб изделий. При обустройстве перекрытий необходимо провести расчёты, но на стройплощадке это невозможно. По этой причине витиеватые и изогнутые элементы формуют на производстве;
Арматура из стеклопластика подвержена воздействию щелочи. Снизить риски позволяет методика выщелачивания элементов из редкоземельной группе, которая находится в бетоне.
Арматуру из стеклопластика нельзя использовать на пожароопасных участках и где подразумевается использование высокотемпературный нагрев.
Тип поверхности арматуры
Стальная арматура может иметь гладкую или рифленую поверхность:
- гладкая арматура дешевле в производстве, но для возведения фундамента совершенно не подходит. Ее сфера использования ограничивается строительством стен или обустройством стяжки пола. Также ее можно использовать в качестве вспомогательной при сборке арматурного каркаса (для соединения ребристых прутьев), что позволит сэкономить, но при этом не потерять на прочности фундамента;
- ребристая арматура имеет бОльшую площадь поверхности, а потому и контакт с бетоном у нее лучше. Более прочное сцепление обеспечивает высокую надежность фундамента, прочность и устойчивость к нагрузкам. В зависимости от типа профиля ребристая арматура бывает:
- с кольцевым профилем не очень подходит для возведения фундамента. Такая арматура обеспечивает хорошее сцепление, но теряет прочность при многократном нагружении;
- арматура с серповидным профилем не так хорошо сцепляется с бетоном, зато позволяет возводить более прочные и надежные фундаменты. Это предпочтительный вариант;
- комбинированный профиль разработан специально для арматуры класса А500СП, подходит для возведения фундамента.
Какой материал будет лучше для армирования бетона
Выбор лучшей или более подходящей арматуры должен определяться индивидуально для каждого объекта. Основные критерии зависят от:
- конструктивных особенностей бетонного монолита и его назначения;
- условий дальнейшей технической эксплуатации;
- требований к пожарной безопасности конструкции;
- наличия агрессивных сред и повышенной влажности;
- необходимости выполнения сварочных работ при монтаже;
- финансового сравнения двух вариантов.
В некоторых случаях традиционная металлическая арматура остается незаменимой, несмотря на коррозионные свойства и большой вес.
Что лучше, композитная арматура или металлическая? Металлическая арматура способна противостоять механическим повреждениям намного лучше стеклопластиковой. В то же время, полимерные материалы рекомендуется применять при воздействии влаги на бетонную конструкцию, наличии блуждающих токов или низкой эксплуатационной температуре.
Сравнение пластиковой и металлической арматуры
Итак, что же все-таки выбрать – композитную арматуру или металлическую? Очевидно, что выбор зависит от условий эксплуатации и назначения бетонного основания. Однозначно утверждать, что тот или иной материал лучше, нельзя. В каждом конкретном случае выбирают определенный материал, наилучшим образом отвечающий задачам.
Например, для строительства многоэтажного дома главной характеристикой для арматурного каркаса плит перекрытия является упругость. В этом случае лучше всего подойдет традиционный стальной прут, который не прогнется даже при существенных нагрузках на больших пролетах.
Сравнение характеристик.
Но если требуется собрать каркас для оснований, работающих в условиях повышенной влажности (опоры мостов, береговые конструкции), требуется повышенная коррозийная устойчивость арматуры. Выход – использовать стеклопластик. Также армопояс из стеклопластика подойдет для заливки ленточного фундамента под одноэтажный индивидуальный дом из газобетона или пеноблоков.
Если рассматривать стоимость обоих материалов, то четкого ответа – что дешевле, получить не удастся.
Металлический прут диаметром 8 мм (24 руб./м — даны средние цены на зиму 2020 по Санкт-Петербургу) будет стоить больше, чем прут того же диаметра из композита (11 руб./м), но нужно учитывать, что прочность металлического прута ниже, и 8 мм арматура из пластика будет соответствовать по своим прочностным характеристиками стальному пруту диаметром 10 мм.
Виды арматуры по расположению и назначению
Из арматуры собирают целый каркас, в котором стальные прутья расположены в разных направлениях. Рабочие прутья – это те, которые принимают на себя основную нагрузку. Для связывания их между собой и правильной ориентации в пространстве используют вспомогательные прутья, т.н. хомуты. Рабочая арматура располагается горизонтально, в продольном направлении, а хомуты могут быть поперечными (располагаются горизонтально) и вертикальными. Не все фундаменты требуют задействовать все три вида арматуры.
- сечение рабочей арматуры выбирается исходя из расчётов. Расположение прутьев зависит от типа фундамента. Например, в ленточном фундаменте рабочие прутья располагаются продольно в один или два ряда. Количество рядов арматуры зависит от толщины фундамента: при толщине менее 150 мм можно использовать только один ряд;
- поперечное армирование необходимо для соединения рабочей арматуры. При возведении ленточного фундамента поперечные пруты необходимы, а при заливке бетоном монолитной плиты обходятся без них;
- вертикальное армирование используется там, где рабочая арматура расположена в два и более слоя.
По назначению арматуру делят на рабочую, конструктивную и монтажную. Конструктивная – та самая, которая берет на себя максимум нагрузки. Конструктивная арматура принимает на себя нагрузку от усадки, а монтажная – служит для объединения конструктивной и рабочей арматуры в единый каркас. Отдельно иногда выделяют анкерную арматуру – это закладные детали.
Металлическая арматура
Сфера применения
В некоторых случаях металлическую арматуру используют:
- При формировании железобетонных конструкций. Арматура в этом случае играет вспомогательную роль;
- Гибкая стальная арматура применяется при возведении зданий промышленного и гражданского строительства;
- Жёсткая арматура применима при изготовлении тяжёлого бетона и монолитных фундаментов;
- Применяют в конструкциях там, где повышенное поперечное сжатие.
Арматура из металла хорошо сочетается с бетоном, что не скажешь об арматуре из стеклопластика.
Недостатки
Металлическая арматура подвержена коррозии. Это главный недостаток металлической арматуры. Существует арматура, изготовленная и из антикоррозийного состава, но она довольно дорого стоит;
Арматура из металла довольно тяжёлая. Данный параметр повышает расходы по транспортировке, хранению и погрузке арматуры;
Фиксированная длинна. Стальная арматура выпускается в виде прутов с фиксированной длинной. В свою очередь арматура из стеклопластика производиться очень длинной и храниться в бухтах, что позволяет избежать не нужного расхода материала и лишних обрезков;
Повышенная тепловая проводимость. Этот параметр приводит к формированию в фундаменте мостиков холода, которые оказывают плохое воздействие на прочность возведённой конструкции.
Что лучше использовать для фундамента и в каких случаях
Однозначно ответить на вопрос — что лучше, пластиковая или металлическая арматура для фундамента, нельзя, но следует помнить – в промышленном и гражданском строительстве для возведения фундамента традиционно продолжают использовать металлический прут.
Технические характеристики стеклопластика не позволяют применять его при возведении крупных строительных объектов. При проектировании многоэтажных домов, электростанций, зданий промышленного назначения, используют только стальную арматуру.
Допускается применение арматуры из стекловолокна для сборки каркасов фундамента при возведении следующих объектов:
- В малоэтажном строительстве для заливки ленточных фундаментов.
- Для заливки опор под столбы, основания для заборов.
- Причалы, береговые сооружения, доки.
- Основания для канализационных систем.
- Опорные элементы мостов.
В остальных случаях альтернативы традиционной вязке каркаса из металла нет.
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.
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.
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.
Ценовой вопрос
Сравнивая два вида арматуры, нельзя обходить стороной и ценовой вопрос.
На первый взгляд, цена одного метра изделия из стеклопластика кажется выше, чем стоимость одно метра изделия из металла, но это не так.
При одинаковой прочности арматура из стеклопластика имеет меньшее сечение, чем арматура из металла.
По этой причине относительно одинаковые по параметрам элементы будут иметь почти одинаковую стоимость.