Как вязать стеклопластиковую арматуру: инструкции +фото и видео

Область и способ применения

Пластиковая арматура является современной альтернативой металлическому прокату. Одинаковая форма прутов позволяет ее использование по технологии аналогично стальной. Арматурный каркас из композитной пластиковой арматуры формируется в виде плоской сетки или пространственной конструкции, предназначенной для усиления и повышения прочности железобетонных монолитов.

Полимерные армирующие материалы применяют при строительстве дорог, мостов, гидротехнических сооружений, колонн, стен, перекрытий, фундаментов и других монолитных конструкций.

Основная нагрузка приходится на продольные пруты конструкции. Они имеют большее сечение и расположены на расстоянии не более 300 мм друг от друга. Вертикальные и поперечные элементы могут находиться на расстоянии 0,5-0,8 м. Соединение отдельных прутов в местах пересечений осуществляется при помощи полимерных стяжек или вязальной проволоки. Стыковка отдельных стержней на одной горизонтальной линии осуществляется внахлест.

Сравнение характеристик

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

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.

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:

1. установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
2. сборка и установка армирующего каркаса;
3. заливка бетона в опалубку;
4. 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.

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.

Заливка бетона на пластиковый арматурный каркас

Технологически заливка бетонной смеси ничем не отличается от работ при использовании стальной арматуры

Однако, учитывая меньшую прочность материала при боковом радиальном воздействии, уплотнение вибратором следует производить осторожно, чтобы не нарушить целостности пластиковых прутов

Использовать ручную трамбовку не рекомендуется, т.к. давление бетона может изменить конфигурацию армирующей конструкции.

Преимущества и недостатки

Стекловолоконная арматура новый строительный материал, набирающий популярность, обладает характеристиками, позволяющими использовать ее для несущих конструкций. К ее преимуществам относят:

• Устойчивость к коррозии. Можно использовать стеклопластик в агрессивных средах. По этому показателю данный материал в 10 раз превосходит металл.
• Низкая теплопроводность, составляющая 0,35 Вт/м∙⁰С, что позволяет повысить теплоизоляцию бетонного монолита, устраняет риск появления мостиков холода. Для сравнения показатель теплопроводности у стали — 46 Вт/м∙⁰С.
• Высокое удельное сопротивление позволяет применять ее при строительстве мостов, железнодорожных конструкций, линий электропередач и других сооружений, где существует риск пробития электрическим током под высоким напряжением.
• Малый удельный вес, что позволяет снизить давление конструкций на поверхность грунта, фундамента. Средняя плотность этого материала 1,9 кг/м³, а у стали в четыре раза больше – 7,9 кг/м³.
• Стоимость армирования стеклопластиком почти в 2 раза ниже, чем металлическим прутом.
• Применение в широком диапазоне температур. Она не теряет своих свойств в при температурах от -60 до +90⁰С.
• В отличие от металла, стеклопластик имеет схожий с бетоном коэффициент термического расширения, поэтому монолит с таким армированием, при перепадах температуры не растрескивается.
• Для монтажа армирующей сетки не понадобится сварочный аппарат, ее достаточно соединить пластиковыми жгутами и фиксаторами.

Как любой материал, полимерная арматура на основе стеклопластика имеет недостатки, которые учитываются при эксплуатации:

Недостаточная устойчивость стеклопластика к высоким температурам, смолы, применяемые для связи волокон, возгораются при температуре 200⁰С. Для частных домов или подсобных помещений это не проблема, но на промышленном объекте, где бетонный монолит должен быть огнеупорным, применение данной арматуры неприемлемо.

• Почти в 4 раза меньший показатель модуля упругости по сравнению со сталью.
• При подготовке сетки, согнуть композит под нужным углом практически невозможно, из-за низкой прочности на излом, такие элементы приходится заказывать на заводе.
• Один из минусов стеклопластиковой композитной арматуры – она не позволяет делать жесткое армирование, а его прочность со временем незначительно, но снижается.

Достоинства и недостатки арматуры из стеклопластика

Арматурные каркасы, выполненные не из традиционных металлических, а из стеклопластиковых элементов, отличаются следующими преимуществами.

• В отличие от металлических, имеют легкий вес сооружений, которые не создают значительной нагрузки на фундамент строения, что позволяет продлить срок его эксплуатации.
• Стеклопластиковые элементы арматурных каркасов, в отличие от своих металлических аналогов, лучше переносят нагрузки на разрыв, что дает возможность использовать их при укреплении наиболее ответственных бетонных конструкций. Стеклопластиковые арматурные каркасы характеризует оптимальное соотношение их легкого веса и высокой прочности, что позволяет отнести их к отдельной группе строительных материалов, набирающих с каждым годом все большую популярность.
• В отличие от металлической арматуры, которая подвержена окислительным процессам и с течением времени уменьшает прочность фундаментных конструкций, каркасы из стеклопластиковых элементов не поддаются влиянию таких негативных факторов внешней среды.
• Части арматурных систем, изготовленные из стеклопластика, являются диэлектриком и не проводят электрический ток, что также сказывается на их долговечности. Используемые в качестве элементов заземления металлические арматурные конструкции под воздействием электрического тока окисляются значительно быстрее, чего нельзя сказать о прутках из композитных материалов. Естественно, арматуру из стеклопластика нельзя использовать в качестве заземляющего элемента, но это только самым положительным образом сказывается на ее долговечности.
• Износоустойчивость стеклопластиковой арматурной конструкции, как и стальной, также находится на достаточно высоком уровне.
• Коэффициент теплового расширения арматурного каркаса, изготовленного из стеклопластиковых элементов, имеет очень близкое значение с аналогичным параметром бетонных конструкций, что значительно снижает риск образования в них трещин при использовании подобного материала.

Соотношение диаметров стержней при устройстве армирующего каркаса фундамента

Если судить по отзывам, то можно выделить следующие недостатки стеклопластиковой арматуры.

• В сравнении с изделиями из металла арматура из стеклопластика обладает значительно большим модулем упругости, превышающем аналогичный параметр стальных изделий приблизительно в 4 раза. Означает этот факт то, что стеклопластиковые элементы по сравнению с металлическими будут значительно лучше прогибаться под воздействием механических нагрузок. При использовании данных элементов для армирования дорожного полотна и фундамента такая их характеристика является некритичной, но для укрепления плит перекрытия лучше использовать металлические конструкции или производить дополнительные расчеты.
• Армирующие элементы, изготовленные из стеклопластика, обладают свойством сильно размягчаться и терять свою упругость при нагревании до температуры 600 градусов. Поэтому при использовании стеклопластиковых деталей лучше позаботиться о надежной теплоизоляции каркаса, произведенного из композитных материалов.
• Выполненные из стеклопластика арматурные прутки нельзя сваривать, в отличие от металлических, поэтому если необходимость в такой операции имеется, лучше воспользоваться изделиями, во внутреннюю часть которых еще на стадии их производства вмонтирована стальная трубка.
• Арматуру, изготовленную из композитных материалов, лучше не сгибать на строительной площадке: это может вызвать ее повреждение. Такую операцию, ориентируясь на чертежи арматурного каркаса, лучше выполнить на производственной площадке.
• Сложность и непривычная для современных строителей технология монтажа — еще один недостаток армирующих элементов, изготавливаемых из стеклопластика. Между тем такой недостаток нельзя считать слишком значительным, если учитывать, какой надежностью и долговечностью отличаются стеклопластиковые конструкции.

Крепление стеклопластиковой арматуры с помощью хомутов и фиксаторов

Гнутые элементы из стеклопластиковой арматуры

Так как пластиковую арматуру поставляют в рулонах (50 или 100 м), то нет необходимости производить связку продольных несущих прутков: можно просто отрезать кусок необходимой длины. При обустройстве арматурного каркаса для ленточного фундамента часто используют □-образные вертикальные хомуты в качестве поперечных армирующих элементов, а для усиления углов и примыканий необходимы Г- и П-образные дополнительные элементы. Самостоятельно изготовить такие гнутые элементы из прямых стеклопластиковых прутков невозможно (арматура или сломается, или примет прежнее состояние после снятия усилия на изгиб). Придать любую форму стеклопластиковому прутку можно только на этапе его изготовления в заводских условиях. Поэтому необходимо, в соответствии с эскизом, приобрести нужное количество готовых гнутых элементов. Вязку дополнительных крепежных элементов арматурного каркаса можно произвести с помощью вязальной проволоки и обычного крючка или пластиковых хомутов.

На заметку! Если вы не найдете в продаже гнутых стеклопластиковых элементов необходимых размеров или форм, то можно изготовить их самостоятельно из обычной стальной арматуры (придется приобрести небольшое ее количество).

Разнообразие крепежных элементов, которые применяют для вязки стеклопластиковой арматуры, позволяет выбрать тот способ, который будет удобен именно вам (как в технологическом, так и в материальном смысле).

Особенности расчета

Первое, что стоит учесть при самостоятельном расчете стеклопластика – тип фундамента. Для каждого вида фундамента будут определенные особенности с планированием

Кроме того, важно определиться с диаметром арматуры, сделать расчет нагрузки

Например, если фундамент будет ленточный, количество стеклопластика будет определяться размером шага и каркаса основания. Например, длина стены 10 метров, а длина шага – 30 см. 10 необходимо поделить на 0,3, на выходе получается 35 штук. Значит 35 стержней нужно для армирования основания вдоль одной стены. Те же расчеты производят по ширине основания.

СОЕДИНЕНИЕ С ЦЕМЕНТОМ

Рис. 3. Использование стеклопластиковой композитной арматуры

При расчете и конструировании армобетонных конструкций применяя стеклопластиковую композитную арматуру, принципы схожи с теми, что применяются во время проектирования железобетонных элементов, в случаях, когда наиболее важным элементом считается сочетание работы бетона и арматуры. Исходя из исследований Зиновкина, А.А., Масалова А.В. – соединение стеклопластиковой композитной арматуры с бетоном обеспечена за счет адгезии цементного камня с эпоксидным покрытием, а не за счет механического зацепления витков, внутри бетонной матрицы, как у профилированной арматуры из металла

Армирование может быть нескольких видов: внутреннее, внешнее и комбинированное, что представляет собой комбинацию двух первых.

Рис 4. Первый бетонный пешеходный мост в Европе с фибробетонными полимерами.

Внутреннее армирование может быть выполнено в виде дискретного, дисперсного и смешанного. Дискретное армирование — это использование стеклопластиковой арматуры в виде отдельных стержней, плоских и пространственных каркасов, сеток. Так же может быть и комбинации, к примеру отдельные стержни, сетки и проч. Дисперсное армирование представляет собой добавка в бетонную смесь во время перемешивания рубленных волокон (фибр), что хаотично размещаются в бетоне. Используя специальные метода, возможно достичь направленное расположение волокон. При дисперсном армировании бетон принято называть фибробетоном.

Внешнее армирование особенно актуально, если конструкции используются в среде, агрессивной по отношению к бетону. В этом случае, внешней листовой арматурой будут одновременно обладать тремя функциями: силовой, защитной и выступать как опалубка при бетонировании.

Внешнее армирование также можно разделить на сплошное и дискретное. При сплошном армировании – это листовая конструкция, что полностью покрывает поверхность бетона, при дискретном — в виде элементов сетчатого типа или отдельных полос.

Бетонные конструкции в стеклопластиковых оболочках можно получить несколькими способами. Например, можно после изготовления бетонного элемента, провести его сушку и после этого заключить в стеклопластиковую оболочку, проводя многослойную обмотку стекломатериалом (стеклоткань или стеклолента) с послойным пропитывание смолой. После проведения поляризации связующего вещества, обмотка примет вид сплошной стеклопластиковой оболочки. А весь элемент станет трубобетонной конструкцией. При втором способе вначале изготавливают стеклопластиковую оболочку, а затем заполняют ее бетонной смесью.

В зависимости от вида полимерного связующего и волокна, что используется при производстве, может меняться и стойкость стеклопластика по отношению к агрессивным средам. Во время внутреннего армирования, требуется учитывать не только отношение стеклопластиковой арматуры к внешней среде, но и характер взаимодействия с бетоном, в жидком состоянии. Твердеющий бетон имеет щелочную реакцию, при котором может происходить разрушение алюмоборосиликатного волокна. Для таких случаев следует обеспечивать защиту волокон слоями смолы или использовать волокна с другим составом. В тех случаях, когда используется неувлажняемые бетонные конструкции коррозии стекловолокна практически нет. При наличии увлажняемых конструкций, уровень щелочности в бетонной среде можно снижать за счет использования цемента с активными минеральными добавкам.

Сравнение разновидностей

Результаты сравнения основных показателей стальной и стеклопластиковой арматуры приведены в таблице:

Более высокое сопротивление к разрыву вкупе с коррозийной стойкостью позволяет снизить сечение закладываемой стеклопластиковой арматуры (см. рис. ниже). Но из-за сравнительно меньшей упругости стеклопластиковые прутья не рекомендуется сгибать в обычных условиях. По этой же причине они хуже переносят высокие нагрузки на изгиб, характерные для плитных перекрытий и оснований с большой площадью.

В плане простоты транспортировки и складирования стеклопластик однозначно выигрывает: материал не окисляется и не разрушается даже при открытом хранении. Это же относится к показателям экологичности и стойкости к агрессивным средам. Это положительно сказывается на долговечности закладываемых каркасов.

Этот фактор играет важную роль при необходимости учета собственного веса фундамента. По этой же причине стеклопластик части используются в комбинированных каркасах.

В плане простоты вязки и сборки каркасов металлическая арматура считается более универсальной, такие прутья без проблем сгибаются на стройплощадке или соединяется сваркой. Стержни из стеклопластика изгибаются под заказ и соединяются хомутами или вязкой. Но при армировании фундаментов этот фактор не критичен, каркасы заглубляемых и выдерживающих значительные весовые нагрузки в принципе не рекомендуется сваривать.

Сравнить траты на приобретение материалов сложно, в настоящий момент стоимость металлической арматуры растет быстрее расценок на стеклопластик (хотя до недавнего времени ситуация была обратная). Оптимальные траты достигаются при комбинировании обеих разновидностей.

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.

При армировании ленточного фундамента необходимо уделить особое внимание углам

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.

Обычно плитный фундамент армируется в два слоя

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.