Полимерная арматура – технология изготовления
На специальных технологических линиях, предназначенных для изготовления композитных прутков, изготавливается стеклоарматура для различных целей. Технология производства полностью автоматизирована. Предусматривает следующие этапы изготовления:
- Загрузку полимерной массы в подающий модуль.
- Подачу и выравнивание силы натяжения волокон в общем потоке.
- Температурную обработку, удаляющую маслянистые включения, пыль, влагу.
- Погружение волокнистых нитей в емкость с разогретыми связующими компонентами.
- Протяжку пропитанных волокон через формующую головку с выполнением навивки.
- Полимеризацию в специальной печи при повышенной температуре.
- Охлаждение, нарезку на заготовки необходимой длины и намотку в бухты.
Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?
Один из главных аргументов, приводимых в пользу стеклопластиковой при сравнении с металлической арматурой, – более низкая цена. Однако, заглянув в ценники металлобаз, вы увидите, что это не так. Стоимость металла в среднем на 20-25% ниже композита.
Причина путаницы состоит в том, что продавцы пластика берут в расчет так называемый «эквивалент» диаметра. Логика здесь такая: неметаллическая арматура на разрыв прочнее строительной стали. Поэтому полимерный стержень меньшего диаметра выдержит такую же нагрузку, как и более толстая стальная арматура. На основании этого делается вывод: для армирования конструкции пластика нужно меньше, чем металла. Отсюда и появляется более «низкая» цена.
Для аргументированного сравнения композита с металлом необходим нормативный документ. Сегодня такое руководство уже имеется. Это приложение «Л» к приказу Минстроя России № 493/пр от 08.07. 2016 г.
В пункте Л.2.3. малопонятном для рядовых застройщиков, но весьма интересном для профессионалов содержатся два понижающих коэффициента для всех видов композитной арматуры.
Для примера рассмотрим самую распространенную стеклопластиковую (АСК):
- При действии продолжительной нагрузки предел ее прочности на растяжение должен умножаться на 0,3. То есть, вместо 800 МПа мы получаем 240 МПа (800х0,3=240).
- Если конструкция работает на открытом воздухе, то полученный результат нужно умножить еще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).
Таблица с понижающим коэффициентом для композитной арматуры
Таблица с коэффициентами, учитывающими условия эксплуатации
Далее, как требует норматив, полученные 168 МПа нужно разделить на коэффициент надежности (запас прочности), равный 1,5. В итоге мы получим 112 МПа.
Теперь можно корректно сравнивать прочность пластиковой арматуры с металлической. Для примера возьмем строительную сталь марки А500. У нее предельное сопротивление растяжению с учетом запаса прочности составляет 378 МПа. У стеклопластикового композита мы получили всего 112 МПа.
Наше маленькое исследование наглядно иллюстрирует таблица реальной, а не теоретической равнопрочной замены стальной арматуры на композитную. Ей можно пользоваться при выборе и покупке.
Просмотрев данную таблицу, нетрудно заметить, что пластика для равноценной замены металла требуется не меньше, а больше металла. Только самый дорогой углеродоволоконный материал (АУК) превосходит сталь равного с ним диаметра.
Это интересно: Описание создания крючка для вязки арматуры своими руками: познаем суть
На что обратить внимание при выборе
Особенности устройства фундамента на пучинистых грунтах
Из-за большого количества типоразмеров, необходимо учитывать условия использования и нагрузку на материал
Именно поэтому, сразу при покупке обратите внимание на следующие моменты:
- вариант оформления верхнего слоя и качество намотки армирующей ленты;
- диаметр и отсутствие сколов и повреждений на срезах;
- цвет. Он должен быть однородным. Оттенок должен совпадать с описанием в документации;
- наличие документов соответствия ГОСТу.
При выборе СПА лучше всего изначально узнать репутацию компании-производителя данного материала, для чего нужно ознакомиться с отзывами в Сети и в прочих источниках информации.
Как резать композитную арматуру
Одним из основных преимуществ композитной арматуры является ее легкость резки. Стеклопластиковая арматура разрезается прямо на рабочем месте, что значительно сокращает время строительства. Чтобы нарезать стержни по размеру, используйте следующие инструменты:
- Ах;
- Болторез;
- Ножовка по металлу;
- Углошлифовальная машина.
Рассмотрим преимущества и недостатки каждого инструмента.
Углошлифовальная машина
Когда возникает вопрос, как разрезать армирование из стекловолокна для фундамента (мы уже писали больше о материале здесь), строители сначала упоминают шлифовальную машину. Этот инструмент позволяет резать большие объемы материала эффективно, быстро и с минимальными усилиями.
К профи Использование угловой шлифовальной машины включает в себя:
- Высокая скорость работы;
- С помощью шлифмашинки можно сразу разрезать кучу брусков;
- Механизированная резка не требует большой мышечной силы;
- Возможность использования дисков с любой режущей кромкой (для металла или камня).
Прежде чем разрезать стеклопластиковую фурнитуру с помощью шлифмашинки, необходимо учитывать минусы работать с этим инструментом:
- Разрезать кофемолку из стеклопластика без пыли не получится. Высокая скорость вращения диска приводит к распылению мелких частиц стекловолокна в воздухе. Воздуходувка для охлаждения мотора инструмента способствует еще большему распространению композитной пыли. Поэтому при работе с угловыми шлифовальными машинами необходимо использовать средства защиты глаз и дыхания, особенно если вам необходимо разрезать фитинги в помещении;
- Для работы с кофемолкой необходимо иметь точку подключения к электричеству.
В целом, недостатки довольно тривиальны.
Рваная пила
Если вам нужно только сделать несколько разрезов, вы можете использовать обычную металлическую ножовку.
Использование подручных инструментов дает следующее профи:
- У каждого владельца есть ножовка по металлу. Это самый простой и дешевый способ разрезания небольшого количества стержней для армирующей балки каркаса;
- Отсутствие распыления мелких частиц, как в случае с угловыми шлифовальными машинами.
Отрицательный моменты использования ножовки по резке композитной арматуры:
- Низкая скорость;
- Большая нагрузка на сотрудника, если вам необходимо выполнить большой объем работы;
- Возможность использования только в индивидуальном строительстве с небольшими объемами работ.
Резак для болтов
Прежде чем резать композитную арматуру болторезом, вам также следует изучить все плюсы и минусы работы с этим инструментом. Следует понимать, что болторез не режет композитный стержень, а скорее кусает его, что влияет на технические характеристики материала.
Преимущества использование болтореза:
- Нет необходимости подключать питание
- При работе с болторезом большое количество мелких частиц не образуется, поэтому можно подготовить прутки размером с комнату;
- С помощью болта с резьбой в руке вы можете перемещаться и работать где угодно (без проводов).
Недостатки применение болтореза:
- С помощью болтореза невозможно одновременно разрезать более 3 прутков;
- При работе с этим инструментом необходимо приложить значительные мышечные усилия.
- Болторез редко входит в список бытовых инструментов. Для работы ему придется арендовать или купить, что экономически невозможно;
- Использование болтореза вызывает деформацию материала на срезе (на конце стержня появляются крошки материала и продольные трещины). Такая деформация снижает несущую способность клапана и сокращает срок его службы.
Секира
При ограниченных ресурсах топор также можно использовать для подготовки фитингов. Он, как болторез, режет планку, что влияет на состояние фитингов на срезе.
Положительный моменты:
- У любого владельца есть топор. Вам не нужно покупать инструмент отдельно;
- Скорость. Подготовка основания для резки арматуры, работа может быть выполнена довольно быстро.
Отрицательный моменты:
- Неточность разреза. Не каждый мастер может точно и мощно ударить в нужное место топором, чтобы разрезать сложенный брусок;
- Деформация кончика стержня. Во время эксплуатации вода, цемент, щелочь могут попасть в продольные трещины, что нарушит технические характеристики стеклопластика и ослабит всю конструкцию. При изменении температуры раздвоенная арматура внутри изделия изменится в объеме, что приведет к разрушению бетона.
Армирование фундамента
Чтобы определить, можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента и как вязать стержни из стекловолокна с таким основанием, нужно учесть, что существует два типа основы с лентой:
- Прямоугольная.
- Т-образная.
Во втором типе монтаж арматуры выполняется без предварительных расчетов, а подошва предназначается для поглощения нагрузок на изгиб. Материал можно зашивать в стенку, но при установке в подошву нужно быть особенно осторожным.
Если фундамент обладает прямоугольным сечением, использование стеклопластикового армирования оправдывает себя, поскольку эта конструкция может воспринимать сжимающие нагрузки.
Инструменты и материалы
Перед тем как начинать вязать ленточный фундамент, нужно подготовить такие инструменты и материалы:
- Измерительное приспособление — рулетка.
- Прибор для подгона и обработки прутьев — болгарка.
- Средства персональной защиты.
- Уровень водяного типа.
- Хомуты из пластика для скрепления прутьев.
Земляные работы
Перед началом армирования нужно подготовить углубление, руководствуясь планировкой будущей постройки. Поверхность дна нужно выровнять и утрамбовать, затем насыпать слой песка (10-15 см), полить его жидкостью и уплотнить. Следующим слоем будет щебень с аналогичной толщиной. После уплотнения верхнего покрытия на дне образуется надежная подушка с ровной плоскостью.
Строительство опалубки
Для обустройства опалубки используются доски, которые соединяются в щиты с помощью гвоздей или саморезов. Шляпки крепежных деталей нужно устанавливать с внутренней стороны, а конструкцию нужно дополнительно укреплять с помощью распорок.
Поверхность стенок покрывается пергаментом, который фиксируется с помощью степлера. Задача этого материала заключается в сохранении чистоты досок и борьбе с вытеканием жидкости из бетонной стяжки.
Дальше на стенках размещаются метки, которые будут определять уровень заливки бетона. По этой линии стоит ориентироваться при монтаже армированных элементов. Для более точного выполнения работы следует применить водяной уровень.
Технология вязки
Чтобы разобраться с технологией вязки, следует учесть несложные советы опытных специалистов и придерживаться такого алгоритма действий:
Перед началом вязки нужно подготовить чертежи каркаса и провести нарезку всех элементов, придерживаясь расчетов. Для позиционирования поперечных прутьев в нижних слоях используются фиксаторы. Они закрепляются как перед началом монтажа арматуры, так и после завершения сборки. Диаметр ячеек определяется параметрами ленты, которая подвергается укреплению. В большинстве случаев он варьируется от 15 до 30 см. Перед соединением продольных прутьев, их нужно разложить на земле и нанести на них отметки в местах крепления поперечных деталей. В процессе вязки нужно соблюдать прямой угол. Поперечные элементы фиксируются с продольными с нижней стороны. Для обеспечения надежного армирования, хомуты из пластика или проволока вяжутся как можно туже. В первую очередь необходимо подготовить горизонтальные слои армирования, а потом начинать закрепление вертикальных
Фиксация осуществляется с внутренней стороны ячеек для повышения надежности конструкции
Углам нужно уделять особое внимание. Специалисты рекомендуют не гнуть их путем температурного воздействия, поскольку это может ухудшить прочностные свойства
После завершения вязки арматурной конструкции ее нужно поместить внутрь опалубки.
Если вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется с помощью проволоки, то, чтобы облегчить работу, лучше задействовать вязальный крючок. Его роль может выполнять старая отвертка.
Сооружение арматурного каркаса
При обустройстве каркаса нужно придерживаться ключевого требования — изделие нужно полностью заливать бетоном, выдерживая дистанцию между стенками опалубки не меньше 5 см. Чтобы армированные элементы не размещались на дне углубления, следует закрепить кирпичи, а поверх них расположить продольные прутья и горизонтальные поперечины. Эти элементы соединяются с помощью пластиковых хомутов.
Заливка фундамента
На последнем этапе нужно залить бетон в опалубку с каркасом
Важно проводить это действие с особой осторожностью, помещая его в свободные полости между частями каркаса. Также необходимо периодически протыкать бетон прутьями для удаления пузырьков воздуха
Инструкция по вязке композитной арматуры
Чтобы создать прочный пространственный каркас из арматурных прутов, места соединений необходимо связать. Надежность узла должна обеспечить сохранность арматурной сетки без изменений первоначального вида при заливке раствора.
Для фиксации соединений чаще всего используют металлическую проволоку. Это самый простой и надежный способ, который не требует специальной подготовки монтажника. Металлическую арматуру также сваривают, но для стеклопластика такой вариант не подходит.
Процесс вязки стеклопластиковых прутов можно разбить на несколько этапов:
Арматуру нарезают по заданным размерам, для чего потребуется размотать бухту.
Поперечные прутки укладывают на специальные пластиковые подставки-фиксаторы.
- Сверху на поперечные пруты укладывают продольные, соблюдая равномерное расстояние между отдельными элементами.
- В тех точках, где есть пересечение прутов, необходимо выполнить связку. Для этого под место соединения протягивают сложенный вдвое отрезок проволоки и скручивают петлю крючком, захватывая свободный конец (на фото вариант с лагами вместо фиксаторов).
Собрав нижнюю горизонтальную сетку, приступают к выставлению вертикальных прутов.
- Закрепив нижнюю часть вертикальных прутов, приступают к монтажу следующего горизонтального ряда.
- Готовый каркас опускают в опалубку.
На практике рабочие часто сперва готовят рамку из металлической арматуры, к которой уже монтируют стеклопластиковые пруты. Такой каркас получается более прочным, хоть и довольно дорогим.
Устройства для гибки арматурных прутков
Приспособлений и несложных станков, позволяющих своими руками гнуть любую арматуру, изобретено достаточно много. Все подобные устройства работают по схожему принципу, а их отличия состоят в конструктивном исполнении и технических характеристиках, наиболее значимой из которых является наибольший диаметр сгибаемого прутка.
Принцип работы станков для гибки арматуры
Арматура, которую требуется гнуть, закрепляется на таком станке между двумя роликами: центральным и упорным. Сам процесс гибки осуществляется за счет воздействия на пруток третьего ролика, который так и называется: гибочный. Воздействуя на пруток в процессе гибки (она может выполняться как по часовой стрелке, так и в обратном направлении), гибочный ролик позволяет получить на изделии требуемый угол изгиба. Упорный ролик или вал выполняет ограничивающую функцию, благодаря ему арматура деформируется не по всей длине, а только в том месте, где требуется сформировать изгиб.
На сегодняшний день используется две категории таких станков:
- устройства, приводимые в действие вручную;
- модели с механическим приводом.
Ручные станки для изгиба арматуры
Конструктивная схема станков, оснащенных механическим приводом, выглядит следующим образом. На вал устройства, расположенный вертикально, насажен диск, на поверхности которого зафиксированы центральный и изгибающий пальцы. Ролик, в который упирается арматурный пруток в процессе гибки, зафиксирован на стойке станка. Арматуру с использованием такого станка гнут по следующей схеме: пруток размещают между центральным и изгибающим пальцами; при вращении диска в горизонтальной плоскости пруток упирается в упорный ролик и под воздействием изгибающего пальца начинает гнуться вокруг центрального ролика. Изгибающий палец в процессе гибки перемещается по наружной стороне формируемого изгиба.
Станки, конструкция которых описана выше, могут отличаться друг от друга своей мощностью и производительностью, а по назначению подразделяются на три основные категории:
- модели для гибки легкой арматуры с диаметром 3–20 мм;
- устройства для работы с тяжелой арматурой (20–40 мм);
- модели для гибки сверхтяжелых арматурных прутков (40–90 мм).
Арматурогибочный станок PF32
На станках, относящихся к последней категории, можно одновременно гнуть несколько арматурных прутков. На современном рынке также можно найти универсальное оборудование, технические возможности которого позволяют выполнять гибку металлических прутков в интервале диаметров 3–90 мм. При желании можно найти устройство с гидравлическим приводом, при помощи которого получают сложные арматурные конструкции с переменными углами сгиба и даже формируют из металлического прутка кольцо.
Использование такого оборудования позволяет делать очень качественные изгибы, угол которых может доходить до 180 градусов. Поверхности заготовок, прошедших гибку на таком оборудовании, не имеют складок и изломов, а в их внутренней структуре отсутствует напряжение металла.
Малогабаритный станок легко перенести и закрепить на месте работы
В достаточно большом ассортименте представлены на рынке и ручные приспособления для гибки, среди которых есть как переносные, так и более габаритные модели. Чтобы гнуть в домашних условиях арматуру, можно приобрести как специализированное ручное приспособление, так и трубогиб. Такие несложные устройства, позволяющие выполнять различные изгибы арматурных прутков, диаметр которых не превышает 14 мм, монтируют на поверхности рабочего стола или верстака. Для оснащения домашней мастерской этот вариант вполне подойдет, но, если необходимо выполнять большие объемы работ по гибке арматуры, лучше приобрести более серьезный станок.
На выбор оборудования, при помощи которого арматуру можно гнуть в домашних условиях, оказывают влияние преимущественно два фактора: диаметр прутков и объем работ, который вам требуется выполнять. При гибке различные части арматурного прутка подвергаются нагрузкам разной направленности: внешняя поверхность изгиба – растяжению, внутренняя – сжатию. Такие нагрузки, если неправильно выбрать и настроить станок, могут привести не только к появлению дефектов на поверхности прутка (изломов и складок), но и к его разрушению. Именно поэтому выбирать станок для гибки следует с учетом всех характеристик арматуры, которая на нем будет обрабатываться, и параметров формируемых изгибов. Правильная настройка станка также имеет большое значение для выполнения качественного изгиба арматуры.
Резка композитной арматуры угловой шлифовальной машиной («болгаркой»)
Как у всего на свете у этого способа есть свои плюсы и свои минусы.
Плюсы резки композитной арматуры «болгаркой»
— скорость реза прутка – Вы произведёте его достаточно быстро (быстрее всего из предложенных способов); — возможность резать несколько прутков сразу; — небольшие трудозатраты; — возможно использовать любой диск (по металлу, по камню, алмазный, шлифовальный).
Минусы резки композитной арматуры «болгаркой»
— при резке арматуры УШМ рез производится вращающимся на большой скорости диском. Поэтому при резке из-под диска летит струя стеклопластиковой пыли, которая потом долго висит в воздухе. Система охлаждения электроинструмента (обдув) только увеличивает этот момент. Поэтому резку «болгаркой» надо производить с использованием средств защиты, таких как очки, перчатки, респиратор. Лучше производить работы на улице; — работа «болгаркой», как и любым другим видом электроинструмента возможна только при наличии работающей электрической розетки в районе производства работ.
Минусы композитной арматуры
- Плохая работа на изгиб. У композитной арматуры модуль гибкости в три-четыре раза меньше, чем у стальной, что может приводить к деформации бетонных конструкций и образованию трещин. К тому же, из-за высокой упругости она не предназначена для изготовления гнутых конструкции (к примеру, углов фундамента).
- Малый диапазон размеров. В связи с ограниченностью применения композитная арматура выпускается с меньшим разнообразием диаметров, нежели стальная арматура. Диапазон выпускаемых сечений ограничивается размерами от 4 до 32 миллиметров.
- Ограниченность видов монтажных работ. Монтаж конструкций осуществляется лишь связкой проволокой или пластиковыми стяжками. В то время как стальная арматура также может быть сварена.
- Низкая термическая стойкость. При температуре более 100-120 градусов композитная арматура начинает плавиться и теряет все свои свойства. Поэтому при пожарах в таких зданиях их дальнейшая эксплуатация может быть опасной.
- Отсутствие достаточной документации и нормативной базы. Хоть и для композитной существуют Гост, но в большинстве СНиПов расчеты для композитной арматуры либо представлены мало, либо вообще отсутствуют.
- Повышение хрупкости при отрицательных температурах. Даже при небольших отрицательных температурах композитная арматура становится более хрупкой.
Сортамент и ГОСТы
Неметаллическая композитная арматура разрабатывалась еще в СССР в 60-х годах, однако серийное производство материала так и не было налажено ввиду тогдашней дороговизны стеклопластика. Тем не менее, при строительстве нескольких крупных объектов композитная арматура использовалась, среди которых — линии электропередач в Батуми, Москве и мосты в Хабаровске.
На сегодняшний день не существует стандарта ГОСТ с техническими требованиями к данному материалу (проект находится в разработке). Основным нормативным актом является СНиП №52-01-2003 «Композитная арматура», согласно которому стекловолоконные изделия можно использовать в строительстве в качестве замены металлопрокату. Каждый из производителей имеет ТУ на свою продукцию, вместе с которой поставляются протоколы испытаний и сертификаты допуска.
Диаметры композитной арматуры
Композитная арматура производится в диапазоне диаметров 4-20 мм. Профиль стержней может быть рифленым либо гладким. В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды неметаллических изделий:
- АСП — стеклопластиковая арматура, производится из стекловолокна, связанного слоем синтетической смолы;
- АБП — базальтопластиковые изделия, в который стекловолоконная сердцевина заменена расплавом из базальтовых волокон;
- АСПЭТ — изделия из стекловолокна и полимерного термопласта;
- АУП — углепластиковая арматура.
Наиболее распространены в строительстве АСП и АБП, углепластиковая арматура используется реже из-за меньшей механической прочности материала.
1.1 Сферы применения
Применение с.п. арматуры в строительстве практикуется при возведении жилых, общественных и промышленных сооружений, а также малоэтажных зданий, где АСП используется для:
- армирования железобетонных конструкций (стен и плит перекрытия);
- ремонта поверхностей объектов из кирпича и железобетона;
- послойной кладки стен по технологии гибких связей;
- армирования фундаментов всех типов (плитных, ленточных, столбчатых);
- армирования полов и стяжек;
- укрепления стен и газобетонных блоков и монтаж монолитных армопоясов.
Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой
Распространено применение с.п. арматуры и в сфере дорожного и железнодорожного строительства, в которых АСП применяется:
- при обустройстве насыпей и дорожных покрытий;
- при укреплении откосов дорог;
- при строительстве мостов;
- при укреплении береговых линий.
Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций отличается полной устойчивостью к коррозии и химически агрессивным веществам, что значительно расширяет сферу ее применения.
1.2 Преимущества АСП
Композитная арматура имеет следующие эксплуатационные преимущества:
- Материал классифицируется по первой группе химической стойкости, его можно использовать в кислотах и щелочных средах.
- Стеклопластиковая (далее — с.п.) арматура (АСП) имеет в 3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная. Это позволяет использовать при строительстве изделия меньшего диаметра.
- Вес АСП в 4 раза меньше, чем у металлопроката — с.п. арматура имеет плотность 1.9 кг/м3, металлическая — 7.9 кг/м3.
- Композитная арматура для фундамента стоит на 50-60% дешевле, чем металлопрокат с аналогичными эксплуатационными характеристиками.
АСП отличается удобством транспортировки без необходимости привлечения грузовых автомобилей — прутки диаметром до 10мм поставляются в бухтах произвольной длины, стометровая бухта стержней 8 мм весит около 7.5 кг.
- АСП обладает низкой теплопроводностью, она не образует мостиков холода в кладке из газобетонных блоков либо внутри железобетонной конструкции.
- С.п. арматура для фундамента является диэлектриком, они не проводит электричество и не подвергается коррозии под воздействием блуждающих токов.
- Срок эксплуатации АСП превышает 80 лет.
