Особенности стеклопластиковой арматуры

Арматура из стеклопластика – вызов классической арматуре из стали. Также данный стройматериал является ближайшим аналогом обычной арматуры из стекла (стекловолокна). При этом по прочности стеклопластик не уступает стали.

Стеклопластиковая композитная арматура – прутья, выполненные из стекловолокна методом сплетания. В единичном экземпляре это нить, произведённая в виде прямых или скрученных прожилок, пропитанных эпоксидным клеем или иным похожим составом. В отдельных случаях применяют скрученные нитевидные волокна – прочность стеклоарматуры от этого не пострадает.

Альтернативный метод – стержень из стекловолокна, на который намотана карбоновая нить. И в первом, и во втором случаях АКС проходит через процесс полимеризации, отчего стройматериал, получаемый на выходе, представляет собой с виду, по внешним свойствам монолитный прут.

Технология производства стеклопластика в виде прута отличается заметно от выпечки (литья) стальной арматуры. От особенностей технологии, их соблюдения главным образом зависит, насколько арматура соответствует ожидаемым и заявленным характеристикам.

Более детально – стеклоарматура выпускается по методу растягивания. Стеклонити, намотанные на огромные катушки, разматываются – а затем пропитываются при помощи эпоксидного клея, состоящего из эпоксидной смолы и отвердителя. Перед затвердеванием пока ещё мягкая заготовка пропускается через сложную систему роликов, вальцев и тяг, которые, в свою очередь, удаляют излишки реактивов, в итоге дающих затвердевший эпоксидный клей. Эта же механика сжимает арматуру максимально возможно – чтобы волокна слиплись и притянулись друг к другу.

Далее заготовки подаются в печь, где эпоксидный клей отвердевает не за несколько часов или в течение суток, а за считаные секунды и минуты. Температура печи такова, чтобы разогреть, но не сжечь этот клеящий состав, а значительно более высокий температурный показатель позволяет сделать процесс производства непрерывным, и завод не простаивает, а постоянно производит новый стройматериал.

Арматуру из стеклопластика нельзя произвести при помощи одного-двух станков. Здесь задействован целый технологический комплекс, благодаря которому обеспечивается не только непрерывный поток большого объёма, но также и возможность изготовить партии по индивидуальному заказу.

Несмотря на очевидные преимущества – прочность на разрыв, в несколько раз большая, чем у железа, а также радиопрозрачность, диэлектрическая способность, сопротивление окислению, у стеклоарматуры много очевидных минусов. Прежде всего это выход из строя при невысокой температуре, ломкость при изгибе, невозможность согнуть в ходе определённых стадий строительства, при растяжениях. Последний из перечисленных недостатков означает, что стеклоарматура ломается и рвётся при разрыве.

Из этого же недостатка произошла и такая особенность, как резкое растрескивание при внезапном разрыве. Дом, построенный на основе каркаса, в котором вместо классической стальной арматуры применили стеклопластик, если даст в каркасе излом, то этот разлом будет не постепенным, под влиянием прогиба, а резким. Случись внезапная перегрузка, к примеру, при землетрясении, и строение сложится как карточный домик. Именно по этой причине стеклопластик не годится, к примеру, в многоэтажном строительстве.

Стеклоарматура заметно токсичнее, чем сталь. Если последняя не выделяет практически никаких вредных веществ, то первая – токсична из-за эпоксидного клея. Использование стеклоарматуры в помещениях, которые плохо проветриваются, не имеет смысла: жить в таких условиях вреднее, чем в присутствии обычной арматурной стали.

Стеклоарматуру некоторые мастера называют пластиковой, полимерной – из-за того, что реагенты эпоксидного клея, как и всякого склеивающего вещества, полимеризуются, вступая при затвердевании в реакцию. Образно говоря, из сиропообразной консистенции за несколько часов образуется нечто вроде оргстекла. Стеклоарматура не соединяется посредством сварки. Но для её фиксации часто используют, помимо вязальной проволоки, хомуты, мини-скобы, всевозможные перетяжки.

Ребристая арматура с успехом может быть применена при капитальном строительстве, например, хозпостроек в один этаж на территории дачи. Её сцепление позволяет обычному и пескобетону надёжно удерживаться на своём месте – как и в случае с обычным каркасным монолитом, в котором применяются стальные пруты.

Гладкую стеклоарматуру можно гнуть с большим радиусом изгиба, что, кстати, оценено по достоинству дачниками, строящими теплицы и парники. Будучи воткнутыми в землю в изогнутом состоянии, прутья надёжно удерживаются на своём месте, не выскакивая из грунта даже при ураганном ветре. Для этого концы сгибаемого прута заглубляют на максимально возможную глубину – ниже отметки промерзания грунта.

Стеклоарматура прослужит не до 100 лет, как сталь, а вдвое меньше. В т. ч. и из-за этого её жалуют капитальные застройщики. Толщина стеклоарматуры – 4… 32 мм. Больше 32 мм выпускать её нет необходимости – дальнейшее наращивание толщины не повлияет на её неспособность гнуться под малым радиусом и способность ломаться при резких перегибах. Чаще всего типичные значения диаметра, пользующиеся спросом – 4, 6, 8, 10 и 12 мм. Для большего диаметра имеет смысл использовать стальную арматуру.

Одна бухта стеклоарматуры содержит примерно 150-200 м. По индивидуальным пожеланиям заказчика её нарезают на пруты требуемой длины. Вес стеклоарматуры – 1900 кг/м3. У стальной – 7855: разница по весу очевидна. Но за это потребитель расплачивается недостаточной пластичностью, невозможностью более резко согнуть штырь: если радиус изгиба у стали равен минимум несколько диаметров поперечного сечения прута, то у стеклопластика этот показатель не должен опускаться ниже 100.

Пластиковая арматура различается по типам и разновидностям используемых в строительстве стройматериалов. В состав арматуры из стекла и пластика входят минералы (стеклянная составляющая) и полимеры (пластиковая, получаемая из нефтепродуктов). На заводах производят арматуру следующих разновидностей.

• Стеклянный композитный материал – соединение продольных стекловолоконных нитей, пропитанных эпоксидным клеем.

• Карбоновая – изготовлена из углеводородов, стоит дороже композита.

• Базальтовый композит – вместо стеклянных волокон применяют базальтовые.

• Арамидная – вместо стекловолокна применяются арамидные (наподобие капрона) нити. Самый упругий и трудноразрезаемый арматурный стройматериал, обладающий наивысшей прочностью на сдавливание (поперёк прута).

• Составной композитный материал – смесь, к примеру, базальтоволокна и карбона, пропитанная эпоксидным клеем. Самый прочный на растягивание стройматериал.

Для строительства неодноэтажных построек всё же целесообразно применить 32-миллиметровые штыри. Несмотря на их заявленные характеристики, превосходящие стальные их аналоги до 20% по прочности на разрыв, к строительству каркасно-монолитных основ на базе стеклопластика стоит подойти крайне скрупулёзно: усилие на разрыв – самый разрекламированный показатель. Остальные характеристики, как показывает многолетний опыт продаж, заставляет задуматься лишь проектировщиков объектов недвижимости.

Стекловолоконные пруты выпускаются в качестве рабочих, монтажных, распределительных и армирующих единиц. Как и стальная арматура, стекловолоконная различается по своему назначению. Рабочие и монтажные пруты, к примеру, используются в качестве основных элементов каркасов некапитальных сооружений, например, как остов теплицы и парника. Распределительные пруты используются в качестве боковых – вспомогательных – во всех областях применения стеклопластиковой арматуры. Например, когда необходимо разнести основные элементы по углам, применяются распределяющие вставки, перпендикулярные им. Армирующие пруты – самые надёжные: их место – в фундаменте и стенах, при возведении колодцев и других сооружений, где требуется усилить бетон.

Профиль у любой арматуры в основном используется двух разновидностей: гладкий и винтообразный. Гладкий профиль обладает покрытием из мелкофракционного кварца, улучшающего сцепление с бетоном. Но это покрытие не может полностью заменить ребристую поверхность. Винтообразный же профиль образуется посредством намотки жгута из стекловолокна – ещё на этапе склеивания его с прямыми, невинтовыми волокнами, вытянутыми в единую основу.

Для ленточного, плитного и столбчатого фундаментов обязательна именно спиральная арматура. Здесь применяют арматуру со спиральной поперечно-винтовой выпуклостью. Гладкую арматуру – по нормативам СНиП и согласно ГОСТ – для ленточно-монолитного фундамента применять строго запрещено: она не обладает нужным сцеплением, и при значительной «ходке» заболоченного, весьма пучинистого грунта при первом же растрескивании возможно отторжение части прутьев от бетона – особенно поперечных, придающих «рамность» «ленте».

В соответствии с конкретными задачами арматура на основе стекловолокна подразделяется на элементы (пруты) определённой длины для несущего армирования, вспомогательные компоненты арматурной сетки. И то, и другое применяют для возведения каркасов всевозможного построения.

Других методов использования, кроме соединения при помощи вязальной проволоки и хомутов/стяжек, у стеклопластиковой арматуры не существует.

Стеклоарматура известна ещё с 1970-х годов. Она долгое время находилась на заднем плане, так сказать: в основном застройщики двух предыдущих поколений не проявляли к ней повышенного интереса, сосредоточившись на обычной стальной арматуре. Строительные фирмы и «самостройщики» обратили на стеклопластик пристальное внимание лишь в XXI веке. В России эту арматуру выпускает целый ряд предприятий.

1. В Москве и в Подмосковье – «Московский Завод Композитных Материалов», НПЦ «СПЕЦПОЛИМЕР», НПК «АРМАСТЕК».
2. Окрестности Петербурга: «Лидер-Композит».
3. «Ярославский Завод Композитов»;
4. Окрестности Екатеринбурга – «Уралтеплострой», «УЗКТ», «Элпромтех», НПФ «УралСпецАрматура»;
5. Саратов – «Поволжская арматура» (Polarm).

Это не весь список. Производят стекловолоконную арматуру десятки заводов по стране, некоторые из которых присутствуют на Урале и в Сибири.

Перед монтажом рекомендуется окончательно проверить качество арматуры. Она должна быть однородной по цвету, что сообщает потребителю о тщательном перемешивании реагентов эпоксидки, которой склеивались нити и волокна. Бракованные изделия рекомендуется сразу же вернуть. До приобретения арматуры в условиях строительного рынка, а не завода, требуется запросить все необходимые сведения, по которым потребитель догадается, что перед ним именно заводская продукция, а не подделка, изготовленная из остатков сырья, неофициально и/или подручными методами.

Потемневшая арматура свидетельствует о нарушении технологии – например, её на заключительном этапе передержали в печи. Позеленевшая – о неудовлетворительном спекании, применении низкокачественного отвердителя и т. д. Основа должна быть ровной и гладкой, однородной, а винтовая намотка – постоянной, без видимого увеличения или уменьшения отступа между витками.

Размотать бухту резко, за считаные секунды не получится. Если вы перекусите «монтажки», не закрепив барабан, начало и конец бухты, то колесо резко подскочит, покатится на вас – за счёт упругости стеклоарматуры. Резкое разматывание, распрямление стеклопластика может обернуться для монтажника серьёзной травмой. Резать (пилить) стеклопластик простым болгарочным диском по стали нельзя: стеклопластик слишком твёрд, здесь обязательно необходимо алмазное покрытие.

Если при разрезании стали частицы не так сильно разлетаются (сталь пластична), то при резке стеклопластика пренебрегать очками, каской и респиратором (либо противогазом) нельзя: попав в лёгкие или в глаза, стеклопыль гораздо хуже выводится из поражённых органов, чем ржавеющая сталь, из которой сработана простая арматура.

Особенностью стальной арматуры, из-за которой её и сейчас в основном предпочитают пластиковой – то, что сталь сваривается, чего не скажешь о неметаллических прутах. Сталь разрезать легче, в то время как пиление стеклопластика сопряжено с рядом опасностей для мастера. Однако от фактов не отмахнёшься: на разрыв стеклопластик значительно лучше стали – в связанном виде такую сетку разорвать очень трудно. Разборные конструкции легко собираются и разбираются, при этом не портясь от влаги и сырости. Стеклоарматура, хотя и является гибкой, по сравнению со стальным прутом в несколько раз менее пластична, чем сталь А3 (А400) и А500.

Соединение прутов в точках их пересечения осуществляется при помощи пластиковых зажимов или хомутов. Но допустимо вязать и с помощью тонкой стальной проволоки. По краям арматурная сетка должна отодвигаться со всех сторон на 5 см вглубь заливаемого (песко) бетона. Однако применять иной металлический крепёж – засверленные саморезы, болты с гайками и т. д. – нельзя: волокнистая структура тут же надломится изнутри, потеряет свой запас прочности. Резка лишних участков прута, вышедших за пределы опалубки, осуществляется при помощи алмазного резака. Однако загиб стеклопластика без спецтехники не удастся.

Существует и высокотемпературный способ сгибания арматуры: в месте сгиба её нагревают до 300 градусов, однако загиб тут же теряет свои расчётные и практические параметры. Данный недостаток можно преодолеть, заказав у производителя необходимое количество прутов с нужными загибами. Если арматурные пруты всё же оказались длиннее (например, лишним оказался 1 метр), то спиленный с конца остаток можно привязать вязальной проволокой или стяжками в наиболее ослабленном месте каркаса фундамента, если такое место всё же обнаружено. Без защитного бетонного пласта упругость и прочность заливаемого фундамента резко бы снизилась.

В основном армирование главными прутьями – если речь о фундаменте – является горизонтальным. Вертикальным оно становится, например, при постройке заглубленного цокольного этажа – несущие элементы также нужны. Если продольными прутьями выступают, к примеру, 18-миллиметровые, то поперечные должны оказаться несколько тоньше – к примеру, 14 мм.

Вязка арматуры выполняется в основном при помощи крючка из толстой стальной (можно взять закалённую) проволоки либо при помощи пассатижей или «тонкогубцев». Если вы хотите ускорить вязку, то выравненный вязальный крючок или Г-образный отрезок тонкого штыря либо загнутый гвоздь можно зажать в патроне дрели или шуруповёрта – и запустить электроинструмент на пониженных оборотах; здесь не потребуется специальное оборудование.

К обвязке следует отнестись наиболее серьёзно: при обрыве и падении отдельно взятых прутов на дно залитого бетоном пространства исправить поломку каркаса сложно. Если бетон уже стал затвердевать, а вы по характерным звукам догадались, что прут сломался или отделился, то исправить подобную неисправность уже нельзя. В этом случае фундамент частично потеряет свой запас прочности. Чтобы вытолкать сразу после заливки все пустоты, используют виброустановку, которая выгоняет воздух, попавший в бетон непосредственно при наполнении им внутриопалубочного пространства.