Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой: как рассчитать и особенности связывания

Строительство дома всегда требует немало сил и финансовых вложений, в этом деле важно продумать все до самых мелочей. Возведение любой конструкции, как правило, начинается с сооружения ее основы – фундамента. Для этого могут применяться разнообразные материалы, главное чтобы они были прочными и качественными. В последнее время высокую популярность набирает стеклопластиковая арматура для фундамента. Этот материал имеет некоторые важные особенности и качества, которые придают ему прочность и долговечность.

Что такое стеклопластиковая арматура, ее виды

Стеклопластиковая или композитная арматура, как и ее аналог из стали, представляет собой длинные стержни диаметром 4-18 мм с насечками или навивкой по всей длине. Из названия понятно, что от в отличие от стальной арматуры основу стеклопластиковой составляют неметаллические материалы. Чаще всего это два элемента:

• волокна из разных типов сырья; 
• полимер с термореактивной или термопластичной структурой. 

Для изготовления прочной основы для стержней используются вяжущие вещества, которые после застывания дают материал, превосходящий сталь по большинству характеристик. Готовые изделия могут применять в различных сферах производства, включая строительство. Особенно востребовано армирование фундамента стеклопластиковой арматурой, оно позволяет укрепить его основу, сделать ее более прочной.

В соответствии с происхождением выделяют несколько типов армирующих изделий:

• стеклопластиковые; 
• базальтокомпозитные; 
• углекомпозитные; 
• арамидокомпозитные; 
• комбинированные. Эта разновидность арматуры имеет в своем составе один компонент, но она может иметь включения других элементов по всей длине. 

Из всех разновидностей чаще всего используют стеклопластиковую арматуру. Она применяется во многих сферах. Ее структура похоже на строение дерева. Вдоль стержня имеются волокна, которые благодаря вяжущему материалу образуют единую основу.

Преимущества и недостатки применения

Применение стеклопластиковой арматуры в фундаменте обусловлено целым рядом преимуществ, которыми обладает этот материал:

• стеклопластиковую арматуру можно сворачивать в бухту, что сильно облегчает ее транспортировку, а значит, снижает затраты на строительство дома; 
• небольшой вес арматуры намного упрощает ход работ – при армировании фундамента не требуется прилагать больших усилий.

Для сравнения пример: показатель плотности стальной основы выходит 7850 кг на один кубический метр, а масса кубометра композитных изделий всего 1900 кг. Из этого следует, что вес стеклопластиковой арматуры меньше почти в 4,13 раза стальных материалов. Кроме того, у стеклопластика есть другие преимущества:

• Стеклопластик имеет хорошую стойкость к коррозийному поражению. Он не подвергается негативным воздействиям воды и других агрессивных сред. По этой причине армирование с применением композитных изделий является отличным вариантом для бетонов с добавлением разных модификаторов.

• Высокая прочность: композитная арматура в 2-2,5 раза прочнее, чем металлические прутья с равным диаметром.
• Устойчивость к температурным перепадам: стеклопластиковые прутья не изменяют своих прочностных характеристик при температурах от -70 до +200 °C. При этом на них не образуются повреждения и трещины.
• При строительстве фундамента из стеклопластика не требуется сварка: прутья перевязывают проволокой или пластиковыми креплениями.
• Низкая теплопроводность: в сравнении со стальной у стеклопластика она в 100 раз ниже, что значительно снижает теплопотери.

Выполнение расчетов

Расчет стеклопластиковой арматуры для фундамента производится с учетом важных нюансов. При строительстве железобетонных зданий расчет выполняется согласно СП «Бетонные и железобетонные конструкции» и он разделяется на две группы:

• 1 ГПС. Производится расчет в соответствии с несущими способностями. Здесь проводится проверка, может ли фундамент выдержать оказываемое давление, которое на него оказывается; 
• 2 ГПС. Выполняются расчеты согласно свойствам жесткости. Эта группа учитывает деформации и величину раскрытия трещин у конструкций из железобетонной основы. Расчеты проводятся согласно показаниям модуля упругости материала. 

В сооружениях из железобетонной основы наибольшую сжимающую нагрузку берет на себя бетон, а главная функция арматуры заключается в предотвращении разрушения, которое возникает при воздействии деформаций. Многие производители стеклопластиковой арматуры указывают на его повышенную прочность, но вот о модуле упругости ничего не известно. Этот показатель определяет свойства деформативности конструкции.

Однако стеклопластиковая арматура обладает значительным недостатком – она обладает сниженной прочностью на излом. Именно из-за этого недостатка ее область использования ограничена.

Укладка фундамента

Расчет стеклопластиковой арматуры для фундамента производится с учетом важных нюансов. При строительстве железобетонных зданий расчет выполняется согласно СП «Бетонные и железобетонные конструкции» и он разделяется на две группы:

• 1 ГПС. Производится расчет в соответствии с несущими способностями. Здесь проводится проверка, может ли фундамент выдержать оказываемое давление, которое на него оказывается; 
• 2 ГПС. Выполняются расчеты согласно свойствам жесткости. Эта группа учитывает деформации и величину раскрытия трещин у конструкций из железобетонной основы. Расчеты проводятся согласно показаниям модуля упругости материала. 

В сооружениях из железобетонной основы наибольшую сжимающую нагрузку берет на себя бетон, а главная функция арматуры заключается в предотвращении разрушения, которое возникает при воздействии деформаций. Многие производители стеклопластиковой арматуры указывают на его повышенную прочность, но вот о модуле упругости ничего не известно. Этот показатель определяет свойства деформативности конструкции.

Чтобы выполнить расчеты деформативности, требуется поделить показатель прочности на данные модуля упругости. Прочность у стеклопластиковых изделий составляет Rs = 1000 Мпа, а модуль упругости Es = 50000 Мпа. Величина деформативности составляет 0,02 или 2 %. А вот у стальных армирующих компонентов А400 – Rs = 360 МПа, Es = 200000 Мпа. А степень деформативности выходит 0,0018 или 0,18 %. Из этого следует, что композитные изделия для армирования по сравнению со стальными справляются с трещинами в 10 раз хуже.

Особых отличий в применении композитного материала, по сравнению со стальной арматурой нет. Для армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой требуются практически те же инструменты и материалы:

• рулетка или метр для проведения измерений; 
• хомуты из пластика; 

• болгарка – нужна для подгонки и разрезания прутьев по нужным параметрам;
• средства для индивидуальной защиты – очки и перчатки;
• строительный уровень.

Сооружение фундамента проводится в несколько этапов:

• Первым делом делается траншея. При ее сооружении обязательно должен соблюдаться контур ленточного фундамента; 
• На дне котлована создается подушка из щебня и песка. Все тщательно утрамбовывается; 
• При утрамбовке слой из песка должен иметь толщину 10-15 см, слой из щебня должен быть такой же толщины. Поскольку все должно быть ровное необходимо применять строительный уровень; 
• Далее сооружается опалубка. Для этого производится сбор щитов из досок, они скрепляются при помощи саморезов или гвоздей. С наружной стороны их необходимо согнуть, а сами шляпки располагаются внутри; 
• После того как опалубка будет полностью сделана ее важно укрепить, для этого применяются колышки с распорками. Распорки необходимо закрепить, это выполняется путем стягивания стенок в верхней части; 
• При желании к поверхности стенок можно прикрепить пергамин. Его фиксирование проводится при помощи строительного степлера. Этот материал сохраняет чистоту досок после заливки фундамента. Кроме этого он задерживает жидкость из состава, это позволяет сделать фундамент ровным с правильной формой.

Заключение

• На следующем этапе работ проводится отметка уровня, до которого будет заливаться бетонная смесь. Он отмечается внутри опалубки, для этого лучше воспользоваться водяным уровнем;
• На дно укладываются кирпичи, они будут применяться в качестве основания для арматуры; 
• Сооружается арматурная сетка и проводится ее укладка. Для этих целей рекомендуется применять цельные части арматуры. Для связывания стоит применять проволоку и хомуты из пластика; 
• В конце выполняется заливка бетона. Он заливается до необходимого уровня, хорошо утрамбовывается и накрывается полиэтиленовой пленкой.