8 советов, какую арматуру использовать для фундамента

Ленточный фундамент можно назвать одним из самых распространенных типов оснований под возведение малоэтажных зданий и сооружений: частных и дачных домов, бань, беседок, заборов, складских помещений, гаражей, сараев, мастерских и времянок.

Как устроено ленточное основание

Такая основа, по сути, является железобетонной полосой, проходящей по внешней части здания и под несущими стенами внутри.

При сжатиях бетонные конструкции могут выдерживать в 50 раз больше, чем при растяжениях. И верхняя, и нижняя часть конструкции испытывает перегрузки, поэтому необходимо выполнять армирование обоих частей. На среднюю часть ничто почти не оказывает нагрузок. Металлическая арматура помогает решить эти проблемы.

Для обеспечения прочности, надёжности, долговечности здания, любое основание надо армировать. Ведь фундамент подвергается различным нагрузкам. Это и вес всего дома, и различные подвижки почвы. Схема армирования ленточного фундамента напоминает скелет конструкции, который собирается из стальных прутов. Для того, чтобы выбрать необходимую схему для него, надо понимать, что оно собой представляет.

Армирование ленточного фундамента можно легко выполнить своими руками, не привлекая специалистов. Важно, прежде всего, правильно подобрать необходимый диаметр арматуры

Что такое композитная арматура и ее виды

Композитные материалы — это целая группа арматурных стержней, отличающихся по типу исходного сырья. Композит получил свое название из-за того, что в его составе содержится несколько элементов. Первый — волокна из различных видов сырья, второй — термореактивный или термопластичный полимер (смола). После отвердевания вяжущего получают прочные стержни.

Что такое композитная арматура и ее виды

В зависимости от происхождения волокон различают несколько видов арматуры:

  • стеклопластиковая;
  • базальтокомпозитная;
  • углекомпозитная;
  • арамидокомпозитная;
  • комбинированная, состоящая в основном из одного вида волокон, но имеющая включения по всей длине другого вида.
Что такое композитная арматура и ее виды

Наиболее распространено применение стеклопластиковой арматуры, о ней дальше и пойдет речь. Структура стеклопластиковой арматуры схожа со строением древесины. Точно так же вдоль стержня располагаются волокна, которые за счет вяжущего образуют единое целое.

Что такое композитная арматура и ее виды

Структурные особенности композитной арматуры

Арматура, изготовленная из композитного материала, характеризуется сложной структурой. Она состоит из 2-х частей. Первая часть – это внутреннее наполнение из стеклопластиковых волокон. Пучок нитей предполагает их параллельное размещение. Между собой они соединены полимерной смолой. Некоторые производители для повышения прочности используют вместо параллельной укладки волокон переплетённое полотно (в виде косички).

Внутреннее наполнение арматуры определяет прочность материала.

Вторая часть пластиковой арматуры – это внешняя оболочка. Изготавливают её из также стеклопластика, но в другой обработке. Распространённое исполнение – двунаправленная навивка из волокон композита. Альтернативный вариант предусматривает нанесение внешнего слоя путём напыления мелкофракционного абразивного состава.

Технические характеристики композитной арматуры зависят от производителя и используемых им технологий.

Структурные особенности композитной арматуры

Полимерный материал представляет серьёзную конкуренцию металлическим изделиям, которые используются не одно столетие. Главные преимущества стеклопластика – доступная цена и простота монтажа.  При выполнении строительных работ в зимний период применяют специальные добавки в бетон, которые ускоряют коррозийные процессы на металле. Полимерная арматура к таким реакциям инертна.

Сравнительная таблица металлической и пластиковой арматуры

Физические показатели Пластиковая арматура Металлическая арматура
Диаметр от 4 до 12 мм от 6 до 40 мм
Длина от 6 до 100 м от 6 до 12 м
Вес от 0,222 кг/п.м. от 0,03 кг/п.м.
Стойкость к коррозии нержавеющий материал низкая стойкость
Показатель упругости 30-55 кН/мм2 200 кН/мм2
Показатель теплопроводности до 47 Вт/м*К 0,35-0,5 Вт/м*К
Электропроводимость пластик является диэлектриком проводит
Уровень прочности на растяжение 1200 Мпа 390 Мпа
Период рабочей температуры -15°С – + 160°С до + 1200°С
Срок эксплуатации около 80 лет сроки определяются согласно строительным нормам

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.
Читайте также:  Построение ленточного фундамента под цокольный этаж

Схема

Укреплять необходимо верхнюю и нижнюю части фундамента, поэтому внизу и вверху укладываются продольные стержни, которые примут на себя основную нагрузку.

Если высота фундамента выше 20 см, то следует проложить ещё и вертикальные и поперечные арматуры. Схема каркаса будет походить на прямоугольные соты или ячейки.

Если поперечное и вертикальное армирование выполнить с помощью одного стального прута, который загнут буквой Г, то это увеличит прочность конструкции, так как она станет монолитной.

Подробно об армировании ленточного фундамента вы можете узнать из данного видео:

Армирование ленточного фундамента своими руками

Вне всякого сомнения, частные застройщики, привыкшие все, что только возможно делать своими руками, задают вопрос: «Как сделать армирование ленточного фундамента без привлечения наемных работников?».

Чтобы не ошибиться, в расчете, необходимо взять листок бумаги и сделать нехитрый чертеж схемы армирования ленточного фундамента используя конкретные габариты конструкции.

На листке бумаги следует обозначить наружные и внутренние обводы будущего сооружения.

Далее, реперными точками обозначают вертикальные стержни армирования в углах и «трассе» стен в соответствии со стандартными расстояниями: два перпендикулярно расположенных стержня на трассе 80 см между стержнями, и не менее 6-ти равномерно расположенных арматуры в каждом углу возводимого здания.

Как показывает практика возведения малоэтажных зданий, оптимальный вариант арматуры, для усиления фундамента, являются стальные горячекатаные стержни диаметром 8 мм по ГОСТ 5781-82.

При наличии у застройщика стальных стержней общепромышленного направления указанного диаметра, допускается использование любого металла способного придать бетонному фундаменту прочность соответствующую нагрузке о т стен, кровли и других конструкций.

Армирование ленточного фундамента своими руками

В общем, случае традиционная схема армирования заглубленного ленточного фундамента выполненная собственными силами, предусматривает забивку вертикальных стрежней в грунт. Отступив от наружной стенки траншеи фундамента на расстояние 70-80 мм, с помощью кувалды забивается первый вертикальный стержень армпояса.

Второй стержень забивается напротив первого стержня, отступив 70-80 мм от внутренней стенки траншеи фундамента. Забивка стержней ведется на глубину до 400 мм.

Последующие вертикальные стержни забиваются с шагом 80-100 мм периметру будущего фундамента. Как уже было сказано, в углах будущей конструкции количество вертикально-забитых стержней увеличивают до 6 на каждый угол. Только так можно гарантировать прочный поперечный и продольный результат.

Итак, вертикальные армирующие стержни забиты в грунт на определенную надежную глубину. Следующая операция, это перевязка вертикальных стержней продольной арматурой диаметром 6-8 мм. Суть технологии заключается в следующем.

Отступив от дна траншеи фундамента на 150-200 вверх, к стержням забитым в землю, по всему периметру траншеи фундамента, с помощью отожженной проволоки привязываются продольные арматурные стержни диметром 8-12 мм.

Второй пояс продольной арматуры привязывается, отступив от нулевой точки фундамента на расстояние 400-450 мм. Монтаж продольной арматуры второго пояса также ведется с помощью отожженной стальной вязальной проволоки.

СОЕДИНЕНИЕ С ЦЕМЕНТОМ

Рис. 3. Использование стеклопластиковой композитной арматуры

При применении легких конструкционных бетонов, можно добиться улучшения теплотехнических, акустических характеристик, снизить вес конструкций, повысить предел огнестойкости конструкции.

СОЕДИНЕНИЕ С ЦЕМЕНТОМ

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

Читайте также:  Дымоход из асбестоцементной трубы: мифы и реальность

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.

СОЕДИНЕНИЕ С ЦЕМЕНТОМ

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.

ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Стеклопластиковая композитная арматура применяется при малоэтажном строительстве – возведение монолитных фундаментов, прокладывание армированных поясов в стенах, смешанное армирование плит перекрытия и проч. Также возможно ее применении, когда надо построить лодочные гаражи, пирсы, причальные стенки, укрепление береговой линии. Кроме этого с ее помощью производят слоистую кладку кирпичных зданий, создают гибкие связи для утепления зданий, используют как сетки и стержни в конструкции, возводят дома из неснимаемой опалубки, используют для создания монолитных фундаментов.

Крепление арматуры между собой

Еще можно добавить, благодаря свойствам, целесообразно ее применение, когда создаются объекты для электронно-лучевой диагностики, или же объекты, имеющие сильные электромагнитные излучения, что влияют на прочность стальной арматуры.

Стеклопластиковую композитную арматуру можно применять и при реставрационных работах и проч.

СОЕДИНЕНИЕ С ЦЕМЕНТОМ

Стеклопластиковая арматура все больше используется, также, при современном дорожном строительстве. Это предопределено, как высокой удельной прочностью, так и наличием высокой коррозионной стойкости, морозостойкости, низкой теплопроводности.

В конструкциях, к которым предъявляют особое требование, например, морские сооружения, в частности в зонах где наблюдается переменный уровень воды.

ВЫВОД: Использовать арматуру или нет?

Стеклопластиковая композитная арматура – конкурентоспособна в сравнении с арматурой, выполненной из стали, по физико-механическим характеристикам. Ее преимуществами также является малый вес, на фоне высокой прочности, способность выдержать высокую нагрузку на растяжение. Она не подвергается коррозии и имеет низкую электропроводность. Ее можно изготовить любой строительной длинны, и она не лишается своих прочностных свойств при сверхнизких температурах. Срок эксплуатации тех бетонных сооружений, где применялось армирование стеклопластиковым композитом увеличивается в несколько раз.

Где используется стеклопластиковая арматура

Области применения СПА:

  • Армирование фундаментов, стяжек, стен в гражданском и производственном строительстве.
  • Укрепление автомагистралей, дорог местного значения.
  • Использование в качестве стержней, сеток в сооружениях из бетона.
  • Возведение многослойных кирпичных стен, газосиликатных блоков.
  • Строительство канализационных, мелиорационных сооружений.
  • Проведение утепления зданий. СПА позволяет увеличить сцепление бетонных плит, между которыми прокладывается утеплитель.
  • Реконструкция, строительство объектов с повышенной сейсмической устойчивостью.
  • Возведение сооружений в портах, укрепление побережья.
  • Армирование конструкций из клееной древесины.
Где используется стеклопластиковая арматура

Использование композитной арматуры актуально для конструкций, эксплуатация которых будет осуществляться в контакте с агрессивными средами.

Фундамент из стеклопластиковой арматуры: правила армирования

Стеклопластиковая арматура – современная альтернатива арматурной стали. Представляет собой стержни, изготовленные из термореактивных смол и стекловолокон. Стержни могут иметь поверхность периодического профиля или условно гладкую. В первом случае на основу наматываются стеклянные волокна, пропитанные смолами. Во втором – на поверхность наносится песчаная посыпка. Оба типа стеклопластиковых стержней отличаются хорошим сцеплением с бетонной смесью.

Можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для устройства фундаментов

Пруты изготавливаются в диапазоне диаметров 4-32 мм. Наиболее популярны изделия диаметрами 6, 8, 10 мм.

Читайте также:  Бурение под фундамент, преимущества и недостатки свайного основания

Характеристики стеклопластиковых стержней:

  • Небольшой удельный вес и продажа материала бухтами значительно облегчают его транспортировку и монтаж.
  • Устойчивость к коррозии. Благодаря этому свойству, стеклокомпозитные пруты могут эксплуатироваться в контакте с агрессивными средами без дополнительных антикоррозионных мероприятий.
  • Никий коэффициент теплопроводности. При укладке арматурных стержней в бетонных конструкциях, которые дополнительно защищаются теплоизоляционными материалами, эта характеристика не принципиальна.
  • Отсутствие электропроводности. При строительстве жилых зданий это свойство особой роли не играет. Более того, в некоторых железобетонных конструкциях делают специальные выводы из арматуры для устройства молниезащиты или в качестве элемента заземлительного контура.

Использование этого строительного материала для армирования фундаментов имеет ограничения из-за ряда свойств, среди которых:

  • Невозможность согнуть стержни самостоятельно на месте строительства. Это можно сделать только в производственных условиях. Выход – выполнить угол путем связывания стержней стальной вязальной проволокой или хомутами.
  • Слабая устойчивость к повышенным температурам.
  • Низкая прочность на излом и слабая устойчивость к растягивающим нагрузкам. Для армирования плит перекрытия и балок стеклокомпозитные стержни однозначно не используют.
  • Небольшой опыт армирования фундаментов композитной арматурой и слабая нормативная база. Достоверные сведения о длительной эксплуатации этого материала отсутствуют. Элементы композитов подвержены «старению», поэтому спрогнозировать их поведение в долгосрочной перспективе невозможно.

Многие инженеры-строители считают, что применение стеклопластиковой арматуры для армирования фундамента оправдано только в тех случаях, когда важны теплопроводность и диэлектрические свойства.

Устройство ленточного фундамента со стеклопластиковой арматурой

Для сооружения плитных фундаментов под тяжелые здания стеклокомпозитная арматура не используется. Такие стержни могут применяться только при строительстве ленточных фундаментов.

Но и в этом случае рекомендуется проведение тщательных инженерных расчетов с учетом запланированных нагрузок на основание дома, характеристик грунта и близости грунтовых вод к поверхности. При близком расположении подземных вод, наличии пучинистых, просадочных почв рекомендуется использовать стальную арматуру.

Даже опытный проектировщик не всегда сможет точно определить целесообразность применения композитного армирующего материала для фундамента из-за отсутствия соответствующих СП и СНиПов.

Как правильно армировать ленточный фундамент стеклопластиковой арматурой?

Технология зависит от типа основания. Ленточные фундаменты разделяют на два типа – Т-образный (с подошвой) и прямоугольный.

В фундаменте Т-образной формы его стенка работает на сжатие, поэтому в нее может укладываться стеклокомпозитная арматура. При устройстве подошвы рекомендуется использовать арматурную сталь.

Фундаменты с прямоугольным поперечным сечением работают в основном на сжатие, поэтому для них армирование стеклопластиковыми стержнями разрешено.

Как вязать стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента?

Для связывания полимерных арматурных стержней используют:

  • Вязальную проволоку. Специальная отожженная проволока толщиной 0,8-1,2 мм не теряет свои характеристики даже при многократном скручивании.
  • Пластиковые хомуты. Удобны в использовании, не требуют особых навыков. Их недостаток – отсутствие гарантии сохранения целостности при заливке арматурного каркаса бетонной смесью.
  • Пластиковые клипсы. Специальные изделия, изготовленные из высокопрочных полимерных материалов. Обеспечивают надежную фиксацию арматурных стержней.

Наиболее приемлемые области применения стеклопластиковой арматуры: армирование кладки из пено- и газобетонных блоков, укрепление береговых линий, отмосток, дорожных покрытий.

Характеристики материала

Арматура, изготавливаемая из композитных материалов, в зависимости от используемого для ее изготовления непрерывного армирующего наполнителя, подразделяется на несколько категорий:

  • стеклокомпозитная, которая обозначается аббревиатурой АСК;
  • углекомпозитная, обозначаемая АУК;
  • комбинированная или АКК;
  • и ряд других категорий.

Физико-механические параметры полимерной арматуры различных видов

Выбирая композитную арматуру для укрепления фундамента или стен возводимых строительных конструкций, следует учитывать ее основные характеристики:

  • предельная температура, при которой эта арматура может эффективно эксплуатироваться;
  • предел прочности изделия, измеряемый при растяжении; данный параметр рассчитывается как отношение прилагаемой силы к площади поперечного сечения арматурного прутка, для изделий категории АСК он должен быть не меньше 800 МПа, а для арматуры АУК — не менее 1400 МПа;
  • модуль упругости при растяжении; у углекомпозитной арматуры данный показатель превышает аналогичную характеристику стеклопластиковых изделий более чем в 2,5 раза;
  • предел прочности изделия, измеряемый при его сжатии; для всех типов композитной арматуры данный показатель должен составлять не менее 300 МПа;
  • предел прочности арматуры, измеряемый при поперечном срезе; для различных типов композитной арматуры данный показатель должен составлять: для арматуры АСК — 150 МПа и более; для АУК — более 350 МПа.