Технологические особенности изготовления стеклопластиковой арматуры

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:

1. Прямоугольная.
2. 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:

1. Измерительное приспособление — рулетка.
2. Прибор для подгона и обработки прутьев — болгарка.
3. Средства персональной защиты.
4. Уровень водяного типа.
5. 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

Что это такое?

Это неметаллические стержни гладкого и периодического профиля. Их изготавливают из волокон, как природного, так и синтетического происхождения, которые затем пропитывают вязким полимером.

Классификация

Неметаллические стержни разделяют по основному исходному материалу на три группы:

1. Арматура стеклопластиковая (АСП) представляет собой стержни из стекловолокна, пропитанные термореактивными смолами.

   Волокна создают прочные длинномеры, которые накрепко связаны быстротвердеющим вяжущим составом;

2. Базальтопластиковые изделия (АБП) – это базальтовые волокна, скреплённые такими же полимерными смолами, что и АСП. Композитные стержни отличаются стойкостью к воздействию агрессивных сред.
3. Углепластиковые длинномеры (АУП) являются самым прочным, но и самым дорогим материалом и для вязки каркасов монолитных фундаментов не применяется.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам композитной арматуры относятся следующие показатели:

• Прочность на разрыв. Разрывная прочность является важнейшей характеристикой арматуры так, как она в монолите фундамента испытывает разрывные нагрузки. Прочность на разрыв композитных стержней в несколько раз выше стальных аналогов. Эта особенность полимерных длинномеров заметна, когда по расчётам композит ø 8 мм способна заменить стальные стержни ø 12 мм.

  Там, где стержни работают на прогиб, применяют продукцию из стали. Композит не выдерживает такого вида деформации.

• Модуль упругости. Характеристика отражает способность материала восстанавливать свою форму после деформационного воздействия со стороны внешних сил. Чем этот показатель выше, тем меньше вероятность появления микротрещин в массиве монолита. По этому параметру сталь превосходит полимер. Это относится к конструкциям, работающим на изгиб.

  Модуль упругости стальной арматуры равен 200 000 Мпа. У композита он 55 000 Мпа. Поэтому вместо стальных стержней потребуется композитной арматуры практически в 4 раза больше.

• Удельное удлинение. Параметр отражает увеличение длины стержня после его разрыва и выражается в процентах.

  Сказать проще, характеристика влияет на растрескивание монолита. Чем выше её величина, тем больше риск разрушения бетонной конструкции.

  Если удельное удлинение у стеклопластика и базальта составляет 2,2 — 2,5%, то у стали оно равно 25%.

• Плотность. Характеризуется удельным весом материала. Чем больше вес одной единицы объёма стержня, тем она прочней.

  У композита плотность примерно равна 2 тн/м3 тогда как у стали её величина составляет 7,85 тн/м3.

• Теплопроводность. Способность материалов передавать тепловую энергию менее нагретым телам называют теплопроводностью.

  Арматура, заложенная в фундаменте, с низкой теплопроводностью будет препятствовать утечке тепла из дома. Коэффициент теплопроводности композита – 0,35, у стали – 46.

• Антикоррозионная стойкость. В этом отношении стальная продукция полностью проигрывает композитным стержням. Полимеры не подвержены коррозии, но зато теряют свои прочностные характеристики от старения.
• Диэлектрические свойства. В отличие от высокой электропроводности стальной арматуры композитные каркасы в монолите не создают помех для передающих электрических приборов.

  Диэлектрические полимеры не препятствуют прохождению радиосигналов по причине отсутствия собственных электромагнитных полей.

• Вес. От того сколько весит материал зависит общая масса фундамента. Использование композита значительно уменьшает давление фундамента на грунтовое основание.

  Полимерный материал в отличие от стальных изделий переносят небольшими партиями в опалубку вручную.

  Транспортировать пластиковые стержни намного проще, чем стальные. Во-первых, её хранят и перевозят в бухтах, а во-вторых, для перевозки достаточно использовать небольшой грузовик такой, как «Газель».

Сравнительная таблица

Для того, чтобы понять, насколько легче композит стальной арматуры, представлена таблица:

Расчет величины продольного каркаса

1. В первую очередь нужно определить периметр сооружения, исходя из его габаритов, затем добавить к полученному значению общий размер предусмотренных проектом капитальных стен. Если в качестве примера принять здание длиной четыре и шириной пять метров, и имеющее при этом одну несущую стену длиной четыре метра, результат вычислений будет следующим: 4*2+5*2+4 = 22 метра.
2. Учитывая необходимость использования двухуровневого каркаса, состоящего из четырех параллельных стержней, то есть по два в каждом ярусе, нужно полученную общую длину арматуры увеличить в четыре раза. Результат будет таким: 22*4 = 88 метров.
3. Поскольку стеклопластик не подвержен сварке, а стыковка частей каркаса производится внахлест, необходимо допустить по одному дополнительному метру каждый угол здания. Для этого нужно количество наружных и капитальных стен здания умножить на один, а затем на количество стержней, то есть на четыре. В принятом примере расчет будет выглядеть таким образом: (4+1)*1*4=20 метров.
4. Сумма значения общей длины стен и дополнительных объемов для стыковки даст искомую величину: 88+20=108 метров.

Однако на этом расчеты не заканчиваются. Далее необходимо рассчитать количество стройматериала, требуемого для соединения стержней каркаса в единую конструкцию. Для этих целей вполне подойдут гладкие стержни с диаметром сечения порядка 8 миллиметров. Они существенно дешевле ребристых и прекрасно справляются с соединительными функциями.

Ситуация на рынке

Лидерами по использованию неметаллической арматуры являются США, Япония и Китай с долями 40%, 35% и 30% соответственно. Предприниматели в России проявляют большой интерес к этому стройматериалу. По прогнозу, до 2021 года ожидается распространение рынка АСП на 11,4% ежегодно, и у РФ в этом плане хорошие перспективы.

Объемы строительства в нашей стране вернулись к стабильному росту после заметного падения за последние годы. По данным Минстроя, по состоянию на начало мая 2020 года введено в эксплуатацию на 16,7% больше жилья (20,2 млн кв. м) по сравнению с тем же периодом в 2017-м.

Строительные компании и частные застройщики стремятся минимизировать себестоимость жилья не во вред качеству, и это открывает окно возможностей для производства композитной арматуры.

Производство стеклопластиковой арматуры

Арматура из стеклопластика (АСП) постепенно заменяет собой привычную металлическую арматуру.  Этот строительный материал активно используется в развитых странах мира. В России он пока распространен мало (рыночная доля около 5%), хотя строительные компании все чаще переходят стеклопластик (тенденция характерна для городов-миллионников).

Производство композитной арматуры – перспективное направление для бизнеса. В этом плане мы расскажем, как организовать производственный процесс и коснемся всех моментов, важных для успеха дела.

Персонал

Наберите в штат работников с квалификацией.

Таблица 2. Численность и должностные обязанности персонала на производстве.

Старшего оператора лучше «создавать» самому, направив работника к производителю / продавцу техники для обучения. Бухгалтера можно нанять по аутсорсингу.

Сбыт готовой продукции

Есть несколько каналов реализации композитной арматуры:

• продажа напрямую частным застройщикам;
• сбыт через строительные магазины, крупные сети, оптовые базы, небольшие розничные магазины;
• работа с крупными строительными компаниями.

Для прямой продажи нужно направить информацию о предложении по разным рекламным каналам (СМИ, Интернет, проведение BTL-акций, расклейка объявлений). Реализация АСП через оптово-розничные сети позволит заключать договора на поставку крупных объемов товара, закрепиться и увеличить долю на рынке.

Выгоднее всего заключать долгосрочные контракты со строительными компаниями. Это позволит загрузить производство по максимуму, продавать больше товара.

Финансовый план: рентабельность и окупаемость

1. Сумма первоначальных затрат составляет 2.635 млн руб. (2.7 млн руб.).
2. Себестоимость 1 погонного метра арматуры диаметром 8 мм (самый распространенный вид) — 7.6 руб.
3. Производительность линии — 7 м в минуту. Соответственно, в месяц можно произвести 7 м × 60 мин × 8 час × 22 д = 73 920 пог. м.
4. Средняя цена 1 пог. м материала на рынке — 13 руб.

   При такой цене чистая прибыль составит 5.4 руб. (13 — 7.6). При продаже всей произведенной за месяц продукции можно выручить без малого 400 тыс. руб.

5. Чтобы окупить затраты, выйти на ноль, в теории понадобятся 7 месяцев. Но учтите, что поначалу продавать все не получится. Реальный срок окупаемости бизнеса больше в 2 раза – он составляет примерно 1,5 года.

Для наглядности оформим расчеты в таблицу:

Стеклопластиковая арматура — «свежий» товар для российского строительного рынка. Бизнес в этом направлении имеет замечательные перспективы. Для организации дела потребуется меньше 3 млн рублей — с учетом того, что вы собираетесь открывать мини завод, такие затраты кажутся пустячными.

Схема армирования

Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.

Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см

На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.

Какая арматура нужна

Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.

В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.

Классы арматуры и ее диаметры

Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.

Стеклопластиковая арматура своими руками – особенности изготовления

Технология изготовления стеклопластиковой арматуры

Процесс производства арматуры из стеклопластика выполняется сразу в несколько этапов. Главным материалом для создания арматуры является стеклоровинг. Для его создания расплавляют алюмобороксилатное стекло, которое в дальнейшем вытягивают в виде нити, а ее толщина бывает 10-20 микрон. Ее стоит пропитать при помощи смолы. Композиционные элементы должны быть непрерывными, что будет обязательным условием технологии, а при ее выполнении изделие в готовом виде будет иметь регламентированными параметры прочности.

Далее весь материал протягивают через прогретую полимеризационную камеру, а после профилю придают ребристость на обмотчике. Толстую навивку делают для классической продукции, а тонкую применяют для продукции с посыпкой из песка.

Арматура в подготовленном виде должна быть обработана в туннельной печи. Если изделие будет предполагать песчаное напыление, то на печном входе стоит установить узел с напылителем, который при процессе производства будет обеспечивать равномерное распределение песка по стержню. Если такая аппаратура не предполагает этих опций, то отсек не будет ничем заполнен и печь будет запущена вхолостую. Ее условия по температуре ускорят полимеризационный процесс смол для пропитки. Жгутовой горячий материал помещают в ванну для охлаждения для обработки при помощи проточной холодной воды. Арматуру в готовом виде, которая имеет температуру окружающей среды, стоит пропустить через механизм вытяжения, а на выходе из него выполняется резка по заданным параметрам.

Какое нужно оборудование

Учтите, что оборудование для изготовления стеклопластиковой арматуры довольно дорогое. На рынке его производителей недостаток предложений, которые соответствуют запросам представителей даже малого бизнеса. Многие типы аппаратуры ориентированно на большие объемы производства. Она может быть куплена отдельно или же в комплексе технологической линии.

Рассмотрим еще некоторые требования.

Требования к помещению

Для изготовления стеклопластиковой арматуры для фундамента потребуется просторное помещение. Хотя само по себе оборудование не отличается большими размерами, но элементы, составляющие технологическую линию, должны быть расположена на удалении друг от друга, а еще выстроена на единой прямой. Данные условия по размещению аппаратуры будут формировать требования к производственной комнате. Его длина должна быть не менее 22 метров, а ширина должна быть больше 2 метров. Высота потолка не должна быть менее 2.5 метров.

Поверхность пола должна быть почти без уклона и при этом ровной. Допустимы перепады по высоте на площадке не больше, чем на 5 см. Так как для процесса производства недопустим режим температуры ниже +16 градусов, то помещение должно отапливаться. Еще стоит позаботиться про монтаж вентиляционной системы, чтобы обеспечивать отток воздуха со скоростью 250 л/мин. Отдельная вытяжка, которая подключена к общей вентиляционной системы, потребуется для туннельной печи. Также комната должна быть оборудована всеми коммуникациями (инженерными). Для запуска оборудования потребуется источник питания на 12 кВт, а после его отладки потребуется подключение к сети (4 кВт).

Расчеты и финансы

Начало бизнеса в производственной нише арматуры нереален без инвестиций в организацию, а еще обеспечение работы в начале деятельности. Производственная линия стеклопластиковой арматуры вместе с инструментами для работы обойдется в начале в 1.7 млн рублей.

На транспортировке техники, монтаж и запуск закладывайте в бюджет 200 тысяч рублей. С учетом других расходов в 250 тысяч рублей на старт бизнесмену нужно будет 2.3 млн рублей. Для рабочего дня на 8 часов и при 5-дневной рабочей недели со средней производительностью в 216 м/час, можно предполагать месячную выработку в размере 190 тысяч погонных метров. С учетом стоимости 1 метра 6 рублей бизнесмен выручит 1.14 млн рублей за месяц. Себестоимость продукции, в которую заложены траты на производство, по закупке сырья и оплате электричества выйдет сумма в 522 тысячи рублей. На оплату труда рабочих, аренду и иные расходы, которые имеют отношение к работе бизнеса, стоит включить в бюджет 400 тысяч рублей.

Плюсы и минусы стеклопластика

Данные армирующие материалы представлены ребристыми или покрытыми специальными посыпками прутьями на основе скрученных стеклопластиковых волокон, пропитанных термоактивными смолами. Согласно ГОСТ 31938, доля непрерывного армирующего заполнителя в них составляет не менее 75%, композит соответствует всем требованиям прочности, безопасности и долговечности.

Преимущества этой разновидности проявляются в:

• Высокой стойкости к износу, коррозии, влаге и агрессивным воздействиям грунта.
• Низких коэффициентах теплопроводности и теплового расширения, положительно сказывающихся на трещиноустойчивости и т/т характеристиках фундаментных конструкций.
• Небольшом весе.
• Неограниченной длине (прутья реализуются в бухтах длиной до 100 м), простоте транспортировки и складирования.
• Отсутствии окисляющих процессов и помех за счет хороших диэлектрических и диамагнитных свойств.

Минусы проявляются в сравнительно низком пределе прочности на сжатие и изгиб, ограниченном диапазоне рабочих температур и усложненной технологии гибки и монтажа. Арматура на основе стекловолокна может слегка растягиваться или смещаться на этапе заливки бетона, связывается пластиковыми хомутами и повреждается при изгибе обычными способами.

Организация бизнеса

Производство композитной арматуры требует внушительных затрат на организацию. Практика показывает, что мало кому удаётся создать полноценное предприятие менее чем за 3 миллиона рублей. Оборудование и сырьё стоят дорого. К тому же предпринимателю придётся предусмотреть оборотные средства на тот период, пока компания не продаст первые партии товаров.

Продуманно подойти к работе поможет бизнес-план. В него нужно включить не только расходы на открытие, но и расчёт рентабельности, цель на 6 и 12 месяцев, примерный штат сотрудников, а также — перечень потенциальных партнёров. Чем быстрее предприниматель найдёт стабильные каналы сбыта, тем быстрее предприятие выйдет на уровень чистой прибыли.

Технология производства

Изготовление композитной арматуры происходит на конвейерной линии. Вмешательство человека в работу оборудования минимально. Производство начинается с обработки стеклоровинга — материал вытягивают в нити сечением до 20 микрон и пропитывают специальным засмаливателем. Пропитанные нити сплетают в пучки и просушивают горячим воздухом. После сушки стеклоровинг пропитывают эпоксидной смолой.

На следующей стадии нити попадают в специальную форму для пластических веществ (фильер), где определяется диаметр будущей арматуры. Затем заготовки обматывают жгутом: он обеспечивает необходимую толщину и улучшает характеристики сцепления с бетоном.

Сформированную и обмотанную арматуру обжигают в магнезитовой туннельной печи. Там смолы полимеризуются. На завершающей стадии композитные волокна остужают до комнатной температуры в проточной воде. После этого материал фактически готов к использованию. Его нарезают по нужным размерам пилой с алмазным напылением. Срез получается точным и ровным.

Оборудование

Конвейер оборудования для изготовления композитной арматуры обойдётся в 1-1,7 миллионов рублей. Это основная часть трат на открытие предприятия. В список станков и техники входят:

1. Ванна для пропитки стеклоровинга с функцией отжима.
2. Фильеры (формы для пластических веществ).
3. Станок для вытягивания арматуры.
4. Аппарат для закручивания нитей.
5. Полимеризационная печь с функцией регулирования температуры.
6. Аппарат для охлаждения.
7. Пила с алмазным напылением/станок для нарезки готовой арматуры.
8. Аппарат для скрутки готовой арматуры.

Все станки выстраиваются в конвейер протяжённостью 15-20 метров. В дополнение к этому оборудованию потребуется приобрести погрузчики, весы, стеллажи для сырья и готовой продукции. Такого комплекта будет достаточно для производства в рамках малого предприятия.

Производство начинается с обработки стеклоровинга — материал вытягивают в нити сечением до 20 микрон и пропитывают специальным засмаливателем

Требования к помещению

Так как конвейер станков для изготовления арматуры из стеклопластика занимает минимум 15 метров длину и около полуметра в ширину, помещение должно иметь подходящую протяжённость. Размещение оборудования должно быть комфортным для рабочих. Поэтому площадь помещения не может быть менее 200 квадратных метров. Цех разделяется на 3 зоны: рабочее пространство, склад, комната для персонала.

Пол помещения должен быть ровным, без перепадов высот (в крайнем случае не более 5 сантиметров). Высота потолков от 2,5 метров. Изготовление композитной арматуры требует поддержания стабильного температурного режима на уровне 16-18 градусов, поэтому желательно наличие специальной системы регулирования тепла. Хорошее освещение гарантирует качественную работу, не стоит игнорировать эту характеристику. Не получится обойтись и без мощной вентиляции (с оттоком воздуха не менее 250 литров воздуха в минуту). Местоположение цеха не имеет большого значения, можно разместить его на окраине или за чертой города.

Сырье

Какие необходимы материалы для производства композитной арматуры? Основой является стеклоровинг — нити из расплавленного алюмоборосиликатного стекла диаметром от 10 микрон. При изготовлении арматуры волокна поставляют большими герметично упакованными бобинами. Их перевозят при температуре на превышающей 35 градусов и при уровне влажности не более 70%.

Второй ключевой компонент — это эпоксидная смола. Это бесцветная или светло-жёлтая тягучая жидкость, по консистенции напоминающая мёд, используется при первичной обработке ровинга. Она придают будущей арматуре устойчивость к агрессивным средам.

Кроме этих двух компонентов для производства композитной арматуры необходимы:

• сплёточная нить;
• спирт;
• ацетон;
• дициандиамид.