Стеклопластиковая арматура или металлическая: Сравнение композитной и металлической арматуры. Какая арматура лучше: стеклопластиковая или стальная?
Стальная или композитная арматура, что выбрать для фундамента?
Важнейшим элементом любого здания является фундамент
Некачественно выполненное основание недостаточной прочности быстро разрушится и приведет к повреждению и остальных элементов строения. Для усиления основания зданий используется особый вид строительных материалов – арматура для фундамента. Сегодня арматура для монолитного фундамента переживает свое второе рождение – сталь, традиционно используемая для ее изготовления, постепенно уступает свои позиции современным композитным материалам. Их существует достаточно много разновидностей, и многие из них в качестве эксперимента используют для производства арматуры. Количество разновидностей, как всегда, порождает проблему выбора. Попробуем разобраться во всех тонкостях данного вопроса.
Композитные материалы
Это строительные материалы, ставшие доступными для производства с развитием технологий. Они обладают свойствами, которых нет у материалов природного происхождения. Различия в свойствах веществ, имеющих одинаковый химический состав, но различную молекулярную структуру, иногда бывают огромны. Именно поэтому среди множества предложений «композитная арматура для ленточного фундамента» стоит выбирать только те, качество и наличие соответствующих свойств, необходимых для использования в монолитном строительстве, не вызывает никаких сомнений.
Арматура для фундамента — выбор очевиден
Перед тем, как начать рассчитывать, сколько арматуры на фундамент Вашего здания необходимо использовать для его надежного усиления, необходимо учесть тот факт, что стеклопластик способен выдерживать нагрузки, в несколько раз превышающие усилие на разрыв стальных стержней аналогичной толщины. Это позволяет уменьшить расход арматуры на фундамент за счет использования более редкой сетки либо избежать дополнительного расхода материала в тех случаях, когда для прочности металлических стержней недостаточно и требуется обвязка арматуры каркаса фундамента дополнительными армирующими элементами. Проводя расчет арматуры для ленточного фундамента, стоит принимать в учет еще и тот факт, что размер арматуры может быть уменьшен по сравнению с габаритами необходимой для аналогичной жесткости стальной арматуры.
Расположение арматуры в фундаменте монолитного здания предусматривает постоянный контакт усиливающего стержня с агрессивной средой бетона. Такое соседство оказывает крайне негативное влияние на металл, и он быстро съедается коррозией. Независимо от того, какое количество арматуры в фундаменте было заложено изначально, прочность здания существенно теряется именно по причине разрушения стержней арматуры. Обвязка фундамента арматурой из стеклопластика гарантирует высокую надежность строения, ведь укладка арматуры в фундамент не нарушает ее свойств и не приводит к разрушениям. Стеклопластик химически абсолютно инертен, благодаря чему гарантированный срок егослужбы составляет 200 лет.
Стеклопластиковая арматура весит в 4 раза меньше, чем стальная. Учитывая, сколько арматуры надо на фундамент при традиционном выборе металла, общий вес конструкции увеличивается на несколько тонн. Помимо обеспечиваемых лучших технических характеристик, малый вес – эффективный инструмент для снижения общих затрат на строительство.Как связать арматуру для фундамента с реальными затратами на ее монтаж? Посчитать, во сколько обходится работа крана и транспортировки стержней металла к месту их укладки – выгода станет очевидной.
Низкий коэффициент теплопроводности. Расчет арматуры всегда учитывает ее прочность, несущую способности и долговечность. При этом ситуация, в которой перед тем, как рассчитать арматуру для фундамента, учитываются ее энергосберегающие параметры – редкое исключение из правил. И это крайне негативно сказывается на теплоизоляционных параметрах здания. Применение стеклопластика вместо стали позволяет снизить потери энергиичерез металлические стержни в 100 раз. Разница поражает! А учитывая, сколько нужно арматуры, количество тепла, сохраняемого внутри основания здания, впечатляет еще больше.
Основную роль в минимизации затрат играет особое внутреннее устройство арматуры фундамента, выполненной из стеклопластика: ее прочность, легкость и долговечность позволяют использовать меньший диаметр арматуры для фундамента, либо делать армирующую сетку реже. Принимая во внимание примерно равную стоимость стержня из металла и стеклопластика равной толщины, вывод об экономической целесообразности применения композитной арматуры напрашивается сам собой.
Стоит ли доверять композитной арматуре
Композитная арматура – сравнительно молодой в строительстве материал, который, несмотря на свой возраст, успел себя положительно зарекомендовать среди сообщества строителей, и прочно обосноваться на стройплощадке, потеснив стальную арматуру. Это – материал, состоящий из нескольких компонентов. Точнее, основных компонентов два:
- Волокна, которые несут основную нагрузку, и непрерывно тянутся по всей длине арматурного стержня. Объем волокон должен быть не менее 75% от массы арматуры.
- Связующее на основе термореактивных смол, благодаря которому компоненты соединяются в единое целое.
Диаметр арматуры, согласно нормативному документу ГОСТ 31938-2012, устанавливается и используется следующий: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 и 32 мм. Из них диаметры от 4 до 8 производятся и продаются в скрученном виде (мотках, барабанах), что облегчает транспортировку. Остальные диаметры производятся и продаются в прутках со стандартной длиной 6 – 12 метров.
Состав композитной арматуры бывает различный, и, в зависимости от компонентов, меняются свойства и себестоимость готового продукта.
Какая бывает композитная арматура
Классификация композитной арматуры в соответствии с составом волокон, несущих основную нагрузку, следующая:
- стеклопластиковая,
- базальтокомпозитная;
- углекомпозитная,
- арамидокомпозитная
- комбинированная композитная арматура.
В последнем варианте разные волокна комбинируются в необходимой пропорции. Оптимальный вариант по себестоимости и свойствам – стеклопластиковая арматура, которая и получила наибольшее распространение.
На наружную оболочку композитной арматуры следует обратить особое внимание. Арматура (и композитная, и стальная) должна как можно плотнее сцепляться с бетоном, который она армирует, и эту задачу решает именно наружная поверхность. У разных производителей оболочка выполнена по-разному; например, где-то – это выступы волокон определённой формы, где-то – песок крупной фракции, и т.д.
Как правильно укладывать композитную арматуру
Перед заливкой бетонного элемента композитная арматура укладывается и вяжется в виде пространственного жесткого каркаса. Если вы покупали материал в бухте, её необходимо размотать, разрезать на нужные отрезки, и дать ей распрямиться, отлежаться, вернуть свою форму.
Далее, мы определяем необходимую для нашего бетонного изделия форму каркаса (или прибегая к помощи квалифицированных специалистов, или ищем информацию в интернете, и на свой страх и риск сами проектируем каркас). К сожалению, каждое изделие индивидуально, и в каждом конкретном случае правильный путь – это работа инженера-проектировщика, который в составе проекта дома, опираясь на расчетные данные проекта дома, предоставит дополнительно формы и размеры каркасов для армирования, а также диаметр арматуры и другие данные.
В местах пересечения прутков их необходимо зафиксировать. Фиксация выполняется либо при помощи специальных кляймеров (это идеальный вариант), либо при помощи пластиковых хомутов, если нет специализированного крепежа. Угловые пересечения прутков могут быть выполнены либо в металле (комбинируем композитный каркас и стальную арматуру), либо могут быть изготовлены на заводе-производителе цельнолитым элементом.
Так, как композитный каркас имеет малую жесткость и меняет свои размеры от малейших наружных воздействий, его необходимо закрепить. Идеальным решением будет применение стальных элементов каркаса, которые увеличат жесткость и позволят композитным пруткам не сдвинуться с места при заливке бетоном.
Что лучше: композитная или стальная арматура?
Поскольку до композитной арматуры свойства бетона улучшали исключительно стальной арматурой, и композитная арматура является прямым конкурентом стальной, повсеместно принято сравнивать два вида арматуры. Сравним и мы.
Итак, плюсы композитной арматуры:
- Вес. Композитная арматура весит меньше в несколько раз.
- Форм-фактор. Композитная арматура малых диаметров продается в скрученном виде, в бухтах. Это позволяют транспортировать её на личном автомобиле.
- Коррозия на стеклопластиковую арматуру не распространяет свое действие, в отличие от стальной арматуры. Вследствие этого, более долгая служба.
- Не проводит электричество. Не создает препятствий для радиосигналов, для сигналов мобильных телефонов.
- Более устойчива к воздействию отрицательных температур. Сталь при низких температурах становится более хрупкой, композитная арматура сохраняет свои свойства.
- Теплопроводность небольшая, вследствие этого дом, армированный композитной арматурой, в холодное время года лучше сохраняет тепло.
- Экологична. Не наносит вред природе при разложении.
Минусы композитной арматуры:
- Не пластична.
Арматуру в условиях строительства часто необходимо гнуть, с последующим сохранением формы. Стальная арматура гнется и фиксируется в согнутом положении, а вот стеклопластиковая, к сожалению, нет. После того, как термореактивная смола-связующее затвердеет, изменить её форму уже нельзя, можно только сломать. Но выход есть, и даже не один: можно заказать на заводе арматуру какой угодно формы или комбинировать стальную и композитную арматуру.
- Не сваривается. К сожалению, сварка композитной арматуры невозможна. Но есть решение. Если есть такая необходимость, можно использовать композитную арматуру, оканчивающуюся металлическими прутками. Соединение композитной арматуры и металлического прутка выполняется на производстве.
- Не стойка к тепловому разрушению. Держит температуру до 150-160 градусов по цельсию. То есть, при пожаре бетон, армированный стальной арматурой, при разрушении повиснет на прутках стали, а вот бетон с композитной арматурой после нагрева более 150 градусов, просто упадет.
- Высокая вредность при резке. При обработке образуются мельчайшие острые частицы, загрязняющие рабочее пространство, угрожающие дыхательным путям, органам зрения.
- Не жесткая. Модуль упругости композитной арматуры меньше аналогичного у стальной в 4 раза. То есть, для того, чтобы армированный композитной арматурой бетон работал на растяжение так же, как армированный стальной арматурой, нужно увеличить диаметр композитной арматуры. Пример: диаметр стальной арматуры 12 мм, диаметр композитной арматуры должен быть 24 мм. То есть, это не выгодно экономически, и для перекрытий лучше брать стальную арматуру.
Вывод: Композитная арматура имеет как плюсы, так и минусы. Поэтому, в каждом конкретном случае нужно тщательно взвесить все качества стальной и композитной арматуры, и выбрать для себя нужный вариант в соответствии с конкретной ситуацией.
Композитная или металлическая арматура | Компания «АСТИМ»
На российском рынке уже несколько лет можно встретить композитную арматуру.
Ее производители и дистрибьюторы наперебой вещают об уникальности этого вида строительного материала. Не будем утверждать, что композитной арматуре не место на стройке.
Мы лишь проведем сравнение и определим, где лучше использовать из композитного материала, а где из металла.
Долговечность
Металл может сохранять свойства 150 лет, композитная арматура
50—80 лет.
Весьма условное свойство. Чтобы его рассчитать точно, понадобится учесть десятки факторов. Статическая, динамическая нагрузка, сейсмические волнения, перепады температур в каждой конкретной местности, где производится строительство. И это только общие обозначения некоторых из них.
При корродировании металла образуется ржавчина, которая оказывает разрушающее действие на бетон. Однако при соблюдении правил строительства, металл может сохранять свои свойства более 150 лет. Подтверждением тому являются здания, построенные еще в 19 веке, и стоящие по сей день. Кстати, патент на железобетон был выдан аж в 1854 году.
Производители композитной арматуры сообщают о 50-80 годах долговечности. Но эти данные пока что не имеют фактического подтверждения. Да, проводились неоднократные испытания, в которых моделировали совокупность воздействий окружающей среды на армированные конструкции. Но вряд ли их результаты могут гарантировать отсутствие деформации строения в течение прогнозируемого времени.
Предел прочности
на растяжение
стальная арматура
17-25%, стеклокерамическая
2,2 %.
Мы не будем приводить различные формулы расчета и путать вас цифрами. Возьмем лишь два значения по данному параметру из официальных данных ГОСТов: стальная 17-25%, стеклокерамическая 2,2 %. Что нам дают эти цифры? Железобетонная конструкция в момент своих предельных состояний может деформироваться и даже разрушиться. Но при разрушении бетона арматура сохранит свою целостность до достижения указанных значений. То есть, прежде чем разрушится, арматура получит растяжение, равное четверти от ее длины. Не стоит забывать, что расчет количества берется с учетом необходимого запаса прочности конструкции. Если на ЖБК (железобетонные конструкции) оказывается воздействие, по силе и продолжительности превышающее расчеты проекта, то разрушение будет происходить не сразу. Это позволит оперативно принять соответствующие меры.
Что же будет с АСК (стеклокерамическая) при аналогичном воздействии? Прочность бетона на растяжение крайне мала. И если предельное состояние для стеклокерамической арматуры будет достигнуто, то ее разрыв произойдет, как только она растянется всего на 2,2%. Человек может не заметить и трещинки в фундаменте, как все строение может обрушиться в одно мгновение без видимых на то причин.
Модуль упругости
стальная арматура
200 000 мПа,
стеклокерамическая
55 000 мПа.
Данный модуль влияет на то, как арматура устойчива к прогибу. А-3 А400С имеет модуль упругости равный 200 000 мПа, в то время как АСК имеет показатель в 55 000 мПа. Это означает, что использование АСК в перекрытиях, а так же в фундаменте с высокими нагрузками и без предварительного напряжения крайне нежелательно и не экономично.
Анкеровка
стальная арматура
готова к анкеровке,
стеклокерамическая
не предусмотрено производителем .
Чтобы арматура воспринимала воздействие усилий, необходимо завести ее за расчетное сечение на определенную длину или установить на концах прута специальных анкеров.
С металлической арматурой все просто. Ее можно загнуть крюком, сплющить конец, поставить муфту, сделать резьбу и установить анкерную гайку. В некоторых случаях допускается даже сварка.
Композитная не обладает выше указанными возможностями. К сожалению, ее производители не выпускают какие-либо устройства, помогающие произвести анкерование должным образом. При этом стоит обратить внимание, что АСК хуже сцепляется с бетоном и в результате продергивания сможет привести к разрушению конструкции.
Термостойкость
стальная арматура
600℃,
стеклокерамическая
140℃.
Металлическая выдерживает температуру до 600℃. В АСК начинает разрушаться при 150℃.
Полное разрушение волокон произойдет при достижении 400℃. Из этого следует, что в случае наступления предельных для АСК температуры, стальная арматура останется целой.
Электропроводность
стальная арматура
является проводником,
стеклокерамическая
диэлектрик.
Металлический металлопрокат является хорошим проводником. Может использоваться как элемент заземления, громоотвода.
Композитный материал по своей сути является диэлектриком. Поэтому все выше указанные свойства ему недоступны. Но при этом такой вид арматуры может применяться в конструкциях, где диэлектрическое свойство является крайне важным.
Коррозийность
стальная арматура
корродирует,
стеклокерамическая
не подвержена коррозии.
Металлическая корродирует. Особенно в местах, где она контактирует с окружающей средой, а так же в местах сварки. Отрицательно так же влияет бетон с добавками хлоридов и сульфатов, которые часто применяются для ускорения его застывания. Однако, если брать бетон без подобных присадок, то он, являясь щелочным по своей сути и полностью покрывающим арматуру, надежно защищает ее от коррозии продолжительное время.
Стеклопластиковая и подобные ей по типу не подвержены коррозии совсем. Что позволяет их использовать в агрессивной среде. Например, при контакте с морской водой.
Транспортировка
стальная арматура
требует спец техники,
стеклокерамическую
можно перевозить в легковой машине.
Тут бесспорное превосходство композитного материала. Если для перевоза металлической арматуры потребуется специальный грузовой транспорт, то композитную (в небольших количествах) можно перевезти и на легковой машине. До диаметра в 12 мм. АСК производят в виде бухты. Что тоже способствует удобству разгрузки и транспортировки.
Экономия на стоимости транспортировки композитной арматуры ощущается при малом строительстве. Так как при больших поставках разница будет не столь существенна.
Вес конструкции
вес конструкции с применением
арматуры стальной или композитной
примерно равен.
Металлический каркас армирования весит в 4-5 раз больше, чем стеклопластиковая арматура. Но давайте разберемся, насколько это критично.
Например, в плите перекрытия ПП 2,2.48.10-20-к7-п весом чуть более 1,5 тонны, количество металлической арматуры составит 21 кг. Если мы посчитаем вес стеклопластикового армирования, то поймем, что разницы между 1555 кг. с металлом и 1538 кг. с композитным материалом практически нет.
Гибкость
стальная арматура гибкая,
стеклокерамическая ломкая.
Металл хорошо гнется. Это позволяет избегать лишней резки при угловых соединениях арматуры.
Композитный оппонент напротив — сломается при первой попытке согнуть прут под углом 45 градусов. Чтобы композитная арматура имела необходимые по вашему расчету изгибы, ее придется заказывать специально на заводе-изготовителе. Что увеличивает как временные, так и денежные затраты. Экономия на стоимости транспортировки композитной арматуры ощущается при малом строительстве. Так как при больших поставках арматуры разница будет не столь существенна.
Репутация производителей
производители стальной арматуры — крупные компании
стеклокерамическую арматуру проще потделать
Металлическая арматура производится по жестким правилам на специализированных заводах. Технология производства отработана десятилетиями. Проводятся масштабные проверки качества каждой партии металла. Компания Астим работает только с самыми крупными и проверенными производителями стальной арматуры и металлопроката: НЛМК, СЕВЕРСТАЛЬ и ЕВРАЗ. Это дает гарантию качества и отсутствие подделок.
АСП могут производить как крупные, так и мелкие предприятия. Для изготовления такой арматуры не нужны сталелитейные цеха, многотонные краны, металлургические станки. Для организации производства стеклокерамической арматуры нужны куда меньшие объемы вложений. Чем стали пользоваться не чистые на руку дельцы. Поэтому на рынке можно встретить достаточное количество подделок.
Применение:
Металлическая арматура применяется повсеместно. Везде, где требуется устойчивость к внезапным разрушениям из-за критических внешних нагрузок, в несущих кладках, фундаментах и перекрытиях. Жилищно-гражданское, промышленное, сельскохозяйственное, гидротехническое, транспортное строительство не может пока что обойтись без стальной арматуры. Методология определения необходимого количества металла позволяет добиться нужного результата: надежной и долговечной службы возводимого строения. Металлическую арматуру выбирает тот, кто не хочет рисковать ни своими вложениями, ни своим здоровьем и здоровьем близких.
Композитная арматура может использоваться для создания фундамента для легких строений (веранда, подсобное помещение, уличный туалет), малоэтажного строительства при допущении столь низкого модуля упругости (в 4 раза меньше металлического аналога), временных построек, не несущих кладок. Композитную арматуру можно использовать там, где требуется возведение конструкций с изоляцией электричества (опоры ЛЭП), конструкций, которые будут подвергаться воздействию агрессивной окружающей среды. Ее применение возможно только при выше указанных условиях и проведении качественных предварительных расчетов.АСП могут производить как крупные, так и мелкие предприятия. Для изготовления такой арматуры не нужны сталелитейные цеха, многотонные краны, металлургические станки. Для организации производства стеклокерамической арматуры нужны куда меньшие объемы вложений. Чем стали пользоваться не чистые на руку дельцы. Поэтому на рынке можно встретить достаточное количество подделок.
Навигация по записям
Стеклопластиковая арматура или стальная, что выбрать?
Утверждение №5: «Композитная арматура заменит металлическую везде».
Нормативы не запрещают применение композитного армирования для возведения какого-либо вида конструкций. Их задача – обеспечить необходимую прочность и другие значимые свойства конструкции. Если композитный материал дает такую возможность, то он может быть применен. Для тех, кто желает построить коттедж, баню, гараж, забор на бетонном фундаменте, этот материал будет экономически вы-годен и удобен в использовании, поскольку позволит создать прочные и надежные бетонные и кирпичные конструкции, слоистую кладку с гибкими связями, бетонные фундаменты и полы на основе сетки из композитной арматуры, армированную кладку из газо- и пеноблоков. Ответ на вопрос «Могут ли применяться композитные материалы при строительстве многоэтажек?» то-же положительный, но где и как конкретно – решают проектанты, производящие расчеты. Они оценивают композитную арматуру очень высоко. Помимо выше охарактеризованных диэлектрических свойств, долговечности и легкости:
- композитный материал практически не проводит тепло (показатель в 130 раз ниже, чем у металла), предотвращая «мостики холода»;
- близкий к бетону коэффициент теплового расширения позволяет избежать образования трещин при температурных колебаниях, что делает данный материал применимым в интервале температур от -70°до +100°С.
Эти и другие свойства, действительно, дают простор для применения композитных материалов.
Утверждение № 6: «Композитная арматура не может применяться в строительстве из-за малого модуля упругости».
Данный показатель, действительно, используется при расчете ряда бетонных конструкций. Но его значение важно только в конструкциях, работающих на прогиб (СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения») — для предотвращения раскрытия микротрещин.
В соответствии с расчетами, производимыми по вышеуказанному СНиП, композитная арматура также может использоваться в данных конструкциях, но ввиду меньшего модуля упругости необходимо закладывать большие диаметры по отношению к металлической, что выгодно только в условиях строительства специальных объектов (строительство в зонах повышенной щелочности, кислотности, влажности, действий агрессивных вод и других) в связи с быстрым разрушением металлической.
В то же время, в элементах, находящихся на упругом основании значимость характеристики – модуля упругости почти равна нулю, т.к. само основание не дает конструкции прогнуться, обеспечивая равно-мерную поддержку. В данном случае расчет ведется по основному показателю – предел прочности на растяжение, который у композитной арматуры в 2,5 раза выше, чем у металлической, поэтому использование композитной арматуры в таких конструкциях будет экономически выгоднее, а надежность конструкций значительно выше, по сравнению с армированием стандартной железной арматурой. Это, прежде всего, все фундаменты и их отдельные части (блоки, плиты) и другие.
Ленточный фундамент, принимая на себя нагрузки от стен и, частично, от всего строения передает их на несущее основание — землю. Основание в данном случае противодействует образованию прогиба.
Монолитный плитный фундамент, принимая распределенную нагрузку от всего строения, также опирается на основание, противодействующее прогибу. Таким образом, применение композитной арматуры не целесообразно только в конструкциях, работающих на прогиб, однако это небольшая часть бетонных изделий. В остальных же случаях использование такой арматуры выгодно повышает характеристики надежности изделия.
В любом случае, армируемую конструкцию необходимо рассчитывать согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»; СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции»; СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» и т.д., и только вследствие полученных результатов делать вы-воды о применимости того или иного материала.
Утверждение № 7: «Композитная арматура снижает огнестойкость сооружений».
Под огнестойкостью (СП 2.13130.2009 «Обеспечение огнестойкости объектов защиты») понимают способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара положенное количество времени.
Действующие государственные нормы – СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», НПБ 244-97 «Материалы строительные. Декоративно-отделочные и облицовочные материалы. Матери-алы для покрытия полов. Кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы. Показатели пожарной опасности». В настоящих нормах приведены противопожарные требования, подлежащие обязательному соблюдению.
Для подтверждения соответствия композитной арматуры ООО «ПолиКомпозит» существующим нормам компания передала образцы продукции в аккредитованный лабораторный центр ООО «ПожСтандарт» для проведения необходимых испытаний. В соответствии с ГОСТ 30244-94, ГОСТ 30402-96 и ГОСТ 12. 1.044-89 специалисты «ПожСтандарта» подтвердили соответствие композитной арматуры АСК требованиям пожарной безопасности НПБ 244-97 по СниП 21-01-97.
На основании проведенных испытаний ООО «ПолиКомпозит» выдан сертификат соответствия нормам пожарной безопасности, удостоверяющий возможность использования композитной арматуры в строи-тельных конструкциях без ограничений.
Утверждение № 8: «Невозможность скрепления полимерной арматуры методом сварки».
Это – факт, как и то, что жидкости нельзя резать, а квадратное – сложно катать». Но является ли это их не-достатком? Данное мнение в отношении композитной арматуры имеет налет ущербности в угоду традиции, ведь ее предшественницу – металлическую арматуру – десятилетиями именно сваривали, чтобы получать прочные пространственные конструкции. Композитную арматуру сваривать нельзя, но и не требуется. В статье «Вязка композитной арматуры» (ссылка) уже сообщалось о множестве других методов скрепления арматуры.
При этом именно сварка на сегодняшний день является самым проблемным способом крепления ввиду ослабления прочностных характеристик от температурных воздействий, ускоренной коррозии металла из-за нарушения его структуры в месте сварного соединения, необходимости держать на стройке сварочные аппараты с опытными сварщиками и невозможности безопасного выполнения работ при наличии атмосферных осадков.
Утверждение № 9: «Создавать гнутые элементы из композитной арматуры невозможно».
При создании объёмных арматурных каркасов для ответственных конструкций необходимо применять гнутые элементы. Традиционно строители на месте изгибают отрезки металлических стержней для придания им необходимой формы. Действительно, композитную арматуру нельзя качественно согнуть на строительном объекте. При этом есть, как минимум, два выхода: использовать смешанное армирование (стержни композитной арматуры скрепляются металлическими угловыми элементами. Данное армирование значительно упрощает и удешевляет строительство без снижения прочностных характеристик) или заказывать изготовление гнутых элементов производителю. Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».
На сегодняшний день применение композитной арматуры в строительных объектах РФ предусмотрено ГОСТ и, соответственно, разрешено. Если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, нет или недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.
Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».
На сегодняшний день качество арматуры, выполненной из композита, подтверждено ГОСТ, что позволяет ее применять в строительных объектах РФ. Имеются СНиПы. Таким образом, если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, пока недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.
Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая: применение,сравнение, плюсы и минусы
2018.04.19
В нашем быстро развивающемся мире технологий, всегда есть нужда в альтернативных вариантах, будь то сырье или готовый материал во всех областях промышленности. Речь идет о выборе между чем-то, в нашем случае поговорим об арматуре. Сейчас без её использования не обходится не одна строительная сфера, ну если вы, конечно, не строите деревянный дом без гвоздей. В нашем примере мы рассмотрим строительство железобетонных конструкций, домов и дорог, из металлических и стеклопластиковых элементов, а также поговорим о свойствах, отличиях и областях их применения.
СОДЕРЖАНИЕ:
- Свойства и недостатки
- Сравнение стеклопластика с металлом
- Характеристики
- Применение стеклопластиковых материалов
Начнем, пожалуй, с самого распространенного вида металлической арматуры, область ее применения достаточно широка (от строительства железобетонных конструкций до полотна дорог), одним из основных преимуществ металла является то, что он поддается сварке, что дает возможность сделать наиболее прочные соединения между прутьями.
Также она является проводником, благодаря чему ее использование в качестве заземления можно отнести, как к достоинствам, так и к недостаткам. Давайте попробуем разобраться, что для вас важнее: во-первых, поставить целью добиться заземления какого-то объекта, то конечно её использование не оставляет никаких сомнений, соответственно, если металлическая арматура используется в качестве заземления, то это подвергает ее окислению, уменьшая срок службы, плюс к этому не забываем, что метал подвержен коррозиям; во-вторых, если вашей целью не стоит вопрос заземлять что-то и варить соединения, то конечно же отдаем преимущество композитной.
Свойства и недостатки
Стеклопластиковая арматура изготавливается из стекловолокна и полимерных смол, её преимущество легкий вес и сверхпрочность, внутренний стержень обернут спиралевидными ребрами с помощью которых осуществляется надежное сцепление с бетоном. К самым важным недостаткам относятся, пожалуй, это отсутствие текучести при растяжении. В результате этого исключается возможность изменять форму без нагрева.
Еще одним недостатком будет фактор нанесения вреда здоровью, при резке данного композита образуется пыль, состоящая из мелких стеклочастиц. При распылении подобной стеклопыли есть вероятность занесения заноз, повреждения глаз и дыхательной системы.
Арматура стеклопластиковая и металлическая сравнение
Если сравнивать композитную и металлическую, рассмотрим такие качества, как легкий вес, сверхпрочность и коррозийную стойкость, что помогает создавать более крепкие каркасные сооружения. Отличительные характеристики которыми обладают композитные элементы, объясняются особенностями внутренней структурной сетки будут следующими:
По сравнению со сталью, композит превосходит достаточно большим модулем упругости превышающий аналогичные характеристики изделий из металла примерно в 4 раза. Из этого следует что уровень прогиба под влиянием нагрузок у композита будет значительно выше нежели у прутков из металла. При армировании данных элементов в полотна дорого, откосов и фундамента подобные свойства не критичны. Но для использования в напряженных конструкциях предпочтительнее использовать сталь.
Полимерная арматура превосходит, стальную по параметрам, на сжатие на 40%, на растяжение на 30%
Еще одним аргументом будет прочностной потенциал удельной прочности в 10 раз превышающий стальные элементы. Внутренний стержень задает своего рода основание для прочности, благодаря параллельному соединению стекловолокон, композитные смолы, выступают в качестве связующего.
Внешний слой обволакивает внутренний стержень и образует спираль, которая обеспечивает высокую связку с бетоном.
Сравнение характеристик арматуры
Каркасные сооружения из стеклопластика несут в себе ряд преимуществ:
Сравнение характеристик:
- полимер не обладает электропроводностью, поэтому в конструкции из этого композита отсутствует наводящий ток и магнитные поля, в результате исключаются радиопомехи;
- влияние стеклопластика на окружающую среду на сегодняшний день не зафиксировано; не обладает токсичностью при распаде, не обсорбирует радиацию даже спустя много лет нахождения в экстремальной бетонной среде.
При соответствии изделия всем техническим нормам сертификации, температурный коэффициент расширения с бетоном одинаков, не зависимо от изменений температуры окружающей среды. Под влиянием внешних факторов среды армированная конструкция расширяется и сужается в совокупности с бетонными сооружениями, исключая возникновение разрывов и трещин.
Пропорции диаметров прутков при армировании каркаса фундамента
Напоследок хотелось отметить еще одно явное преимущество, объемы транспортировки стеклопластика. Вы только представьте, что перед вами стоит задача доставить два камаза (в одном грузовике стальные элементы, в другом стеклопластиковые). Если к примеру загрузить 5 метров стальных прутков весом 10 кг и взять пруток полимера той же длинны весом 2 кг. Чувствуете разницу? Загрузив тонну металла, у вас будет половина кузова, а если взять тонну стеклопластика, грузовик будет набит доверху. Вывод очевиден.
Применение композитной арматуры
На сегодняшний день использование полимеров в больших масштабах не ограничивается в промышленном и гражданском строительстве, на малоэтажных и коттеджных объектах. Уникальными особенностями, которыми обладает этот материал, позволяет применять ее в самых различных областях, таких как строительство дорожного полотна (используется для устройства покрытий, субъектов), так же практикуется применение в укреплении откосов.
Полимерный материал рекомендовано использовать в сейсмоопасных зонах 7 — 9 баллов в качестве основного эксплуатируемого материала бетонных сооружений.
При выборе материала нужно задать себе вопрос, а что я собираюсь делать, какой объект строить. Из всего, что мы выяснили по ходу нашего сравнения, следует сделать вывод не о том, что лучше, а какой материал целесообразнее использовать в конкретных случаях.
Ниже приведены несколько информационных роликов, которые будут интересны для вас, если вам понравилась эта статья, просим поставить лайк или оставить отзывы на сайте. Спасибо.
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
Металлическая или стеклопластиковая арматура | Строительная компания Мадерна
Каждый год на строительном рынке появляется всё новые и новые строительные и отделочные материалы. В этой статье поговорим о таком незаменимом продукте на стройке как арматура. Ни одно строительство домов в Белгороде не проходит без применения арматуры. Она применяется при заливке ленточного фундамента, монолитных участков, монолитных плит, армировании цоколей из бетона, армировании трехслойных стен и т.д. На данный момент арматура подразделяется ,по способу и материалу производства, на металлическую и стеклопластиковую. Перед каждым застройщиком становиться вопрос какую использовать арматуру на строительство домов Белгород.
Процесс изготовления композитной арматуры
Преимущества стеклопластиковой арматуры
Металлическая арматура, её можно назвать классической, уже проверена многими годами использования, а вот стеклопластиковая сравнительно недавно на рынке и её преимущество доказано только на бумаге лабораториях. Какие плюсы есть у стеклопластиковой арматуры.
- Первый и самый значительный плюс – это устойчивость к корозии. Ей не страшна ни кислотная, ни щелочная среда.
- Прочность при растяжении.
Параметр 350Мпа составляет у классической арматуры, соответственно стеклопластиковая арматура её превосходит в 2-3 раза в зависимости от размера.
- Вес. Стеклопластиковая арматура легче металлической 8-10 раз.
- Не проводит электрический токи и не создает помехи радиоволнам.
- Безшовность . Нет необходимости резать пруты классической арматуры под размер машины для транспортировки. А чем больше будет стыков при армирование конструкции тем больше будет слабых мест. Поэтому лучше выполнять армирование единой конструкции без разрывов.
- Для монтажа стеклопластиковой арматуры не требуется специального и сварочного оборудования.
- Легкость транспортировки. Можно довезти до объекта в багажнике легкового автомобиля.
- Возможность покупки цельной бухты стеклопластиковой арматуры длиною 100-150метров.
- Отсутствие трещин в армированном бетоне, т.к. у стеклопластика и бетона коэффициенты теплового расширения очень близки.
Недостатки стеклопластиково арматуры
Не смотря на такое количество плюсов у стеклопластиковой арматуры есть и минусы.
Показатель прочности на излом очень низок по сравнению с металлической арматурой.
Исходя из этих показателей производители пишут область применения своих материалов. Для стеклопластика это конструкции где предъявляются особые требования по корозии , теплопроводности и диэлектрическими свойствами.
Из всего выше сказанного можно подведём итог и сделаем вывод при каком этапе Строительство домов в Белгороде можно использовать стеклопластиковою арматуру.
— фундаменты
— ограждающих бетонных конструкциях, нельзя использовать в перекрытиях и несущих конструкциях
— кладки из газобетона и пенобетона, и трехслойных стенах
Подробную информацию о металлической арматуре читайте в статье: Металлическая арматура: классификация и характеристики
Композитная арматура — сравнение со стальной
Перед тем как приступать к сравнению данных материалов следует понимать, что стеклопластиковая (или же композитная арматура) представляет собой нити из стекловолокна, которые между собой соединены эпоксидкой, она же эпоксидная смола. Подобный стержень покрыт полимерами, а насечками – ребрами является обсыпка из кварца. Благодаря этому стеклопластиковая арматура отличается в лучшую сторону от металлической.
Основные особенности стеклопластиковой арматуры:
Принимая во внимание огромный ассортимент и колоссальное разнообразие продукции, не будем заострять внимание на цифрах. Данные, которые здесь приведены усредненные, составленные на основе анализа разных типов арматуры, что представляется наиболее объективным.
Прочность.
Когда просматриваешь данные приведенные изготовителями, видишь, что прочность композитного прутка приблизительно в четыре раза больше. Однако большая часть внимания уделяется понятию «растяжение». Так как ясно, что пластик в любом случае эластичнее, чем металл, возникает вопрос, а насколько он хорошо реагирует на сжатие, изгиб? А ведь данные показатели не менее важны, ведь от них зависит долговечность и прочность любой конструкции из бетона.
Так как стеклопластик не относится к анизотропным материалам, то «поведение» материала практически целиком зависит от того, куда направлен вектор приложенной силы – нагрузка. Но как же он будет реагировать при чрезмерном сжатии или боковом воздействии? Очень многие специалисты задаются этим и другими вопросами, однако не получают ответа на них от производителей.
Надежность конструкции.
Ее обеспечивают не только показатели самого материала, но и их качественная сцепка. Здесь металл выигрывает у пластика. Ведь специалистам давно известно, что при наличии дефектов бетон со стекловолокном практически разваливается на куски или дает очень большие трещины.
Экономичность использования композита.
Стекловолокно гораздо экономичнее металла. Это видно если обратиться к некоторым факторам:
- удобство транспортировки – композитные материалы можно перевозить на легковом автомобиле, в то время как металлические прутки только на грузовой. Тут все конечно зависит от длинны прутков и их количества, но при стандартной длине и небольшой закупке спокойно можно использовать «Газель» вместо грузовика.
- снижение затрат на транспортировку, легковая машина дешевле, чем использование грузовой.
- сама стоимость каждого композитного прутка ниже, чем металлического приблизительно в два раза.
Также в качестве одного из «плюсов» производители указывают, что композитное волокно можно использовать с меньшим сечением, чем металлическое. Однако все указанные преимущества лишь подчеркивают, что стекловолокно прочно на разрыв, что делает это преимущество несколько сомнительным.
Бесспорные «плюсы» не требующие каких-либо дополнений:
- стекловолокно очень устойчиво к коррозии;
- совершенно не проводит электрический ток.
Из вышесказанного следует, что композитное волокно лучше всего подойдет для использования там, где нужны диэлектрики, ценится небольшой вес, хорошая гибкость, инертность к большей части химических агрессивных соединений, требуется производить работы с радиоэлектронными устройствами (не прерывает электромагнитные волны в отличие от металлических прутков).
Основные и самые важные недостатки стекловолокна
Так как композитное волокно появилось не так давно, еще не до конца разработана нормативная база для этого материала, что приводит к разногласиям и проблемам при ее использовании, отсутствуют правила регламентирующие монтаж, какие-либо методики. Есть рекомендации от производителей, но так как у каждого они свои, не совсем понятно, являются ли они правильными и объективными.
Существенно различается и технология изготовления стекловолокна, что приводит к разнице в использовании и тому, что все нормативно-правовые документы строятся на результатах экспериментов проводимых производителями, что также не является объективным и универсальным, подходящим для продукции, изготовленной другим производителем. По этой причине, если что-то все-таки пойдет не так, отстоять этот вопрос в судебных инстанциях будет весьма сложно.
Единственное, в чем сходятся все производители композитных материалов, — их не стоит использовать в балках, перекрытиях, плитах перекрытия, так как данные конструкции требуют высокой прочности на изгиб.
Также стекловолокно менее устойчиво к влиянию высоких температур, чем металлические пруты, что сильно снижает количество областей применения. Еще одним существенным минусом является сложность монтажа, так как нет возможности при соединении прутов использовать сварку.
Из всего выше перечисленного следует, что композитную арматуру можно спокойно применять в тех элементах, где в качестве покрытия основы используется штукатурный состав, делается армирующий каркас.
Для того чтобы точно знать, как правильно произвести монтаж того или иного вида композитного материала, следует в обязательном порядке обратиться к независимому специалисту. Это необходимо, чтобы тот оценил и подобрал подходящий бетон для приготовления раствора, для наиболее безопасного и удобного использования, учитывая смещения почвы, скачки температуры и многое другое.
Итоги сравнения металлической и стеклопластиковой арматуры
Использовать в строительстве жилых зданий композитную арматуру можно лишь в виде дополнительного каркаса или не менее важных, но не являющихся несущими конструкциями. Целиком и полностью заменить каркас из металла она не сможет. Исходя из ее особенностей, безопаснее и целесообразнее стекловолокно использовать при строительстве нежилых объектов и вспомогательных построек.
Более конкретную информацию о характеристиках и использовании стекловолокна можно прочитать в СНиП от 2003 года за № 52-01. Там указаны общие правила ее использования.
GFRP против Black Steel | Арматура из стекловолокна
Черная сталь стоит недорого и в изобилии. Это отличное армирование, если вы не несете ответственности за долгосрочное обслуживание бетонной конструкции.
Как вы можете видеть на этой фотографии (зеленые полосы — стеклопластик), черная сталь практически не имеет коррозионной стойкости, часто на стройплощадке она уже ржавеет. Часто конечному потребителю продается даже сильно заржавевшая арматура. Ржавчину называют раком бетона; он часто разлагается, и на поверхностях укрепленных им конструкций часто появляются некрасивые пятна ржавчины.
Сооружения, построенные из черной стали, обычно нуждаются в некотором ремонте всего за 5-10 лет и часто требуют капитального ремонта в течение 20 лет.
Эффект коррозии GFRP не обнаружен; по консервативным оценкам, конструкции из стекловолокна прослужат более 100 лет. Правильно армированные бетонные плиты из стеклопластика, подверженные сильным усталостным нагрузкам (например, проезды, настилы мостов), будут иметь меньше трещин и, по прогнозам, прослужат до 20 раз дольше, чем аналогичные конструкции, армированные обычной черной сталью.
Ржавый новый арматурный стержень по сравнению с ненадежными анкерами из стеклопластика
Основная причина использования GFRP — долговечность бетона. Черная сталь стоит недорого, но со временем она разрушит ваш бетон. Нет смысла использовать грязное масло в вашем новом автомобиле… и не имеет смысла вводить раковые клетки в здоровое тело. Многие правительства, муниципалитеты и предприятия пришли к выводу, что они больше не могут позволить себе краткосрочные или долгосрочные затраты, связанные с черной сталью. Размещение незащищенной ржавой арматуры в новых бетонных конструкциях ставится под сомнение и исключается во многих частях Северной Америки.
Сколько стоит арматура из стекловолокна (GFRP) TUF-BAR по сравнению с черной стальной арматурой класса 40?
— Сравнение стоимости стеклопластика с черной сталью, октябрь 2009 г.
Наибольшая разница в цене между GFRP и черной сталью возникает при сравнении черной стали самого низкого качества с арматурой GFRP арматура
В зависимости от объема, обычная черная арматура № 3 из черной стали марки 40 толщиной 10 мм может стоить 1/3 стоимости арматуры из стекловолокна № 3 толщиной 10 мм. По мере увеличения диаметра стержней этот зазор сужается до точки, при которой простой черный стальной стержень # 8 22 мм лишь немного дешевле, чем арматурный стержень из стекловолокна # 8 22 мм.
В некоторых случаях меньшее количество бетонного покрытия и снижение затрат на водонепроницаемость приводят к снижению первоначальной стоимости проекта.
Сколько стоит построить небольшую структуру из стеклопластика по сравнению с Black Steel?
Используя высокую цену на стеклопластик и очень низкую цену на арматуру из черной стали, стоимость строительства гаражной площадки размером 20 футов x 20 футов из Black Steel по сравнению с GFRP составит:
- Палуба из черного стального бетона класса 40 4000-6000 долларов США
- Железобетонная палуба из стеклопластика 4400-6400 долларов
Стоимость жизненного цикла
Было завершено множество исследований затрат жизненного цикла по сравнению черной стали и стеклопластика. Постоянно приходят к выводу, что стоимость защиты, сохранения и ремонта черной стали в бетоне очень высока. Фактически настолько высока, что даже бесплатная черная стальная арматура в некоторых случаях требует более высокой стоимости монтажа, чем стеклопластик.
Как такое может быть?
Рассмотрим наш пример гаражной площадки.
Если владелец хотел продлить срок службы бетона, у него есть несколько вариантов, и они дорогие:
- Больше бетонного покрытия идет к более толстой плите
- Высококачественный бетон
- Добавки для защиты бетона от коррозии
- Добавить защитную мембрану
Растрескивание трудно контролировать в любой конструкции.Риск того, что меры, используемые для защиты черной стали, выйдут из строя, если в бетоне возникнут трещины, очень высок. Как только эти меры не срабатывают, цикл коррозии стали начинается снова.
Хотя доказано, что продлевает срок службы бетона в целости и сохранности. Коммерческие мембраны обычно не используются в гаражных прокладках из-за дороговизны.
Если взять в качестве примера площадку для гаража; коммерческая мембрана увеличивает стоимость прокладки из черной стали на 600–3300 долларов. Прокладка теперь будет стоить от 4999 до 9700 долларов в зависимости от затрат на рабочую силу и качества мембраны.Прокладка из черной армированной стали будет стоить от 600 до 3 300 долларов больше, чем прокладка из стеклопластика.
Стоимость мембраны может превышать стоимость армирования. Со временем конструкция все равно будет подвержена усталостным трещинам.
Эффект усталости
Исследования настила моста, моделирующие интенсивное движение по бетонным плитам, показали, что опыт должным образом армированных арматурных плит GFRP:
- В 2,5 раза меньше трещин по сравнению с плитами, армированными сталью
- Срок службы в 20 раз дольше, чем у армированных сталью плит при высоких усталостных нагрузках
Исследователи считают, что это связано с различиями в модуле упругости между стеклопластиком и сталью. GFRP имеет модуль упругости, очень похожий на бетон. Модуль упругости стали во много раз выше. Сталь менее щадящая, чем стеклопластик. Повреждение бетона происходит из-за изгиба стали в заливке.
Вывод:
Арматура из стекловолокна
(GFRP) — это экономичный способ:
- Устранение серьезных и дорогостоящих проблем ремонта, создаваемых черной стальной арматурой.
- Сохранение косметически привлекательных структур с течением времени (меньше растрескивания и некрасивых пятен ржавчины), что приводит к более высокой стоимости имущества при перепродаже.
- Уменьшить защитное покрытие бетона и принять меры защиты от коррозии для защиты арматуры из черной стали.
- Убедитесь, что ваши конструкции прослужат до 4 раз дольше, что со временем исключает дорогостоящие капитальные затраты.
- Сделать плиты, подверженные циклическим нагрузкам, в 20 раз дольше, чем плиты, армированные сталью.
5 причин, почему вы должны использовать арматуру из стекловолокна в своем проекте
Популярность полимера, армированного стекловолокном (GFRP), растет, особенно в областях, где устойчивость к коррозии является серьезной проблемой. Мы знаем, что коррозия — это дорогостоящая проблема. Ежегодно на решение проблем, связанных с коррозией металлов, тратятся триллионы долларов. Что касается фактов, прямые ежегодные издержки от коррозии металлов превышают 2,2 триллиона долларов США. Только Соединенные Штаты ежегодно тратят 423 миллиарда долларов на коррозию.
Коррозия стали — это естественное и глобальное явление. Теперь вы понимаете, сколько денег можно сэкономить, если правильно использовать методы защиты от коррозии. Давайте поговорим о коррозии подробно, прежде чем мы перейдем к тому, как армированный стекловолокном полимер может защитить ваши проекты от коррозионных агентов.
Определение и последствия коррозии
Сталь и железо имеют естественную тенденцию смешиваться с химическими элементами, так что они могут вернуться в свое самое низкое энергетическое состояние, подобно тенденции воды, которая течет в самую низкую точку. Когда железо и сталь соединяются с водой и кислородом, образуются гидратированные оксиды железа, также называемые ржавчиной. Коррозию можно просто определить как химическую реакцию между материалом и окружающей средой. Эта химическая или электрохимическая реакция вызывает порчу материалов.
Нам хорошо известно, как коррозия влияет на срок службы нашего имущества. Такие инциденты, как обрушенные мосты и поврежденные участки автомагистралей, являются одними из распространенных явлений, которые напрямую связаны с коррозией. Ниже приведены причины, по которым вам следует использовать арматуру из стекловолокна , чтобы значительно увеличить срок службы вашего проекта.
-
Арматура из стекловолокна устойчива к коррозии
Как уже упоминалось в начале, полимер, армированный стекловолокном, занял значительное место по сравнению со сталью в приложениях, где коррозия представляет большую опасность.Арматура из стекловолокна предлагает комплексное решение для защиты от коррозии. Бетонная конструкция, армированная арматурой из стекловолокна, не реагирует на хлоридную среду.
-
Идеальная альтернатива традиционному армированию бетона
Арматура из полимера, армированного стекловолокном (GFRP)
, оказалась прекрасной альтернативой традиционным армирующим материалам, таким как черная арматура и арматура с эпоксидным покрытием. Традиционные методы армирования не смогли разработать устойчивый к коррозии механизм, который может поддерживать бетонные конструкции в хорошем состоянии.
-
Длительный срок службы
Полимер, армированный стекловолокном, химически инертный армированный материал, представляет собой экономичный способ продления срока службы вашего проекта. Старые армирующие материалы могут показаться недорогими, однако в долгосрочной перспективе они могут стоить вам больших денег. Применяя арматуру из стекловолокна, вы можете не только сэкономить деньги в долгосрочной перспективе, но и полностью избавить свой проект от ржавчины.
-
Широкий спектр применения
Арматура из стекловолокна
может использоваться в широком диапазоне применений, включая морские конструкции, информационные технологии и медицинские учреждения.
Это непроводящий и немагнитный строительный материал, идеально подходящий для медицинских и научных учреждений.
-
Экономия времени и денег
Стоимость техобслуживания умножается на стоимость недорогих арматурных стержней. Экологичность — одна из самых больших проблем для проектов, построенных из стальной арматуры. Арматура из стекловолокна обеспечивает устойчивость, делая бетонные конструкции неуязвимыми для коррозионных агентов. Убедитесь, что вы используете правильный материал для своих строительных проектов, который поможет вам сэкономить деньги и время в долгосрочной перспективе.
Армирование стекловолокна сталью? | Лодка Design Net
Ребята,
Пока спасибо за ответы. Сегодня утром я получил очень приятное электронное письмо от «PAR», и он заверил меня, что я не буду опечален из-за того, что разместил вопрос, не связанный с лодкой, на форуме BoatDesign, и он посоветовал мне опубликовать все мои данные, чтобы все могу лучше справиться с моим проектом.
Понимаете, ребята, я не лодочник (краснолицый, глядел в ноги, пинал камни).Я пилот (быстро ныряю !!!). Вчера при поиске в Google по ремонту стекловолокна был обнаружен форум BoatDesigner, и это показалось мне более информированным местом, чем размещение моего вопроса на одном из форумов по самолетам и привлечение кучки полузащитников пилотов. запеченные мнения! Однако правила размещения на вашей доске гласят, что пост должен быть ориентирован на лодку. Я решил, что мои вопросы по армированию стекловолокном подходят для лодок, и я согласен с правилами вашего форума, если не упомянул, что работаю над самолетом .
Теперь, когда это не проблема, я работаю над маленькой двухместной Cessna 150, у которой из стеклопластика на носовом колесе повреждены два отверстия для крепления. Брюки преимущественно удерживаются осью колеса, но их предотвращает соскальзывание с помощью болта, препятствующего вращению, вверху. Повреждены два отверстия для болтов, препятствующих вращению. (См. Рисунок 1)
Колесные штаны изготовлены из обычного (т.е. середины 1970-х годов, не экзотического) стекловолокна, которое в остальном находится в очень хорошем состоянии.Стекло имеет толщину около 1/4 дюйма в осевых отверстиях диаметром 7/16 и находится в хорошем состоянии, но более тонкое (~ 1/16 дюйма) стекло в отверстиях для антиротационных болтов диаметром 1/4 дюйма выломалось. на их вершинах. (Рисунок 2) У меня есть место только для арматуры толщиной 1/16 дюйма, и я решил, что стальной дублер в форме подковы будет прочнее, чем на 1/16 дюйма стекловолокна. Поэтому я сделал пробный образец, используя 0,060 дюйма. алюминий (фото 3) оказался очень хорошим. Я подумал, что не пройдет много времени, прежде чем сталь начнет ржаветь и вызывать проблемы (максимум 3 минуты в районе побережья Мексиканского залива!), поэтому я решил, что «лодочники» будут знать что делать.
Как оказалось, никто из вышеупомянутых людей не считал мою идею гальванической стали очень хорошей и предлагал мне рассмотреть G-10 или нержавеющую сталь. Я не знаю, что такое G-10 (да, я знаю… ПИЛОТЫ !!!), и мой прошлый опыт бурения SST не был благоприятным.
Sooooooo, теперь, когда вы знаете предысторию моего первоначального сообщения, каковы ваши предложения?
Харви
Нюхать, нюхать… Это не горячая смола, правда ???
.
.
Промышленное стекловолокно против металла и дерева
Промышленное стекловолокно изначально разрабатывалось как легкая и экономичная альтернатива металлу и дереву в нетребовательных областях применения.Используемый для изготовления небольших компонентов и панелей с низкой плотностью, он изначально использовался как дополнение к материалу, а не как элемент конструкции. Этот статус-кво резко изменился за десятилетия, прошедшие с тех пор, как впервые было реализовано пултрузионное производство промышленного стекловолокна.
Стекловолокно теперь повсеместно используется в промышленности, инфраструктуре и коммерческом секторе, при этом архитекторы и инженеры все чаще отказываются от традиционных материалов в пользу полимеров, армированных волокном. Этот архитектурный сдвиг вызван множеством причин, в том числе значительным увеличением механической прочности промышленного стекловолокна.
В Strongwell мы неизменно отстаиваем преимущества промышленного стекловолокна для целого ряда требовательных приложений. В этом сообщении блога мы исследуем сильные стороны армированных волокном полимеров в прямом сравнении с некоторыми из наиболее известных строительных материалов во всем мире.
Промышленное стекловолокно против. Дерево
EXTREN® — это эксклюзивная линейка структурных форм, созданных из армированных волокном полимеров на основе винилэфирной смолы или термореактивного полиэстера.Каждая из 100 стандартных форм может быть изготовлена в соответствии с BS EN 13706 (E23) для структурных целей с наиболее строгими требованиями к качеству проектирования.
По сравнению со строительной древесиной промышленное стекловолокно EXTREN® имеет более высокую прочность на изгиб и исключительную устойчивость к экстремальным изгибам. Он демонстрирует предел прочности на разрыв до 30 000 фунтов на квадратный дюйм и модуль упругости при изгибе 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Прочность структурной древесины варьируется в зависимости от породы и методов обработки, используемых для сохранения древесины.Популярная древесина пихты Дуглас обладает прочностью на изгиб до 2800 фунтов на квадратный дюйм.
Прочность на сжатие промышленного стеклопластика почти в 17 раз выше, чем у конструкционной древесины той же породы.
Промышленное стекловолокно против. Алюминий
Предел прочности на изгиб алюминия измеряется примерно при 35 000 фунтов на квадратный дюйм. Это представляет собой умеренное увеличение по сравнению с конструктивными элементами EXTREN®, но промышленное стекловолокно составляет 86% от общего предела текучести алюминия при значительно меньших требованиях к массе.В расчете на фунт за фунт EXTREN® значительно превосходит алюминий по прочности.
Подробнее: EXTREN® против алюминия
Промышленное стекловолокно против. Сталь
Сталь
— один из наиболее распространенных строительных элементов, используемых во всем мире, с выдающейся прочностью на разрыв до 60 000 фунтов на квадратный дюйм. Это намного превосходит показатели поверхностной прочности структурных компонентов EXTREN®. Однако, как и в случае с алюминием, промышленное стекловолокно превосходит сталь по соотношению прочности к весу, что означает снижение веса на 75%.Кроме того, он прочнее стали в продольном направлении, обеспечивая повышенное усиление для несущих конструкций.
Подробнее: EXTREN® vs. Steel
Промышленное стекловолокно от Strongwell
Strongwell — ведущий поставщик промышленного стекловолокна с глобальной сетью поставок, способной предоставлять структурные формы EXTREN® в соответствии с индивидуальными требованиями и рецептурами. Мы можем разработать уникальные, экономичные компоненты, способные обеспечить высокую конструктивную прочность и прослужить дольше, чем когда-либо.
Если вам нужна дополнительная информация о нашей продукции из промышленного стекловолокна, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Замена стальной арматуры на арматуру из стеклопластика в бетонных конструкциях
Реферат
Полимер, армированный стекловолокном (GFRP), был подтвержден как основное решение в технологии усиленного бетона. Синтез арматуры GFRP с использованием продольных стекловолокон (армирующий материал) и ненасыщенной полиэфирной смолы с 1% МЕКП (матричный материал) посредством ручного процесса.Арматура из стеклопластика имеет диаметр 12,5 мм (это значение эквивалентно 0,5 дюйма; это наиболее распространено при применении в фундаментах). Поверхности из стеклопластика модифицируются добавлением крупного песка для увеличения прочности сцепления арматуры с бетоном. Затем выполняются механические характеристики железобетона с арматурой из стеклопластика и сравниваются с характеристиками стальной арматуры. Приготовление образцов бетона (неармированный бетон, гладкий армированный стеклопластик, железобетон из стеклопластика с песчаным покрытием и железобетон) с фиксированным соотношением ингредиентов (1: 1. 5: 3) и 0,5 Вт / C соотношения были выполнены при двух сроках отверждения (7 и 28) дней при температуре окружающей среды. Величина объемной доли стеклопластика и стальной арматуры в железобетоне (5 об.%) Была равномерно распределена с заданными расстояниями в форме. Результаты показывают, что предел прочности арматуры GFRP составляет 593 МПа, а прочность на изгиб — 760 МПа. Прочность на сжатие бетона находилась в разумных пределах — 25,67 МПа. Прочность на изгиб неармированного бетона составляет 3 МПа, а армированного бетона с арматурой GFRP, особенно GFRP RC с песчаным покрытием, прочность на изгиб составляет 13.5 МПа в результате увеличения сцепления с бетоном и более высокой деформации составляет 10,5 МПа через 28 дней, чем у железобетона, за счет модуля упругости при изгибе.
Ключевые слова
Арматура из стеклопластика
Стальная арматура
Железобетон
Механические свойства
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Просмотреть аннотацию
© 2018 Авторы. Производство и хостинг — Elsevier B.V. от имени Университета Кербалы.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Пултрузионное стекловолокно прочнее стали?
Пултрузионные продукты быстро завоевывают популярность по сравнению с традиционными материалами почти во всех отраслях промышленности благодаря своей низкой стоимости материалов, легкому весу, устойчивости к неблагоприятным условиям окружающей среды и превосходным эксплуатационным характеристикам.
В частности, из-за исключительных физико-механических свойств композиты из стекловолокна (композиты из стекловолокна) доминируют в отрасли .
В глобальном масштабе объем рынка композитов , по прогнозам, вырастет с 90,6 млрд долларов в 2019 году до 131,6 млрд долларов к 2024 году, при этом стекловолокно составит огромную долю от этого объема.
Рынок стекловолокна в настоящее время составляет 17,1 млрд долларов и, по прогнозам, вырастет до 23,9 млрд долларов к 2024 году при среднегодовом темпе роста 7. 0% — это примерно пятая часть мирового рынка композитов в 2019 и 2024 годах соответственно.
Существует множество причин, по которым композиты из армированного волокном полимера (FRP), такие как стекловолокно, набирают популярность.
Пултрузионное стекловолокно, в частности, все чаще используется вместо стали в различных отраслях промышленности из-за его множества высоких эксплуатационных качеств, которые мы рассмотрим здесь.
Рабочие характеристики
При сравнении пултрузионного стекловолокна и стали необходимо учитывать ряд эксплуатационных характеристик.В частности, два ключевых аспекта первостепенной важности — это то, как продукт работает под нагрузкой, в агрессивных и экстремальных средах.
В проектах, связанных с термической нагрузкой, стекловолокно превосходит сталь по многим параметрам. Арматура из стекловолокна по прочности не уступает стали , когда доходит до точки изгиба, и с меньшей вероятностью подвержена коррозии при использовании в открытых средах.
В исследовании арматуры из стеклопластика , используемой в строительстве для уменьшения тепловых мостов, было обнаружено, что несущая арматура из стекловолокна имеет более высокую продольную прочность на растяжение и более низкий модуль упругости и плотности по сравнению со сталью (550 МПа и 200 ГПа для сталь в отличие от 1000 МПа и 50ГПа для стеклопластиковой арматуры).
Кроме того, было показано, что пултрузионная арматура из стекловолокна сохраняет свои механические свойства и микроструктурную целостность в течение более 15 лет , повышая долговечность и снижая потребность в обслуживании и замене.
В дополнение к этим свойствам арматура из стеклопластика также является коррозионно-стойкой, , электромагнитно нейтральной и не является проводником теплового или электрического тока. Это делает их отличной заменой стальной продукции в отраслях, где эти свойства требуются.
Сравнивая их рабочие характеристики, становится ясно, что во многих областях применения стекловолокно прочнее стали . Тем не менее, наиболее убедительное преимущество использования пултрузионного стекловолокна вместо стали появляется при рассмотрении совокупных преимуществ по всем направлениям.
Да, стекловолокно имеет превосходные механические свойства по сравнению со сталью, но оно также превосходит многие другие важные категории.
Другие преимущества
Помимо очевидных преимуществ прочности при использовании композитов из стекловолокна, использование пултрузионных стеклопластиков дает много других преимуществ, которые делают их использование более убедительным.
По сравнению со сталью, стекловолокно намного прочнее в открытых и экстремальных условиях. Он может выдерживать экстремальные температуры и холода без деформации и чрезвычайно устойчив к ржавчине и коррозии .
Благодаря этим свойствам изделия из стеклопластика имеют гораздо более низкие затраты на техническое обслуживание и частоту замены, что делает их гораздо более экономичным вариантом, чем сталь в долгосрочной перспективе.
Их долговечность также означает, что стекловолокно является предпочтительным материалом при строительстве на береговой линии или в местах с коррозийными почвами, поскольку они не подвержены коррозии почти так же быстро, как сталь.
Из-за этого их использование на дощатых тротуарах, мостах над водой и других объектах на берегу океана намного эффективнее, чем со сталью.
Еще одна причина, по которой изделия из пултрузионного стекловолокна превосходят сталь, — это вес. Пултрузионные изделия могут весить до на 75% меньше, чем сталь , и, как было показано, значительно снижают общий вес конечных продуктов при использовании стекловолокна.
Это означает, что транспортировка и монтаж материалов проще, быстрее и дешевле, чем сталь.Кроме того, уменьшенный вес означает, что автомобили, изготовленные из стекловолокна вместо стали, имеют меньший расход топлива, что значительно помогает потребителям этих конечных продуктов и снижает воздействие на окружающую среду.
Кроме того, изделия из стекловолокна могут изготавливаться с соблюдением ряда мер безопасности, чего нельзя сделать со сталью. В процессе пултрузии стекловолокно может быть усилено огнестойкими и стойкими свойствами.
В результате этого процесса получаются продукты, отвечающие даже самым строгим требованиям пожарной безопасности, что делает их идеальными для использования в таких областях, как жилищное строительство, где действуют строгие правила пожарной безопасности.
Примеры использования
Благодаря своим многочисленным преимуществам, пултрузионное стекловолокно используется в различных отраслях промышленности в качестве заменителя стальной продукции. Продукция из стекловолокна революционизирует строительство мостов и туннелей, высотное строительство, морские и прибрежные районы и многие другие.
Яркий пример замены стали стекловолокном можно найти в коммерческом строительстве; строительные леса являются примером этого. В то время как стальные леса по-прежнему используются все чаще, леса из стекловолокна приобретают все большую популярность благодаря своей стабильности, легкости и устойчивости к окислению и коррозии.
Строительство мостов также извлекает выгоду из прочности композитов из стекловолокна. Мосты из стекловолокна легче, проще в сборке, более экологичны и долговечны, чем традиционные мосты из стали и дерева.
На самом деле композиты из стекловолокна настолько превосходят сталь, что старые стальные конструкции начинают заменяться деталями из стекловолокна.
Например, Министерство транспорта штата Огайо (ODOT) недавно приняло схему замены стали для моста Энтони Уэйна Трейл в Толедо, в которой компоненты из стекловолокна заменяют сталь.После обширных исследований ODOT обнаружила, что стекловолокно является превосходным продуктом, и решила постепенно полностью заменить сталь.
Заключение
После изучения преимуществ использования пултрузионного стекловолокна перед сталью неудивительно, что стеклопластик быстро завоевывает популярность по сравнению с традиционными материалами практически во всех отраслях промышленности.
Их низкая стоимость материала, легкий вес, устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды и превосходные эксплуатационные характеристики означают, что они будут продолжать прокладывать путь для постоянного роста.
Ожидается, что в Северной Америке производство пултрузионных продуктов будет продолжать расти из-за распространения 5G и упомянутых выше отраслей. Инфраструктура и строительство будут основными секторами роста, а продукция, включая пултрузионное стекловолокно, будет иметь большое значение для инфраструктуры 5G.
Рынки коммерческой и жилой недвижимости в регионе также продолжают стабилизироваться, и девелоперы сосредоточили свои усилия на строительстве давно существующих объектов из материалов, обеспечивающих долговечность в будущем.
Компании, использующие ветряную и другую экологически чистую энергию, стремятся к росту, нуждаясь в более эффективных процессах. Усовершенствования в автоматизированных операциях дают компаниям, занимающимся пултрузией, более широкие возможности участвовать в масштабных партнерских отношениях с экологически чистыми компаниями, снижая при этом общую стоимость производимой продукции.
Поскольку технологии искусственного интеллекта и машинного обучения продолжают повышать точность производства и снижать неэффективность пултрузионного производства, экологически чистая промышленность почти наверняка найдет новые возможности для включения этих производственных процессов в свою повседневную деятельность.
Для любого проекта, для которого требуются сталь и дерево, стоит рассмотреть вариант использования стекловолокна.
Арматура из стекловолокна — Новые Строительные Технологии
КОМПОЗИТНЫЙ РЕЗИН
— достойная альтернатива металлической фурнитуре.
Стекловолоконная арматура имеет следующие преимущества перед металлической арматурой:
- Предел прочности на разрыв в 3 раза выше прочностных характеристик стальных стержней III класса. Металлический каркас имеет индекс прочности на разрыв 390 МПа и стеклопластик не менее 1300 МПа.
- Нержавеющий материал.
- Фитинги кислотостойкие. Очень хорошо стоит в морской воде.
- Крепеж имеет более эластичные свойства.
- Непроводящий, изолятор.
- Практически не проводит тепло.
- Радиоволны.
- Магнитометрия (исключено изменение прочностных свойств композитной арматуры под действием электромагнитных полей).
- Не теряет прочностных свойств под воздействием очень низких температур.
- В 9 раз легче металлической арматуры (при столь же эффективной замене).
- Любая строительная длина.
- Для транспортировки арматуры из стекловолокна не требуется грузовых автомобилей.
Преимущества композитной арматуры с шлифовкой:
- сцепление (сцепление) с бетоном. Применение присыпки песком увеличивает сцепление арматурного стержня с бетоном на 17-58% (в зависимости от марки бетона) за счет равномерного распределения нагрузки по длине стержня.
- Технология производства. Для задвижек с песчаным покрытием достигается самый низкий процент брака, а процесс более технологичен за счет отсутствия необходимости в дальнейшей работе скрутки и винтовой намотки профиля. №
- покрытие из песка, которое дополнительно защищает изделие из композита от агрессивной среды бетона, в которой есть соли и щелочи.
- глобальный опыт применения. Анализ зарубежного рынка показывает, что доля композитной арматуры с песчаным отливом на западном рынке составляет более 50%.
Композитная арматура может быть любой длины, от нескольких сантиметров (гибкие соединения) до десятков метров и может быть сведена к бухте для экономии места при транспортировке. Длина арматуры в бухте может достигать 100 м, а при расширении арматура принимает первоначальный вид, без признаков остаточной деформации.
Армирование стекловолокном New Building Technologies доступно в нескольких вариантах:
- Армирование стекловолокном с периодическим профилем
- Армирование стекловолокном с облицовкой из раствора
- Армирование из стекловолокна с облицовкой из раствора и периодическим профилем
Армирование с периодическим профилем является наиболее популярным и выгодно отличаются от своих металлических аналогов отличными характеристиками и ценой по сравнению со стальной арматурой.
Сменный стол и крестовина
Стальная арматура | Стекловолоконная арматура | ||||||||
Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм2 | Предел прочности (расчетный) N | Масса, кг / м.![]() |
Метров в тонне | Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм2 | Предел прочности (расчетный) N | Масса, кг / м. | Метров в тонне |
6 | 28,3 | 10 188 | 0,22 | 4 545 | 4 | 13,510 902 901 904 | 0,02 | 37 037 | |
8 | 50,3 | 18108 | 0,40 | 2530 | 6 | 2910431 | 2910431 | 0,06 | 23 810 |
10 | 78,5 | 28 260 | 0,62 | 1 613 | 8 9031 9031 40 960 | 0,08 | 11 905 | ||
12 | 113,1 | 40 716 | 0,89 | 1 126 | 8
2 |
40 960 90 431
| 0,10 |
11 905 |
|
14 | 154 | 55 440 | 1,21 | 826 | 10 | 7936,536 7936,5 | 0,16 | 7 246 | |
16 | 201 | 72 360 | 1,58 | 633 | 12 | 114
31 903 22 |
5263 | ||
18 | 254 | 91440 | 2,00 | 500 | 14 | 154,8101 | 3 846 | ||
20 | 314 | 113040 | 2,47 | 405 | 16 | 201,9 | 0,40 | 2 778 |
Композитная арматура уже завоевала популярность среди профессиональных строителей, поскольку прочна, легка и устойчива к коррозии. Но многие строители, привыкшие работать с металлической арматурой, часто сомневаются, что стекловолокно или базальтовое волокно могут полностью заменить металл. Такие опасения возникают из-за отсутствия информации о возможностях и характеристиках композитных материалов. Мы предоставим сравнительное описание арматуры из металла и стекловолокна для получения наиболее необходимых в конструкции параметров для устранения этого разрыва. Можно сэкономить, если использовать арматуру из стекловолокна, особенно в период кризиса.
Стекловолоконная арматура из линейных прядей стекловолокна, собранных в балку, армированную периодическим профилем, пропитанную термореактивным связующим, подвергнутую нагреванию (полимеризации) и охлажденному. Получается сплошной высокопрочный пруток в три раза прочнее стали по результатам испытаний на растяжение, а меньший вес — в 9 раз при равных диаметрах. Арматура изготавливается в виде прутков любой длины по желанию заказчика.
Армирование стекловолокном с облицовкой раствором производится по аналогичной технологии, но песок равномерно наносится на стержни арматуры перед процессом полимеризации.
Добавить комментарий