Nowości na rynku materiałów budowlanych: zbrojenie kompozytowe

Treść artykułu

• Zalety i wady zbrojenia kompozytowego
• Charakterystyka porównawcza zbrojenia metalowego i kompozytowego
• Uwaga: pozbawieni skrupułów producenci

Pojawiające się niedawno zbrojenie kompozytowe zdobyło już lwią część rynku budowlanego. W naszym artykule porozmawiamy o tym, z czego się składa, czym różni się od tradycyjnego metalu i gdzie jest używany, a także rozważymy najczęstsze mity.

Zbrojenie kompozytowe zostało wynalezione ponad 30 lat temu, ale stało się powszechne dopiero w ostatnich kilku latach. Ze względu na swoje właściwości techniczne i użytkowe taki materiał jest w stanie konkurować z klasycznymi stalowymi prętami zbrojeniowymi..

Zbrojenie wykonane z kompozytów przypomina wyglądem stal, ale wykonane jest z włókien impregnowanych specjalnymi spoiwami-utwardzaczami. Podczas procesu produkcyjnego na prętach formowane są żebra lub natryskiwana jest powłoka z piasku, aby poprawić przyczepność do betonu.

Do produkcji zbrojenia wykorzystuje się kilka rodzajów włókien kompozytowych:

1. Włókno szklane z dodatkiem żywic termoutwardzalnych – wzmocnienie z włókna szklanego.
2. Włókno bazaltowe z dodatkiem żywic – plastikowy pręt zbrojeniowy bazaltowy.
3. Włókno węglowe (carbon) – wzmocnienie z włókna węglowego.
4. Nić kevlarowa firmy DuPont – wzmocnienie z kevlaru.

Ostatnie dwa typy są używane niezwykle rzadko i głównie za granicą. Kompozycje z tworzyw węglowodorowych i Kevlaru zostały opracowane z myślą o zastosowaniach w przemyśle kosmicznym i wojskowym, dzięki czemu charakteryzują się zarówno dużą wytrzymałością, jak i wygórowaną ceną..

Inżynieria lądowa preferuje zbrojenie z włókna szklanego, optymalne pod względem kosztów i zakresu zastosowania.

Zalety i wady zbrojenia kompozytowego

Najbardziej wrażliwym punktem produktów żelbetowych są metalowe wkładki wzmacniające, które są podatne na korozję. Gruntowanie czy stosowanie stopów nie rozwiązuje całkowicie problemu – prędzej czy później metal rdzewieje niszcząc beton. Agresywne media nie mają wpływu na wzmocnienie z włókna szklanego, co jest tylko jedną z wielu zalet:

1. Wartości wytrzymałości na rozciąganie prawie trzykrotnie przewyższają właściwości metalu.
2. Zbrojenie kompozytowe waży 9-11 razy mniej przy jednakowej wytrzymałości.
3. Materiał jest nie tylko niedrogi, ale także pozwala znacznie zaoszczędzić na załadunku i transporcie.
4. W przeciwieństwie do metalu nie tworzy mostków zimna, zmniejszając straty ciepła.
5. Trwałość i odporność na zmiany temperatury.
6. Posiada współczynnik rozszerzalności cieplnej zbliżony do betonu, co zmniejsza ryzyko powstawania defektów i pęknięć.
7. Całkowicie dielektryczny i przezroczysty dla promieniowania radiowego.
8. Można go wykonać zarówno w postaci prętów, jak i poprzez nawijanie w cewki.

Testy pokazują również drugą stronę medalu – wady zbrojenia kompozytowego:

1. Niski moduł sprężystości wymaga dodatkowych obliczeń przy zastosowaniu takiego zbrojenia w stropach.
2. Niska ognioodporność wynika z faktu, że kompozyty pod wpływem wysokich temperatur po prostu topią się, zamieniając się w ciecz.
3. Niezdolność do spawania.
4. Brak możliwości gięcia gotowego zbrojenia na budowie.

Należy zauważyć, że wszystkie negatywne niuanse są z powodzeniem rozwiązywane przez producentów i inżynierów projektantów: podczas budowy konstrukcji o dużym obciążeniu przeprowadzane są specjalne badania i obliczenia, dodatkowa obróbka mieszanek betonowych i samo zbrojenie służy do zwiększenia odporności na ciepło, wszystkie gięte części są produkowane w fabrykach zgodnie z projektami.

Charakterystyka porównawcza zbrojenia metalowego i kompozytowego

Z zastrzeżeniem przepisów budowlanych, zbrojenie kompozytowe może zastąpić metal we wszystkich obszarach zastosowań:

1. Budowa domków: wszelkiego rodzaju fundamenty i elastyczne połączenia ścian.
2. Konstrukcje betonowe w budynkach przemysłowych i wielokondygnacyjnych.
3. Produkcja betonu ciężkiego i lekkiego.
4. Mur wielowarstwowy różnego typu.
5. Ochrona brzegów i budowa konstrukcji przybrzeżnych (nie boi się kontaktu z wodą).
6. Nawierzchnia drogowa (wydłuża żywotność o jedną trzecią).
7. Tworzenie pasów odpornych na trzęsienia ziemi (zalecane do stosowania w obszarach o wysokich wibracjach).
8. Wykonywanie budynków monolitycznych przy użyciu stałego szalunku.
9. Elektryfikacja (słupy oświetleniowe i linie energetyczne).
10. Produkcja podkładów kolejowych.

Charakterystykę zbrojenia kompozytowego najlepiej prezentuje się w porównaniu z metalowymi odpowiednikami:

	Okucia metalowe klasy А-III (А400С)	Wzmocnienie z włókna szklanego	Plastikowe wzmocnienie bazaltowe
Materiał	Stal 35GS, 25G2S itp..	Włókno szklane wiązane polimerem o średnicy 13-16 mikronów	Włókno bazaltowe o średnicy 10-16 mikronów, wiązane polimerem
Najwyższa wytrzymałość na rozciąganie, MPa	360	600-1200 (maleje wraz ze wzrostem średnicy)	700-1300 (maleje wraz ze wzrostem średnicy)
Moduł sprężystości, MPa	200 000	45 000	60 000
Względne rozszerzenie,%	od 14	2.2	2.2
Gęstość, t / m3	7.85	1.9	1.9
Odporność na korozję	Rdza	Materiał odporny na korozję pierwszej grupy odporności chemicznej	Materiał odporny na korozję pierwszej grupy odporności chemicznej
Przewodność cieplna	tak	nie	nie
Przewodnictwo elektryczne	tak	dielektryk	dielektryk
Profile (średnica), mm	6-80	4-20, w perspektywie do 60	4-20, w perspektywie do 60
Długość, m	6-12 (ze względu na wymagania transportowe)	Dowolny rozmiar	Dowolny rozmiar

Rozważając możliwość zakupu zbrojenia kompozytowego i porównując jego koszt z metalem, wielu zwraca uwagę tylko na cenę jednego metra bieżącego. Firma ROCKBAR (producent wzmocnień z włókna szklanego) wspólnie z University of Sheffield (Wielka Brytania) przeprowadziła testy porównawcze wytrzymałości na rozciąganie i wytrzymałości materiałów, w wyniku których uzyskano tabelę o jednakowej wytrzymałości zastępczej:

Zbrojenie kompozytowe	Klasa zbrojenia stalowego А-III (А400С)
Średnica pręta, mm	Waga 1 mb. m, kg	Liczba metrów na tonę	Koszt r. m, rub.	Średnica pręta, mm	Waga 1 mb. m, kg	Liczba metrów na tonę	Koszt r. m, rub.
4	0,02	50 000	od 8,75	6	0,22	4504,5	od 11.10.2018
pięć	0,03	33333	od 9,54	6	0,22	4504,5	od 11.10.2018
6	0,04	25000	od 11.59	8	0,40	2531,7	od 16.50
7	0,06	16667	od 13,95	dziesięć	0.62	1620,8	od 24.12.2018
8	0,08	12500	od 17.27	12	0.89	1126.1	od 27.15
dziesięć	0,20	5000	od 25,60	czternaście	1.21	826,5	od 39.12.2018
12	0,23	4348	od 35,38	szesnaście	1.58	632,9	od 49,90
czternaście	0,30	3333	od 48,42	20	2.00	404,9	od 77.05
szesnaście	0.35	2857	od 61,88	22	2.47	335,6	od 93.10.2018
18	0.43	2326	od 67,40	25	2,98	259,7	od 121,00
20	0,60	1667	od 84.10.2018	28	4.83	207,0	od 151,00

Uwaga: ceny pobierane są z oficjalnych stron producentów, w sieciach handlowych mogą się nieznacznie różnić w górę.

Proste obliczenia pokazują, że oszczędności w zakupie zbrojenia wykonanego z materiałów kompozytowych mogą być nawet 2-krotnie większe niż w przypadku metalu. Nie zapomnij o innych wydatkach:

• oszczędności przy dostawie dzięki lekkości i zwartości;
• oszczędności na załadunku i rozładunku – nie ma potrzeby zatrudniania pracowników;
• oszczędność materiałów eksploatacyjnych – włókno szklane można przecinać przecinakami do drutu lub nożycami do prętów;
• oszczędność na okrawkach – pręty zbrojeniowe w kręgach docinane są na wymiar bez strat.

Uwaga: pozbawieni skrupułów producenci

Wdrażanie innowacji na rynku materiałów budowlanych jest zawsze „piskliwe”. Zbrojenie kompozytowe nie jest wyjątkiem. Z jednej strony pojawiło się wielu dużych i małych producentów. Z drugiej strony wszystkie fabryki działają według własnych specyfikacji i starają się zwabić kupującego sprytnymi sztuczkami. Rozważ najczęstsze mity.

Mit: Nasze produkty są lepsze, ponieważ dodajemy sekretne składniki (które również nadają nietypowo jasny kolor).

Fakt: Pigmentacja nie wpływa na trwałość, jej jedynym plusem jest estetyka. Co więcej, źle dobrany pigment może pogorszyć działanie. Wszystkie specyfikacje muszą być udokumentowane w raportach z testów.

Mit: Im częściej znajdują się żebra nawijające, tym mocniejsze jest wzmocnienie.

Fakt: Żebra nawijające służą do zwiększenia przyczepności do betonu i nie wpływają w żaden sposób na zerwanie, wytrzymałość i ściskanie zbrojenia. Jedynym wyjątkiem jest pokrywa z piasku, która równomiernie rozkłada obciążenie na całej długości pręta.

Mit: Wzmocnienie z włókna szklanego można zepsuć ręcznie, o jakiej wytrzymałości możemy mówić?

Fakt: Zbrojenie wykonane z materiałów kompozytowych działa na obciążenia podłużne, a nie poprzeczne.

Niestety nie ma jeszcze GOST dla zbrojenia kompozytowego. Dlatego wybieraj produkty od zaufanych producentów, poproś sprzedawcę o certyfikaty i raporty z testów, porównaj je z powyższymi wskaźnikami i nie daj się zwieść kusząco niskim kosztom..

Powiązane Wpisy:

1. Nowości na rynku materiałów budowlanych: przezroczysty beton (litrakon) Treść artykułu Z czego wykonany jest przezroczysty beton Obszary zastosowań. Charakterystyka techniczna betonu przepuszczającego światło Funkcje instalacyjne i operacyjne Wydawałoby się, że nie ma bardziej nudnego budulca niż beton, ale nie...
2. Nowość na rynku materiałów budowlanych: szkło piankowe Treść artykułu Granulowane szkło piankowe Szkło piankowe Pustaki ze szkła piankowego Czym jest szkło piankowe i kto go potrzebuje na współczesnym rynku? Czy ma sens płacić za to tyle pieniędzy, czy...
3. Nowość na rynku materiałów budowlanych: blacha szklano-magnezowa Treść artykułu Z czego wykonany jest szklany arkusz magnezytu Gdzie można używać LSU Plusy i minusy LSU Praktyczne wskazówki dotyczące instalacji LSU Tafla szklano-magnezowa została uznana za oficjalny materiał igrzysk olimpijskich...
4. Przechowywanie materiałów budowlanych zimą Kwestia magazynowania materiałów budowlanych pojawia się również w przypadku konserwacji placu budowy do wiosny oraz w przypadku kontynuowania prac zimą. Oczywiście, jeśli zdecydujesz się kontynuować budowę, materiały powinny być pod ręką,...