Treść artykułu
- Mocne i słabe strony zbrojenia kompozytowego
- Korzyści w kontekście fundacji
- Obliczanie zbrojenia kompozytowego
- Zasady pracy z materiałem
- Dzianie przestrzennych konstrukcji wzmacniających
Kompetentni budowniczowie rozumieją, jak ważne jest wprowadzanie nowych technologii i materiałów do ich praktyki. Świat wiedział o zbrojeniu kompozytowym od dawna, ale jego masowa produkcja i zastosowanie wystartowało dopiero kilka lat temu. Opowiemy o cechach pracy ze wzmocnieniem z włókna szklanego na przykładzie fundamentu.
Mocne i słabe strony zbrojenia kompozytowego
Nie oczekuj, że jakikolwiek materiał budowlany będzie wyjątkową i ujednoliconą ofertą. Jednak prawidłowe zastosowanie zgodne z warunkami pracy może przynieść naprawdę znakomite rezultaty. Tak też jest w przypadku zbrojenia kompozytowego: wykorzystując jego pozytywne właściwości i niwelując negatywne, można zapewnić długotrwałą eksploatację przy niższych kosztach materiałowych.
Za główną zaletę zbrojenia szklano-polimerowego uważa się nieodłączną wysoką granicę działania niszczącego – prawie 2,5 razy wyższą niż stali. Zbrojenie kompozytowe znacznie lepiej radzi sobie z wykonywaniem prac kompensujących siły rozciągające w masie betonowej niż stal. Zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę, że podczas produkcji pręty z tworzywa sztucznego mogą mieć teksturę powierzchni, która przyczynia się do najbardziej efektywnej przyczepności do masy betonowej..
Kolejnym oczywistym plusem jest wyjątkowo wysoka odporność na agresywne środowiska. Konstrukcje betonowe trwale w warunkach podwyższonej wilgotności lub narażone na działanie roztworów soli, w przypadku zbrojenia materiałami kompozytowymi, mają znacznie dłuższą żywotność. Nie wolno nam zapominać o przejawach elektrolizy: właściwości dielektryczne tworzywa sztucznego mogą być zarówno plusem, jak i minusem..
Nie bez muchy w maści: wzmocnienie z włókna szklanego nieodwracalnie traci swoje właściwości po podgrzaniu. To zmusza nas do ponownego rozważenia wykonalności jego zastosowania z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego. Po podgrzaniu do 150-200 ° C zbrojenie traci swoje właściwości wytrzymałościowe, ale jeśli jako spoiwo zastosowane zostały termoutwardzalne polimery, to zbrojenie traci nieodwracalnie swoją wytrzymałość.
Kolejną wadą zbrojenia kompozytowego jest niski moduł sprężystości, czyli mała odporność na zginanie. Z tego powodu w konstrukcjach z silnymi uderzeniami wymagane jest ułożenie zbrojenia z włókna szklanego w ilości do 4 razy większej niż standardowa zawartość dla przekroju w porównaniu ze zbrojeniem stalowym..
Korzyści w kontekście fundacji
Elastyczność wzmocnienia polimerowego pozwala na jego transport w kręgach, dzięki czemu długość pojedynczego elementu jest praktycznie nieograniczona. Wraz z niską wagą materiału (3-4 razy mniejszą niż stal) wszystkie inne właściwości zapewniają tanią dostawę bez użycia długich pojazdów, a także dużą wygodę użytkowania.
Fundamenty nie są narażone na działanie otwartego ognia i wysokich temperatur w czasie pożaru, dlatego niski opór cieplny nie jest istotną wadą. Wysoka elastyczność zbrojenia może mieć znaczenie tylko podczas pracy w konstrukcjach z węzłami skupionych uderzeń, na przykład podczas montażu krat. Istnieje jednak możliwość przywrócenia wytrzymałości betonu na obciążenia zginające poprzez ułożenie stosunkowo niewielkiej ilości zbrojenia stalowego lub po prostu poprzez zwiększenie ilości pali.
O wiele ważniejsza dla fundamentów jest odporność na korozję włókna szklanego. Nie ma to większego znaczenia w późniejszej hydrofobizacji i hydroizolacji betonu, jednak podatność fundamentów taśmowych na pękanie w wyniku zwiększenia objętości korozyjnego metalu można pominąć w przypadku zastosowania zbrojenia polimerowego. Włókno szklane jest optymalne do budowy fundamentów pływających na terenach pozbawionych drenażu io dużej zawartości związków chemicznie czynnych w wodzie górnej. Nawet w normalnych warunkach zastosowanie zbrojenia z włókna szklanego pozwala zredukować warstwę ochronną betonu do minimum 15-20 mm, umożliwiając tym samym przesunięcie zbrojenia w strefę maksymalnego efektywnego przejmowania obciążeń.
Obliczanie zbrojenia kompozytowego
Jeśli większość budowniczych dobrze opanowała metody obliczania zbrojenia stalowego, projektowanie fundamentów ze wzmocnieniem z włókna szklanego jest nadal uważane za temat niedostatecznie omówiony. Powodem tego są różne właściwości fizyczne i mechaniczne zbrojenia, które nie są jeszcze brane pod uwagę w większości istniejących przepisów budowlanych. Najprostszą metodą obliczania zbrojenia kompozytowego jest metoda zastępowania o jednakowej wytrzymałości, w której pręty stalowe zastępuje się prętami z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym ze zmniejszeniem rozmiaru o dwie wartości (czyli 8 mm zamiast 12 mm lub 14 mm zamiast 18 mm). Zaleca się jednak, aby obliczenia złożonych fundamentów wykonywać od podstaw według ogólnego schematu, aby nie stracić z oczu znaczącej różnicy wartości modułu sprężystości.
Pierwsza część obliczeń fundamentu zawiera określenie wpływu na podstawę budynku i jest wykonywana w taki sam sposób, jak w przypadku konstrukcji żelbetowych. Druga część rozpoczyna się od określenia dostatecznych wymiarów przekroju betonowych elementów konstrukcyjnych i tu można zauważyć pierwsze różnice. Ponieważ wytrzymałość na rozciąganie zbrojenia z włókna szklanego jest wyższa, a warstwa ochronna jest minimalna, wystarczające pole przekroju poprzecznego jest o 25–30% mniejsze niż standardowe minimum dla produktu żelbetowego o równym przekroju elementów wzmacniających. Nie dotyczy to określania szerokości dolnej płaszczyzny fundamentu, która jest zawsze określana na podstawie rzeczywistych obciążeń i nośności gruntu. Dlatego przy zbrojeniu zbrojeniem kompozytowym warto zwrócić uwagę na fundamenty o skomplikowanych przekrojach..
Kolejnym etapem jest wybór zamiennika zastępczego zbrojenia stalowego, polegającego na zachowaniu nie tylko wytrzymałości, ale także wszystkich innych właściwości fizyko-mechanicznych. Głównym niuansem jest to, że zbrojenie z włókna szklanego ulega 3-4-krotnie większemu wydłużeniu liniowemu, zanim przestanie być odporne na niszczące działanie. Oznacza to, że całkowity przekrój poprzeczny elementów wzmacniających w strefie obciążenia rozciągającego musi być odpowiednio większy niż przy zastosowaniu zbrojenia stalowego. Zaletą zastosowania zbrojenia z włókna szklanego w tym przypadku są jedynie wysokie tolerancje pęknięć otwierających – w przypadku zbrojenia polimerowego kontakt z powietrzem czy wilgocią nie jest krytyczny, nie można jednak przeoczyć wpływu sił mrozu na beton. Ogólny trend jest następujący: wyniki oszczędności objętości mieszanki betonowej należy skierować na wzmocnienie zbrojenia kompozytowego w wyznaczonych obszarach.
Zasady pracy z materiałem
Różnice w pracy ze wzmocnieniem polimerowym dotyczą nie tylko metody obliczeniowej, ale także metod obróbki materiału. W szczególności:
- Cięcie zbrojenia z włókna szklanego powinno odbywać się za pomocą gorącej palnika lub przecinarki do śrub. Cięcie wzmocnienia polimerowego w jakikolwiek sposób prowadzi do powstania szkodliwych mikroskopijnych wiórów.
- Zginanie zbrojenia dopuszczalne jest tylko przy wykonywaniu elementów zbrojenia konstrukcji. Odbywa się to poprzez podgrzanie wygiętej sekcji do 100-120 ° C za pomocą elektrycznej suszarki do włosów, a następnie naturalne chłodzenie po uzyskaniu przez produkt wymaganego kształtu.
- Składując zbrojenie kompozytowe należy je chronić przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych i wysokimi temperaturami..
- Podczas odwijania zbrojenia należy wziąć pod uwagę jego dużą elastyczność. Aby złagodzić naprężenia podczas zwojów, koniec zwory powinien być tymczasowo przymocowany do korpusu cewki za pomocą łańcucha o długości metra. Jeśli cewka jest dostarczana bez cewki, przed przecięciem klipsów należy przymocować do cewki 2-3 stalowe pierścienie, aby zapobiec ślizganiu się prętów..
Dzianie przestrzennych konstrukcji wzmacniających
Proces montażu ramy wykonanej ze zbrojenia z polimeru szklanego różni się zasadniczo od łączenia metalu. Źródłem większości różnic jest praktycznie nieograniczona długość prętów: rzadko stosuje się równoległy pakiet prętów. Z tego powodu rama całego produktu jest znacznie wygodniejsza do zrobienia na miejscu, a następnie wyładowania jej do szalunku. Ułatwia to również niska waga i odporność na korozję: dla bezpieczeństwa wzmocnienia z włókna szklanego wystarczy osłonić je przed słońcem..
Przygotowanie elementów ramy, podobnie jak w przypadku prętów stalowych, należy wykonać przed montażem, czyli wszystkie prace wykonywane są głównie metodą produkcyjną. Dane rzędów na rogach i skrzyżowaniach należy wykonać lepkimi celownikami, aw razie potrzeby zwiększyć wyprasowanie poprzez równoległe łączenie z zakładką co najmniej 20 średnic. Krzyż nitki jest dziany przez oplatanie każdego z prostopadłych prętów pierścieniem, który ściąga zbrojenie razem. W przypadku wiązania równoległego 3-5 pasków jest instalowanych w 2 obrotach. W tym celu można użyć zarówno opasek nylonowych, jak i taśmy PET z późniejszym jej skurczem termicznym..
Jeśli konieczne jest uwzględnienie skomplikowanych kotew w zbrojeniu, są one wyginane z metalu lub w tych połączeniach konstrukcji stosuje się produkty gięte fabrycznie, w których wzmocnienie z włókna szklanego może spełnić swoje zadanie. W takim przypadku konieczne jest zwiększenie grubości warstwy ochronnej w miejscu montażu elementów stalowych oraz wykonanie wiązki różnych materiałów drutem polimerowym.
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis