В каких случаях какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая

На строительном рынке недавно появилась арматура для ЖБИ-изделий из композитного материала – стеклопластика. Продавцы ее активно продвигают, и она уже заняла значительную потребительскую нишу. Арматура из стеклопластика характеризуется неплохими эксплуатационными параметрами и ассортиментным разнообразием, но всегда ли целесообразно ее использование?

Давайте попробуем разобраться, какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая. В каких случаях рационально использовать тот или иной вариант.

Содержание

1. Состав изделий из металла и стеклопластика
2. Достоинства и недостатки
3. Область применения
4. Ценовой аспект использования при строительстве

Состав изделий из металла и стеклопластика

Стальная арматура производится и используется давно, на сегодняшний день разработано много ее видов. Их принято классифицировать по таким параметрам:

• конфигурация профиля;
• нагрузкам, которые может принять изделие;
• способ распределения нагрузок;
• принцип работы;
• технологии производства.

При изготовлении железобетонных конструкций чаще всего используются такие варианты стальной арматуры:

• Рабочая. Прутки прекрасно принимают все нагрузки на растяжение, и оптимально выдерживают – соскальзывающие воздействия.
• Распределительная. Эти стержни удерживают арматурную конструкцию в определенном положении, и однородно распределяют нагрузки между ее частями.
• Монтажная. Применяется для формирования каркаса.
• Анкерная. Этот вид используется в качестве закладных конструкций.

По принимаемым нагрузкам арматурная продукция подразделяется:

• Продольная. Она предназначена для купирования растягивающих нагрузок, она предотвращает появление трещин вертикального направления, в том числе в «узких местах».
• Поперечная. Этот вид препятствует формированию разрывов по наклону, которые формируются в зоне опор от скользящих напряжений.

По способу распределения нагрузок различают:

• единичные стержни;
• каркасы;
• армирующие сетки.

По технологии изготовления арматуру из металла классифицируют:

• проволока
• стержни
• канаты

Арматура стеклопластик или металл в обязательном порядке классифицируется по эксплуатационным параметрам. А композитные изделия еще принято различать по типу использованного материла в изготовлении волокон, помимо стекловолокна:

• базальт;
• арамид;
• углерод.

Волокна пропитывают полимером. Чаще в производстве используется эпоксидная смола. Стержни отправляются в печь для просушки. После этого изделие является готовым, его можно использовать в производстве железобетонных конструкций. Диаметр прутков может варьироваться от 0,4 до 1,8 см, длина стандартных стержней может достигать 12 метров. На поверхности стеклопластиковых изделий сформированы спиралеобразные ребра, подобно металлической продукции, для надежного соединения с железобетоном.

Сначала рассмотрим свойства металлической арматуры, хотя, ее достоинства очевидны – дома, построенные в начале XX века с применением этих изделий, до сих пор не только сохранились, но и вполне функциональны. Стержни из стали характеризуются такими преимуществами:

• высокая прочность на изгиб, сжатие и другие деформации;
• прутки универсальны в применении;
• хорошо адгезируются с бетоном;
• широчайший диапазон рабочих температур;
• монтируются стандартно, с применением сварочных установок.

Но в сравнении с новой композитной продукцией, изделия из металла проявляют следующие недостатки:

• они имеют значительную массу;
• металл подвержен коррозии;
• металл характеризует высокая способность проводить температуру, что вызывает промерзание конструкций в холодное время года;
• высокая стоимость, включая транспортировку.

Композитная продукция привлекает потребителей своей ценой, которая вдвое ниже. У арматуры стеклопластиковой технические характеристики также весьма высоки:

• высокая устойчивость к коррозии;
• небольшая масса;
• нейтральность к большинству агрессивных веществ;
• эластичность;
• стеклопластик не проводит электроток;
• не формирует радио- и электронных помех, не создают преграду электромагнитным волнам.

Сравнение стальной и стеклопластиковой арматуры формирует понимание недостатков материала из композита:

• стержни из стекла и пластика плохо переносят нагрузки на изгиб, что обуславливает невозможность их использования в конструкциях, подверженных таким нагрузкам: балки, перекрытия и подобные элементы;
• небольшой диапазон рабочих температур, особенно к низким значениям;
• установка арматуры сложна, поскольку композитные стержни не подлежат технологии обработки сваркой.

Из сопоставления двух типов арматур становится понятно, что стеклопластиковые изделия следует применять строго, согласно техническим характеристикам. В противном случае железобетонные конструкции будут ненадежны.

Область применения

Не смотря на все имеющиеся достоинства стеклопластиковой арматуры, использовать ее следует с большой осторожностью. Лучше предварительно проконсультироваться со специалистами, которые не заинтересованы в раскрутке данной продукции. Главная причина тому – кардинальные отличия материалов: бетона и стеклопластика.

На самом деле не существует результатов независимых экспертиз, все технические характеристики заявлены производителями, после локальных экспериментов. Тем более что компании порой делают совершенно различные заявления, поскольку их технологии производства различаются существенно. Рекламации производителей остаются только рекламациями, и не являются нормативной базой. Так, прочность стеклопластика на растяжении выше, чем у металла, в 4 раза, но поведение материала напрямую зависит от направления вектора нагрузки. Поэтому реальные показатели данного параметра до сих пор остаются инкогнито.

Арматура из металла, сваренная в конструкции

Относительно применения стеклопластиковой арматуры разработан СНиП52-01, но он содержит лишь общие предписания. Поэтому целесообразно для ответственных железобетонных конструкций использовать металлические изделия.

Ценовой аспект использования при строительстве

При выборе арматуры чаще покупатели руководствуются ценовым аспектом в отношении единицы веса готового изделия. Но данный подход в сравнении стоимости арматуры из металла и стеклопластика абсолютно не верен, поскольку материалы имеют различную плотность. Так, тонна арматурной продукции из композита, благодаря меньшему значению вышеназванного параметра, может иметь в партии до 5 раз больше изделий, в сравнении с металлической, такого же диаметра. Поэтому сложно определить, какая арматура дешевле металлическая или стеклопластиковая, поскольку следует учитывать параметры расхода бетона, затраты на транспортировку и качество готовых железобетонных конструкций. Следует понимать, что по завершении гарантийного срока, у предприятия, которое возвело ненадежное сооружение или изделие остается законодательная и моральная ответственность.

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.

Арматура из стекловолокна и стальная арматура: преимущества и недостатки

Арматура из стекловолокна и стальная арматура: преимущества и недостатки | Однокомпозитный

Арматура из стекловолокна , также известная как арматура из стеклопластика, представляет собой новый тип композитного материала. Многие клиенты впервые знакомятся с этим продуктом и не знают, чем он отличается от стальной арматуры. Зачем использовать арматуру из стекловолокна? Далее мы представим преимущества и недостатки арматуры из стекловолокна и стальной арматуры. После сравнения посмотрите, может ли арматура из стекловолокна заменить стальную арматуру?

Арматура из стекловолокна

Конструкция каркаса, армированного стекловолокном

Что такое стекловолокно?

В качестве нового высокоэффективного конструкционного материала стеклопластиковая арматура широко используется в тоннелях метро (щитах), автомагистралях, мостах, аэропортах, доках, станциях, проектах водного хозяйства, метро машиностроение и другие направления. Агрессивные среды, такие как электролизеры, крышки люков и проекты береговой обороны. Стеклопластиковые стержни могут решить многие инженерные проблемы, компенсировать недостатки традиционной стали и открыть новые возможности для развития гражданского и строительного машиностроения.

Преимущества и недостатки обычной арматуры и арматуры из стекловолокна

1. Высокая несущая способность, сильная способность к растяжению, прочность тела стержня в два раза выше, чем у стального стержня с резьбой того же диаметра, но вес всего 1/ 4 стальных стержня;
2. Модуль упругости стабилен, около 1/3~2/5 стального стержня;
3. Электрическая и тепловая изоляция, коэффициент теплового расширения ближе к цементу, чем к стали;
4. Хорошая коррозионная стойкость, подходит для использования во влажной или другой коррозионной среде, такой как водное хозяйство, мосты, доки и туннели;
5. Прочность на сдвиг низкая, а прочность на сдвиг обычных стержней из стекловолокна составляет всего 50 ~ 60 МПа, что обеспечивает отличные режущие характеристики. Он в основном аналогичен стальным стержням по характеристикам, имеет хорошую адгезию к бетону и в то же время обладает высокой прочностью на растяжение и низкой прочностью на сдвиг, что позволяет легко резать его непосредственно на станке с композитным экраном, не вызывая ненормального повреждения инструмента.

Разница между арматурой из стекловолокна и арматурой из стали

1. С точки зрения периода строительства, по сравнению с обычными стальными стержнями, арматура из стекловолокна настраивается производителями. Поскольку его нельзя обработать на месте, необходимо точно контролировать размер. Как только материал будет обрезан неправильно, период строительства будет отложен. Его форма настраивается напрямую, что сокращает этапы обработки обычных стальных стержней, а метод соединения внахлестку заменяет процесс сварки, что экономит время производства арматурного каркаса.
2. С точки зрения сложности конструкции, несущая способность стеклопластиковой арматуры на изгиб и сдвиг сильно отличается от обычных стальных стержней, а вес меньше, поэтому устойчивость арматурного каркаса не так хороша, как у обычных стальных каркасов во время подъем, опускание и заливка клетки, и легко показаться рассеянным. Специальные условия, такие как клети, клети, плавающие и т. д., требуют особого внимания при производстве и подъеме каркасов для сухожилий.
3. С точки зрения безопасности строительства, по сравнению с широко используемым в настоящее время методом строительства с частичным или полным разрушением диафрагмы армированной клетки на концах щита, армированная стекловолокном стена диафрагмы клетки может быть пробита защитной машиной напрямую, избегая легкого выброса бурового раствора. , Опасные условия, такие как выбросы воды и песка, снижают затраты на разрушение стенки диафрагмы и уменьшают загрязнение, такое как пыль и шум.
4. С точки зрения экономичности, по сравнению с обычными стальными стержнями, стержни из стекловолокна легче, а изменение направления снижает затраты на изготовление и установку каркаса стержня. В то же время, из-за большей клетки из стекловолокна, ширина стенки диафрагмы уменьшается, а трудозатраты на стыковку стенки диафрагмы сохраняются. Количество стальных балок или запорных труб позволяет сэкономить средства.

Характеристики арматуры из стекловолокна

• Высокая прочность на разрыв: Прочность на растяжение стержней из стекловолокна лучше, чем у обычных стальных стержней, что на 20% выше, чем у стальных стержней той же спецификации, и имеет хорошая устойчивость к усталости.
• Легкий вес: Качество стержней из стекловолокна составляет лишь 1/4 того же объема стальных стержней, а плотность составляет от 1,5 до 1,9 (г/см3).
• Высокая коррозионная стойкость: Коррозионная стойкость химических веществ, таких как кислота и щелочь, может противостоять коррозии ионов хлорида и растворов с низким значением pH, особенно коррозионная стойкость соединений углерода и соединений хлора.
• Сильное сцепление материалов: Коэффициент теплового расширения стекловолоконной арматуры ближе к цементу, чем стали, поскольку сила сцепления стекловолокна и бетона выше.
• Сильное конструктивное исполнение: Модуль упругости ребра из стекловолокна стабилен, размер стабилен при термическом напряжении, изгиб и другие формы могут быть термоформованы произвольно, а показатели безопасности хорошие. Столкновение не производит искр.
• Сильная проницаемость магнитных волн: армированное стекловолокном стекловолокно является своего рода немагнитным материалом, и его не нужно размагничивать в немагнитных или электромагнитных бетонных компонентах.
• Удобство в строительстве: стеклопластиковые стержни могут изготавливаться в стандартных и нестандартных частях различного сечения и длины в соответствии с требованиями пользователя, а для обвязки на месте можно использовать неметаллические натяжные ремни, которые просты в эксплуатации. Когда вы продаете стекловолокно оптом, вы должны выбрать обычный производителей стекловолокна купить.

Арматура из стекловолокна дорогая или арматура дорогая?

Арматура из стеклопластика φ12 более 10 000 за тонну, 5 000 метров; арматура более 4000 на тонну, 1100 метров; если цена рассчитывается из метров, то стеклопластиковая арматура ниже арматуры; если цена рассчитывается от тонны, арматура выше, чем арматура из стекловолокна; Согласно информации о рыночных ценах, сталь, армированная стекловолокном, немного дороже, чем армированная сталь, и в то же время она также снижает стоимость разрушения железобетона примерно на 30 000 юаней при использовании обычных диафрагменных стен для входа и выхода из тоннеля щита. В целом, стоимость использования стальных стержней из стекловолокна в определенной степени снижается, а использование диафрагменных стен из стекловолокна снижает риски безопасности, такие как попадание грязи, песка и воды во время строительства железобетонных диафрагменных стен, и сокращает срок строительства на 7-10. небо.

Выше приведено введение в преимущества и недостатки арматуры из стекловолокна и стальной арматуры. Как новый высокоэффективный конструкционный материал, арматура из стекловолокна широко используется в туннелях метро (защитных туннелях), автомагистралях, мостах, аэропортах, доках, станциях, проектах водного хозяйства, подземных инженерных работах и ​​других областях, она может адаптироваться к агрессивным средам, таким как как очистные сооружения, химические заводы, электролизеры, крышки люков и проекты береговой обороны. Арматура из стеклопластика может решить многие инженерные проблемы, компенсировать недостатки традиционной стали и открыть новые возможности для развития гражданского и строительного машиностроения.

GFRP против черной стали | Арматура из стекловолокна

Черная сталь недорога и доступна в изобилии. Это отличное укрепление, если вы не несете ответственности за долгосрочное обслуживание бетонной конструкции.

Как видно из этого фото (зеленые столбики — это стеклопластик) черная сталь практически не обладает коррозионной стойкостью, часто она попадает на место работы уже ржавеющей. Часто даже чрезмерно заржавевшая арматура продается конечному потребителю. Ржавчину называют раком бетона; он часто разрушается, и на поверхностях армированных им конструкций часто появляются уродливые пятна ржавчины.

Конструкции, построенные из черной стали, обычно нуждаются в некотором восстановлении всего через 5–10 лет, а капитальный ремонт часто требуется в течение 20 лет.

Коррозионное воздействие на стеклопластик не обнаружено; по самым скромным оценкам, железобетонные конструкции из стекловолокна прослужат более 100 лет. Надлежащим образом армированные бетонные плиты из стеклопластика, подвергающиеся большим усталостным нагрузкам (например, подъездные пути, настилы мостов), будут иметь меньше трещин и, по прогнозам, прослужат до 20 раз дольше, чем аналогичные конструкции, армированные обычной черной сталью.

Ржавая новая арматура по сравнению с незаржавевшей опалубочной стяжкой из стеклопластика

Основной причиной использования стеклопластика является долговечность бетона. Хотя черная сталь недорога, она в конечном итоге разрушит ваш бетон. Использование грязного масла в вашем новом автомобиле не имеет смысла… и не имеет смысла вводить раковые клетки в здоровый организм. Многие правительства, муниципалитеты и предприятия пришли к выводу, что они больше не могут позволить себе краткосрочные или долгосрочные расходы, 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 TUF-BAR из стекловолокна (GFRP) по сравнению с арматурой из черной стали Grade 40?

– Сравнение стоимости стеклопластика и обычной черной стали, октябрь 2009 г.

В зависимости от объема, арматурный стержень № 3 диаметром 10 мм из черной стали марки 40 может стоить 1/3 стоимости арматурного стержня № 3 диаметром 10 мм из стекловолокна. По мере увеличения диаметра стержней этот зазор сужается до такой степени, что 22-миллиметровый стальной стержень из простой черной стали № 8 лишь немного дешевле, чем арматурный стержень № 8 из стекловолокна диаметром 22 мм.

В некоторых случаях меньшее бетонное покрытие и меньшие затраты на гидроизоляцию приводят к снижению первоначальной стоимости проекта.

Во что обойдется строительство небольшой конструкции из стеклопластика по сравнению с черной сталью?

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 черной стали по сравнению со стеклопластиком будет следующей:

• Бетонный настил из черной стали марки 40 4000–6000 долларов США
• Железобетонное перекрытие из стеклопластика 4 400–6 400 долл. США

Стоимость жизненного цикла

Было завершено множество исследований стоимости жизненного цикла, сравнивающих черную сталь и стеклопластик. Последовательно приходят к выводу, что стоимость защиты, сохранения и ремонта черной стали в бетоне очень высока. На самом деле настолько высока, что даже бесплатная арматура из черной стали все еще имеет более высокую стоимость установки, чем стеклопластик в некоторых приложениях.

Как это может быть?

Рассмотрим наш пример гаражной площадки.

Если владелец хотел продлить срок службы бетона, у него есть несколько вариантов, и они дороги:

• Больше бетонного покрытия на более толстой плите
• Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками
• Добавки для предотвращения коррозии бетона
• Добавьте защитную мембрану

Растрескивание трудно контролировать в любой конструкции. Риск того, что меры по защите черной стали не сработают, если в бетоне появятся трещины, очень высок. Как только эти меры не дают результата, цикл коррозии стали начинается снова.

Хотя доказано, что он продлевает срок службы бетона в неповрежденном состоянии. Коммерческие мембраны обычно не используются в гаражных площадках из-за дороговизны.

Если мы возьмем в качестве примера гаражную площадку; коммерческая мембрана увеличивает стоимость прокладки из черной стали на 600–3300 долларов. Прокладка теперь будет стоить от 4999 до 9700 долларов в зависимости от трудозатрат и качества мембраны. Прокладка, усиленная черной сталью, будет стоить на 600–3300 долларов больше, чем прокладка из стеклопластика.

Стоимость мембраны может превышать стоимость арматуры. Структура все еще будет подвержена усталостному растрескиванию с течением времени.

http://www.024pharma.com/ambien.html

Эффект усталости

Исследования настила моста, моделирующие интенсивное движение по бетонным плитам, показали, что правильно армированные арматурные плиты из стеклопластика испытывают:

• Растрескивание в 2,5 раза меньше, чем у плит, армированных сталью
• Срок службы в 20 раз дольше, чем у плит, армированных сталью, при воздействии тяжелых усталостных нагрузок

Исследователи считают, что это связано с различиями в модулях упругости между стеклопластиком и сталью.