Czy zamiast stali można użyć prętów zbrojeniowych GRP? Zrozumienie problemu

Stalowy pręt zbrojeniowy prawie podwoił cenę i wielu ma rozsądne pytanie: czy można go zastąpić analogiem z włókna szklanego? Przyjrzyjmy się głównym cechom obu typów i znajdźmy dokładną odpowiedź na to pytanie.

Temat i trochę teorii

W przypadku konstrukcji nieobciążonych stosuje się zbrojenie 240, А400, А500, А500С.

• A240 to gładkie zbrojenie, które służy jako zbrojenie pomocnicze. Gładkie zbrojenie jest wymagane jako zaciski do dźwigarów kratowych i kotwy siatkowe ze zbrojenia roboczego.
• A400, A500, A500S to zbrojenie robocze, które odbiera siły rozciągające z ciężaru własnego konstrukcji i obciążeń zewnętrznych.

Jeśli mówimy o zbrojeniu A500, to do jego produkcji stosuje się stopy o zawartości węgla powyżej 0,6%. Ta liczba wskazuje, że elastyczność i spawalność tego zbrojenia jest ograniczona.

A500C zawiera o połowę mniej węgla, co oznacza, że ​​jest bardziej plastyczny, dobrze się zgina i dobrze spawa. Z tego powodu zbrojenie A500C stosuje się głównie w budownictwie niskim. Przedrostek „C” oznacza, że ​​okucia są spawane. Profil tego zbrojenia jest wykonany w kształcie półksiężyca, aby poprawić przyczepność do betonu; żebra podłużne nie przecinają się z bocznymi. Nazywa się to również okresowym wzmocnieniem przekroju.

Zbrojenie kompozytowe składa się z prętów wykonanych z włókien szklanych, bazaltowych, węglowych lub syntetycznych impregnowanych spoiwem polimerowym. Próbki wykonane z włókien węglowych lub syntetycznych można pominąć ze względu na bardzo wysoki koszt - nie jest stosowany w budownictwie prywatnym. Zastanówmy się nad najbardziej przystępną i powszechną opcją - wzmocnieniem z włókna szklanego.

Wzmocnienie z włókna szklanego dzieli się na kilka typów:

• okucia o profilu okresowym (klasycznym);
• piaszczysty;
• o profilu okresowym i piaskowej powłoce.

W celu zwiększenia przyczepności do betonu nakładana jest warstwa piasku.

Dla porównania weźmy wzmocnienie z włókna szklanego i stali A500 o tym samym przekroju 12 mm.

Opcje porównania

Zróbmy rezerwację od razu: nie będziemy brać pod uwagę parametrów czysto marketingowych, takich jak trwałość, odporność na korozję, przyjazność dla środowiska, przewodność elektryczna, przewodność cieplna, ognioodporność i inne pośrednie cechy. Rozważmy główne, można powiedzieć, podstawowe parametry - są to wytrzymałość, sztywność i wydłużenie.

Wszystkie konstrukcje wsporcze są obliczane według dwóch grup stanów granicznych. Po pierwsze: obliczenia konstrukcji pod kątem wytrzymałości i stabilności. Po drugie: ugięcie, odkształcenie i otwarcie pęknięć. Mówiąc najprościej, obliczenia sprowadzają się do określenia dwóch wartości: 1 - odporność na obciążenia zewnętrzne lub wytrzymałość; 2 - odporność na odkształcenia lub elastyczność. Oznacza to, że strukturę monolityczną uważa się za niezawodną, ​​jeśli jednocześnie spełnione są dwa parametry.

Wytrzymałość

W przypadku zbrojenia A500 wytrzymałość na rozciąganie wynosi 500 MPa. W przypadku wzmocnienia z włókna szklanego liczba ta wynosi 1200 MPa. Sądząc po tych liczbach, wzmocnienie z włókna szklanego jest dwa razy mocniejsze niż stal. Producenci kompozytów lubią o tym mówić. Ale taka ostateczna wytrzymałość jest absolutnie zbędna, ponieważ sprawdzi się w konstrukcji betonowej tylko w 20-30%. Można to porównać do karoserii samochodu - jeśli zwiększysz grubość stali trzykrotnie, z jednego milimetra do trzech, to czy będzie to miało sens? Tak, siła ciała potroi się, ale czy to ma sens? W betonowej konstrukcji wszystko jest takie samo.

Sztywność lub elastyczność

Ale następny wskaźnik - sztywność, bezpośrednio wskaże różnicę między tymi dwoma materiałami. Sztywność to zdolność materiału do opierania się zmianie kształtu przy zachowaniu objętości. Sztywność okuć metalowych - 200 000 MPa; dla włókna szklanego - 55 000 MPa. Oznacza to, że metal jest prawie 4 razy twardszy niż włókno szklane. Ale jest to prawdziwy problem dla kompozytu, ponieważ dla wzmocnienia głównym wskaźnikiem jest elastyczność lub sztywność. Oznacza to, że zbrojenie musi być bardziej elastyczne niż beton. I przy takich wartościach sztywność zbrojenia z włókna szklanego zbliża się do sztywności samego betonu. W prostych słowach - zbrojenie z tworzywa sztucznego praktycznie nie dodaje sztywności monolitycznej konstrukcji. I w tym momencie pojawia się rozsądne pytanie - po co to w ogóle?

Względne rozszerzenie

Teraz o względnym wydłużeniu. W przypadku łączników metalowych liczba ta wynosi 0,25%; dla włókna szklanego - 2%. Oznacza to, że monolityczna konstrukcja wzmocniona tworzywem sztucznym może odkształcać się o 2%. Beton po prostu nie może wytrzymać takiej deformacji. Jako przykład rozważmy belkę monolityczną o długości 3 metrów. Jeśli dasz mu maksymalne obciążenie z góry, zacznie działać dolny rząd zbrojenia. Przy wydłużeniu względnym 0,25% rozszerzenie pęknięć wyniesie 7,5 mm, a belka ugnie się w niewielkim stopniu. Przy wydłużeniu względnym 2%, ekspansja pęknięć wyniesie 60 milimetrów. Jednocześnie belka ugnie się jeszcze bardziej i pojawią się w niej ogromne pęknięcia. Beton nie jest w stanie utrzymać stateczności na takie odkształcenia.

Wniosek

Jak napisano powyżej, jeśli zbrojenie nie spełnia chociaż jednego z dwóch parametrów (wytrzymałość i sztywność), to jest absolutnie niemożliwe do zastosowania! Wzmocnienie stalowe przechodzi zarówno pod względem wytrzymałości, jak i sztywności; włókno szklane - tylko pod względem wytrzymałości.

Wzmocnienie z włókna szklanego może być stosowane jako elastyczne opaski do licowania muru, podczas wzmacniania jastrychów, ślepych obszarów i ścieżek ogrodowych. Na tym kończy się zakres jego stosowania.

Źródło: kanał YouTube Project LLC ( https://youtu.be/mVu9NcbrbEM).

Czy użyłeś kompozytowego pręta zbrojeniowego? Napisz, jaki jest wynik!

Przyjaciele, jest nas już ponad 110 tysięcy! Polub, zasubskrybuj kanał, udostępnij publikację - pracujemyaby otrzymać przydatne i istotne informacje!

Przeczytaj także:

• Pochodzi z ZSRR: groszowe narzędzie, które oczyści ogród i ogród warzywny z mszyc.
• Jak sprawdzić jakość malowania otynkowanej elewacji: sztuczka malarska.

Obejrzyj wideo - Aby zapobiec przesuwaniu się dachu: nadzór techniczny nad montażem dachu dla samotnego budowniczego.