Urbos.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Модуль упругости стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиковая (композитная) арматура — стоит ли?

Обсуждения по поводу использования в строительстве композитной арматуры будут продолжаться долго, так как стальная арматура уже за столетие успела себя зарекомендовать и люди приобрели знания и опыт в ее применении. Использование композитного материала — темная лошадка, данных об ее применении недостаточно, во многом неясно как она себя поведет себя в будущем. Строительные и исследовательские институты проводят опыты и исследования в этом направлении при различных воздействиях и напряжениях, для нее есть ГОСТ 31938-2012.

Внутри композитной арматуры расположен стеклянный жгут. В зависимости от того, какие волокна используются вокруг ровинга, она делится на:

  • стеклопластиковая,
  • базальтопластиковая,
  • углепластиковая,
  • арамидопластиковая.

Но бизнес по ее изготовлению и продаже дает направление менеджерам проталкивать ее на рынках и приписывать ей те свойства, какими она по сути не обладает, поэтому полезно самим сравнить некоторые свойства стального и композитного варианта.

Сравнение композитной и металлической арматуры

  1. Стальные стержни обладают тепло и электропроводностью, а композитные нет. Но за счет теплопроводности ее можно напрягать электротермическим способом. Именно теплопроводность позволяет сваривать сложные каркасы и различные узлы. Это свойство дает возможность гнуть стержни в узлах соединений каркасов для лучшей адгезии, устраивать закругления, хомуты, петли и т.д. Можно делать выпуски, соединяя ими металлические каркасы между собой. Устроить заземление или молниеотвод. Ясно, что всего этого со стеклопластиком сделать нельзя. Так как она не сваривается ее невозможно применить, где по расчетам требуются поперечные связи.
  2. Вес. Плотность композита 1,9 т/м куб, что делает ее конечно намного легче стальной, плотность которой 7,850т/м куб. Она легко перевозится и грузится. Но в тяжелой бетонной конструкции эта разница незаметна. Например при армировании плиты, которая весит 1800-2000 т, выгода в итоге составит всего лишь 40-50 килограмм. Это не принципиальная разница из-за которой можно рисковать и отказываться от многих отличных свойств стального аналога.
  3. Долговечность. Прогнозируется 80 лет службы композита, но так ли это? Дело в том, он частью состоит из материала органической природы. Но любая органика со временем начинает разрушаться, потому что распадаются полимерные соединения. Трудно спроектировать старение полимерного материала на 80 лет. Долговечность нельзя подтвердить без длительных наблюдений.
  4. Модуль упругости. Это величина, показывающая усилие с которым нужно воздействовать на объект, чтобы растянуть. Для стальных образцов он равен 200 000 МПа, для композита 50 000 МПа. Значит, чтобы растянуть сталь, потребуется в 4 раза больше нагрузки. Чем больше модуль упругости, тем меньше трещин в теле бетона образуется.

Расчет для арматуры

Бетон имеет предельно относительную деформацию на сжатие е=0,002. Умножая его на модуль упругости стали (200000 МПа) получаем 400 МПа. Это и будет расчетным значением сопротивления стальной арматуры на сжатие. То есть для любой прочной арматуры, к примеру, А800, А1000, канатной в СНиП стоит 400 МПа для кратковременных нагрузок, 500 МПа для длительных. Почему? При достижении в стержнях усилия 400 МПа ее деформации будут соответствовать деформациям бетона. Если нагрузка будет больше 400 МПа, бетон начнет крошиться, конструкция развалится именно из-за бетона. Бетон своими предельными деформациями ограничивает прочностные характеристики стальных стержней для сжатия.

Расчет для композитного материала

По ГОСТУ 31938-2012 прочность на его сжатие равна 500 МПа. Но если рассчитать его прочность совместно с бетоном: предельно относительную деформацию бетона е(0,002) умножим на модуль упругости композита 50000 МПа, то в итоге получиться всего 100 МПа. Это реальная величина прочности, а не 500 МПа. 100 МПа у стекловолоконной и базальтовой продукции в сравнении с 400 МПа у стальной, есть разница?

Относительное удлинение. Заявляется о том, что стальная продукция имеет величину удлинения 14%, и больше, а стекловолоконная всего 2,2%.

Можно посчитать так ли это. Согласно СП по ж/б относительное удлинение для арматуры рассчитывается по формуле Е=расчетное сопротивление делим модуль упругости.

Для стали 360 МПа делим на ее модуль упругости 200000 МПа и в процентах получаем 0,18%. Для стекловолокна (заявлено в 3 раза выше) пусть 1000 МПа делим также на заявленный модуль упругости 50 000 МПа и получаем в процентах 2%. Это значит, что стекловолокно в 10 раз больше подвержена деформациям, чем сталь!

Одним из самых известных недостатков композита перед сталью это очень низкий предел огнестойкости. При 60 градусах начинает разрушаться оболочка из волокна, а при 100 градусах она распадается окончательно, стеклянный жгут держится до 400 градусов. Поэтому ее нельзя применять в перекрытиях жилых многоэтажек.

Остается делать выводы. Если вам нужен надежный материал — выбирайте проверенные временем материалы:

Продукция высокой прочности, предоставляем паспорт качества на изделие и исходное сырье.

Целесообразность применения.

Стекло и базальт волоконную продукцию можно применять при усилении:

  • Малонагруженных и ненесущих конструкций;
  • ненесущие кирпичные стены;
  • когда конструкция находится на упругом основании;
  • когда балка не является консолью;
  • ненесущие конструкции, находящиеся в агрессивным влиянием;
  • если экономически ее применение оправдано, когда это не 2-я группа предельных состояний;
  • самонапряженные конструкции;
  • когда можно использовать ее уникальные свойства: химическая устойчивость, не проводит ток и тепло, не реагирует на магнитное поле.

Стоит ли использовать?

Низкая огнестойкость и снижение прочностных характеристик при температуре выше 60 градусов, очень низкий модуль упругости, невозможность сваривать — все эти факты необходимо учитывать при планировании любого строительства.

Еще опасно приобрести некачественное стекловолокно, выполненное по нарушенной технологии, это ведет его к разрушению от щелочной среды, а бетон — щелочь.

Бизнес и самая невежественная реклама сбивают с толку. Поэтому хотя есть области, где можно использовать уникальные возможности стекловолокна, вместе с тем важно проявить грамотность в вопросе подбора строительных материалов.

Недостатки стеклопластиковой арматуры (минусы)

Арматура из стеклопластика имеет множество достоинств – она легкая, прочная, не подвержена коррозии, благодаря чему активно применяется в строительстве. Тем не менее, этот материал имеет и определенные недостатки, которые обычно не являются критическими, но учитывать их все же необходимо. Они несколько ограничивают сферу использования данного материала. Рассмотрим подробнее минусы стеклопластиковой арматуры.

1. Недостаточная термостойкость

Несмотря на то, что стеклоткань, лежащая в основе арматуры, весьма жаропрочна, связующий пластиковый компонент высокую температуру не выдерживает. Это не делает данный материал огнеопасным – по горючести эта арматура соответствует группе Г1 – самозатухающие материалы, но при температуре, превышающей 200оС, она начинает терять свои прочностные качества. Поэтому, если к бетонным конструкциям по любой причине предъявляются требования огнестойкости, использовать для них арматуру из стеклопластика нельзя. Так что пользоваться стеклопластиковой арматурой можно только в тех строительных сферах, где высокотемпературный нагрев полностью исключен. Стоит отметить, что это вполне применимо к любому жилищному строительству и к большей части строительства промышленного.

Стоит также отметить невысокую устойчивость к пожарам: если температура достигает 600оС, бетонный каркас практически остается без арматуры. Следовательно, в пожароопасных местах такая арматура использована быть не может.

Читать еще:  Вертикальное армирование стен из газобетона

2. Низкий модуль упругости

Стальная арматураСтеклопластиковая арматура
Прочность на растяжение, МРа483 — 6901000
Модуль упругости, GPa200,035,0 – 51,0
Деформация при разрыве,%6,0 – 12,01,2 – 3,1

Благодаря низкому модулю упругости арматура из стеклопластика легко изгибается. Если при изготовлении дорожных плит и фундаментов это ни в коей мере не мешает, то при устройстве перекрытий потребуется проведение специальных расчетов. Но при этом упругости оказывается достаточным для того, чтобы из арматуры нельзя было согнуть криволинейные элементы, поэтому такие детали гнут в производственных условиях.

3. Прочие недостатки

Со временем прочность стеклопластиковой арматуры снижается, а под воздействием веществ, имеющих щелочную реакцию, она разрушается. Впрочем, появилась технология, в ходе которой из стекловолокна выщелачиваются редкоземельные металлы, и оно становится нечувствительным к воздействию щелочи.

Многие относят к минусам стеклопластиковой арматуры невозможность соединения сваркой, хотя и металлическую арматуру сейчас предпочитают вязать.

Выводы:

Таким образом, недостатки стеклопластиковой арматуры несколько сокращают область ее применения, но для массового применения в строительных целях совершенно не являются помехой.

Свойства

Плотность (удельный вес) композитной арматуры варьируется от 1.25 — 2.1 г/см 3 , то есть одна шестая одна четверть от плотности стали . Уменьшенная масса снижает затраты на транспортировку, а также упрощает работу с арматурой на строительной площадке.

Коэффициент термического расширения — коэффициент термического расширения композитной арматуры варьируется в продольном и поперечном направлениях в зависимости от типа волокна и смолы, а также объёмной доли волокна. Продольный коэффициент термического расширения большей частью зависит от свойств волокон, в то время, как поперечный коэффициент в большей мере зависит от смолы . Обратите внимание на то, что отрицательный коэффициент термического расширения указывает на усадку материала при повышении температуры и его расширение при понижении температуры. В качестве справки, коэффициент термического расширения бетона варьируется от 7.2 ‡ 10 6 до 10.8 ‡ 10 6 /`C и обычно принимается как ненаправленный.

Механические свойства и характер их изменения

P Свойства при растяжении нагруженная в натянутом состоянии, композитная арматура не проявляют никакой пластичности до разрыва. Свойства при растяжении композитной арматуры, состоящей из одного типа волокна, характеризуются линейно-упругой зависимостью деформации от напряжения до разрушения.

Прочность на разрыв композитной арматуры зависит от нескольких факторов. Поскольку волокна в этом материале представляют собой основной компонент, несущий нагрузку, соотношение объёма волокон и общего объёма прута (объёмная доля волокна) оказывает значительное влияние на его механические свойства при растяжении. Вариации прочности прута достигаются за счёт изменения объёмной доли волокна в нём, даже в арматуре того же диаметра, внешнего вида и состава. Коэффициент отверждения, производственный процесс и система контроля качества на производстве также влияют на механические свойства композитной арматуры.

В отличие от стали, прочность на разрыв одного прута композитной арматуры может варьироваться в зависимости от диаметра.

Например, композитная арматура из стекловолокна, демонстрируетPснижение прочности на разрыв до 40% при увеличении диаметра.

С другой стороны, аналогичные изменения сечения, очевидно, не влияют на прочность скрученных нитей в арматуре, армированного углеродным волокном.

Определение степени прочности композитной арматуры представляется сложным, так как концентрации напряжения в точках крепления и вокруг них на испытуемом образце могут привести к его преждевременному разрушению. Адекватное тестовое воздействие должно допускать разрушение в средней части испытуемого образца.

Обычно, при проведении испытаний, фиксируется прочность целого набора тестовых образцов композитной арматуры.

P Типичные значения плотности арматуры, (г/см 3 )

Композитная арматура

Благодаря своим физико-механическим характеристикам и техническим преимуществам композитная арматура может являться альтернативой арматуре из металла, как обладающая сочетанием высокой прочности и коррозионной стойкости. У композитной арматуры модуль упругости примерно в 3-4 раза ниже, чем у стальной (для базальтопластиковой и стеклопластиковой арматуры). Композитная арматура как и металлическая значительно снижает свои прочностные свойства при нагреве. У композитной арматуры отсутствует площадка текучести и разрушение при растяжении носит хрупкий характер.

Содержание

  • 1 Стеклопластиковая арматура
  • 2 Базальтопластиковая арматура
  • 3 Применение композитной арматуры
  • 4 Технологии изготовления
    • 4.1 метод нидлтрузии
    • 4.2 метод плейнтрузии
    • 4.3 Метод «пултрузии»
  • 5 Характеристики композитной арматуры
  • 6 См. также
  • 7 Примечания
  • 8 Ссылки

Стеклопластиковая арматура [ править ]

Стеклопластиковая арматура (АСП)— композитная арматура, изготавливаемая из стекловолокна, придающего прочность, и термореактивных смол, выступающих в качестве связующего. Одним из плюсов стеклопластиковой арматуры являются малый вес и высокая прочность. Имея высокую прочность и коррозийную стойкость, является альтернативой арматуре из металла.

Базальтопластиковая арматура [ править ]

Базальтопластиковая арматура (АБП) — композитная арматура, изготавливаемая из базальтового волокна и смолы. Существенным отличием данного строительного материала от перечисленных выше — является более высокая стойкость к агрессивным средам. Однако, несмотря на высокую огнестойкость базальтового волокна, жаропрочность базальтовой арматуры не отличается от стеклопластиковой, так как полимерная матрица не в состоянии выдержать температуры выше 160 С.

Применение композитной арматуры [ править ]

Композитная арматура применяется в промышленном и гражданском строительстве для возведения жилых, общественных и промышленных зданий, в малоэтажном и коттеджном строительстве для применения в бетонных конструкциях, для слоистой кладки стен с гибкими связями, для ремонта поверхностей железобетонных и кирпичных конструкций, а также при работах в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся ускорители твердения и противоморозные добавки, вызывающие коррозию стальной арматуры.

В дорожном строительстве применяется для сооружения насыпей, устройства покрытий, для элементов дорог, которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов, для смешанных элементов дорог (типа «асфальтобетон — рельсы»). Также применяется для укрепления откосов дорог, в строительстве мостов (проезжая часть, ездовое полотно пролётных строений, опоры диванного типа), для берегоукрепления, в виде сеток в основание асфальта.

Существуют следующие мировые бренды стеклопластиковой арматуры, производимые в ряде стран: Schӧck, Dextra, Aslan, V-rod, DACOT, TUF-Bar. Наиболее популярные марки В России: «Армастек», «ТПК «Композит», «Гален» .

В настоящее время в России применение композитной арматуры мало распространено. Нет ни одной крупной строительной фирмы, массово использующей в строительстве композитную арматуру. Нормативная документация (СНиП, ГОСТ) на применение и требования к композитной арматуре на начало 2015г. отсутствуют. Серьезных, заслуживающих уважения исследований подтверждающих эффективность применения композитной арматуры до сих пор не имеется. Отсутствует разделение на марки композитной арматуры. Производят композитную арматуру в России очень много средних и мелких предприятий, однако на настоящий момент качество и свойства этой арматуры у них весьма различны, а конструкционные показатели изменяются в широких пределах. Отсутствие нормативной базы, достоверных исследований, сомнительный экономический эффект не позволяют в настоящее время широко использовать композитную арматуру.

ПКА и АНК-С применяется в армогрунте, габиони, в креплении горных выработок стеклопластиковыми анкерами, крепление грунта по трассе проходки тоннелей, в буроинъекционных анкерныхя микросваях с тягой из стальной или неметаллической композитной арматуры, закрепляемой в скважине путем инъекции цементного

Стеклопластиковая арматура рекомендована для применения в качестве рабочей арматуры в бетонных конструкциях, используемых в районах с сейсмичностью 7-9 баллов.

Для несущих элементов погружных и буроинъекционных нагелей возможно применение АНК взамен следующих видов стальной арматуры: — горячекатаная арматурная сталь периодического профиля класса АIII (A 400), AIV (A 600), AV (A 800) по ГОСТ 5781; — термомеханически упрочненная арматурная сталь периодического профиля класса Ат400с, Ат500с, Ат600, Ат600с, Ат800 по ГОСТ 10884; — сталь арматурная винтового профиля по ТУ-14-2-686-86, ТУ-14-1-5492-2004.

Читать еще:  Как правильно армировать фундамент под дом?

АНК может быть использована для укрепления грунтового основания под различными строительными конструкциями, в т.ч. под водопропускными сооружениями, заложенными в теле насыпей различного назначения.

Технологии изготовления [ править ]

метод нидлтрузии [ править ]

НИИЖБ разработал новый способ безфильерного изготовления композитной арматуры периодического профиля – метод нидлтрузии.

При таком способе производства стержень, состоящий из волокнистых нитей, пропитанных полимерным связующим, сначала разделяют на отдельные части, пропускают по раздельным каналам, после чего вновь соединяют с одновременной спиральной оплеткой и натягом обмоточного жгута, внедряющегося в пучок волокон. Авторами получены патенты на технологию производства арматуры.

Арматура, изготовленная методом нидлтрузии, имеет высокие анкерующие свойства в бетонной среде, надежное крепление спиральной обмотки на силовом стержне, а также высокие физико-механические свойства.

метод плейнтрузии [ править ]

технология изготовления неметаллической арматуры способом безфильерной протяжки;

Метод «пултрузии» [ править ]

технология формирования и отверждения пропитанных полимерным связующим волокон стержня протяжкой через систему фильер с постепенно уменьшающимся сечением.

Характеристики композитной арматуры [ править ]

ХарактеристикиМеталлическая арматура класса А-III (А400С) ГОСТ 5781-82 [1]Неметаллическая композитная арматура (АСП — стеклопластиковая, АБП — базальтопластиковая)
МатериалСталь 35ГС, 25Г2С и др.АСП — стеклянные волокна диаметром 13-16 микрон связанные полимером;

АБП — базальтовые волокна диаметром 10-16 микрон связанные полимером

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры — какая лучше?

Строительная отрасль активно внедряет новые технологии, пытаясь снизить стоимость материалов, повысить качество работ. Это касается способов укрепления бетонного монолита, здесь специалисты дискутируют на тему, какая арматура лучше – стеклопластиковая или металлическая? Чтобы разобраться в этом, необходимо изучить технические характеристики каждого материала и выяснить их преимущества друг перед другом.

  1. Основные отличия и особенности применения
  2. Преимущества и недостатки материалов
  3. Сравнение характеристик
  4. Резюме

Основные отличия и особенности применения

Стальная арматура – это металлическая жила с заданным сечением, прочность, коррозионная стойкость и упругость которой определяются свойствами примененной стали. Она имеет диаметр до 80 мм и ребристую поверхность для анкерных зацепов. Он поставляется в виде 12 метровых хлыстов, которые при необходимости разрезаются.

Композитное армирование осуществляется композитным прутом, в основе которого стеклопластиковое волокно, скрепленное полимерными смолами. На него напыляются минеральные материалы или навиваются волокна. Это делается для улучшения адгезии с бетоном, что повышает прочность монолита. Поставляется в виде отрезков или бухт, длиной до 100 м.

Металлическая и пластиковая арматура схожи, но существуют различия, которые учитываются при использовании. Стеклопластик намного легче и не подвергается коррозии. Поэтому он подходит малоэтажного строительства, фундаментов, зданий и сооружений на заболоченных почвах, других местах с высокой влажностью.

Металлическая арматура обладает повышенной упругостью, поэтому хорошо выдерживает кратковременные динамические нагрузки. Она не разрушается под воздействием высоких температур, поэтому применяется для строительства мостов, промышленных объектов, с повышенными требованиями по пожарной безопасности.

Преимущества и недостатки материалов

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры определяется достоинствами и недостатками этих материалов. Это поможет сделать выбор для конкретного строительного проекта.

Среди плюсов стеклопластика — малый удельный вес и прочность, поэтому его легко доставлять на объект и работать, связывая сетки или каркасы. Другие преимущества композитного армирования:

  • устойчивость к агрессивным воздействиям, она не боится морской воды, перепада температур, кислот или щелочей;
  • не проводит электрический ток, поэтому хорошо проходит для жилых помещений, задний, где не требуется экранирование;
  • не теряет своих свойств в широком диапазоне температур от -60 до +90ºС;
  • большой выбор типоразмеров, при необходимости можно заказать любой нужный диаметр;
  • для скрепления прутов не требуется сварки, достаточно пластиковых хомутов;
  • прочность на разрыв превышает данный показатель у металлического аналога.

Этот материал имеет и недостатки:

  • ее невозможно изогнуть непосредственно при создании армирующей конструкции, поэтому приходится заказывать гнутые элементы на заводе;
  • сравнительно низкий модуль упругости;
  • смола, применяемая для производства стеклопластика, воспламеняется при температуре около 200ºС, что недопустимо при повышенной пожароопасности.

Металлическая арматура – классический материал. Именно она чаще используется в производстве железобетонных конструкций, для объектов промышленного назначения, тяжелых фундаментов. Без нее не обойтись при строительстве сооружений с повышенной пожарной опасностью, под высоким поперечным сжатием или динамическими нагрузками. К преимуществам стальной арматуры относят:

  • прочность;
  • модуль упругости, превышающий в 4 раза аналогичный у стеклопластика;
  • возможность сгибания металлического хлыста под любым углом;
  • длительность эксплуатации, при правильном защитном слое бетона.

Арматура из металлического прута имеет и недостатки, из-за которых строителям приходится искать альтернативные материалы:

  • высокий удельный вес, поставка в 12 метровых прутах;
  • незащищенные бетонным слоем элементы разрушаются коррозией;
  • для монтажа железа требуется сварка, в некоторых случаях спецтехника.

Сравнение характеристик

Чтобы выбрать между металлической и композитной арматурой, необходимо сравнить их характеристики. Подробнее можно узнать из таблицы:

ХарактеристикиМеталлическая арматураСтеклопластиковая арматура
Временное сопротивление при растяжении360 МПа1200 МПа
Модуль упругости200000 МПа55000 МПа
Относительное удлинение25%2,2%
Характер поведения под нагрузкой (зависимость «напряжение-деформация»)Кривая линия с площадкой текучестиПрямая линия с упруголинейной зависимостью до разрушения
Плотность7 т/м³1,9 т/м³
Коррозийная стойкостьКоррозирует с выделением продуктов ржавчиныНержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона
Теплопроводность47 Вт/м⁰С0,35 Вт/м⁰С
ЭлектропроводностьЭлектропроводнаДиэлектрик
ЭкологичностьЭкологичнаНе выделяет вредных и токсичных веществ
Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м²При использовании 8А-III размер ячейки 14х14 см. Вес 5,5 кг/м²При использовании АНК-СП 8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м². Уменьшение веса в 9 раз

Каждый из материалов имеет свои достоинства, например, стеклопластик более устойчив к разрывам, но имеет меньший модуль упругости, чем сталь. При проектировании здания и сооружений это учитывается, чтобы при минимальном количестве материалов получить нужную прочность.

Резюме

При сопоставимых характеристиках материалов, основное внимание обращается на цену. Она выше у стеклопластиковой арматуры, но это на первый взгляд. Например, если для армирования бетона по проекту нужно использовать металлический пруток 6 мм, то его можно заменить стеклопластиковым 4 мм. В одной тонне окажется 4504 погонных метра стальной арматуры. В стеклопластиковой – 50000 пог. м. В результате стоимость армирования окажется приблизительно одинаковой. Также, применение пластика уменьшает общий вес конструкции, что снижает давление на фундамент и грунт.

Таблица сравнения

По характеристикам тоже нельзя дать однозначный ответ – для конкретного проекта требуется отдельный анализ технических условий. Стеклопластик подойдет для армопояса, укрепления стен зданий. Он используется для фундаментов в малоэтажном строительстве, особенно на влажных грунтах. Для крупных зданий лучше использовать металлическую арматуру, благодаря большему модулю упругости.

Мифы и реальность

Впервые узнав, что такое «композитная арматура», вы идете в интернет и ищете любую информацию, и положительную, и особенно, негативную. Любой покупатель желает знать все нюансы данного материала, но не всегда находит нужную и достоверную информацию. Мы не стремимся «толкнуть» наш товар, как некоторые, правдами и неправдами. Существует мнение, что если вам желают что-то продать дешевле и лучше, значит где-то тут обман. Предлагаем вам разобраться, что есть правда, а что ложь.

Первый и главный миф. Композитная арматура — «резиновая»

Под словом «резиновая» некоторые подразумевают модуль упругости (Wiki), который ниже, чем у металлической. Давайте разбираться, что, как и почему.

Проще говоря, модуль упругости — это сила, которую необходимо приложить для удлинения образца на определенное расстояние. Модуль упругости металлической арматуры 200 000 МПа, композитной — 45 000 МПа. Получается, что композитная арматура в 4 раза «лучше» тянется при одинаковой нагрузке. Однако, как показали исследования, модуль упругости высокопрочной стали не постоянен и резко уменьшается по мере увеличения напряжения в связи с появлением пластических деформаций. Как мы знаем, арматура работает в бетоне на растяжение/разрыв. Бетон имеет модуль упругости от

20 000МПа до 30 000 МПа, зависит от марки бетона (В15″М-200-В40″М-500″), но никто же не говорит, что бетон резиновый и тянется как жвачка.

Если уж учитывать характеристики материала, то нужно брать во внимание и остальные, такие как предел текучести, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение на разрыв, равномерное удлинение и так далее. Полное описание и характеристики вы найдете в разделе «Основные характеристики».

Представим, как себя ведет железобетонная конструкция, подвергающаяся нагрузке. Сначала конструкция немного вытягивается, далее бетон дает микротрещины, и тут, чтобы бетон окончательно не лопнул, в ход идет арматура, которая не дает ему это сделать. Появление микротрещин это обычное дело в нагружаемой конструкции, так как они появляются довольно часто даже при небольшой нагрузке. Размер микротрещин зависит от модуля упругости арматуры. Чем меньше модуль, тем больше «провиснет» бетон. Чтобы это все нам не рухнуло на голову, начинает работать «предел прочности» (Wiki). Чем больше этот предел, тем большую нагрузку выдержит наша конструкция. Предел прочности бетона при растяжении Rp меньше прочности при сжатии в 8—20 раз. Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа. Получаем предел прочности на растяжение 1-4МПа у бетона,

400МПа у стали и

1200МПа у композитной арматуры. Перекрытие с композитной арматурой выдержит в 3 раза большую нагрузку, но «провиснет» в 4 раза больше. Получается, при одинаковой нагрузке микротрещины в бетоне с композитной арматурой будут шире в 4 раза.

При стальной арматуре накладываются ограничения на ширину раскрытия трещин (ГОСТы. СНиПы и др.), так как она может начать ржаветь, что приведет к заблаговременному разрушению всей конструкции. Композитная же арматура не подвержена коррозии и разрушение внутри бетона ей не грозит. Но вопрос раскрытия трещин, это не только вопрос коррозии, когда микротрещины переходят в видимые трещины. Относительная деформация стеклопластиковой арматуры при разрыве равна от 2,5% до 2,8 %, в то время как у металлической этот показатель составляет 25%. В соответствии с СП52-101-2003 появление трещин в армированных конструкциях из бетона происходит при относительных деформациях растяжения на 0,015%, то есть трещины появятся задолго до того, как лопнет та или иная арматура, и успеют раскрыться вне зависимости от материала арматуры (сталь или стеклопластик).

При желании замены металлической арматуры на композитную в несущих конструкциях и перекрытия нужен перерасчет проектной документации, чтобы не произошло слишком большого раскрытия трещин. Перерасчет нужен только для таких мест, где бетон подвергается предельным нагрузкам. Там, где вы не собираетесь перегружать конструкцию, можно использовать композитную арматуру взамен металлической, применив меньший диаметр, исходя из равнопрочной замены. В СНиП есть оговорка, что расчет на раскрытие трещин не ведут, если они не предусмотрены в конструкции. Так что в элементах конструкции, не имеющих большого значения, можно смело использовать стеклопластиковую арматуру. И хотя наша арматура и «резиновая», она выдержит в 3 раза большую нагрузку, чем металлическая.

Второй миф. Равнозначная или равнопрочная замена? Как понять где правда, а где ложь?

Стоит понимать разницу между равнопрочной и равнозначной замены. Равнопрочная, это когда по прочности взятый образец не уступает, а даже превосходит заменяемый. Под прочностью понимается «предел прочности».(Преде́л про́чности — механическое напряжение sigma_B, выше которого происходит разрушение материала. Согласно ГОСТу 1497-84 более корректным термином является «Временное сопротивление разрушению», то есть напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях. ) Возьмем два образца, металлический и композитный, произведем замеры, получаем прочность на разрыв у композитной арматуры АКП-10мм составляет

63 000 МПа, у стальной арматуры А-III (А-400) диаметром 14мм составляет

60 000МПа. Как видно из замеров, равнопрочная замена на самом деле не совсем равнопрочная, так как композитная арматура еще прочнее приблизительно на 5%.Но это всего лишь равнопрочная замена. Получаем при равнопрочной замене можно смело заменить металлическую арматуру диаметра 14 мм на стеклопластиковую 10мм в диаметре.

В некоторых моментах, где прогиб арматуры особо не важен, следует учесть то, что композитная арматура в несколько раз прочнее металлической. В других случаях (допустим плиты перекрытия), нам очень важно знать, что модуль упругости в 4 раза ниже, а это серьезно сказывается на трещинообразование всей конструкции. Чтобы использовать стеклопластиковую арматуру в перекрытиях и несущих конструкциях требуется перерасчет.

Как много споров возникает между производителем и покупателем. Кто то считает, что внешний диаметр соответствует наименованию профиля, кто то внутренний. Давайте разбираться. Существует такая табличка по стальной арматуре.

Номинальный диаметр арматурной стали (номер профиля)Параметры периодического профиля
dh, не менееd1t*bB1с, не более
номиналотклонения при точности
обычповышен
65,80,47-0,2±0,650,611,9
87,70,69,360,81,252,5
109,50,811,5-0,7711,53,1
1211,3113,781,223,8
1413,31,115,991,44,4
1615,21,218-0,6±0,8101,65
1817,11,320,1111,85,6
2019,11,422,31226,3
2221,11,524,5142,26,9
2524,11,627,7152,57,9
28271,831-0,8±1,2172,82,58,8
3230,7235,1183,2310
3634,52,339,5193,611,3
4038,42,543,820412,5

Из таблицы видно, что не не тот не другой диаметр не соответствует номеру профиля. Более того, идут существенные допуски. Арматура 16 профиля может быть

19 мм во внешнем диаметре, а 28 профиля и того более, 32,2мм. Внутренний диаметр почти всегда меньше номера профиля, у 6 на 0,2мм у 10 на 0,5мм, а у 27 на 1мм. Если учесть различные отклонения, можно считать, что номинальный диаметр (номер профиля) соответствует внутреннему диаметру, то есть самому стержню арматуры.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector