Композитная арматура и металлическая арматура сравнение: Сравнение композитной арматуры и металлической

Сравнение композитной арматуры и металлической

Для укрепления бетона используется арматура разных видов. Какая из них лучше? Что выбрать: стеклопластиковую или металлическую арматуру? Чтобы дать точный ответ на эти вопросы, стоит основательно разобраться в преимуществах этих материалов.

Стеклопластиковая или композитная арматура: особенности

Для изготовления композитной арматуры используют стекловолокно, базальт и высокопрочный пластик. Волокна в бухтах могут иметь диаметр от 4 до 12 мм. На волокна наносятся ребра, чтобы обеспечить максимальное сцепление арматуры с конструкцией.

По характеристикам композитная арматура по многим критерием превосходит металлическую, так как она имеет меньший вес, высокую прочность, большую устойчивость к коррозии. К преимуществам стеклопластиковой арматуры отнести можно также влагоустойчивость, диэлектрические свойства, большой выбор сечений, легкость транспортировки. Только вот композитные изделия используются не во всех сферах деятельности. Например, для конструкций с высокими нагрузками на изгибах, в перекрытиях они не подходят. В основном, композитную арматуру используют для армирования ж/д путей, ленточного фундамента, береговых сооружений, мостов, канализационных конструкций и т.п.

Монтаж стеклопластиковой арматуры производится с помощью специальных хомутов, сваривать такие изделия нельзя. Пруты также сгибать не рекомендовано, иначе можно повредить стержень.

Немаловажен тот факт, что эта арматура требует особых условий производства, использование специального оборудования, сырья. Это дает гарантии того, что приобрести композитный материал, изготовленный кустарным способом невозможно.

Металлическая арматура: особенности

Изготавливают ее в виде стальных прутов с рифленой или гладкой поверхностью. В зависимости от области использования выделяют несколько видов этих изделий:

· Рабочие. Отличаются устойчивостью к нагрузкам на растяжение. Нашли применение в изготовлении ригелей, фундаментов и т. п.

· Монтажные. Эти изделия используются при возведении каркасов.

· Распределительные. Способны равномерно распределить нагрузку и удерживать в нужном положении конструкцию.

· Анкерные. Применяется для закладных конструкций.

· Продольные. Купируют растягивающие нагрузки, что не допускает возникновения трещин.

· Поперечные. Не допускают разрыва от скользящих напряжений.

Стальная арматурная продукция имеет разный класс, диаметр. Также маркируются изделия в зависимости от прочности структуры, класса устойчивости к коррозии. Реализуются они в пачках или связках с прутами до 12 м в длину.

К преимуществам стальной арматуры можно отнести отличные адгезионные свойства, огнестойкость, универсальность, устойчивость к деформациям. Огромным достоинством является возможность монтажа как путем связки проволокой, так и сварки.

Что касается недостатков, то стоит отметить большой вес, теплопроводность, подверженность коррозии.

Ценовой аспект

Поскольку материалы имеют различную плотность, то и определить, какая из арматур дешевле, выгоднее с точностью нельзя. Нужно учитывать параметры расхода бетона, качество готовых конструкций, затраты на транспортировку.

Что надежнее?

Изучая все достоинства и недостатки металлической и композитной арматуры можно сказать одно – выбор зависит от нагрузок конструкции. Например, для многоэтажных построек использовать стоит металлические изделия с нужным диаметром сечения. Как упоминалось ранее, стеклопластиковый материал в силу своих характеристик лучше всего подойдет для устройства ленточного фундамента. Кроме того, многие застройщики стали успешно практиковать комбинирование материалов. К примеру, основной каркас сваривается из металлических прутов и заполняется стеклопластиковыми стержнями.

композитная арматура и металлический пруток

Если сравнить композитную арматуру с её металлическим аналогом, то по прочности эти изделия будут примерно равны. Несмотря на то, что материал является новым, на него уже разработаны нормативы, которые с успехом применяются в строительстве.

Внутреннее строение

Композитная арматура состоит из множества слоёв. Это продольные волокна, связанные поперечной обмоткой. В результате поверхность приобретает рельеф, благодаря которому материал хорошо удерживается в бетоне.
Структура волокон может состоять из следующих материалов:

1. Стеклопластика. Сделанные из стекла продольные волокна, располагаются в смоле. Изделие имеет малый вес, но большую прочность.
2. Базальтопластик. В его состав входят базальт и полимеры. Материал устойчив к влиянию агрессивной среды. Не распадается под воздействием щелочи и кислоты.
3. Углепластик. Состоит из углерода и полимеров. Материал имеет очень высокую стоимость, поэтому применяется только в наиболее ответственных местах.
4. Комбинированная арматура. Имеет в составе стекло, базальт и полимеры. Сочетает в себе преимущества базальтопластика и стеклопластика.
5. Арамидокомпозит. К преимуществу такого материала относится его повышенная гибкость.

Чаще всего в строительстве применяется стеклопластик. Он обладает доступной ценой и хорошими прочностными характеристиками.

Плюсы и минусы материала

Преимущества композитной арматуры состоят в следующем:

1. Малый вес изделия.
2. Высокий коэффициент прочности на изгиб.
3. Низкая теплопроводность, что исключает возможность появление мостиков холода.
4. Невосприимчивость к влиянию внешней среды.
5. Неметаллическая арматура является диэлектриком. Как результат, отсутствуют риски появления блуждающих токов.
6. Материал не поддаётся коррозии.

Что касается отрицательных сторон, то они носят следующий характер:

1. Низкая термостойкость. Под воздействием огня арматура теряет свои качества.
2. Композитная арматура не поддаётся сварке.

Несмотря на большие преимущества композитной арматуры, небольшие недостатки иногда играют решающую роль. В таких случаях предпочтение отдаётся металлическому аналогу.

Применение материала

Композитная арматура ещё не получила достаточного распространения, но постепенно вытесняет металлический аналог. Применяется она в следующих местах:

1. Закладывается в фундаменты домов.
2. Применяется там, где присутствуют агрессивные среды.
3. Неметаллическими прутками армируются стены домов.
4. При увязке боковых стен здания с его фасадной частью.
5. Укрепление откосов проезжих дорог.

При этом композитную арматуру нельзя использовать в местах установки перекрытий домов.

Работа с неметаллическим материалом

Сложность работы с неметаллическим материалом заключается в том, что он практически не гнётся. Поступает композитная арматура в бухтах и после распаковки сразу же распрямляется. Если возникает необходимость её согнуть, то сделать это можно двумя способами:

1. Создать каркас необходимой формы из металлической арматуры. Зачем туда вставить композитную структуру.
2. Заранее заказать необходимый гнутый профиль у производителя. Для этого существует специальная технология.

Если есть необходимость разрезать такой материал, то сделать это лучше с помощью болгарки. Чтобы скрепить прутья между собой, нужно воспользоваться проволокой или хомутами. Работа с композитной арматурой ведётся в том же порядке, что с металлическими изделиями.

Композитная и стандартная стальная арматура

Q. Как обстоят дела со стекловолоконной и углеродной арматурой? Я узнал об этих вариантах композитной арматуры недавно, когда услышал, как подрядчик упомянул, что их стоимость теперь сопоставима со стандартной стальной арматурой. Но я не уверен, насколько точен мой источник, или когда вы будете использовать один против другого. И где в смесь впишется арматура с эпоксидным покрытием?

А. Билл Палмер, редактор woc360.com , член Американского института бетона, лицензированный профессиональный инженер и бывший редактор журнала Concrete Construction , отвечает: Армирование из углеродистой стали использовалось более века для придания железобетону прочности на растяжение. Это дополнительное армирование необходимо, потому что прочность бетона на растяжение (при прямом растяжении) составляет лишь около 10-15% его прочности на сжатие, поэтому бетон с давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм может иметь прочность на растяжение всего 300 фунтов на квадратный дюйм по сравнению со сталью класса 60, которая имеет предел прочности на растяжение 60000 фунтов на квадратный дюйм.

Когда к бетонной балке прилагается нагрузка, она прогибается или изгибается, и бетон в верхней половине балки сжимается, а нижняя половина испытывает растяжение. Сталь размещается в нижней части балки, и когда бетон, окружающий сталь, трескается — хотя вы можете даже не видеть трещины — сталь обеспечивает прочность на растяжение.

Но недостатком стали в бетоне является то, что со временем влага, хлориды и кислород проникают в бетон и вызывают коррозию стали. Если коррозия достаточно сильная, то бетонная балка (или колонна, или стена) теряет прочность на растяжение или изгиб. Это особенно проблема в конструкциях, которые подвергаются воздействию солей против обледенения, таких как мосты или гаражи.

Фото предоставлено Owens Corning Infrastructure Solutions
Арматура из стеклопластика доступна в различных размерах и классах для различных применений. Здесь показана арматура Owens Corning № 3 из стекловолокна Pinkbar, которая, по словам компании, хорошо подходит для плоских работ благодаря своей коррозионной стойкости, легкому весу и простоте обращения. Также доступна арматура из более прочного стекловолокна для конструкционных применений.

Для защиты стали в 19 веке была изобретена арматура с эпоксидным покрытием.70-е годы. За последние 50 лет были построены тысячи конструкций с использованием стержней с эпоксидным покрытием, и эпоксидное покрытие в основном успешно продлевает время до начала коррозии. Однако недавно некоторые государственные департаменты транспорта запретили использование арматуры с эпоксидным покрытием после обнаружения многих мостов, где покрытие отслоилось от стали. Достаточно небольшого кусочка эпоксидной смолы, чтобы коррозия начала распространяться под покрытием.

Однако существуют некоторые альтернативные материалы для армирования бетона, которые можно использовать для предотвращения коррозии. Арматура из нержавеющей стали доступна, но довольно дорогая, есть и оцинкованная арматура. Другим вариантом являются материалы, сочетающие полимерную матрицу со встроенными стеклянными, углеродными или базальтовыми волокнами — полимер, армированный волокнами (FRP). Эти материалы не подвержены коррозии, они намного легче стали (примерно на треть веса), не нагреваются на солнце на стройплощадке, прочнее на растяжение в 4,5 раза. А новые стержни имеют песчаную поверхность, поэтому они хорошо сцепляются с бетоном.

Однако арматура из стеклопластика имеет некоторые недостатки. Стекловолоконные стержни в настоящее время стоят на 15-25% дороже, чем аналогичная стальная арматура. Кроме того, есть некоторые вопросы о том, насколько хорошо они ведут себя при пожаре — они плавятся и теряют прочность? И были некоторые опасения по поводу их долгосрочного отклонения или ползучести. Вопросы дизайна привели к более консервативному (и, следовательно, более дорогому) дизайну конструкционных бетонных элементов. Еще одна проблема заключается в том, что стержни нельзя сгибать в полевых условиях, их необходимо заказывать на заводе.

Но для легкого армирования плоских конструкций, где основной целью является предотвращение образования трещин, арматура из стеклопластика вполне конкурентоспособна, даже по себестоимости, а поскольку она намного легче стали, она снижает трудозатраты. А при его высокой прочности требуется меньше армирования. Сегодня несколько компаний производят арматуру из стеклопластика. Owens Corning продвигает свой Pinkbar из стекловолокна, а Neuvokas производит GatorBar в Мичигане. В GatorBar есть стержни как из стекловолокна, так и из базальтоволокна.

Покупатель, будь осторожен. Дуг Гремель из Owens Corning говорит: «Легко срезать углы, используя менее дорогую полиэфирную смолу, которая не будет столь же долговечна в щелочной среде бетона, как стержни, изготовленные из более качественной винилэфирной смолы, которая, как было показано, выдерживает в тестах на ускоренное старение и в реальном времени. Есть много очень недорогих китайских производителей стекловолокна, которые продают его за небольшую часть себестоимости. На мой взгляд, это немного похоже на китайскую проблему с гипсокартоном у некоторых из этих игроков».

Относительно использования углеродного волокна в арматуре из стеклопластика Гремель говорит: «По моему мнению, углеродный пруток все еще остается в экзотическом лагере. Это, безусловно, лучший материал, который используется разумно и надлежащим образом для структурного усиления существующих конструкций. Углеродные стержни FRP, залитые эпоксидной смолой в неглубокие бетонные канавки в покрытии конструкций, как лейкопластырь, придают элементу почти чудесную дополнительную способность к изгибу и сдвигу. Тем не менее, углеродные стержни или предварительно напряженные углеродные арматуры остаются как минимум в 10 раз дороже, чем стержни из стеклопластика и стальной арматуры».

Возможно, лучшим решением для конструкционного бетона, который будет подвергаться обработке противогололедными солями, является оцинкованная горячим способом арматура. Оцинкованные стержни будут противостоять коррозии примерно в четыре раза дольше, чем стержни из углеродистой стали, а надбавка к цене составляет всего около 10%. Оцинкованные стержни легко доступны по всей территории США.

Арматура из стекловолокна и стальная арматура: преимущества и недостатки

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

Арматура из стекловолокна , также известный как арматура GFRP, 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 (экранах) метрополитена, автомагистралях, мостах, аэропортах, доках, станциях, проектах водного хозяйства, подземных сооружениях. 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 изготавливается по индивидуальному заказу производителя. 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 растяжение: 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).
• Сильная 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.
• Сильная конструктивность: 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: 9Стеклопластиковые стержни 0040 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, что удобно в эксплуатации. Когда вы продаете стекловолокно оптом, вы должны выбрать обычный производителей стекловолокна , чтобы 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.