Сравнение композитной и стальной арматуры

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 24.04.2024

Содержание:

Рост темпов строительства объектов любого типа каждый год стимулирует застройщиков и производителей стройматериалов на поиск новых решений, которые будут удовлетворять обе стороны с точки зрения соотношения цены и качества. Один из возможных способов замены такого металлоинтенсивного элемента, какарматураОбозначают как не металлическую альтернативу - композитные стержни из стекловолокна или базальта. Как можно охарактеризовать эти два продукта? Давайте проведем сравнительный анализ арматуры из стали и композитной по физико-механическим и химическим параметрам.

Производство металлических оснований для железобетонных изделий, которые не предполагают предварительное напряжение, осуществляется из стали различных марок А240, А400, А500, А500С Согласно ГОСТ 5781-82, A240 производится из углеродистой стали. Прокат представляет собой стержень с гладкими поверхностями, который применяется в строительной сфере для поддерживающих функций: из него создают скобы в пространственных рамах или крепят готовые решетки.

Материал А500 изготавливается из высокоуглеродистых сплавов с углеродом более 0,6%, что обуславливает некоторые ограничения в плане его гибкости и свариваемости. Однако, его более продвинутый аналог, обозначаемый индексом "C", сваривается отлично, легко гнется и поэтому находит широкое применение в сооружении зданий и в производстве железобетонных конструкций. Профиль данного материала представляет собой серповидную форму с продольными и поперечными ребрами, которые не пересекаются между собой. Это обеспечивает высокую степень сцепления с бетоном. Индекс указывает на способность стержней свариваться между собой.

Производители утверждают, что композитная арматура представляет собой стержни, созданные из минерального материала. Они обладают особой прочностью благодаря длинным волокнам, которые располагаются вдоль их оси и обернуты гибкой оболочкой.

В процессе строительства используются три главных типа композитных рам:

  • профиля стандартного (ребристого) типа;
  • со смглаженными поверхностями и песчаным слоем;
  • Сочетание ребристого профиля и песчаного покрытия.

Изделия из стеклянных и базальтовых волокон являются наиболее востребованными по типу сырья, в то время как материалы из углеродного или синтетического волокна, несмотря на их высокую стоимость, активно используются в строительстве крупных сооружений. Стандарты, определяющие требования к первичному сырью и техническим характеристикам, установлены в ГОСТ 31938-2012.

Усиливающие элементы из стеклопластика или базальта, применяемые в строительной отрасли, обладают обширным перечнем преимуществ, делающих их выгодно отличающимися в сравнении с аналогами из стали для укрепления железобетонных конструкций.

"

Стоимость. Композитные стержни с аналогичным сечением в сравнении со сталью обходятся на 25-30% дешевле. Ряд параметров воздействует на итоговую стоимость каркаса - от расходов на сырье до сложности процессов производства, доставки и хранения.

Стеклопластиковые конструкции обладают коррозионной устойчивостью, что означает, что они не подвержены воздействию влаги, обеспечивая сохранность прочности железобетонных изделий на протяжении длительного времени. Они устойчивы к окислительным процессам, которые происходят в бетоне, благодаря тому, что этот материал отнесен к первой группе химической стойкости. Композиционные материалы также не нуждаются в особых условиях для их хранения и транспортировки.

Прочность на растяжение достигает впечатляющего значения в 1200 МПа. Это показание превосходит аналогичные параметры стальных прутьев поступательных нагрузок более чем в четыре раза.

Стеклопластиковые пруты не пропускают электрический ток, что продлевает жизнь армированного каркаса. Это не предполагает, что она может служить заземляющим элементом, но сталь, находясь под воздействием электричества, окисляется гораздо быстрее. Именно это свойство и считается диэлектриком.

Сокращенный вес. Уменьшенный вес изделий уменьшает давление на основание, несущие структуры, облегчает перемещение и загрузочно-разгрузочные операции.

Коэффициент теплового расширения низкий. Параметры для композита и бетона находятся на схожем уровне, вследствие чего в бетоне при изменении температуры в теории не возникают трещины или другие повреждения, вызванные расширением арматуры.

Минусы:

Стеклопластик обладает недостаточной устойчивостью к высоким температурам. При показателях свыше +600 С он начинает терять свои свойства, определенные ГОСТ (в том числе прочность и способность выдерживать нагрузки), что делает его неподходящим для использования в качестве армирования из композитных материалов, в частности, в некоторых процессах производства или при строительстве зданий 1 класса огнезащиты.

Относительная мягкость. Степень твердости композитной обрешетки составляет 55000 МПа, то есть она в четыре раза ниже по сравнению со стальной. Жесткость каркаса напрямую влияет на надежность железобетонного изделия - чем выше она, тем прочнее становится конструкция.

Таким образом, при разрывном нагружении коэффициент относительного удлинения достигает отметки в 2.0-2.2%. Это означает, что при напряжении, воздействующем на поперечную железобетонную балку длиной три метра, происходит её деформация, что приводит к образованию трещин, расширяющихся до 60 мм.

На строительном объекте невозможно провести сварку и изгибание. Для соединения готовой армирующей сетки применяют пластиковые хомуты. Если потребуется выполнение сварочных работ, используют пластиковые стержни со встроенными стальными сердечниками или вкладными элементами. Деформацию арматурных стержней лучше осуществлять на производстве для предотвращения повреждения армирования.

Считается, что наиболее рациональное использование стекловолоконной и базальтовой сетки осуществляется для достижения следующих целей:

  • Укрепление отмосток, садовых тропинок и стяжек;
  • создание адаптивных соединений в облицовочном кирпичной кладке;
  • возведение щитовых, каркасных и иных легконагружаемых сооружений;
  • производство опор для линий электропередачи;
  • монтаж барьеров;
  • Осуществление укладки инженерных линий связи, системы очистки сточных вод;
  • Организация и улучшение прибрежных строений и подобного.

К сожалению, введенный вами текст не содержит конкретного содержания для перефразирования. Пожалуйста, укажите полный текст, который вы хотели бы перефразировать.#187;15193″]

Производство металлических стержней осуществляют посредством горячекатаной технологии из низколегированной стали таких марок, как Ст3кп, 35ГС, 25Г2САрматура 32Г2Рпс разработана в соответствии с требованиями ГОСТ 5781-82. Толщина стержней варьируется от 6 до 80 миллиметров, а их протяженность - от 6 до 12 метров. Материал может быть как гладким, так и рифленым, причем в последнем случае он обладает продольными и поперечными выступами. Серповидный поперечный профиль дает возможность оптимального сцепления арматуры с бетоном для повышения прочности конструкций.

"

По ряду причин, стальное армирование бетонных конструкций представляется более предпочтительным вариантом по сравнению с такими неметаллическими методами, как использование стеклопластика, базальта и прочих материалов.

Каркас обладает высокой степенью жесткости - 200000 МПа, что делает его значительно более твердым по сравнению с бетоном.

Относительное удлинение минимально - всего 0,25 %. Под максимальными нагрузками не натянутые детали конструкции, вроде поперечных брусьев, трехметровый железобетонный предмет гнется, ведя к увеличению ширину трещин до 7,5 мм, что считается приемлемым знаком.

Прочность на растяжение достигает значительного уровня - 500 МПа, что согласуется с текущими СНиП.

Подходящесть для создания зданий, сооружений и других объектов с огнестойкостью до первого класса.

Способность к сварке и изготовлению сеток из металлической проволоки.

Проблемы стального армирования тесно связаны с физическими, механическими и химическими свойствами углеродных и низколегированных сплавов:

Повышенная масса, которая усиливает нагрузку на опорные структуры зданий и сооружений, при этом становится препятствием для выполнения операций по транспортировке, погрузке и разгрузке.

Отличная теплоотдача, подверженность замерзанию при низких температурах.

Возрастание коррозии из-за влияния влажности и агрессивных компонентов.

Проводимость электричества, которая способствует ускоренному взаимодействию между металлом и кислородом.

Цена находится на высоком уровне из-за стоимости материалов, а также трудовых и производственных затрат.

Несмотря на заявления специалистов по маркетингу, композитная арматура в ближайшем будущем не заменит полностью армирующие каркасы из стали.

В постройке крупных объектов, включая мосты, многоярусные здания и тому подобное, использование неметаллического армирования сопряжено с рядом проблем. К основным из них относится недостаточная прочность прутков на изгиб и сжатие, а также низкий уровень модуля упругости. Иными словами, они всеми своими характеристиками не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к армирующим материалам в строительстве.

Стальное армирование продолжит использоваться в производстве железобетонных несущих элементов, способных выдерживать большие статические и динамические нагрузки (таких как балки, перекрытия, ригели).

Композитная арматура с низкими ценами идеально подходит для строительства низкоэтажных каркасных зданий, благодаря своей великолепной прочности и жесткости, которые могут с легкостью выдержать меньшие нагрузки. Композитные материалы наиболее активно используются при строительстве инфраструктуры, работающей в условиях увлажнения, включая береговые сооружения, канализационные системы, мелиорацию и сельское хозяйство.

Характеристики

Прутки из металла

Стержни из композитных материалов

Материал

Сталь

Волокно из стекла, а также прочие материалы, которые соединены полимером или термостойкими смолами.

Миллиметров в диаметре

6-40

4-12

Протяженность, материал и структура жила играют значимую роль в проводимости сигнала по оптоволокну. Если материал оптоволокна не прошел обработку, это может привести к искажению или потере сигнала. Аналогичный эффект может вызвать и слишком длинный жил. Проходя через длинные протяжения оптоволокна, сигнал может ослабевать, что приведет к тому, что удаленные системы не смогут его распознать. Кроме того, даже незначительные изменения в диаметре жила могут привести к искажению прохождения сигнала по нему.

6-12

6-100

Масса в килограммах на погонный метр.

начиная с 0,03

начиная с 0,222

Устойчивость к коррозии

Подвержен коррозионным процессам.

Принадлежит к первой группе нержавеющих материалов с химической устойчивостью.

Теплопроводность

Вт/м*К в диапазоне от 0,35 до 0,5

до 47 Ватт на метр на градус Кельвина

Электропроводность

Да

Нет, изолятор

Временный устойчивость против разрыва

0,37-1,23 килоньютона на квадратный миллиметер

1,25 килоньютона на квадратный миллиметр

Единица эластичности

200 килоньютон на квадратный миллиметр

30-55 килоньютон на квадратный миллиметр

Грань устойчивости при растяжении, выраженная в мегапаскалях

390

1200

Спектр рабочих температурных условий

до 1200 градусов по Цельсию

Температурный диапазон составляет от -15 до +160 градусов Цельсия.

Период использования

Строительные нормы определяют ее разнообразие.

До достижения возраста в восемьдесят лет.