Zbrojenie z tworzyw sztucznych: koncepcja, rodzaje, charakterystyka, cechy zastosowania
W większości przypadków zamiast tradycyjnego metalu można zastosować zbrojenie z tworzywa sztucznego lub włókna niemetaliczne, które są połączone specjalną mieszanką. Ma szereg zalet w stosunku do prętów żelaznych, do których należy przede wszystkim niska waga i odporność na korozję. Istnieje kilka rodzajów kształtek plastikowych w zależności od materiałów użytych do jej produkcji. Różnią się także technicznymi wskaźnikami siły.
Co to jest wzmocnienie z włókna szklanego
Wzmocnienie z włókna szklanego to konstrukcja składająca się z pręta z włókna szklanego i włókna węglowego lub włókna szklanego z włókna szklanego połączonego żywicą epoksydową. Gwint zewnętrzny zapewnia pewne połączenie z betonem podczas budowy i dodatkowo wzmacnia konstrukcję. Takie zbrojenie kompozytowe z powodzeniem konkuruje z konwencjonalnymi prętami metalowymi, a czasem nawet wygrywa pod każdym względem.
Podstawą okuć szklanych może być również bazalt, węgiel lub poliamid (włókna można łączyć). Nazwa takiego niemetalicznego zbrojenia zależy od użytych materiałów: na przykład bazalt-plastik, włókno szklane lub włókno szklane i tak dalej.
Rozważany materiał budowlany jest wytwarzany w następujący sposób. Matryca włóknista jest impregnowana specjalną kompozycją termoplastyczną, żywicami, utwardzaczami. Następnie obrabiany przedmiot przechodzi przez matryce. Dzięki polimeryzacji zachodzącej w wysokich temperaturach w piecu obrabiany przedmiot nabiera kształtu, po czym zbrojenie przeciągane jest przez specjalne mechanizmy. Żebra są nawinięte na górze prętów, aby zapewnić sztywność.
Ponadto produkty są posypywane piaskiem, kruszywem marmurowym lub granitowym, jeśli trzeba zapewnić dodatkową przyczepność do betonu.
Tak więc w przypadku budowy dróg i mostów nie należy stosować konstrukcji, które z czasem rdzewieją, dlatego najlepiej nadaje się wzmocnienie z włókna szklanego. Podobny rodzaj zbrojenia stosuje się również w konstrukcjach portowych, przybrzeżnych oraz przy wzmacnianiu zbiorników betonowych.
Średnica takiego wzmocnienia z włókna szklanego może wynosić od 4 mm do 18 mm. Półfabrykaty są zwykle cięte na odcinki 3 m, 6 m lub maksymalnie 12 m. Podczas transportu okuć szklanych, aby zaoszczędzić miejsce i dla wygody, można je skręcać w zwoje.
To interesujące! Wzmocnienie z włókna szklanego zostało opracowane w Związku Radzieckim, ale dopiero teraz zaczęło być szeroko stosowane.
Rozważane jest kilka rodzajów zbrojenia:
- ASP lub włókno szklane (rdzeń wykonany z włókna szklanego);
- UGK lub kompozyt węglowy (podstawą jest węglowodór);
- ASA lub kompozyt szklany (włókno szklane miesza się z żywicami);
- ABP lub bazaltowo-plastikowy (trwalsze, czarne okucia, których głównym elementem jest bazalt, skała magmowa o strukturze włókna szklanego);
- ABA lub kompozyt bazaltowy (do tego zbrojenia dodaje się bazalt włóknem szklanym);
- UGP lub włókno węglowe (wykonane z włókna węglowego);
- Kompozyt AAK lub aramidowy (w składzie - podobny do włókien poliamidowych z kapronu lub nylonu);
- ACC lub kompozyt kombinowany (składa się z włókna szklanego i tworzywa bazaltowego).
Również zbrojenie z tworzywa sztucznego jest podzielone na warunkowo gładkie, posypane drobnym piaskiem kwarcowym oraz z okresowym profilem z włóknem szklanym nawiniętym na pręt, który służy jako żebro kotwiące.
Walory kształtek plastikowych
Posiada plastikowe okucia plusy i minusy. Rozważ jego pozytywne cechy:
- niewielka waga (szczególnie w porównaniu do sztabek metalowych, które są 5 razy cięższe);
- dielektryczność (włókno szklane i inne podobne okucia szklane nie przewodzą prądu elektrycznego, więc materiał ten jeszcze bardziej przewyższa metal;
- przezroczystość radiowa (oprócz dielektryczności okucia szklane mają przydatną właściwość przezroczystości radiowej: wewnątrz budynku zbudowanego z tej oprawy nie powstają żadne zakłócenia radiowe);
- wodoodporność;
- elastyczność (dzięki tej jakości takie zbrojenie łatwo zwija się w kręgi i jest łatwe w transporcie, producent nie musi ciąć go na segmenty, zmniejsza się ilość zakładek, zwiększa się wytrzymałość konstrukcji betonowej i koszty są zredukowane);
- odporność na obciążenia (ze względu na dwukrotnie większą odporność na rozciąganie w porównaniu do metalu, produkty te mogą być produkowane o mniejszej średnicy);
- neutralność chemiczna (plastik i inne elementy rozpatrywanych okuć szklanych nie wchodzą w interakcje z agresywnymi kwaśnymi chemikaliami);
- wygoda (zastosowanie kompozytowego materiału budowlanego nie wiąże się z koniecznością spawania);
- niski poziom przewodności cieplnej (zapewnia brak „mostków zimnych”);
- trwałość (uważa się, że zbrojenie z tworzywa sztucznego jest trwalsze ze względu na niemożność niszczącej korozji, w przeciwieństwie do prętów metalowych).
Wzmocnienie z włókna szklanego ma zalety i wady. Wśród negatywnych aspektów stosowania tego materiału jest niski moduł sprężystości. Oznacza to, że takie kompozytowe pręty mogą ulec deformacji podczas pracy.
Odporność na ciepło również nie jest mocną stroną tego materiału. Z jednej strony ma właściwość samogaśnięcia podczas zapłonu i wytrzymuje dość wysokie temperatury, ale nie zawsze to wystarcza, dlatego okucia z tworzyw sztucznych stosuje się tylko z uwzględnieniem ograniczonego progu narażenia termicznego. Uważa się, że jego wydajność traci się, gdy temperatura osiąga 300-400 C 0 , a jej wzrost do sześciuset stopni jest całkowicie krytyczny.
Z drugiej strony, te obciążenia temperaturowe również nie powinny być odczuwane przez konstrukcje betonowe. Jedynymi wyjątkami są obiekty przemysłowe, w których odbywać się będą wysokotemperaturowe procesy produkcyjne. W tym przypadku zbrojenie kompozytowe i zbrojenie metalowe nie muszą być porównywane, ponieważ to drugie wygrywa.
Biorąc pod uwagę zbrojenie kompozytowe, jego wady i zalety, warto również zwrócić uwagę na bezużyteczność spawania. Niektórzy eksperci przypisują ten czynnik pozytywnym właściwościom złączek plastikowych, inni uważają, że może to być wadą, ponieważ spawanie jest mocniejszym połączeniem części w porównaniu do połączeń plastikowych. Najczęściej do zapinania stosuje się drut dziewiarski, wstępnie wypalony. Jako alternatywę stosuje się plastikowe zaciski.
„Minusem” kształtek z tworzyw sztucznych jest złożoność przetwarzania. Odnosi się to do trudności w cięciu takiego plastikowego pręta na placu budowy, ponieważ wymaga to użycia specjalnych maszyn. Dlatego takie manipulacje są przeprowadzane w fabryce. Ponadto na okucia szklane, o których mowa, nadal w pewnym stopniu oddziałuje środowisko alkaliczne, chociaż jego efektowi można zapobiec poprzez ługowanie.
Specyfikacje i zakres zastosowania
Kompozytowe wzmocnienie z włókna szklanego, charakterystyka:
- przewodność cieplna - 0,35 W / (m * K);
- wydłużenie względne - 8-10%;
- żywotność - co najmniej 100 lat;
- moduł sprężystości - 55000-56000 MPa;
- wytrzymałość na rozciąganie - od 480 MPa do 1600 MPa;
- współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej - od 9 * 10-5 С0 do 12 * 10-5 С0;
- waga - od 49 g do 440 g na metr bieżący (w zależności od odmiany i grubości);
- średnica włókien szklanych - 13-16 mikronów.
Kształtki z tworzyw sztucznych są różne, dlatego nie byłoby zbyteczne przeprowadzanie analizy porównawczej kilku rodzajów tego materiału budowlanego (patrz tabela nr 1).
Tabela nr 1. Porównanie różnych rodzajów tworzyw kompozytowych
okucia zgodnie z charakterystyką techniczną.
| Charakterystyka/rodzaje | ACC | ZAPYTAĆ SIĘ | ALKA | ABK | AAK |
| Wytrzymałość podczas wykonywania cięcia poprzecznego, limit (w megapaskalach) | 190 | 150 | 350 | 150 | 190 |
| Odpowiedź na rozciąganie: moduł sprężystości (w megapaskalach) | 100 | pięćdziesiąt | 130 | pięćdziesiąt | 70 |
| Wytrzymałość na rozciąganie, granica (w hektopaskalach) | 1000 | 800 | 1400 | 800 | 1400 |
| Wytrzymałość na ściskanie, granica (w megapaskalach) | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
Zbrojenie z włókna szklanego stosowane jest głównie przy budowie budynków mieszkalnych. Budowa nowoczesnych monolitycznych ścian betonowych nie jest kompletna bez tak innowacyjnego materiału. Ponadto za pomocą produktów z włókna szklanego wykonują:
- instalacja kolei i autostrad, a także ogrodzeń dla nich;
- wzmocnienie fundamentu;
- budowa obiektów portowych;
- wzmacnianie takich konstrukcji, które są narażone na korozyjne czynniki niszczące (zbiorniki, wzmacnianie konstrukcji linii brzegowych);
- układanie wiaduktów i wiaduktów;
- wzmocnienie muru ceglanego (typowe dla budownictwa niskiego);
- produkcja płyt fundamentowych;
- ułożenie pogłębionego fundamentu listwowego, usytuowanego na solidnym, nieruchomym gruncie;
- zwiększenie żywotności i trwałości chodników i nawierzchni drogowych;
- wzmacnianie skarp;
- układ jezdni;
- wzmocnienie wytrzymałości belek i podłóg domu;
- zwiększenie sztywności podłóg w budynkach;
- budowa konstrukcji odpornych na trzęsienia ziemi;
- produkcja konstrukcji betonowych wymagających zbrojenia (różne słupy, podkłady, trawersy itp.).
Zastosowanie wzmocnienia z włókna szklanego nabrało już kilku mitów, które należy obalić. Na przykład niemożność jego zastosowania ze względu na niski moduł sprężystości jest przeceniana. Faktem jest, że wartość tego wskaźnika jest ważna tylko w przypadku zginania konstrukcji, a w przypadku montażu na elastycznym fundamencie wartość tę można całkowicie zignorować.
Kolejnym mitem na temat armatury jest wyimaginowana nieprzyjazność dla środowiska. To pytanie całkowicie zależy od producenta i jego przyzwoitości. Jeśli ten materiał budowlany jest produkowany zgodnie z obowiązującymi normami i przepisami, nie ma zagrożenia dla zdrowia ludzkiego.
Przydatne wideo
Przydatne wideo
Podsumowanie
Zamiast metalowych stosuje się okucia szklane, które mają wiele zalet.
Po dodaniu bazaltu, włókna węglowego i innych materiałów do armatury ze szkła kompozytowego zmieniają się jego właściwości.
Kilka kontrowersyjnych negatywnych aspektów okuć szklanych równoważy wiele „plusów”.
Pręty z włókna szklanego służą do układania i wzmacniania fundamentów, ścian, podłóg budynków, podczas układania dróg.
