Komposiitsarruse tugevus. Komposiitarmatuuri kasutamine ehituses. Mis on komposiitmaterjal

Klaaskiust armatuur on ehitusmaterjal, mis on valmistatud klaasist heiematerjalist, mis on ühendatud termoreaktiivsetel vaikudel põhineva epoksüseguga. Peamine omadus on kergus, massiindeks mahuühiku kohta on vaid 2g/mm³. Klaaskiudsarrustusega on mugavam ja majanduslikult otstarbekam töötada kui metallarmatuuriga. Vaja on oluliselt vähem logistika- ja otseseid tugevdamiskulusid.

Lisaks, kuna klaaskiud ei reageeri agressiivsele keskkonnale, kaitseb tugevdus betooni enneaegse hävimise eest, pikendades seeläbi objekti kasutusiga. Klaaskiust armatuur reageerib temperatuurimuutustele samamoodi nagu betoon, mis kajastub hästi ka konstruktsiooni tugevuses.

Klaaskiu tugevus võrreldes metalliga on 2,5 korda suurem. Kõige selle juures on soojusjuhtivuse indeks 100 korda madalam terase soojusjuhtivuse indeksist. Seetõttu ei külmu klaaskiuga tugevdatud konstruktsioon läbi (ei moodusta “külmasildu”) ja klaaskiust ehitatud objekt on soojem kui metallarmatuuril põhinev hoone. See võimaldab vähendada küttekulusid ja seetõttu kasutatakse materjali aktiivselt kaasaegsete energiatõhusate hoonete ehitamisel.

Teine vaieldamatu eelis, mis võib ehitajatele huvi pakkuda, on tõsiasi, et klaaskiud on üllatavalt vastupidav materjal, mis saab ilma täiendava remondita hakkama 100 aastat pärast paigaldamist. Selle poolest on kuulus vundamendi klaaskiust tugevdamine.

Klaaskiust tugevdamine on leidnud oma rakenduse paljudes tööstuse, ehituse ja kommunaalteenuste valdkondades:

ehituses kasutatakse seda tsiviil- ja tööstusehitusprojektide ehitamisel vundamentide, põrandate, talade alusena, samuti seismiliste vööde ehitamisel;
teede ehitamisel ja remondil kasutatakse tugevdust muldkehade, teepeenarde korrastamisel, sildade ja maanteepiirete ehitamisel. See on vastupidav teepindadele kantavate reaktiivide (näiteks jäätumisvastased reaktiivid) mõjudele, mistõttu saab seda kasutada nii Moskvas kui ka külmemates piirkondades.

Klaaskiust tugevdus on betoon- ja telliskivikonstruktsioonide jaoks ideaalne alus. Seda kasutatakse elektriliinide ja valgustuse tugede loomisel, teede-, sillutis- ja aiaplaatide ehitamisel, samuti raudteerööbastele liiprite ehitamisel. Laialdast kasutust on leidnud lagede armatuur, kus kasutatakse armatuurvõrku, isegi koos metalliga.

Klaaskiud on kasutatav sellistes ehituskonstruktsioonides nagu monoliitvundament ja vahtbetoon. Seda kasutatakse aktiivselt ka selliste struktuuride loomisel, millel peab olema suurem vastupidavus kemikaalidele, näiteks:

keemiajäätmete ja komponentide hoidlate ehitamise ajal;
kanalisatsiooni, veetorustike, melioratsioonisüsteemide korrastamisel;
sadamarajatiste ehitamisel ja rannajoonte tugevdamisel.

Vaatamata toote ainulaadsusele on meie veebisaidil märgitud klaaskiust tugevduse hind Moskvas taskukohane materjal nii ehitusorganisatsioonidele kui ka üksikisikutele. Selle maksumus on 40-50% madalam terasarmatuuri maksumusest, mis võimaldab oluliselt vähendada kulusid ja samal ajal parandada ehitatavate rajatiste kvaliteeti. Üldiselt võib komposiitarmatuuri nimetada üheks meie aja kõige usaldusväärsemaks ja tõhusamaks ehitusmaterjaliks.

See tugevdus on valmistatud sirgetest klaas- või basaltkiududest (vastavalt ASP ja ABP), mis on kokku pandud kimpuks, immutatud termoreaktiivse polümeersideainega, vormitud, kuumutatud (polümeriseeritud) ja jahutatud. Tulemuseks on suure tugevusega monoliitvarras, mille tõmbetugevus on katsetulemuste kohaselt 3 korda suurem kui terasest ja kaal võrdses tugevussuhtes on 9 korda väiksem.

Kliendi soovil toodetakse standardselt mis tahes pikkusega varraste kujul. Läbimõõduga kuni 8 mm (kaasa arvatud) saab seda valmistada poolide (poolide) kujul, mis sisaldavad 100 meetrit tugevdust. Lahe üldmõõtmed: kõrgus - kuni 8 cm, läbimõõt - kuni 1 meeter.

vabastamise vorm

10 mm ja 12 mm läbimõõduga saab seda valmistada 50 meetri pikkuste mähiste (lahtrite) kujul. Lahe üldmõõtmed: kõrgus - kuni 5 cm, läbimõõt - kuni 1,5 meetrit.

Kokkuleppel kliendiga on võimalik valmistada igasuguse pikkusega vardaid ja pooli.
Seda saab teha sileda, hoone, perioodilise profiiliga:

Perioodilise profiili ASP-ABP, mida kasutatakse A-III klassi terasarmatuuri asemel (A-400);
ASP-ABP sileprofiil, kasutatakse terasarmatuuri klassi A-I (A-240) asemel.

Klaaskiust armatuur muutub üha populaarsemaks ja selle kasutamine muutub iga aastaga üha aktuaalsemaks, sest see asendab täielikult traditsioonilisi erineva klassi terasvardaid. Kõrged tugevusnäitajad, optimaalsed tööomadused, väike erikaal ja madal hind on tegurid, mis määravad mittemetalliliste tugevduselementide kasutamise populaarsuse kõigis ehitusvaldkondades.

Klaaskiust tugevdust kasutatakse läänes ehituses laialdaselt, samas kui kodutööstuses pole selle kasutamine kuigi levinud. Viimastel aastatel on selle materjali populaarsus aga kasvanud, selle põhjuseks on palju kasutuseeliseid võrreldes traditsioonilise valtsmetalliga.

See artikkel tutvustab klaaskiust tugevdust (FRP). Vaatleme komposiitsarruse tehnilisi omadusi, eeliseid ja puudusi, standardseid suurusi ja rakendust.

1 sortiment ja GOST-id

Mittemetallist komposiitarmatuur töötati välja NSVL-is 60ndatel, kuid materjali masstootmist ei loodud kunagi klaaskiu tollase kõrge hinna tõttu. Sellegipoolest kasutati komposiitarmatuuri mitmete suurte rajatiste ehitamisel, sealhulgas elektriliinid Batumis, Moskvas ja sillad Habarovskis.

Praeguseks ei ole selle materjali jaoks tehniliste nõuetega GOST-i standardit (projekt on väljatöötamisel). Peamine määrus on SNiP nr 52-01-2003 "Komposiittugevdus", mille kohaselt saab klaaskiudtooteid kasutada ehituses valtsmetalli asendajana. Igal tootjal on oma toodetele tehnilised spetsifikatsioonid, millega koos esitatakse katsearuanded ja sertifikaadid.

Komposiitsarrustust toodetakse läbimõõduga 4-20 mm. Varraste profiil võib olla gofreeritud või sile. Sõltuvalt valmistamismaterjalist eristatakse järgmist tüüpi mittemetallist tooteid:

ASP - klaaskiust tugevdus, valmistatud klaaskiust, mis on ühendatud sünteetilise vaigu kihiga;
ABP - basaltplastist tooted, milles klaaskiust südamik asendatakse basaltkiudude sulatusega;
ASPET - klaaskiust ja polümeerist termoplastist valmistatud tooted;
AUP - süsinikkiust tugevdus.

Ehituses on enim levinud ASP ja ABP, süsinikkiudsarrustust kasutatakse materjali väiksema mehaanilise tugevuse tõttu harvemini.

1.1 Rakendused

Taotlus s.p. ehituses tugevdamist praktiseeritakse elamute, ühiskondlike ja tööstushoonete, samuti madalate hoonete ehitamisel, kus ASP-d kasutatakse:

raudbetoonkonstruktsioonide (seinad ja põrandaplaadid) tugevdamine;
tellistest ja raudbetoonist esemete pindade remont;
kihilised müüritise seinad, kasutades painduvate ühenduste tehnoloogiat;
kõik tüübid (plaat, lint, sammas);
seinte ja poorbetoonplokkide tugevdamine ning monoliitsete soomusrihmade paigaldus.

S.p. kasutamine. liitmikud ning teede- ja raudteeehituse valdkonnas, kus ASP-d kasutatakse:

muldkehade ja teekatete korrastamisel;
teede nõlvade tugevdamisel;
sildade ehitamise ajal;
tugevdades samal ajal rannajooni.

Komposiitpolümeerist armatuur betoonkonstruktsioonide tugevdamiseks on täiesti vastupidav korrosioonile ja keemiliselt agressiivsetele ainetele, mis laiendab oluliselt selle ulatust.

1.2 TSA eelised

Komposiittugevdusel on järgmised eelised:

Puudused s.p. armatuur - madal elastsusmoodul (4 korda väiksem kui terasel), mis piirab selle kasutamist vertikaalseks tugevdamiseks, kalduvus kaotada tugevust kuumutamisel üle 600 kraadi. Pange tähele, et komposiit armatuur ei kuulu ehitusplatsi tingimustes paindumisele- kui on vaja kasutada painutatud elemente, tuleb need tootjalt eraldi tellida.

2 ASP ja metalli analoogide võrdlus

Juhime teie tähelepanu komposiit- ja terasarmatuuri tehniliste omaduste võrdlusele.

Tugevdamise tüüp	metallist	Klaaskiud (ASP)
Tootmismaterjal	Terase klass 25G2S või 35 GS	Sünteetilise vaiguga liimitud klaaskiud
Kaal	7,9 kg/m3	1,9 kg/m3
360	1200
Elastsusmoodul (MPa)	200 000	55 000
Suhteline laiend (%)	24	2.3
Stressi-pinge suhe	Kõverajoon koos saagipadjaga	Sirge joon elastse-lineaarse sõltuvusega kuni rikkeni
Lineaarne paisumine (mm/m)	14-15	9-11
Vastupidav söövitavale keskkonnale	Madal, roostetundlik	kõrge, ei roosteta
Materjalide soojusjuhtivus (W/mK)	47	0.46
Elektrijuhtivus	kohal	Dielektriline
Diameetrid	6-80 mm	4-20 mm
Mõõdetud pikkus	6-12 m	Kohandatud pikkus vastavalt kliendi soovile

Kaaluge komposiit- ja metalltoodete vahetatavate läbimõõtude võrdlust varraste näitel:

A3 6 mm - ASP 4 mm;
A3 8 mm - ASP 6 mm;
A3 10 mm - ASP 8 mm;
A3 12 mm - ASP 8 mm;
A3 14 mm - ASP 10 mm;
A3 16 mm - ASP 12 mm.

2.1 Klaaskiust tugevdamise ülevaade (video)

3 Komposiittoodete tootmise tehnoloogia

Klaaskiust armatuur on valmistatud heietusest (toormaterjalide kiud), sideainest - polümeervaigust, kõvendist ja kõvenemise kiirendajast. Materjalide erisuhe sõltub tootmisruumi temperatuurist ja niiskusest.

Vaata ka: mis vahe on tugevdusel ja millised on selle parameetrid?

Tootmisliin sisaldab järgmisi seadmeid:

Küttepunker - selles kuumutatakse kiudusid, et suurendada vaiguga haardumist.
Impregneerimisvann - roving on immutatud vaigu ja kõvendite seguga.
Mähis - surub tooraine läbi stantside, mille läbimisel moodustuvad etteantud läbimõõduga vardad.
Liiva puisteseade, kus liivaterad jaotuvad ühtlaselt üle varda pinna ning ülejääk eemaldatakse õhuvooluga.
Polümerisatsiooniahi, kus toimub varraste konstruktsioonitugevus.
Toodete jahutusseadmed on 3-5 meetri pikkune liin, mis asub polümerisatsiooniahju väljalaskeava juures.
Mähkimisrullide avamisseadmed, lõikemehhanism ja paigaldus – valmis klaaskiudarmatuur lõigatakse vajaliku pikkusega osadeks või keritakse 50-100 m pikkusteks kommertspoolideks.

Turul on palju standardlahendusi, sealhulgas kõik vajalikud seadmed. Uue liini maksumus varieerub piires 3-5 miljonit rubla.

Keskmise tootlikkusega seadmed on võimelised tootma tööpäeva jooksul kuni 15 000 m armatuuri.

Komposiitarmatuur ei ole uus materjal, kuid tänapäeval laiendab see tänu polümeermaterjalide tootmise ökonoomsetele tehnoloogiatele aktiivselt kasutuspiire. See kaasaegne alternatiiv terasest armatuurvarrastele ja -traadile erineb metallist analoogidest nii tooraine, tehniliste omaduste kui ka välimuse poolest. Toodetud vastavalt GOST 31938-2012 ja tootjate spetsifikatsioonidele.

Polümeerkomposiitsarruse põhikomponendid

Selle toote koostis sisaldab kahte või enamat materjali - peamist (maatriksit) ja täiteaineid, sealhulgas tugevdavaid. Maatriks ja täiteaine valitakse nii, et need moodustavad üldise struktuuri, mis tagab optimaalse jõudluse teatud otstarbel.

Maatriks

See on kõvastunud termoreaktiivne vaik, mis tagab pinge ülekandmise ja jaotumise tugevdavas täiteaines. Sellest konstruktsioonikomponendist sõltub toodete vastupidavus niiskusele, tulele ja keemilisele keskkonnale. Termokõvenev vaik - polüester, epoksü, vinüülester, fenool - on pärast kõvenemist tahke materjal, millel on kolmemõõtmeline võrkstruktuuri.

Tugevdavad täiteained Need on kiud - pidevad või staapelkiud, olenevalt valmistamismeetodist. Sõltuvalt kasutatud toorainest eristatakse kiude:

klaasist- on valmistatud anorgaanilisest klaasist.
Basalt- valmistatud basaldist ja habrodiabaasist.
Süsinik- moodustuvad lähteainete - polüakrüülnitriili või hüdraatunud tselluloosi - orgaaniliste kiudude pürolüüsi teel. Elastsusmooduli ja tõmbetugevuse väärtuse järgi jagunevad süsinikku tugevdavad täiteained - üldotstarbelised, kõrge tugevusega, keskmise, kõrge, ülikõrge mooduliga.
Aramiid. Lähteaine - lineaarsed kiudu moodustavad polüamiidid.
Kombineeritud komposiidid sisaldama tugevdavaid täiteaineid kahest või enamast toorainest. Näiteks ASPET-vardad sisaldavad klaaskiude ja termoplastilistest polümeeridest valmistatud kiude.

Polümeerkomposiitarmatuur määratakse vastavalt selle koostises olevale tugevdavale täiteainele:

KÜSI (ASP)- klaaskomposiit, materjali eelised - väikese kaalu, suure tugevuse ja taskukohase hinna kombinatsioon;
ABC (ABP)- basaltkomposiit;
AUK (AUP)- süsinikkomposiit, on hea tugevusega, kuid kõrgete kulude tõttu on selle kasutamine piiratud;
AAK (AAP)- aramiidkomposiit;
ACC- kombineeritud. Selles seerias kasutatakse laialdaselt klaas- ja basaltkiudude baasil valmistatud tooteid hea kulumiskindluse ja mõistlike kulude kombinatsiooni tõttu.

Erinevat tüüpi komposiitsarruse põhiomaduste tabel

Disaini omadused

See on tehtud perioodilise profiiliga. Toote disain sisaldab:

Jõuvarras- kindel element, millest sõltuvad toote peamised tehnilised omadused.
ankurduskiht. See paikneb ühtlaselt, pikitelje suhtes nurga all. See on moodustatud kiudude mähimisel jõuvardale. Parandab polümeerarmatuuri nakkumist kõveneva betooniseguga.

Perioodilise profiili tugevdamist iseloomustavad järgmised parameetrid:

Välisdiameeter. Seda mõõdetakse mööda perioodiliste väljaulatuvate osade tippe.
Nominaalne läbimõõt. See väärtus on märgitud toodete märgistusel ja seda kasutatakse struktuuriarvutustes.
Perioodiline profiili samm. Külgnevate eendite keskpunktide vaheline kaugus määratakse paralleelselt varda vertikaalteljega.

Polümeerkomposiitarmatuuri positiivsed ja negatiivsed omadused

Seda tüüpi armatuur ei saa veel täielikult asendada terasest armatuurvardaid. Siiski on rakendusvaldkondi, kus komposiittugevduse kasutamine on ratsionaalsem, kuna sellel on mitmeid eeliseid, sealhulgas:

Keemiline passiivsus. Tänu sellele omadusele saab polümeertooteid kasutada merevee, aluselise ja happelise keskkonna ning teekemikaalidega kokkupuute tingimustes.
Lõikekiirus ehitusplatsi tingimustes on terasvarraste lõikamisega võrreldes palju suurem.
Madal soojusjuhtivus. Polümeerarmatuur suurendab konstruktsiooni soojusisolatsiooni omadusi külmasildade puudumise tõttu.
Madala temperatuuritaluvus.
väike mass. Hõlbustab toodete transporti, ladustamist, paigaldustöid.
Voolujuhtivuse, magnetoinertsuse ja raadio läbipaistvuse puudumine. See kvaliteet tagab nõudluse polümeertoodete järele laborite ja muude rajatiste ehitamisel, mille puhul on oluline elektromagnetlainete varjestusfaktor. Polümeerarmatuuri kasutavates konstruktsioonides ei esine hajuvaid voolusid.

Komposiittugevduse ulatust piiravad omadused:

Paigalduskohas varraste väikese nurga all painutamise võimatus. Kui selline vajadus on, siis tellitakse painutatud toodete valmistamine tootmiskohtadesse.
Madal elastsusmoodul, piirates kasutamist vertikaalsetes tugevduskonstruktsioonides.
Raamide keevitamise võimalus on välistatud. Polümeervarrastest lamedad ja kolmemõõtmelised konstruktsioonid konstrueeritakse ainult köitmise teel ja plastklambrite abil.
Madal vastupidavus kõrgetele temperatuuridele. Seetõttu ei ole soovitatav kasutada selliseid tooteid konstruktsioonides, mis puutuvad kokku kuumusega, ega kõrge tuleohuga objektidel.
Vananemine. Nagu kõik polümeerid, kaotab komposiitsarrus aja jooksul oma jõudluse. Kuigi tootjad väidavad, et selle kasutusiga on vähemalt 80 aastat.

Kasutusvaldkonnad

See ehitusmaterjal on kõige tõhusam piirkondades, kus metallarmatuuri kasutamine on ebasoovitav või võimatu. Polümeerist armatuurvardaid kasutatakse:

agressiivses keskkonnas töötavate hoonete vundamentide paigaldamine;
vundamentide või kandvate seinte tugevdamine;
sõidutee, muldkehade tugevdamine;
pinnase tugevdamine kaevandustes;
suurte mahutite raketisseadmed;
põranda tasanduskihtide tugevdamine;
rannajoone kindlustused;
paindlike ühenduste tootmine hoonete konstruktsioonielementide vahel, näiteks välisseina ja fassaadi viimistlusmaterjali vahel.

Tähelepanu! Põrandaplaatides, sillustes ja muudes pinges töötavates konstruktsioonielementides ei ole soovitatav kasutada komposiitarmatuuri materjali suure painduvuse tõttu.

Polümeerkomposiidi ja terasarmatuuri omaduste võrdlus

Klaaskiust ja terasarmatuuri omadusi võrdlev tabel

Tugevdustüüp Teras KlaaskiudMaterjal 7900 1900 360 800 200 55 24 Kõrge vastupidavus, korrosioonivastaseid meetmeid pole vaja Kõrge 47 0,46

Madallegeeritud teras 25G2S või 35GS	Anorgaanilised klaassulatuskiud, termoreaktiivsed vaigud ja muud lisandid
Tihedus, kg/m3
Tõmbetugevus, MPa
Elastsusmoodul, GPa
Suhteline laiend, %	2,3
Vastupidavus keemiliselt agressiivsele keskkonnale	Korrosioonikindluse korral on korrosioonivastase toime suurendamiseks vajalik kaitsekate, näiteks tsink
Elektrijuhtivus	Kadunud
Soojusjuhtivus, W/mK

Argumendina terasarmatuuri asendamise poolt polümeeriga on tõmbetugevuse standardväärtuste alusel antud võimalus kasutada metallist väiksema läbimõõduga polümeertoodet. Vene Föderatsiooni ehitus- ja elamumajanduse ning kommunaalteenuste ministeeriumi korraldusega nr 493 07.08.2015 kehtestati lisas "L" standardse tõmbetugevuse reduktsioonitegurid, võttes arvesse tegelikke töötingimusi.

Tõmbetugevuse standardväärtuste redutseerimistegurite tabel, mis on esitatud GOST 31938-2012

See tabel tähendab, et kui polümeerkomposiittugevdus, näiteks klaaskiud (FRP), on ette nähtud töötama ruumis pikaajalise koormusega, siis arvutatakse tõmbetakistuse väärtus järgmise valemi abil:

R arvutatud = R normaalne * 0,8 * 0,3 = 800 * 0,8 * 0,3 = 192 MPa

Seetõttu ei tohiks terasarmatuuri asendava polümeersarruse läbimõõdu valimisel kasutada GOST-is esitatud tõmbetugevuse normväärtusi, vaid need on arvutatud vastavalt tegelikele töötingimustele.

Seoses ülaltoodud teguritega võib järeldada, et komposiitsarrusvardad on paljulubav ehitusmaterjal. Kuid see on efektiivne ainult teatud kasutusvaldkondades, enne selle kasutamist on soovitatav konsulteerida kvalifitseeritud spetsialistidega.

GD tärnide reiting
WordPressi reitingusüsteem

Komposiittugevdus: tüübid, omadused, omadused, 5,0 5-st – hääli kokku: 1

Ehitusäri asjatundjate poolt komposiitarmatuuri leiutamine pärineb eelmise sajandi 60. aastatest. Sel perioodil algas aktiivne selle omaduste uurimine USA-s ja Nõukogude Liidus.

Vaatamata üsna kõrgele vanusele pole see materjal siiski enamikule arendajatele tuttav. See artikkel aitab teil täita teadmistelünka klaaskiust tugevdamise, selle omaduste, eeliste ja puuduste kohta.

Möödaminnes märgime, et see materjal on väga vastuoluline. Tootjad kiidavad teda igati ja asjalikud ehitajad on umbusklikud. Tavakodanikud vaatavad mõlemat, teadmata, keda uskuda.

Mis on komposiitarmatuur, kuidas seda toodetakse ja kus seda kasutatakse?

Lühidalt võib komposiitsarruse struktuuri kirjeldada kui "kiud plastis". Selle aluseks on süsinikust, klaasist või basaltist valmistatud rebenemiskindlad niidid. Komposiitvarda jäikuse annab kiude ümbritsev epoksüvaik.

Betooniga paremaks nakkumiseks keritakse varraste ümber õhuke nöör. See on valmistatud samast materjalist kui põhivarras. Nöör loob spiraalse reljeefi, nagu terasest. Epoksüvaigu kõvenemine toimub kuivatuskambris. Sellest väljumisel tõmmatakse komposiittugevdus veidi välja ja lõigatakse. Mõned tootjad puistavad plastvardad liivaga enne polümeeri kõvenemist, et parandada siledate piirkondade nakkumist betooniga.

Klaaskiust tugevdamise ulatust ei saa nimetada väga laiaks. Seda kasutatakse painduva ühendusena fassaadi voodri ja kandva seina vahel ning laotakse ka teeplaatidesse ja mahutite raketisse. Lintvundamenti ja betoonpõrandaid tugevdavates raamides ei kasutata plastikarmatuuri nii sageli.

Põrandaplaatidesse, sillustesse ja muudesse tõmbekonstruktsioonidesse ei ole soovitatav paigaldada komposiitvardaid. Põhjus on selle materjali suurenenud paindlikkus.

Komposiitarmatuuri füüsikalised omadused

Polümeerkomposiidi elastsusmoodul on oluliselt madalam kui terasel (60–130 versus 200 GPa). See tähendab, et seal, kus metall tuleb mängu, vältides betooni pragunemist, jätkab plast siiski paindumist. Klaaskiudvarda tõmbetugevus on 2,5 korda suurem kui terasvarda oma.

Komposiitsarruse peamised tugevusparameetrid on toodud Tabel nr 4 GOST 31938-2012

Siin näeme komposiitmaterjalide põhiklasse: ASC (klaaskiudkomposiit), ABA (basaltkiud), AUK (süsinik), AAC (aramiidkomposiit) ja ACC (kombineeritud - klaas + basalt).

Kõige vähem vastupidav, kuid odavaim - klaaskiust tugevdus ja basaltkomposiit. Kõige töökindlam ja samas ka kallim materjal on valmistatud süsinikkiu (AUC) baasil.

Me pöördume tagasi materjali tugevusomaduste juurde, kui võrdleme seda metalliga.

Vahepeal kaaluge selle materjali muid omadusi:

Komposiidi positiivsed omadused hõlmavad selle keemilist inertsust. See ei karda korrosiooni ega agressiivseid aineid (leeliseline betoon, merevesi, teekemikaalid ja happed).
Plastarmatuuri kaal on 3-4 korda väiksem kui terasel. See säästab transpordikulusid.
Materjali madal soojusjuhtivus parandab konstruktsiooni energiasäästlikke omadusi (pole külmasildu).
Komposiitarmatuur ei juhi elektrit. Konstruktsioonides, kus seda kasutatakse, ei esine juhtmestikus lühiseid ega juhuslikke voolusid.
Komposiitplast on magnetiliselt inertne ja raadio läbipaistev. See võimaldab seda kasutada konstruktsioonide ehitamisel, kus tuleks välistada elektromagnetlainete varjestusfaktor.

Ehitusplatsil ei saa klaaskiust varda 90 kraadi nurga all painutada

Komposiittugevduse puudused:

Väikese raadiusega painde võimatus ehitusplatsil. Painutatud varras tuleb eelnevalt tootjalt tellida.
Raami keevitamise võimatus (suhteline miinus, kuna isegi terasarmatuuri jaoks on parim ühendusviis kudumine, mitte keevitamine).
Madala temperatuuritaluvus. Tugeva kuumutamise ja tulega hävib komposiitvarrastega tugevdatud betoonkonstruktsioon. Klaaskiud ei karda kõrgeid temperatuure, kuid seda siduv plastik kaotab üle +200 C kuumutamisel oma tugevuse.
Vananemine. Kõigi polümeeride ühine miinus. Mittemetallist liitmikud pole erand. Selle tootjad ülehindavad kasutusiga 80-100 aastani.

Plastklambrite või terastraadiga kudumine on ainus võimalik raami kokkupanemise meetod

Milline tugevdus on parem metall või klaaskiud?

Üks peamisi argumente klaaskiu kasuks võrreldes sellega on madalam hind. Vaadates aga metalliladude hinnasilte, näete, et see pole nii. Metalli maksumus on keskmiselt 20-25% madalam kui komposiidil.

Segaduse põhjuseks on see, et plastimüüjad võtavad arvesse nn "ekvivalendi" läbimõõtu. Loogika on siin järgmine: mittemetallist tugevdus on purustamiseks tugevam kui konstruktsiooniteras. Seetõttu peab väiksema läbimõõduga polümeervarras vastu samale koormusele kui paksem terasarmatuur. Selle põhjal järeldatakse, et konstruktsiooni tugevdamiseks on vaja vähem plasti kui metalli. Siit tulebki "madalam" hind.

Komposiidi ja metalli põhjendatud võrdlemiseks on vaja normatiivdokumenti. Tänapäeval on sellised juhised juba olemas. See on lisa "L" Venemaa Ehitusministeeriumi korraldusele nr 493 / pr 08.07. 2016. aasta

Punktis L.2.3. tavaliste arendajate jaoks ebaselge, kuid professionaalide jaoks väga huvitav, igat tüüpi komposiittugevduse jaoks on kaks reduktsioonitegurit.

Näiteks kaaluge kõige tavalisemat klaaskiudu (AFS):

Pideva koormuse mõjul tuleks selle tõmbetugevus korrutada 0,3-ga. See tähendab, et 800 MPa asemel saame 240 MPa (800x0,3 = 240).
Kui konstruktsioon töötab väljas, tuleb saadud tulemus korrutada veel 0,7-ga (240 MPa x 0,7 \u003d 168 MPa).

Tabel komposiittugevduse vähendusteguriga

Tabel koefitsientidega, võttes arvesse töötingimusi

Nüüd saate õigesti võrrelda plastist tugevduse tugevust metalliga. Näiteks võtame A500 ehitusterase. Selle maksimaalne tõmbetugevus, võttes arvesse ohutusvaru, on 378 MPa. Klaaskiudkomposiidi puhul saime ainult 112 MPa.

Meie väike uuring illustreerib selgelt tabelit terasarmatuuri tegeliku, mitte teoreetiliselt võrdse tugevusega asendamise kohta komposiitarmatuuriga. Seda saab kasutada valimisel ja ostmisel.

Pärast selle tabeli ülevaatamist on lihtne mõista, et metalli samaväärseks asendamiseks vajab plastik mitte vähem, vaid rohkem metalli. Ainult kõige kallim süsinikkiudmaterjal (AFC) edestab sama läbimõõduga terast.

Komposiitsarruse sortiment ja hind

Ehitusplatsil on kõige nõutum klaaskiudkomposiitsarrus. Oleme koondanud selle sortimendi ja keskmised hinnad ühte tabelisse.

Selle kohta, kui palju kaaluvad erineva läbimõõduga plastliitmikud, saad infot allolevast tabelist.

Materjali müüakse 200-, 100- ja 50-meetriste rullidena ning mis tahes pikkusega varraste kujul.

Arvestades hinnategurit (terasega tugevuselt võrdne komposiit maksab rohkem), ei saa me komposiitarmatuuri soovitada eraehituses laialdaseks kasutamiseks.

Põiktalade, põrandaplaatide, kandetalade, sammaste ja jäigastavate membraanide tugevdamiseks soovitavad eksperdid tungivalt seda mitte paigaldada. Sellist tugevdust saab kasutada konstruktiivse vahendina. Seda saab kasutada plaatvundamentide tugevdamiseks.

Plaatvundament klaaskiudarmatuurist karkassiga

Vaiavõrede ja ribavundamentide tugevdamiseks on parem osta terasvardad.

Klaaskiust tugevdus, mis ilmus siseturule suhteliselt hiljuti, on muutunud traditsiooniliste metallvarraste vääriliseks alternatiiviks. Klaasdetailidel, nagu seda materjali nimetatakse, on palju unikaalseid omadusi, mis eristavad seda teistest selle otstarbega toodetest. Vahepeal tuleks valikule läheneda väga hoolikalt.

Mis on klaaskiust tugevdamine

Klaaskiust tugevdus, kui mõistate selle disainifunktsioone, on mittemetallist varras, mille pinnale kantakse klaaskiust mähis. Komposiitmaterjalidest armatuuri spiraalprofiili läbimõõt võib varieeruda vahemikus 4–18 mm. Kui sellise armatuuri varda läbimõõt ei ületa 10 mm, siis väljastatakse see kliendile rullides, kui ületab, siis varrastes, mille pikkus võib ulatuda kuni 12 meetrini.

Komposiitsarruse valmistamiseks võib kasutada erinevat tüüpi tugevdavaid täiteaineid, sõltuvalt sellest jagatakse see mitmesse kategooriasse:

ASK - klaaskiu baasil valmistatud tooted;
AUK - süsinikkomposiit tugevdustooted;
AKK - liitmikud kombineeritud komposiitmaterjalidest.

Siseturul kasutatakse enim klaaskiust tugevdust.

Struktuuri omadused

Klaaskiust armatuur ei ole ainult komposiitmaterjalist varras. See koosneb kahest põhiosast.

Sisemine südamik koosneb paralleelsetest klaaskiudkiududest, mis on omavahel ühendatud polümeervaiguga. Mõned tootjad toodavad armatuuri, mille sisemise tünni kiud ei ole üksteisega paralleelsed, vaid kõverduvad patsiks. Tuleb märkida, et selle tugevusomadused kujundab sisemine klaaskiust armatuur.
Klaaskiust armatuurvarda välimine kiht võib olla valmistatud komposiitmaterjalist kiudude kahesuunalise mähise või peene abrasiivse pulbri pihustamise kujul.

Klaaskiust armatuurvarraste disain, mis määrab suuresti nende tehnilised ja tugevusomadused, sõltub tootjate kujutlusvõimest ja nende poolt selle materjali valmistamiseks kasutatavatest tehnoloogiatest.

Põhiomadused

Pädevate organisatsioonide läbi viidud arvukate uuringute tulemuste kohaselt on klaaskiust tugevdamisel mitmeid omadusi, mis eristavad seda teistest sarnase eesmärgiga materjalidest.

Klaaskiust sarrusvardad on väikese massiga, mis on 9 korda väiksem kui sarnaste metalltoodete kaal.
Klaaskiust tugevdus, erinevalt metalltoodetest, on väga korrosioonikindel, talub suurepäraselt happelise, leeliselise ja soolase keskkonna mõju. Kui võrrelda sellise tugevduse korrosioonikindlust terastoodete sarnaste omadustega, siis on see 10 korda suurem.
Klaaskiudsarruse soojusjuhtimise võime on palju madalam kui metalltoodetel, mis vähendab kasutamise ajal külmasildade ohtu.
Kuna klaaskiust armatuuri transporditakse palju lihtsamalt ja selle kasutusiga on palju pikem kui metallil, on selle kasutamine rahaliselt tulusam.
Klaaskiust armatuur on dielektriline materjal, mis ei juhi elektrivoolu, omab absoluutset läbipaistvust elektromagnetlainete jaoks.
Sellist materjali on tugevduskonstruktsioonide loomiseks palju lihtsam kasutada kui metallvardaid, selleks pole vaja metalli lõikamiseks kasutada keevitusseadmeid ja tehnilisi seadmeid.

Oma vaieldamatute eeliste tõttu on suhteliselt hiljuti siseturule ilmunud klaaskiust tugevdus juba saavutanud suure populaarsuse nii suurte ehitusorganisatsioonide kui ka eraarendajate seas. Samal ajal on sellistel liitmikel ka mitmeid puudusi, millest olulisemad on järgmised:

piisavalt madal elastsusmoodul;
mitte liiga kõrge termiline stabiilsus.

Klaaskiudsarruse madal elastsusmoodul on vundamenti tugevdavate raamide valmistamisel plussiks, aga suur miinus, kui seda kasutatakse põrandaplaatide tugevdamiseks. Kui sellistel juhtudel on vaja rakendada, tuleb esmalt teha hoolikad arvutused just selle klapi puhul.

Klaaskiust tugevduse madal termiline stabiilsus on tõsisem puudus, mis piirab selle kasutamist. Hoolimata asjaolust, et selline tugevdus kuulub isekustuvate materjalide kategooriasse ega ole betoonkonstruktsioonides kasutamise korral võimeline toimima tule leviku allikana, kaotab see kõrgetel temperatuuridel oma tugevusomadused. Sel põhjusel saab sellist tugevdust kasutada ainult nende konstruktsioonide tugevdamiseks, mis ei puutu töötamise ajal kokku kõrgete temperatuuridega.

Klaaskiust tugevduse veel üks oluline puudus on tingitud asjaolust, et aja jooksul kaotab see oma tugevusomadused. See protsess kiireneb oluliselt, kui see puutub kokku leeliselise keskkonnaga. Vahepeal saab sellist puudust vältida, kui kasutatakse haruldaste muldmetallide lisamisega valmistatud klaaskiust tugevdust.

Kuidas ja millest klaaskiust armatuuri valmistatakse

Paljud klaaskiust armatuurid on tuttavad mitte ainult Interneti-fotodelt, vaid ka ehituspraktikast, kuid vähesed teavad, kuidas seda toodetakse. Klaaskiust armatuurvarraste valmistamise tehnoloogiline protsess, mida on väga huvitav videost vaadata, on lihtsalt automatiseeritav ja rakendatav nii suurte kui ka väikeste tootmisettevõtete baasil.

Sellise ehitusmaterjali valmistamiseks on kõigepealt vaja valmistada toorained, mida kasutatakse alumiiniumboorsilikaatklaasina. Et anda esialgsele toorainele vajalik elastsusaste, sulatatakse see spetsiaalsetes ahjudes ja saadud massist tõmmatakse niidid, mille paksus on 10–20 mikronit. Saadud niitide paksus on nii väike, et kui pildistate need fotol või videol, siis te ei näe neid ilma saadud pilti suurendamata. Klaaskiududele kantakse spetsiaalse seadme abil õli sisaldav kompositsioon. Seejärel moodustatakse neist talad, mida nimetatakse klaasheideteks. Just need paljudest õhukestest niitidest kokku pandud kimbud on klaaskiust tugevdamise aluseks ning kujundavad suuresti selle tehnilised ja tugevusomadused.

Pärast klaaskiudfilamentide ettevalmistamist suunatakse need tootmisliinile, kus need muudetakse erineva läbimõõdu ja pikkusega armatuurvarrasteks. Edasine tehnoloogiline protsess, mida võib leida paljudest Internetis olevatest videotest, on järgmine.

Spetsiaalse varustuse (kreeli) kaudu juhitakse niidid pingutusseadmesse, mis täidab samaaegselt kahte ülesannet: võrdsustab pinget klaasniitides, korraldab need kindlas järjestuses ja moodustab tulevase armatuuri.
Niitide kimbud, mille pinnale kanti eelnevalt õli sisaldavat kompositsiooni, puhutakse üle kuuma õhuga, mis on vajalik mitte ainult nende kuivatamiseks, vaid ka kergeks kuumutamiseks.
Vajaliku temperatuurini kuumutatud niidikimbud lastakse spetsiaalsetesse vannidesse, kus need immutatakse sideainega, samuti kuumutatakse teatud temperatuurini.
Seejärel lastakse mehhanismist läbi niitide kimbud, mille abil teostatakse vajaliku läbimõõduga armatuurvarda lõplik moodustamine.
Kui armatuur tehakse mitte sileda, vaid reljeefse profiiliga, siis kohe pärast kalibreerimismehhanismist väljumist keritakse põhivardale klaaskiu kimbud.
Sideainevaikude polümerisatsiooni protsessi kiirendamiseks juhitakse valmis armatuurvarras tunnelahju, enne millesse sisenemist kantakse mähiseta toodetud vardadele peenliivakiht.
Pärast ahjust väljumist, kui klaaskiust armatuur on peaaegu valmis, jahutatakse vardad jooksva veega ja suunatakse lõikamiseks või mehhanismi nende mähistamiseks.

Seega pole klaaskiust armatuuri valmistamise tehnoloogiline protsess nii keeruline, mida saab hinnata isegi selle üksikute etappide foto või video põhjal. Vahepeal nõuab selline protsess spetsiaalse varustuse kasutamist ja kõigi režiimide ranget järgimist.

Allolevas videos on selgemalt näha komposiitklaasist furnituuri tootmisprotsess TLKA-2 tootmisliini näitel.

Parameetrid - kaal, läbimõõt, mähise samm

Tugevdust, mille valmistamiseks kasutatakse klaaskiudu, iseloomustavad mitmed parameetrid, mis määravad selle rakendusala. Kõige olulisemad on:

ühe lineaarmeetri armatuurvarda kaal;
reljeefse profiiliga toodete puhul - klaaskiust kimpude nende pinnale kerimise samm;
armatuuri läbimõõt.

Praeguseks toodetakse reljeefprofiiliga tugevdust peamiselt 15 mm mähise sammuga.

Armatuurvarda välisläbimõõtu iseloomustab number, mis määratakse tootele vastavalt selliste toodete tootmise spetsifikatsioonidele. Vastavalt TU-le toodetakse nüüd klaaskiust armatuurvardaid järgmiste numbrite all: 4; 5; 5,5; 6; 7; kaheksa; kümme; 12; neliteist; 16; 18. Klaaskiust armatuurvarraste jooksva meetri kaal kaasaegsel turul kõigub vahemikus 0,02–0,42 kg.

Klaaskiust tugevduse tüübid ja ulatus

Tugevdamisel, mille valmistamiseks kasutatakse klaaskiudu, on palju sorte, mis erinevad mitte ainult läbimõõdu ja profiili kuju poolest (sile ja gofreeritud), vaid ka kasutusala poolest. Niisiis eristavad eksperdid klaaskiust tugevdamist:

töötamine;
paigaldus;
levitamine;
spetsiaalselt ette nähtud betoonkonstruktsioonide tugevdamiseks.

Sõltuvalt lahendatavatest ülesannetest võib sellist tugevdamist kasutada järgmisel kujul:

tükivardad;
tugevdavad võrguelemendid;
erineva kujunduse ja mõõtmetega tugevdavad puurid.

Hoolimata asjaolust, et klaaskiust tugevdus on hiljuti siseturule ilmunud, kasutavad ettevõtted, ehitusettevõtted ja eraisikud seda juba üsna aktiivselt erinevate probleemide lahendamiseks. Seega kogub populaarsust klaaskiust armatuuri kasutamine ehituses. Tema abiga tugevdatakse vundamente ja muid betoonist konstruktsioone (drenaažikaevud, seinad jne), kasutatakse tellistest ja plokkmaterjalidest müüritise tugevdamiseks. Klaaskiudsarruse tehnilised omadused võimaldavad seda edukalt kasutada teedeehituses: sõidutee tugevdamiseks, muldkeste ja nõrkade vundamentide tugevdamiseks ning monoliitbetoonvundamentide loomiseks.

Isikud, kes tegelevad iseseisvalt oma tagahoovis või maal ehitusega, suutsid hinnata ka selle materjali eeliseid. Huvitav on kogemus klaaskiudarmatuuri kasutamisest dachas ja eramajade aedades kasvuhoonete ehitamisel. Internetist leiate palju fotosid sellistest korralikest ja töökindlatest konstruktsioonidest, mis ei allu korrosioonile, mida on lihtne paigaldada ja sama lihtsalt demonteerida.

Sellise materjali kasutamise suur eelis (eriti üksikisikute puhul) on selle transportimise lihtsus. Kompaktseks mähisesse mähitud klaaskiudsarruse saab ära viia isegi autoga, mida ei saa öelda metalltoodete kohta.

Kumb on parem - klaaskiud või teras?

Et vastata küsimusele, millist tugevdust on parem kasutada - terasest või klaaskiust - tuleks võrrelda nende materjalide peamisi parameetreid.

Kui terasest valmistatud armatuurvarrastel on nii elastsus kui ka plastilisus, siis klaaskiudtoodetel on ainult elastsus.
Tõmbetugevuselt on klaaskiudtooted oluliselt paremad kui metalltooted: vastavalt 1300 ja 390 MPa.
Klaaskiud on eelistatavam ka soojusjuhtivuse osas: 0,35 W / m * C0 - terase 46 vastu.
Terasest valmistatud armatuurvarraste tihedus on 7850 kg/m3, klaaskiust - 1900 kg/m3.
Klaaskiudtoodetel on erinevalt terasest armatuurvarrastest erakordne korrosioonikindlus.
Klaaskiud on dielektriline materjal, mistõttu sellest valmistatud tooted ei juhi elektrit, on täiesti läbipaistvad elektromagnetlainetele, mis on eriti oluline kindla otstarbega konstruktsioonide ehitamisel (laborid, uurimiskeskused jne).

Samal ajal ei tööta klaaskiudtooted hästi painutamisel, mis piirab nende kasutamist põrandaplaatide ja muude tugevalt koormatud betoonkonstruktsioonide tugevdamiseks. Komposiitmaterjalidest armatuurvarraste kasutamise majanduslik otstarbekus seisneb ka selles, et neid saab osta täpselt sellises koguses, kui vaja, mis teeb nende kasutamise praktiliselt jäätmevabaks.

Võtame kõik ülaltoodu kokku. Isegi kui võtta arvesse kõiki komposiitarmatuuri ainulaadseid omadusi, tuleks seda kasutada väga tahtlikult ja ainult nendes piirkondades, kus see materjal toimib kõige paremini. Sellist tugevdust ei ole soovitav kasutada betoonkonstruktsioonide tugevdamiseks, mis töötamise ajal kogevad väga tõsiseid koormusi, mis võivad põhjustada selle hävimise. Kõigil muudel juhtudel on klaaskiust tugevduse ja muude komposiitmaterjalide kasutamine osutunud tõhusaks.