Kompozitní armatura

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 17. září 2018; kontroly vyžadují 14 úprav .

Kompozitní výztuž ( angl.  vláknem vyztužená plastová výztuž, FRP výztuž ) - nekovové tyče ze skleněných , čedičových , uhlíkových nebo aramidových vláken impregnované termosetovým nebo termoplastickým polymerním pojivem a vytvrzené. Výztuž vyrobená ze skelných vláken se nazývá sklolaminát (FRP), z čedičových vláken - čedič-plast (ABP), z uhlíkových vláken - uhlíkové vlákno. Pro přilnavost k betonu se na povrchu kompozitní výztuže během výrobního procesu vytvoří speciální žebra nebo se nanese pískový nátěr.

Výhody

Vysoká měrná pevnost Měrná pevnost ASP je 10x vyšší než měrná pevnost ocelové výztuže AIII. Odolnost proti korozi Kompozitní výztuž není vystavena působení vody a solí, takže její použití lze odůvodnit použitím při výztuži konstrukcí vystavených působení vody, zejména mořského a jiného agresivního prostředí. Nízká tepelná a elektrická vodivost Nevytváří studené mosty. Neruší rádiové vlny . Nevytváří indukční proudy a magnetická pole. Vysoká přepravitelnost Kompozitní výztuž malého průměru se dopravuje ve svitcích. materiál šetrný k životnímu prostředí Neškodí životnímu prostředí, při rozkladu netoxický. Neabsorbuje radioaktivní látky. Stejný koeficient tepelné roztažnosti jako u betonu Při změně okolní teploty se roztahuje a smršťuje spolu s betonovými konstrukcemi, čímž zabraňuje praskání a praskání.

Nevýhody

Nízká tuhost

Modul pružnosti ( ) kompozitní výztuže je 4krát menší než u ocelové výztuže (45 GPa pro ASP oproti 200 GPa pro AIII). Nízká tuhost kompozitní výztuže neumožňuje realizovat její vysoký pevnostní potenciál při armování betonu. Podle článku 6.1.14 Pravidel SP 63.13330.2012 je konečná deformace betonu při tahových pracích asi . Při takové deformaci ( ) bude napětí v ASP podle Hookova zákona ( ) 45 GPa * 0,0002 = 9 MPa, což je asi 1 % pevnosti v tahu ASP.

Při srovnávacím zatížení betonu vyztuženého kompozitní výztuží a betonu vyztuženého ocelovou výztuží bude při stejných deformacích železobetonu podle Hookova zákona napětí v kompozitní výztuži 4x menší než v ocelové výztuži. V tomto ohledu, aby beton získal stejnou pevnost , měl by být koeficient vyztužení (poměr ploch výztuže a betonu) u kompozitní výztuže 4krát vyšší než u ocelové výztuže.

Nízká tuhost některých typů kompozitní výztuže drasticky omezuje její použití ve stavebnictví.

Nedostatek plasticity

Kompozitní výztuž nemá žádnou kluznou platformu a porušení tahem je křehké. V tomto ohledu je nemožné změnit tvar výztuže bez ohřevu.

Nízká tepelná odolnost

ASP ztrácí své nosné vlastnosti při 150 ° C, ABP - při 300 ° C (ocelová výztuž pracuje až do 500 ° C).

Vysoká škodlivost

Při řezání ASP se tvoří prach, sestávající z nejjemnějších jehel ze skleněných vláken . Znečišťuje pracoviště, nářadí a ochranné prostředky. Je zde vysoké riziko skleněných třísek, poškození očí a dýchacích cest.

Sklolaminátová výztuž

Sklolaminátová výztuž (FRP) je kompozitní výztuž vyrobená ze skelných vláken, která dodává pevnost, a termosetové pryskyřice, působící jako pojivo. Jednou z výhod sklolaminátové výztuže je nízká hmotnost a vysoká pevnost. Díky vysoké pevnosti a odolnosti proti korozi je alternativou ke kovovým armaturám. Za hlavní výhodu sklopolymerové výztuže je považována její vysoká mez destruktivního rázu - téměř 2,5krát vyšší než u oceli [1] .

Čedičová výztuž

Čedičová plastová výztuž (ABP) je kompozitní výztuž vyrobená z čedičových vláken a pryskyřice. Podstatným rozdílem mezi tímto stavebním materiálem a výše uvedenými je jeho vyšší odolnost vůči agresivnímu prostředí. Navzdory vysoké požární odolnosti čedičového vlákna se však tepelná odolnost čedičové výztuže neliší od sklolaminátu, protože polymerní matrice není schopna odolat teplotám nad 160 °C.

Aplikace

Kompozitní výztuž se používá v průmyslové a občanské výstavbě pro výstavbu bytových, veřejných a průmyslových budov, v nízkopodlažní a chatové výstavbě pro použití v betonových konstrukcích, pro vrstvené zděné stěny s pružnými spoji, pro opravy povrchů železobetonu a cihel konstrukcí, jakož i při práci v zimě.době, kdy se do zdící malty vnášejí urychlovače tuhnutí a nemrznoucí přísady, které způsobují korozi ocelové výztuže.

V silničním stavitelství se používá pro stavbu náspů, chodníků, pro silniční prvky, které jsou vystaveny agresivnímu působení protinámrazových prostředků, pro smíšené silniční prvky (např. " asfaltový beton  - kolejnice"). Používá se také ke zpevnění silničních svahů, při stavbě mostů (vozovka, vozovka rozpěrných konstrukcí, podpěry pohovkového typu), pro ochranu břehů ve formě mřížek v asfaltovém podkladu.

V Rusku se používání kompozitní výztuže každým rokem zvyšuje. Existují velké projekční a stavební firmy, které ve stavebnictví masivně využívají kompozitní výztuž. To je usnadněno výskytem regulačních dokumentů: GOST 31938-2012, SNiP 52-01-2003, SP.

PKA a ANK-S se používají ve vyztužené zemině, gabionech , při upevňování důlních děl sklolaminátovými kotvami, upevňování zeminy podél tunelové trasy, ve vrtaných injektážních kotevních mikropilotách s tahem z ocelové nebo nekovové kompozitní výztuže, upevněné ve vrtu pomocí injektáž cementové malty.

Sklolaminátová výztuž se doporučuje použít jako pracovní výztuž v betonových konstrukcích používaných v oblastech se seizmicitou 7-9 bodů.

Pro nosné prvky ponorných a vrtaných hmoždinek je možné použít ANK místo následujících typů ocelové výztuže: - betonářská ocel válcovaná za tepla periodického profilu třídy AIII (A 400), AIV (A 600) , AV (A 800) podle GOST 5781; - termomechanicky kalená betonářská ocel periodického profilu třídy At400s, At500s, At600, At600s, At800 podle GOST 10884; - betonářská ocel profilu šroubu dle TU-14-2-686-86, TU-14-1-5492-2004.

ANK lze použít pro zpevnění půdního podkladu pod různé stavební konstrukce vč. pod propustky uložené v tělese násypů pro různé účely.

Výrobní technologie

Metoda "Needlettrusion"

NIIZhB vyvinula novou metodu výroby kompozitní výztuže periodického profilu metodou spunbond - jehlovou fúzi.

Při tomto způsobu výroby se tyč, skládající se z vláknitých vláken impregnovaných polymerním pojivem, nejprve rozdělí na samostatné části, prochází samostatnými kanály a poté se znovu spojí současným spirálovým opletením a napnutím navíjecího svazku, který je zapuštěn ve vláknu. svazek. Autoři získali patenty na technologii výroby výztuže.

Výztuž vyrobená metodou jehlového tavení má vysoké kotevní vlastnosti v prostředí betonu, spolehlivé upevnění spirálového vinutí na výkonové tyči a také vysoké fyzikální a mechanické vlastnosti.

Metoda planettruze

Technologie výroby nekovové výztuže metodou beztahového protahování.

Pulltrusion Method

Technologie tvarování a vytvrzování tyčových vláken impregnovaných polymerním pojivem protahováním systémem zvlákňovacích trysek s postupně se zmenšujícím průřezem. [2]

Charakteristika kompozitní výztuže

Charakteristika Třída kovové výztuže A-III (A400) GOST 5781-82 Třída kovové výztuže A-VI (A1000) GOST 5781-82 Nekovová kompozitní výztuž (ASP - sklolaminát, ABP - čedičový plast)

GOST 31938-2012 [1]

Materiál Ocel 35GS, 25G2S, 32G2Rps 22H2G2AYU, 22H2G2R, 20H2G2SR ASP - skleněná vlákna o průměru 13-16 mikronů vázaná polymerem;

ABP - čedičová vlákna o průměru 10-16 mikronů vázaná polymerem

Specifická gravitace Podle stavebních předpisů Podle stavebních předpisů Lehčí než kovová výztuha
Pevnost v tahu, MPa 590 1230 600-1200 - ASP (s rostoucím průměrem klesá pevnost v tahu, například ASP8-1200, ASP16-900, ASP20-700)

700-1300 - ABP

Modul pružnosti, MPa 200 000 200 000 45 000 ASP

60 000 ABP

Relativní rozšíření, % čtrnáct 6 2,2-ASP a ABP
Povaha chování při zátěži (závislost "napětí-napětí") Zakřivená čára s mezí kluzu při zatížení Zakřivená čára s mezí kluzu při zatížení Přímka s elasticko-lineární závislostí při zatížení až do porušení
Koeficient lineární roztažnosti αх×10 -6 °C -1 13-15 13-15 9-12
Hustota, t/m³ 7,85 7,85 1,9-ASP a ABP
Odolnost proti korozi agresivním prostředím Rozkládá se za uvolňování produktů koroze Rozkládá se za uvolňování produktů koroze Nerezový materiál první skupiny chemické odolnosti
Tepelná vodivost Tepelně vodivé Tepelně vodivé Nízká tepelná vodivost
Elektrická vodivost Elektricky vodivé Elektricky vodivé Nevodivé - dielektrické
Vyráběné profily 6-80 6-80 Rusko: 4-20. Zahraniční dodavatelé 6-40
Délka Pruty dlouhé 6-12 m (jednotná velikost - kvůli požadavku na přepravu) Pruty dlouhé 6-12 m (jednotná velikost - kvůli požadavku na přepravu) Libovolná délka dle požadavku zákazníka
Šetrnost k životnímu prostředí Ekologické Ekologické Ekologický - nevypouští škodlivé a toxické látky
Trvanlivost Podle stavebních předpisů Podle stavebních předpisů Předpokládaná životnost minimálně 80 let
Výměna výztuže podle fyzikálních a mechanických vlastností (kromě hodnoty prodloužení při zatížení)
  • 5Вр-1 drát
  • 6A-III
  • 8A-III
  • 10A-III
  • 12A-III
  • 14A-III
  • 16A-III
  • -
  • ASP-4, ABP-4
  • ASP-6, ABP-6
  • ASP-8, ABP-8
  • ASP-8, ABP-8
  • ASP-10, ABP-10
  • ASP-12, ABP-12
Náhrada výztuže protažením při zatížení (stejné prodloužení při stejném zatížení, v mezích pružné deformace ocelové výztuže)
  • 6A-III
  • 8A-III
  • 10A-III
  • 12A-III
  • 14A-III
  • 16A-III
  • ASP-12
  • ASP-16
  • ASP-20
  • -
  • -
  • -

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Použití kompozitní výztuže ze skelných vláken pro základ . Získáno 5. října 2017. Archivováno z originálu 5. října 2017.
  2. ↑ Frolov N. P. Kapitola II. Technologie sklolaminátové výztuže // Sklolaminátová výztuž a sklolaminátové betonové konstrukce. - 1. vyd. - M . : Stroyizdat, 1980. - S. 20. - 104 s.

Odkazy