Коэффициент растяжения стеклопластиковой арматуры
Прежде, чем приобрести композитную арматуру, любой покупатель пожелает узнать особенности ее применения, положительные и отрицательные стороны, и главный источник информации — интернет. Но понять, какая информация достоверна, не всегда удается. Попробуем дать ответ на наиболее сложные вопросы и развеять устоявшиеся мифы:
Миф первый: Арматура из композита – «резиновая». Подразумевается, что у композитной арматуры модуль упругости ниже, чем у стальной. Так ли это?
Модуль упругости:
Чтобы растянуть образец на заданное некоторое расстояние, необходимо приложить определенное усилие – это и есть модуль упругости. У композитной арматуры он составляет 45000 Мпа, у металлической – 200 000 Мпа. Значит арматуру из композита в 4 раза легче «растянуть». Однако проведенные исследования доказали, то у стальных материалов величина модуля упругости не постоянна и резко снижается при усилении нагрузки из-за появления пластических деформаций. Главная задача арматуры в бетоне – работа на растяжение и разрыв. У самого бетона модуль упругости имеет колебания в пределах от 20000 до 30000 Мпа, в зависимости от марки, но резиновым его назвать сложно.
Учитывая свойства материала, необходимо учитывать полный комплекс его характеристик, который включает относительное удлинение на разрыв, временное сопротивление разрыву, предел текучести, равномерное удлинение.
Конструкция из железобетона при нагрузке ведет себя следующим образом: После небольшого растяжения в бетоне появляются микротрещины, после чего металлическая арматура препятствует окончательному его растрескиванию. Микротрещины в нагружаемой конструкции явление обычное, так как даже при минимальной нагрузке предотвратить их появление невозможно. От модуля упругости арматуры зависит размер этих трещин, чем он меньше, тем сильнее бетон «провиснет». Чтобы вся конструкция не обрушилась, в действие вступает предел прочности. Чем выше этот предел, тем более сильную нагрузку выдержит бетон. У самого бетона предел прочности при растяжении в 8-20 раз ниже прочности при сжатии. Маркировка В25 означает, что данный класс материала способен выдержать давление на сжатие 25Мпа, а на растяжение всего 1-4 Мпа. У стали этот показатель равен 400 Мпа, а у композитной арматуры 1200 Мпа. Данная характеристика показывает, что конструкция с композитной арматурой способна выдержать в 3 раза большую нагрузку, чем с металлической. Но при этом она в 4 раза сильнее провиснет. Размер микротрещин при одинаковой нагрузке в бетоне с металлической арматурой будет в 4 раза меньше.
Деформация растяжения:
Использование стальной арматуры регулируется ГОСТами и СНиПами, так как со временем она подвергается коррозии, теряет свойства, что может привести к обрушению конструкции. Арматура из композита не ржавеет и разрушение ей не грозит. Однако появление трещин в бетоне не является только следствием коррозии. При усилии на разрыв деформация стеклопластика составляет до 2,8%, а металла 25%.
В СП52-101-2003 указано, что армированные бетонные конструкции дают трещины при деформации растяжения 0,015%, т.е. задолго до предела прочности арматуры, независимо от ее материала (композита или стали).
Если возникло желание заменить металлическую арматуру на композитную в перекрытиях или несущих стенах, необходимо произвести перерасчет проектно-технической документации, что позволит избежать появления крупных трещин. Перерасчет производится для конструкций, подвергающихся максимальным нагрузкам. В местах, где предполагается минимальная нагрузка, допускается замена металлической арматуры на композитную с меньшим диаметром. СНиП позволяет не производить перерасчет раскрытия трещин, не предусмотренных конструкцией. Поэтому элементы конструкции, не подверженные сильной нагрузке, можно смело выполнять с применением стеклопластиковой арматуры.
Миф второй. Равнопрочная или равнозначная замены? В чем разница?
Не следует путать равнопрочную и равнозначную замены. Если образец не уступает по прочности исходную конструкцию, то говорят о равнопрочной замене. В данном случае под прочностью подразумевается «предел прочности», максимальное механическое напряжение, после которого наступает разрушение материала. В ГОСТе 1497-84 под прочностью понимается «временное сопротивление разрушения», напряжение, которое соответствует максимальному усилию перед разрывом образца при испытаниях.
Если произвести замеры двух образцов из металла и композитного материала, получим следующие показатели: прочность на разрыв у композита диаметром 10 мм составит 63000 Мпа, а у стали диаметром 14 мм 60 000 Мпа. Это показывает, что данная замена не является равнопрочной, так как арматура из композита прочнее на 5%. Отсюда вывод, что при равнопрочной замене металлическую арматуру диаметром 14 мм можно смело заменить на композитную с диаметром 10мм.
Что же такое равнозначная замена? При такой замене физические характеристики образцов должны быть идентичны. Если у стеклопластиковой арматуры модуль упругости в 4 раза меньше, чем у металлической, то для замены ее необходимо брать в 4 раза больше. Способность твердого тела деформироваться при приложении к нему усилия называют модулем упругости. Этот термин включает в себя несколько физических величин. Рассчитаем диаметры материалов при равнозначной замене. Если композитного материала необходимо в 4 раза больше, то используя формулу площади круга получаем, что для замены металлической арматуры диаметром 10 мм требуется стеклопластик диаметром 20 мм.
Полученные расчеты необходимо учесть до начала строительства или составления проекта, и четко понимать разницу между равнозначной и равнопрочной заменой.
В конструкциях, где прогиб арматуры не имеет особого значения, целесообразно использовать более прочные композитные материалы. В плитах перекрытия или несущих стенах требуется использование металлической арматуры с высоким модулем упругости или производить перерасчет при использовании стеклопластика.
Источник
Что такое стеклопластиковая арматура?
Содержание статьи
Стеклопластиковая арматура представляется собой композитное изделие обладающее рядом уникальных характеристик и свойств. Всё чаще в нынешнее время на смену металлопрокату приходят изделия из ПВХ и композитов, с лучшими свойствами в плане коррозии, долговечности и универсальности применения.
Так и стеклоарматура, стала достойной альтернативой обычной металлической арматуре. Обладая гораздо меньшим весом, но не прочностью, стеклопластиковая арматура даёт широчайшие возможности в монолитном строительстве и монтаже самых разнообразных конструкций.
Что такое стеклопластиковая арматура?
Стеклопластиковая арматура — это неметаллическое изделие из стекловолокна и композитных материалов. По своей форме, стеклоарматура мало чем отличается от обычной арматуры, той, что изготавливается из металла. Она имеет такую же самую спиральную рельефность, может быть различного диаметра и длины.
Основными материалами для изготовления стеклопластиковой арматуры, как было сказано выше, выступают стекловолокно и композиты. Из стекловолокна делают так называемый стержень стеклоарматуры, оболочкой которого служат стойкие к химическим воздействиям и разрушениям полимеры.
В зависимости от типа армирующих материалов при изготовлении стеклопластиковой арматуры, она подразделяется на несколько категорий:
- АУК — это углекомпозитные изделия;
- АСК — при изготовлении использовался стеклопластик;
- АКК — стеклопластиковая арматура с использованием композитов.
На сегодняшнее время наибольшее распространение получила стеклоарматура с использованием стекловолокна.
Характеристики стеклопластиковой арматуры
Стеклопластиковая арматура имеет вполне достойные характеристики в плане прочности на растяжение и плотности, поэтому она может потягаться в этом с обычной металлической арматурой. В целом, характеристики стеклопластиковой арматуры, выглядят следующим образом:
- Прочность на растяжение — 1100 МПа;
- Плотность — 1.9 кг/м³;
- Длина — может быть различной;
- Коррозийная стойкость;
- Нетеплопроводная;
- Диэлектрик;
- Долговечность — 50 лет и более.
Как видно, характеристики стеклопластиковой арматуры, ничуть не хуже металлических изделий. Не менее важно отметить и то, что стеклопластиковая арматура является диэлектриком, то есть, она не проводит электричество. Кроме того, стеклоарматура не передает так сильно тепло, как это случается с металлическими изделиями.
Что же касается самого главного, а именно экологичности композитной арматуры, то она относится к категории малоопасных материалов, поскольку абсолютно не токсична и не вредит окружающей среде.
Свойства стеклопластиковой арматуры
Стеклопластиковая арматура по некоторым своим свойствам заметно превосходит аналогичные металлические изделия. Являясь диэлектриком, она не проводит электричество через конструкции, что очень важно для обеспечения надежной безопасности. Совсем нередки такие случаи, когда арматура в доме начинает бить током: кто-то например подкинул заземляющий контур на неё и т. д. В случае же со стеклоарматурой, такого не произойдёт.
Кроме того, вес композитной арматуры, почти что в 10 раз меньше металлической. Это делает стеклопластиковую арматуру универсальным и уникальным в своем роде материалом для армирования и монтажа самых разнообразных конструкций. Обязательно следует также отметить и полную неподверженность стеклоарматуры коррозии, что способствует её очень долгому сроку службы.
Ну и не меньшим преимуществом стеклопластиковой арматуры, по сравнению с другими двумя вышеперечисленными достоинствами, является её невозможность передавать тепло. Все эти плюсы, делают стеклоарматуру превосходным альтернативным материалом, а может быть даже и лучше, по сравнению с обычной арматурой из металла.
Источник
Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà
Ïëîòíîñòü (óäåëüíûé âåñ) êîìïîçèòíîé àðìàòóðû âàðüèðóåòñÿ îò 1.25 — 2.1 ã/ñì3, òî åñòü îäíà øåñòàÿ îäíà ÷åòâåðòü îò ïëîòíîñòè ñòàëè . Óìåíüøåííàÿ ìàññà ñíèæàåò çàòðàòû íà òðàíñïîðòèðîâêó, à òàêæå óïðîùàåò ðàáîòó ñ àðìàòóðîé íà ñòðîèòåëüíîé ïëîùàäêå.
Êîýôôèöèåíò òåðìè÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ — êîýôôèöèåíò òåðìè÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ êîìïîçèòíîé àðìàòóðû âàðüèðóåòñÿ â ïðîäîëüíîì è ïîïåðå÷íîì íàïðàâëåíèÿõ â çàâèñèìîñòè îò òèïà âîëîêíà è ñìîëû, à òàêæå îáú¸ìíîé äîëè âîëîêíà. Ïðîäîëüíûé êîýôôèöèåíò òåðìè÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ áîëüøåé ÷àñòüþ çàâèñèò îò ñâîéñòâ âîëîêîí, â òî âðåìÿ, êàê ïîïåðå÷íûé êîýôôèöèåíò â áîëüøåé ìåðå çàâèñèò îò ñìîëû . Îáðàòèòå âíèìàíèå íà òî, ÷òî îòðèöàòåëüíûé êîýôôèöèåíò òåðìè÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ óêàçûâàåò íà óñàäêó ìàòåðèàëà ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû è åãî ðàñøèðåíèå ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû.  êà÷åñòâå ñïðàâêè, êîýôôèöèåíò òåðìè÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ áåòîíà âàðüèðóåòñÿ îò 7.2 106 äî 10.8 106/`C è îáû÷íî ïðèíèìàåòñÿ êàê íåíàïðàâëåííûé.
Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà è õàðàêòåð èõ èçìåíåíèÿ
P Ñâîéñòâà ïðè ðàñòÿæåíèè — íàãðóæåííàÿ â íàòÿíóòîì ñîñòîÿíèè, êîìïîçèòíàÿ àðìàòóðà íå ïðîÿâëÿþò íèêàêîé ïëàñòè÷íîñòè äî ðàçðûâà. Ñâîéñòâà ïðè ðàñòÿæåíèè êîìïîçèòíîé àðìàòóðû, ñîñòîÿùåé èç îäíîãî òèïà âîëîêíà, õàðàêòåðèçóþòñÿ ëèíåéíî-óïðóãîé çàâèñèìîñòüþ äåôîðìàöèè îò íàïðÿæåíèÿ äî ðàçðóøåíèÿ.
Ïðî÷íîñòü íà ðàçðûâ êîìïîçèòíîé àðìàòóðû çàâèñèò îò íåñêîëüêèõ ôàêòîðîâ. Ïîñêîëüêó âîëîêíà â ýòîì ìàòåðèàëå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé îñíîâíîé êîìïîíåíò, íåñóùèé íàãðóçêó, ñîîòíîøåíèå îáú¸ìà âîëîêîí è îáùåãî îáú¸ìà ïðóòà (îáú¸ìíàÿ äîëÿ âîëîêíà) îêàçûâàåò çíà÷èòåëüíîå âëèÿíèå íà åãî ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ïðè ðàñòÿæåíèè. Âàðèàöèè ïðî÷íîñòè ïðóòà äîñòèãàþòñÿ çà ñ÷¸ò èçìåíåíèÿ îáú¸ìíîé äîëè âîëîêíà â í¸ì, äàæå â àðìàòóðå òîãî æå äèàìåòðà, âíåøíåãî âèäà è ñîñòàâà. Êîýôôèöèåíò îòâåðæäåíèÿ, ïðîèçâîäñòâåííûé ïðîöåññ è ñèñòåìà êîíòðîëÿ êà÷åñòâà íà ïðîèçâîäñòâå òàêæå âëèÿþò íà ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà êîìïîçèòíîé àðìàòóðû.
 îòëè÷èå îò ñòàëè, ïðî÷íîñòü íà ðàçðûâ îäíîãî ïðóòà êîìïîçèòíîé àðìàòóðû ìîæåò âàðüèðîâàòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò äèàìåòðà.
Íàïðèìåð, êîìïîçèòíàÿ àðìàòóðà èç ñòåêëîâîëîêíà, äåìîíñòðèðóåòPñíèæåíèå ïðî÷íîñòè íà ðàçðûâ äî 40% ïðè óâåëè÷åíèè äèàìåòðà.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, àíàëîãè÷íûå èçìåíåíèÿ ñå÷åíèÿ, î÷åâèäíî, íå âëèÿþò íà ïðî÷íîñòü ñêðó÷åííûõ íèòåé â àðìàòóðå, àðìèðîâàííîãî óãëåðîäíûì âîëîêíîì.
Îïðåäåëåíèå ñòåïåíè ïðî÷íîñòè êîìïîçèòíîé àðìàòóðû ïðåäñòàâëÿåòñÿ ñëîæíûì, òàê êàê êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèÿ â òî÷êàõ êðåïëåíèÿ è âîêðóã íèõ íà èñïûòóåìîì îáðàçöå ìîãóò ïðèâåñòè ê åãî ïðåæäåâðåìåííîìó ðàçðóøåíèþ. Àäåêâàòíîå òåñòîâîå âîçäåéñòâèå äîëæíî äîïóñêàòü ðàçðóøåíèå â ñðåäíåé ÷àñòè èñïûòóåìîãî îáðàçöà.
Îáû÷íî, ïðè ïðîâåäåíèè èñïûòàíèé, ôèêñèðóåòñÿ ïðî÷íîñòü öåëîãî íàáîðà òåñòîâûõ îáðàçöîâ êîìïîçèòíîé àðìàòóðû.
P Òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè àðìàòóðû, (ã/ñì3)
Ñòàëü | Ñòåêëîïëàñòèêîâàÿ àðìàòóðà | Àðìàòóðà èç óãëåðîäíîãî Pâîëîêíà |
7.90 | îò 1.25 äî 2.10 | îò 1.50 äî 1.60 P |
P
Òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà òåìïåðàòóðíîãî ðàñøèðåíèÿ àðìàòóðû*
P Íàïðàâëåíèå | 106 /`C | ||
Ñòàëü | Àðìàòóðà ñòåêëîïëàñòèêîâàÿ | Àðìàòóðà èç óãëåðîäíîãî âîëîêíà | |
Ïðîäîëüíîå, aL | 11.7 | îò 6.0 äî 10.0 | îò 9.0 äî 0.0 |
Ïîïåðå÷íîå, aT | 11.7 | îò 21.0 äî 23.0 | îò 74.0 äî 104.0 |
* Òèïè÷íûå äàííûå äëÿ îáú¸ìíîé äîëè âîëîêíà îò 0.5 äî 0.7.
P
Òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ ïðî÷íîñòèPïðè ðàñòÿæåíèè àðìàòóðû*
P | Ñòàëü | Àðìàòóðà ñòåêëîïëàñòèêîâàÿ | Àðìàòóðà èç óãëåðîäíîãî âîëîêíà |
Íîìèíàëüíàÿ âåëè÷èíà íàãðóçêè, (MPa) | îò 276 äî 517 | Íåò äàííûõ | Íåò äàííûõ |
Ïðî÷íîñòü íà ðàçðûâ, (MPa) | îò 483 äî 690 | îò 483 äî 1600 | îò 600 äî 3690 |
Ìîäóëü óïðóãîñòè, P(GPa) | 200.0 | îò 35.0 äî 51.0 | îò 120.0 äî 580.0 |
Ïëàñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ, % | îò 0.14 äî 0.25 | Íåò äàííûõ | Íåò äàííûõ |
Äåôîðìàöèÿ ïðè ðàçðûâå, % | îò 6.0 äî 12.0 | îò 1.2 äî 3.1 | îò 0.5 äî 1.7 |
* Òèïè÷íûå äàííûå äëÿ îáú¸ìíîé äîëè âîëîêíà îò 0.5 äî 0.7.
P
Ñâîéñòâà ïðè ñæàòèè õîòÿ íå ðåêîìåíäóåòñÿ ïîäâåðãàòü êîìïîçèòíûå àðìàòóðû êîìïðåññèîííîìó èñïûòàíèþ, îïðåäåëåíèå ýòèõ ïîêàçàòåëåé ïîìîãàåò õàðàêòåðèçîâàòü ïîâåäåíèå ìàòåðèàëà ïðè ñæàòèè.
Èñïûòàíèÿ êîìïîçèòíûõ àðìàòóð ïîêàçàëè, ÷òî ïðî÷íîñòü ïðè ñæàòèè íèæå ïðî÷íîñòè íà ðàçðûâ . Õàðàêòåð ðàçðóøåíèÿ êîìïîçèòíîé àðìàòóðû, âîçíèêàþùåãî âñëåäñòâèå ñæàòèÿ â ïðîäîëüíîì íàïðàâëåíèè, ìîæåò âêëþ÷àòü ïîïåðå÷íûå ðàçðûâû ïðè ðàñòÿæåíèè, íåáîëüøèå ïåðåêîñû âîëîêíà èëè ðàçðóøåíèÿ ïðè ñäâèãå. Âèä ðàçðóøåíèÿ çàâèñèò îò òèïà âîëîêíà, îáú¸ìíîé äîëè âîëîêíà è òèïà ñìîëû.
Ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå ñòåêëîïëàñòèêîâîé àðìàòóðû ñîñòàâëÿåò 55% îò ïðî÷íîñòè íà ðàçðûâ.
Àðìàòóðà èç óãëåðîäíîãî âîëîêíà 78% ïðî÷íîñòè íà ðàçðûâ.
 îáùåì, âåëè÷èíà ïðî÷íîñòè íà ñæàòèå âûøå ó àðìàòóðû ñ áîëüøåé ïðî÷íîñòüþ íà ðàçðûâ.
Ìîäóëü óïðóãîñòè ïðè ñæàòèè êîìïîçèòíîé àðìàòóðû ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âåëè÷èíó ìåíüøóþ, ÷åì ìîäóëü óïðóãîñòè ïðè ðàñòÿæåíèè ýòîãî æå ïðîäóêòà.
P
Ðàáîòà íà ñðåç (ñêàëûâàíèå) ìíîãèå âèäû êîìïîçèòíîé àðìàòóðû õàðàêòåðèçóþòñÿ îòíîñèòåëüíî íåâûñîêîé óñòîé÷èâîñòüþ ê ìåæñëîéíîìó ñäâèãó, îñîáåííî â ñëó÷àå, êîãäà ñëîè íåàðìèðîâàííîé ñìîëû íàõîäÿòñÿ ìåæäó ñëîÿìè âîëîêîí. Ïîñêîëüêó îáû÷íî ñëîè ìàòåðèàëà íå ñâÿçàíû àðìèðóþùèìè ýëåìåíòàìè, ïðî÷íîñòü ïðè ìåæñëîéíîì ñäâèãå îáåñïå÷èâàåòñÿ îòíîñèòåëüíî ñëàáîé ïîëèìåðíîé ñîñòàâëÿþùåé.
Ïðî÷íîñòü ñöåïëåíèÿ Ïðî÷íîñòü ñöåïëåíèÿ ïðóòà êîìïîçèòíîé àðìàòóðû ñ áåòîíîì çàâèñèò îò êîíñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé, ïðîèçâîäñòâåííîãî ïðîöåññà, ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ñàìîãî ïðóòà è óñëîâèé îêðóæàþùåé ñðåäû.
P
Ïðî÷íîñòü è ãðàäàöèè êîìïîçèòíîé àðìàòóðû
Ðåëüåô ïîâåðõíîñòè.
Äëÿ èçãîòîâëåíèÿ êîìïîçèòíîé àðìàòóðû èñïîëüçóåòñÿ öåëûé ðÿä ïðîèçâîäñòâåííûõ ïðîöåññîâ. Êàæäûé ñïîñîá ïðîèçâîäñòâà ïîçâîëÿåò äîáèâàòüñÿ ñîñòîÿíèÿ ïîâåðõíîñòè, îòëè÷íîãî îò îñòàëüíûõ. Ôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîâåðõíîñòè ïðóòà àðìàòóðû âàæíîå ñâîéñòâî, èãðàþùåå áîëüøóþ ðîëü äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî ñöåïëåíèÿ ñ áåòîíîì. Íåêîòîðûå òèïû ïîâåðõíîñòåé ïîñòàâëÿåìîãî ïðóòà àðìàòóðû ïîêàçàíû íà ðèñóíêå .
 íàñòîÿùåå âðåìÿ íå ñóùåñòâóåò ñòàíäàðòèçèðîâàííîé êëàññèôèêàöèè âèäîâ ðåëüåôà àðìàòóðû.
— Îáðàçöû ïîâåðõíîñòåé ïîñòàâëÿåìîé êîìïîçèòíîé àðìàòóðû: ( a) ðèôë¸íàÿ ïîâåðõíîñòü; ( b) ïîâåðõíîñòü, «ïîêðûòàÿ ïåñêîì»; è ( c) ïîâåðõíîñòü, «ïîêðûòàÿ ïåñêîì», ñ íàìîòêîé.
P
Ðàçìåðû ïðóòà àðìàòóðû
Ðàçìåðû ïðóòà àðìàòóðû îáîçíà÷àþòñÿ ÷èñëîì, ñîäåðæàùèì ïðèáëèçèòåëüíóþ íîìèíàëüíóþ âåëè÷èíó äèàìåòðà , àíàëîãè÷íî ìàðêèðîâêå ñòàëüíîé àðìàòóðû.
Íîìèíàëüíûé äèàìåòð êîìïîçèòíîé àðìàòóðû ýêâèâàëåíòåí äèàìåòðó ãëàäêîãî, êðóãëîãî ïðóòà òîé æå ïëîùàäè. Åñëè ïðóò àðìàòóðû èìååò ôîðìó, îòëè÷íóþ îò ñòàíäàðòíîé öèëèíäðè÷åñêîé (íàïðèìåð, ïðÿìîóãîëüíóþ èëè ïîëóþ ôîðìó), íàðóæíûé äèàìåòð ïðóòà èëè åãî ìàêñèìàëüíûé íàðóæíûé ðàçìåð óêàçûâàåòñÿ äîïîëíèòåëüíî ê ýêâèâàëåíòíîìó íîìèíàëüíîìó äèàìåòðó. Íîìèíàëüíûé äèàìåòð ýòèõ íåñòàíäàðòíûõ àðìàòóð ýêâèâàëåíòåí äèàìåòðó ãëàäêèõ, êðóãëûõ àðìàòóð òîé æå ïëîùàäè.
Ñòåêëîïëàñòèêîâóþ àðìàòóðó, ñîîòâåòñòâóþùóþ îïèñàííûì âûøå ñâîéñòâàì, ìîæíî ïðèîáðåñòè â íàøåé êîìïàíèè .
Источник
Сравнительные технические характеристики и преимущества
композитной стеклопластиковой арматуры
Основные преимущества стеклопластиковой арматуры
Прежде всего,арматураиз полимерных строительных материалов, отличается высокой прочностью и достаточно низким удельным весом (меньше практически в четыре раза), если сравнивать с аналогичной арматурой, изготовленной из металла. К тому же показатель прочности на разрыв у композитной арматуры из стеклопластика в два с половиной раза превышает данный показатель у аналогов из металла. Эти свойства позволяют в значительной степени расширить область использованиястеклопластиковой арматуры. Сравнительные характеристики композитной арматуры АКП-СП и стальной арматуры A-III
Сравнительные технические характеристики композитной стеклопластиковой арматуры и стальной арматуры
| Характеристики | Арматура металлическая класса A-III (A400C) | Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС) | Описание |
|---|---|---|---|
| Материал | Сталь | Стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы | |
| Предел прочности при растяжении, МПа | 390 | 1268 | Чем выше показатель, тем лучше. Характеристика арматуры на разрыв — самый основной показатель при учете нагрузок на готовое изделие. Во всех готовых изделиях арматура работает именно на разрыв, кроме плит перекрытия в которых учитывается еще и её модуль упругости. |
| Модуль упругости, Мпа | 200 000 | 60 000 | Чем выше показатель тем лучше. Характеристика показывающая нагрузку на прогиб арматуры, в готовых изделиях. Учитывается только в межэтажных плитах перекрытия, перемычках, мостостроении и т.п. |
| Относительное удлинение, % | 25 | 2,2 | Чем ниже показатель, тем лучше. Характеристика которая помогает избежать трещин в фундаменте. Стеклопластик в отличие от металла практически не растягивается. Является немаловажным фактором при заливке полов, при изготовлении дорожных плит. Отрезок дороги в г. Пермь по ул. Карпинского(От путепровода через транссибирскую железнодорожную магистраль до ул. Стахановская) был изготовлен 9 лет назад с применением композитной арматуры до сих пор полностью отсутвуют продольные и поперечные трещины и разрушение асфальтобетонного покрытия(!). |
| Плотность, т/м3 | 7 | 1,9 | Влияет на вес изделия. |
| Коррозионная стойкость к агрессивным средам | Коррозирует | Нержавеющий материал | Характеристика позволяющая использовать материал в агрессивной среде и в местах непосредственного контакта с водой (укрепление береговой линии, колодцы, водоотливы, бордюры и т.п.), а также дающая экономию бетона при производстве плит, за счёт уменьшения защитного слоя (который для металлической арматуры значительно больше). |
| Теплопроводность | Теплопроводна | Нетеплопроводна | Данная характеристика позволяет увеличить сохранение тепла в зданиях на 35% больше, чем металлическая в случае применения в качестве гибких связей внешних стен с отделочным материалом ( т.к. в отличие от стальной арматуры не образует мостиков холода). |
| Электропроводность | Электропроводна | Неэлектропроводна — диэлектрик | В отличие от стальной арматуры, не создает «экрана», который мешает работе сотовой связи. |
| Выпускаемые профили, мм | 6 — 80 | 4 — 24 | В разработке другие размеры, а также арматура различной конфигурации. |
| Длина | Стержни длиной 6 — 12 м | В соответствии с заявкой покупателя. Любая строительная длина. Возможна поставка в бухтах. | Данная характеристика дает экономию за счет уменьшения или практически полного отсутвия обрезков по сравнению с металлической арматурой а так же дает преимущество исключая связку хлыстов между собой, так как длина в бухте 100 и более метров |
| Экологичность | Экологична | Нетоксична, по степени воздействия на организм человека и окружающую среду относится к 4 классу опасности (малоопасна) | Вреда для здоровья не выявлено. Имеется гигиенический сертификат. |
| Долговечность | В соответствии со строительными нормами около 50 лет. | Неизвестно | Так как материал не корозирует и не вступает в реакцию с агресивными средами то о его долговечности можно только догадываться. |
| Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м2 | При использовании арматуры 8 А-III размер ячейки 14 x 14 см. вес 5,5 кг/м2 | При использовании арматуры 8 АКС размер ячейки 23 x 23 см. вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз. | Меньший вес композитной арматуры позволяет добиться значительной экономии на доставке и удобства при погрузо-разгрузочных работах. |
Равнопрочная замена стальной металлической на композитную стеклопластиковую арматуру.
Понятие равнопрочной замены представляет собой замену арматуры произведенной из стали, на арматуру из композитных материалов, которая имеет такую же прочность и схожие прочие физико-механические показатели. Под равнопрочным диаметром стеклопластиковой арматуры, будем понимать ее такой наружный диаметр, при котором прочность будет равна прочности аналога из металла заданного диаметра.
Равнопрочная замена
| Металлическая арматура класса A-III (A400C) | Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС) |
|---|---|
| 6 | 4 |
| 8 | 5,5 |
| 10 | 6 |
| 12 | 8 |
| 14 | 10 |
| 16 | 12 |
| 18 | 14 |
| 20 | 16 |
Диаграмма растяжения. Определения предела текучести и предела прочности металлической арматуры
На рисунке 1 приведена кривая зависимости напряжения от деформации металлической арматуры.
Рисунок 1
На рисунке 2 приведено примерное расположение кривых зависимости напряжения
от деформации металлической и композитной арматуры (1).
Рисунок 2
Описание характерных точек диаграммы
σп- Наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука, называется пределом пропорциональности. Предел пропорциональности зависит от условно принятой степени приближения, с которой начальный участок диаграммы можно рассматривать как прямую.
Упругие свойства материала сохраняются до напряжения, называемого пределом упругости σу, т.е это наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций.
σт- предел текучести.
Под пределом текучести понимается то напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки. В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует явно выраженная площадка текучести, за предел текучести условно принимается величина напряжения, при котором остаточная деформация составляет 0,2%.
Отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец, к его начальной площади поперечного сечения носит название предела прочности или временного сопротивления. Предел прочности также является условной величиной.
Единица измерения предела текучести и предела прочности — паскаль Па. Более удобно предел текучести и предел прочности измерять в мегапаскалях МПа.
Анализ графика:
- при малых нагрузках композитная арматура тянется лучше, чем металлическая.
- до того как в металле перестает действовать закон Гука, обе кривые почти прямолинейны.
- после того как метал начинает «течь», композитная арматура продолжает работать как раньше.
- после того как закон Гука перестал работать в композитной арматуре, стальная давно уже лопнула.
- композитная арматура почти не течет, а сразу лопается, это видно, когда косая прямая (1) очень быстро переходит в горизонтальную и прерывается.
- из графика видно, что композитная арматура выдержит намного большую нагрузку, чем металлическая.
- металлическая арматура вытянется и лопнет, когда при такой же нагрузке, композитная ведет себя намного лучше, так как график не меняет своего направления.
Источник