Komposit armeringsjärn

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 17 september 2018; kontroller kräver 14 redigeringar .

Kompositarmering ( eng.  fiberarmerad plastarmering, FRP-armeringsjärn ) - icke-metalliska stavar gjorda av glas- , basalt- , kol- eller aramidfibrer impregnerade med ett värmehärdande eller termoplastiskt polymerbindemedel och härdade. Armering gjord av glasfibrer kallas glasfiber (FRP), från basaltfibrer - basalt-plast (ABP), från kolfibrer - kolfiber. För vidhäftning till betong bildas speciella ribbor på ytan av kompositarmering under tillverkningsprocessen eller en sandbeläggning appliceras.

Fördelar

Hög specifik styrka Den specifika hållfastheten hos ASP är 10 gånger högre än den specifika styrkan hos AIII stålarmering. Korrosionsbeständighet _ Kompositarmering utsätts inte för vatten och salter, så dess användning kan motiveras av användningen i förstärkning av strukturer som utsätts för vatten, särskilt marina och andra aggressiva miljöer. Låg termisk och elektrisk ledningsförmåga Skapar inga köldbryggor. Stör inte radiovågor . Skapar inte inducerande strömmar och magnetfält. Hög transportbarhet Kompositarmeringsjärn med liten diameter transporteras i spolar. miljövänligt material Skadar inte miljön, giftfri vid nedbrytning. Absorberar inte radioaktiva ämnen. Samma värmeutvidgningskoefficient som betong När omgivningstemperaturen ändras expanderar den och drar ihop sig med betongkonstruktioner, vilket förhindrar sprickbildning och sprickbildning.

Nackdelar

Låg styvhet

Elasticitetsmodulen ( ) för kompositarmering är 4 gånger mindre än för stålarmering (45 GPa för ASP mot 200 GPa för AIII). Den låga styvheten hos kompositarmering tillåter inte att realisera dess höga hållfasthetspotential vid armering av betong. Enligt paragraf 6.1.14 i regelverket SP 63.13330.2012 är den slutliga deformationen av betong under dragarbete ca . Med en sådan deformation ( ) blir spänningen i ASP:n enligt Hookes lag ( ) 45 GPa * 0,0002 = 9 MPa, vilket är cirka 1 % av ASP:ns draghållfasthet.

Med en jämförande belastning av betong armerad med kompositarmering och betong armerad med stålarmering, med samma deformationer av armerad betong, enligt Hookes lag, blir spänningen i kompositarmering 4 gånger mindre än i stålarmering. I detta avseende, för att ge betong samma hållfasthet , bör förstärkningskoefficienten (förhållandet mellan områdena armering och betong) för kompositarmering vara 4 gånger högre än för stålarmering.

Den låga styvheten hos vissa typer av kompositarmering begränsar drastiskt dess användning i konstruktionen.

Brist på plasticitet

Kompositarmering har ingen eftergivningsplattform och dragbrott är skört. I detta avseende är det omöjligt att ändra formen på armeringen utan uppvärmning.

Lågt värmebeständighet

ASP förlorar sina bärande egenskaper vid 150°C, ABP - vid 300°C (stålförstärkning fungerar upp till 500°C).

Hög skadlighet

Vid skärning av ASP bildas damm som består av de finaste glasfibernålarna . Det förorenar arbetsplatsen, verktyg och skyddsutrustning. Det finns stor risk för glassplitter, skador på ögon och luftvägar.

Glasfiberarmering

Glasfiberarmeringsjärn (FRP) är ett kompositarmeringsjärn tillverkat av glasfiber, som ger styrka, och härdplaster, som fungerar som ett bindemedel. En av fördelarna med glasfiberarmering är låg vikt och hög hållfasthet. Med hög hållfasthet och korrosionsbeständighet är det ett alternativ till metallbeslag. Den största fördelen med glaspolymerförstärkning anses vara dess höga gräns för destruktiv påverkan - nästan 2,5 gånger högre än för stål [1] .

Basalt armeringsjärn

Basalt-plast armeringsjärn (ABP) är ett komposit armeringsjärn tillverkat av basaltfiber och harts. En betydande skillnad mellan detta byggmaterial och de som anges ovan är dess högre motståndskraft mot aggressiva miljöer. Men trots basaltfiberns höga brandbeständighet skiljer sig värmebeständigheten hos basaltförstärkning inte från glasfiber, eftersom polymermatrisen inte kan motstå temperaturer över 160°C.

Applikation

Kompositarmering används i industri- och anläggningsbyggande för konstruktion av bostads-, offentliga och industribyggnader, i låghus- och stugkonstruktioner för användning i betongkonstruktioner, för skiktade murade väggar med flexibla anslutningar, för reparation av ytor av armerad betong och tegel strukturer, såväl som vid arbete på vintern, den tid då härdningsacceleratorer och frostskyddstillsatser införs i murbruket, vilket orsakar korrosion av armeringsstål.

Inom vägbyggen används det för konstruktion av banvallar, beläggning, för vägelement som utsätts för den aggressiva verkan av anti-isningsmedel, för blandade vägelement (som " asfaltbetong  - skenor"). Det används också för att förstärka vägsluttningar, vid konstruktion av broar (körbana, körbana av spännkonstruktioner, stöd av sofftyp), för bankskydd, i form av galler i asfaltbasen.

I Ryssland ökar användningen av kompositarmering varje år. Det finns stora design- och byggföretag som i stor utsträckning använder kompositarmering i byggandet. Detta underlättas av uppkomsten av regleringsdokument: GOST 31938-2012, SNiP 52-01-2003, SP.

PKA och ANK-S används i armerad jord, gabioner , vid fixering av gruvarbeten med glasfiberankare, fixering av jord längs tunnelvägen, i borrade injektionsankarmikropålar med dragkraft från stål eller icke-metallisk kompositarmering, fixerade i brunnen genom injektion av cementbruk.

Glasfiberarmering rekommenderas för användning som arbetsarmering i betongkonstruktioner som används i områden med seismicitet på 7-9 punkter.

För bärande element av dränkbara och borrade dymlingsstift är det möjligt att använda ANK istället för följande typer av stålarmering: - varmvalsat armeringsstål av en periodisk profil av klass AIII (A 400), AIV (A 600) , AV (A 800) enligt GOST 5781; - termomekaniskt härdat armeringsstål av en periodisk profil av klassen At400s, At500s, At600, At600s, At800 enligt GOST 10884; - armeringsstål av en skruvprofil enligt TU-14-2-686-86, TU-14-1-5492-2004.

ANK kan användas för att förstärka jordbasen under olika byggnadskonstruktioner, inkl. under kulvertar som lagts i karossen av vallar för olika ändamål.

Tillverkningsteknik

Metoden "Needletrusion"

NIIZhB har utvecklat en ny metod för spunbond-tillverkning av kompositarmeringsjärn med periodisk profil - nålfusionsmetoden.

Med denna produktionsmetod delas stången, som består av fibertrådar impregnerade med ett polymert bindemedel, först upp i separata delar, passeras genom separata kanaler och återansluts sedan med samtidig spiralflätning och spänning av lindningsbunten som är inbäddad i fibern bunt. Författarna erhöll patent för tekniken för armeringsproduktion.

Armering gjord med nålsmältningsmetoden har höga förankringsegenskaper i betongmiljön, tillförlitlig fastsättning av spirallindningen på kraftstaven, samt höga fysiska och mekaniska egenskaper.

Planettrusion Method

Teknik för tillverkning av icke-metallisk förstärkning med metoden för icke-dragande broschning.

Pultrusion Method

Tekniken för att forma och härda stavfibrer impregnerade med ett polymerbindemedel genom att dra genom ett system av spinndynor med ett gradvis minskande tvärsnitt. [2]

Egenskaper för kompositarmering

Egenskaper Metallarmeringsklass A-III (A400) GOST 5781-82 Metallarmeringsklass A-VI (A1000) GOST 5781-82 Icke-metallisk kompositförstärkning (ASP - glasfiber, ABP - basaltplast)

GOST 31938-2012 [1]

Material Stål 35GS, 25G2S, 32G2Rps 22H2G2AYU, 22H2G2R, 20H2G2SR ASP - glasfibrer med en diameter på 13-16 mikron bundna av en polymer;

ABP - basaltfibrer med en diameter på 10-16 mikron bundna av en polymer

Specifik gravitation Enligt byggregler Enligt byggregler Lättare än metallförstärkning
Draghållfasthet, MPa 590 1230 600-1200 - ASP (med ökande diameter minskar draghållfastheten, till exempel ASP8-1200, ASP16-900, ASP20-700)

700-1300 - ABP

Elasticitetsmodul, MPa 200 000 200 000 45 000-ASP

60 000-ABP

Relativ förlängning, % fjorton 6 2,2-ASP och ABP
Typen av beteende under belastning (beroende "stress-strain") Böjd linje med sträckgräns under belastning Böjd linje med sträckgräns under belastning Rak linje med elastiskt-linjärt beroende under belastning fram till brott
Linjär expansionskoefficient αх×10 -6 °C -1 13-15 13-15 9-12
Densitet, t/m³ 7,85 7,85 1,9-ASP och ABP
Korrosionsbeständighet mot aggressiva miljöer Nedbryts med frigörande av korrosionsprodukter Nedbryts med frigörande av korrosionsprodukter Rostfritt material av den första gruppen av kemisk resistens
Värmeledningsförmåga Värmeledande Värmeledande Låg värmeledningsförmåga
Elektrisk konduktivitet Elektriskt ledande Elektriskt ledande Icke-ledande - dielektrisk
Producerade profiler 6-80 6-80 Ryssland: 4-20. Utländska leverantörer 6-40
Längd Stavar 6-12 m långa (enhetlig storlek - på grund av transportkrav) Stavar 6-12 m långa (enhetlig storlek - på grund av transportkrav) Vilken längd som helst enligt kundens krav
Miljövänlighet Miljövänlig Miljövänlig Miljövänlig - släpper inte ut skadliga och giftiga ämnen
Varaktighet Enligt byggregler Enligt byggregler Beräknad hållbarhet på minst 80 år
Byte av armering enligt fysiska och mekaniska egenskaper (förutom värdet av förlängning under belastning)
  • 5 Вр-1 tråd
  • 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
Ersättning av armering genom förlängning under belastning (samma töjning under samma belastning, inom gränserna för elastisk deformation av stålarmering)
  • 6A-III
  • 8A-III
  • 10A-III
  • 12A-III
  • 14A-III
  • 16A-III
  • ASP-12
  • ASP-16
  • ASP-20
  • -
  • -
  • -

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Användning av sammansatt glasfiberarmering för fundamentet . Hämtad 5 oktober 2017. Arkiverad från originalet 5 oktober 2017.
  2. ↑ Frolov N. P. Kapitel II. Teknik för glasfiberarmering // Glasfiberarmering och glasfiberbetongkonstruktioner. - 1:a uppl. - M . : Stroyizdat, 1980. - S. 20. - 104 sid.

Länkar