Арматура композитная или железная какая лучше для фундамента: Сравнение композитной и металлической арматуры. Какая арматура лучше: стеклопластиковая или стальная?

Стальная или композитная арматура, что выбрать для фундамента?

Важнейшим элементом любого здания является фундамент

    

Некачественно выполненное основание недостаточной прочности быстро разрушится и приведет к повреждению и остальных элементов строения. Для усиления основания зданий используется особый вид строительных материалов – арматура для фундамента. Сегодня арматура для монолитного фундамента переживает свое второе рождение – сталь, традиционно используемая для ее изготовления, постепенно уступает свои позиции современным композитным материалам. Их существует достаточно много разновидностей, и многие из них в качестве эксперимента используют для производства арматуры. Количество разновидностей, как всегда, порождает проблему выбора. Попробуем разобраться во всех тонкостях данного вопроса.

Композитные материалы

   

Это строительные материалы, ставшие доступными для производства с развитием технологий. Они обладают свойствами, которых нет у материалов природного происхождения. Различия в свойствах веществ, имеющих одинаковый химический состав, но различную молекулярную структуру, иногда бывают огромны. Именно поэтому среди множества предложений «композитная арматура для ленточного фундамента» стоит выбирать только те, качество и наличие соответствующих свойств, необходимых для использования в монолитном строительстве, не вызывает никаких сомнений.

Арматура для фундамента — выбор очевиден

Перед тем, как начать рассчитывать, сколько арматуры на фундамент Вашего здания необходимо использовать для его надежного усиления, необходимо учесть тот факт, что стеклопластик способен выдерживать нагрузки, в несколько раз превышающие усилие на разрыв стальных стержней аналогичной толщины. Это позволяет уменьшить расход арматуры на фундамент за счет использования более редкой сетки либо избежать дополнительного расхода материала в тех случаях, когда для прочности металлических стержней недостаточно и требуется обвязка арматуры каркаса фундамента дополнительными армирующими элементами. Проводя расчет арматуры для ленточного фундамента, стоит принимать в учет еще и тот факт, что размер арматуры может быть уменьшен по сравнению с габаритами необходимой для аналогичной жесткости стальной арматуры.

Расположение арматуры в фундаменте монолитного здания предусматривает постоянный контакт усиливающего стержня с агрессивной средой бетона. Такое соседство оказывает крайне негативное влияние на металл, и он быстро съедается коррозией. Независимо от того, какое количество арматуры в фундаменте было заложено изначально, прочность здания существенно теряется именно по причине разрушения стержней арматуры. Обвязка фундамента арматурой из стеклопластика гарантирует высокую надежность строения, ведь укладка арматуры в фундамент не нарушает ее свойств и не приводит к разрушениям. Стеклопластик химически абсолютно инертен, благодаря чему гарантированный срок егослужбы составляет 200 лет.

 

Стеклопластиковая арматура весит в 4 раза меньше, чем стальная. Учитывая, сколько арматуры надо на фундамент при традиционном выборе металла, общий вес конструкции увеличивается на несколько тонн. Помимо обеспечиваемых лучших технических характеристик, малый вес – эффективный инструмент для снижения общих затрат на строительство.Как связать арматуру для фундамента с реальными затратами на ее монтаж? Посчитать, во сколько обходится работа крана и транспортировки стержней металла к месту их укладки – выгода станет очевидной.

Низкий коэффициент теплопроводности. Расчет арматуры всегда учитывает ее прочность, несущую способности и долговечность. При этом ситуация, в которой перед тем, как рассчитать арматуру для фундамента, учитываются ее энергосберегающие параметры – редкое исключение из правил. И это крайне негативно сказывается на теплоизоляционных параметрах здания. Применение стеклопластика вместо стали позволяет снизить потери энергиичерез металлические стержни в 100 раз. Разница поражает! А учитывая, сколько нужно арматуры, количество тепла, сохраняемого внутри основания здания, впечатляет еще больше.

Основную роль в минимизации затрат играет особое внутреннее устройство арматуры фундамента, выполненной из стеклопластика: ее прочность, легкость и долговечность позволяют использовать меньший диаметр арматуры для фундамента, либо делать армирующую сетку реже. Принимая во внимание примерно равную стоимость стержня из металла и стеклопластика равной толщины, вывод об экономической целесообразности применения композитной арматуры напрашивается сам собой.

Сравнение композитной арматуры и металлической

Для укрепления бетона используется арматура разных видов. Какая из них лучше? Что выбрать: стеклопластиковую или металлическую арматуру? Чтобы дать точный ответ на эти вопросы, стоит основательно разобраться в преимуществах этих материалов.

Стеклопластиковая или композитная арматура: особенности

Для изготовления композитной арматуры используют стекловолокно, базальт и высокопрочный пластик. Волокна в бухтах могут иметь диаметр от 4 до 12 мм. На волокна наносятся ребра, чтобы обеспечить максимальное сцепление арматуры с конструкцией.

По характеристикам композитная арматура по многим критерием превосходит металлическую, так как она имеет меньший вес, высокую прочность, большую устойчивость к коррозии. К преимуществам стеклопластиковой арматуры отнести можно также влагоустойчивость, диэлектрические свойства, большой выбор сечений, легкость транспортировки. Только вот композитные изделия используются не во всех сферах деятельности. Например, для конструкций с высокими нагрузками на изгибах, в перекрытиях они не подходят. В основном, композитную арматуру используют для армирования ж/д путей, ленточного фундамента, береговых сооружений, мостов, канализационных конструкций и т.п.

Монтаж стеклопластиковой арматуры производится с помощью специальных хомутов, сваривать такие изделия нельзя. Пруты также сгибать не рекомендовано, иначе можно повредить стержень.

Немаловажен тот факт, что эта арматура требует особых условий производства, использование специального оборудования, сырья. Это дает гарантии того, что приобрести композитный материал, изготовленный кустарным способом невозможно.

Металлическая арматура: особенности

Изготавливают ее в виде стальных прутов с рифленой или гладкой поверхностью. В зависимости от области использования выделяют несколько видов этих изделий:

· Рабочие. Отличаются устойчивостью к нагрузкам на растяжение. Нашли применение в изготовлении ригелей, фундаментов и т.п.

· Монтажные. Эти изделия используются при возведении каркасов.

· Распределительные. Способны равномерно распределить нагрузку и удерживать в нужном положении конструкцию.

· Анкерные. Применяется для закладных конструкций.

· Продольные. Купируют растягивающие нагрузки, что не допускает возникновения трещин.

· Поперечные. Не допускают разрыва от скользящих напряжений.

Стальная арматурная продукция имеет разный класс, диаметр. Также маркируются изделия в зависимости от прочности структуры, класса устойчивости к коррозии. Реализуются они в пачках или связках с прутами до 12 м в длину.

К преимуществам стальной арматуры можно отнести отличные адгезионные свойства, огнестойкость, универсальность, устойчивость к деформациям. Огромным достоинством является возможность монтажа как путем связки проволокой, так и сварки.

Что касается недостатков, то стоит отметить большой вес, теплопроводность, подверженность коррозии.

Ценовой аспект

Поскольку материалы имеют различную плотность, то и определить, какая из арматур дешевле, выгоднее с точностью нельзя. Нужно учитывать параметры расхода бетона, качество готовых конструкций, затраты на транспортировку.

Что надежнее?

Изучая все достоинства и недостатки металлической и композитной арматуры можно сказать одно – выбор зависит от нагрузок конструкции. Например, для многоэтажных построек использовать стоит металлические изделия с нужным диаметром сечения. Как упоминалось ранее, стеклопластиковый материал в силу своих характеристик лучше всего подойдет для устройства ленточного фундамента. Кроме того, многие застройщики стали успешно практиковать комбинирование материалов. К примеру, основной каркас сваривается из металлических прутов и заполняется стеклопластиковыми стержнями.

Почему бетон армируют сталью: полное руководство

Железобетон — один из самых распространенных строительных материалов в мире. Однако сам по себе бетон на самом деле намного более хрупок, чем можно было бы ожидать, и вряд ли полезен в каких-либо, кроме очень немногих, ограниченных приложений. Однако при армировании сталью бетон можно использовать для плит, стен, балок, колонн, фундаментов, рам и многого другого.

Бетон прочен только против сил сжатия и имеет низкую прочность на растяжение и пластичность. Армирующие материалы необходимы для того, чтобы выдерживать сдвигающие и растягивающие усилия бетона. Сталь используется потому, что она хорошо сцепляется с бетоном и расширяется и сжимается из-за температуры с одинаковой скоростью.

Когда вы углубитесь в науку о том, как сталь и бетон ведут себя по отдельности, вы быстро увидите, что их свойства дополняют друг друга таким образом, что они идеально подходят для совместного использования. Их совокупные свойства полезны тем, что делают железобетон удивительным материалом, ответственным за впечатляющие сооружения, такие как плотина Гувера.

Должен ли бетон армироваться сталью?

Бетон выглядит чрезвычайно прочным. По сути, это камень, который вы выращиваете из порошкообразной формулы. В некотором смысле бетон действительно очень прочен, но только если давление применяется в одном определенном направлении. Когда сила прикладывается в любом другом направлении, что чаще всего имеет место в большинстве строительных конструкций, бетон становится на удивление хрупким.

Существует три основных типа напряжения:

1. сжатие (сжатие),
2. растяжение (растягивание) и
3. сдвиг (скольжение вдоль линии или плоскости).

Бетон устойчив к нагрузкам или сжатию, но слаб к растяжению и сдвигу. Сталь, с другой стороны, устойчива ко всем трем видам нагрузки.

1. Сжатие

Бетон устойчив к силам сжатия. Вот почему это такая мощная база. Еще в древние времена римские строители могли использовать ранние формы бетона (который никак не укреплялся) для таких конструкций, как купола, акведуки, арены и колизеи.

Во всех этих ранних примерах бетон использовался только таким образом, чтобы использовать преимущество прочности бетона против сил сжатия. Вес конструкции давил только на бетон, который сжимал бетон вместе и который бетон мог легко поддерживать.

Тот факт, что древние римские сооружения, такие как Колизей и Парфенон, простояли тысячи лет, является свидетельством прочности бетона на сжатие. Даже цилиндр, сделанный из цементной смеси с большим количеством воды, может выдержать давление сжатия в 1000 фунтов (450 кг). Другие смеси могут выдержать еще большее давление.

2. Натяжение

Натяжение фактически противоположно сжатию в том смысле, что это сила, которая разрывает объект на части. Бетон слаб против сил растяжения, что означает, что он имеет низкую прочность на растяжение.

Когда цилиндр, изготовленный из той же высоководной смеси бетона, описанной выше, был испытан путем подвешивания к нему груза, образец сломался, когда было подвешено около 80 фунтов (36 кг). Это означает, что бетон менее чем на 10 процентов прочнее против сил растяжения, чем против сил сжатия.

Может быть не сразу понятно, почему это проблема для использования бетона в качестве строительного материала. Кажется, это только указывает на то, что бетон нельзя использовать в качестве веревки. Однако, если вы посмотрите на внутренние напряжения в бетоне, вы увидите, что при сжатии часто возникает и растяжение.

Представьте себе горизонтальную бетонную балку, на которую сверху вниз действует давление. Это было бы похоже на ходьбу по бетонному полу второго этажа. В верхней части бетонной балки действует сжимающая сила, так как бетон сжимается. Однако внизу, когда балка изгибается, бетон разрывается силой натяжения. Здесь обычный бетон не работает.

3. Сдвиг

Бетон также устойчив к силам сдвига, которые заставляют материал двигаться вдоль линии или плоскости. Неармированная бетонная стена разрушилась бы, если бы она испытала слишком большую силу сдвига от:

• ветра
• землетрясений
• напряжения сдвига

прямо на него, например, на основание статуи. Однако современные здания должны выдерживать давление многих типов источников во всех направлениях. Без армирования простой бетон в этих условиях просто не выдержит.

Типы разрушения

Когда простой бетон разрушается, это происходит внезапно. В один момент бетон цел, а в следующий момент, когда сила больше, чем бетон может выдержать, он крошится или разбивается на куски. Этот внезапный выход из строя известен как хрупкий режим отказ.

Основным недостатком этого типа отказа является отсутствие визуальных предупреждающих знаков. Если вы не знаете удельную прочность материала и активно не измеряете величину напряжения, приложенного к материалу (условия, которые абсолютно невыполнимы вне лабораторных условий), невозможно предсказать разрушение.

Железобетон, с другой стороны, испытывает вязкий режим разрушения. Это означает, что трещины начинают образовываться до полного разрушения бетона. Это связано с тем, что, хотя бетон растянулся больше, чем он может стоять сам по себе, стальная арматура по-прежнему удерживает конструкцию вместе.

Если конструкция подвергается только сжимающим усилиям (например, плита пола), эти трещины могут не иметь большого значения. Если вода не просочится в трещину и не подорвет конструкцию из-за ржавчины арматуры или расширения трещины при замерзании, трещины просто сожмутся при дальнейшем сжатии. В других ситуациях трещины означают необходимость ремонта участка.

Почему используется сталь

Как мы узнали, простой бетон полезен только в очень ограниченных случаях, потому что он прочен против сил сжатия, но слаб против сил растяжения и сдвига. Чтобы быть таким универсальным, бетон должен быть армирован каким-либо материалом, который преодолевает эти недостатки. Сталь используется для армирования бетона чаще, чем любой другой материал.

Причина, по которой сталь используется для армирования бетона, заключается в том, что сталь обладает несколькими свойствами, которые делают ее особенно подходящей для этого применения.

Сталь обладает высокой пластичностью

Пластичность — это мера того, какой деформации материал может подвергнуться до разрушения. Бетон имеет очень низкую пластичность. Если скрутить кусок бетона с достаточной силой, он рассыплется у вас в руках. Древесина, например, довольно пластична, ее можно немного согнуть, прежде чем она сломается. Однако сталь очень пластична. Если его согнуть, он просто останется согнутым.

Пластичность стали полезна перед заливкой цемента, потому что ее можно согнуть в любую форму, которая лучше всего поддерживает форму, которую нужно залить. Из-за этого легко создать сетку из арматурной стали любой формы, необходимой для конструкции здания.

Пластичность стали также полезна, если она является компонентом железобетона. Когда к конструкции приложено достаточное усилие, чтобы деформировать ее, бетон может треснуть, но стальная арматура останется неповрежденной в деформированной форме. Часто сталь все еще способна поддерживать конструкцию до тех пор, пока ее не отремонтируют или не заменят.

Бетон и сталь имеют одинаковые коэффициенты теплового расширения

При нагревании твердых тел молекулы внутри материалов движутся быстрее. Эти более активные атомы занимают тем больше места, чем быстрее они движутся, поэтому каждая молекула, а значит, и материал в целом расширяется. Обратное происходит при охлаждении твердого тела. В результате твердые тела расширяются при нагревании и уменьшаются в размерах при охлаждении.

Хотя это справедливо для всех твердых тел, для разных материалов это происходит с разной скоростью. По чрезвычайно удачному совпадению сталь и бетон имеют очень близкие коэффициенты теплового расширения. Это означает, что когда они подвергаются воздействию тепла (или холода), они расширяются (или сжимаются) практически с одинаковой скоростью.

Если бы это было не так, сталь была бы плохим выбором для армирования бетона. Представьте, например, корн-дог. Если бы при приготовлении хот-дог увеличился вдвое, а кукурузный хлеб увеличился лишь немного, то хот-дог быстро прорвался бы через кукурузную муку. И наоборот, если бы кукурузный хлеб расширился быстрее, чем хот-дог, вокруг приготовленного хот-дога образовался бы большой воздушный карман.

Хотя любой из этих сценариев приведет к структурно слабой корн-дог, это не то, что происходит в случае бетона, армированного сталью. Два материала расширяются и сжимаются почти с одинаковой скоростью, обеспечивая прочную связь при любой температуре.

Сталь подвергается той же деформации, что и бетон

Связь между бетоном и сталью настолько прочна, что железобетон действует как новый, более прочный материал, чем просто комбинация бетона и стали. Это еще больше усиливается за счет создания арматуры с множеством гребней, вокруг которых цемент найдет прочную основу по мере высыхания.

Другие причины, по которым используется сталь, включают:

1. Простота сварки
2. Легкость переработки
3. Дешевый и доступный .

1. Сталь легко сваривается

Поскольку железобетон используется во многих различных ситуациях, перед заливкой цемента часто необходимо построить довольно сложные внутренние каркасы из стальной арматуры. Даже если форма не уникальна, размер проекта может потребовать, чтобы длина арматурного стержня была намного больше, чем возможно изготовить.

В этих случаях стальную арматуру можно приварить так, чтобы опора была надежно закреплена там, где она необходима. Сталь является одним из наиболее часто свариваемых металлов, так как она легко плавится, не прожигая и не отводя тепло слишком далеко от места сварки. Этот процесс также не оказывает отрицательного влияния на свойства, которые делают его таким хорошим выбором для армирования бетона.

2. Сталь легко перерабатывать

Железобетон рассчитан на долгие годы, что делает его отличным строительным материалом для долговечных конструкций. Однако, когда придет время для деконструкции, вам будет приятно узнать, что его также легко перерабатывать.

При наличии соответствующего оборудования можно легко измельчить железобетон, чтобы отделить стальную арматуру от бетона. Бетон может быть дополнительно измельчен и повторно использован как часть смеси крупных и мелких заполнителей, которые составляют от 60 до 75 процентов цементной смеси. Сталь можно переплавить и преобразовать в новую стальную арматуру для усиления следующего проекта.

3. Сталь дешевая и доступная

Довольно удачно, что металл, обладающий столькими полезными свойствами для армирования бетона, также недорог и доступен в изобилии. Если бы золото или бриллианты имели все эти совместимые функции, это, вероятно, не было бы столь полезным.

Сталь, однако, легкодоступна по относительно низкой цене.

Бетон с предварительным и постнапряженным напряжением

Каким бы прочным ни был железобетон, он все же может треснуть. Хотя этот пластичный режим разрушения не приводит к немедленному разрушению конструкции (как это произошло бы при хрупком разрушении), это первая фаза разрушительного процесса, известного как «растрескивание».

Когда вода просачивается в трещины в железобетоне, она может повредить структурную целостность здания тремя способами.

1. Поскольку жидкость может заполнить любой карман, в который ей позволено попасть, вода легко просочится и заполнит любые трещины в железобетоне. Если температура упадет ниже 32 градусов по Фаренгейту (0 градусов по Цельсию), он замерзнет.

Когда вода замерзает, она образует структуру взаимосвязанных кристаллов льда. Эти кристаллы льда занимают больше места, чем молекулы жидкой воды, а это означает, что лед занимает больше места, чем вода. Это означает, что при замерзании вода давит на бетон и еще больше расширяет трещины.

Когда лед тает, трещина становится шире, позволяя большему количеству воды заполнить щель, которая затем замерзает и расширяется еще больше. Этот цикл не только физически раздвигает бетон, но и позволяет все большему количеству воды проникать в структуру, увеличивая количество повреждений, вызванных двумя другими формами повреждений.

2. В конце концов трещины станут достаточно широкими и глубокими, чтобы вода и воздух могли достичь стальной арматуры, встроенной в железобетон. Это воздействие может привести к коррозии арматуры. В присутствии воды кислород воздуха взаимодействует с железом в стали, образуя ржавчину.

Чешуйчатое покрытие на поверхности ржавеющей арматуры не защищает внутренние слои железа от процесса коррозии (подобно тому, как образование слоя патины предотвращает дальнейшую коррозию медных поверхностей), поэтому арматуру можно постоянно разрушается до тех пор, пока не перестанет выдерживать силы натяжения, действующие на конструкцию.

Явным признаком того, что происходит этот тип коррозии, является появление на бетоне коричневых пятен. Этот цвет происходит от частиц ржавчины, которые окрашивают воду в коричневый цвет и стекают через трещины в железобетоне.

3. Когда вода проникает в железобетон, она может изменить баланс pH окружающей среды и вызвать химические реакции внутри бетона. Этот риск усугубляется тем фактом, что на дорожных покрытиях и мостах использование соли для размораживания дорог зимой означает, что просачивающаяся вода, скорее всего, будет сильно щелочной.

Эти щелочи в воде могут реагировать с кремнеземом в заполнителях бетона, вызывая образование новых кристаллов. Эти новые кристаллы занимают место и физически раздвигают армированный бетон так же, как это делал замерзающий лед в примере 1. Разница в том, что кристаллы не плавятся, поэтому бетон непрерывно раздвигается.

Очевидно, было бы лучше, если бы железобетон не давал трещин. Однако, поскольку сталь настолько пластична, она будет растягиваться или изгибаться, что приводит к растрескиванию окружающего бетона. Это, конечно, если что-то не делается, чтобы сталь не действовала таким образом.

Предварительно напряженный бетон

Во избежание растрескивания стальную арматуру можно растянуть перед заливкой цемента. Это известно как предварительное напряжение (или предварительное натяжение), потому что оно добавляет силу растяжения к стали до того, как будет сформирован железобетон. Делая это, сталь находится в постоянном состоянии, возвращаясь к своей естественной форме, втягивая окружающий бетон внутрь, создавая силу сжатия.

Сохранение бетона в предварительно напряженном состоянии фактически делает его прочнее, потому что бетон устойчив к сжимающим силам. Это что-то вроде мышцы, которая сильнее, когда натянута.

При предварительном напряжении железобетон становится прочнее по двум причинам.

1. Вероятность образования трещин меньше. Поскольку сталь уже стягивает бетон, ей не разрешается растягиваться так, как если бы сталь не была предварительно напряжена.
2. Любые образовавшиеся трещины постоянно закрываются силой стали, пытающейся вернуться в свое расслабленное состояние. Это ограничивает количество воды, которая может проникать и разъедать железобетон.

Постнапряженный бетон

Тот же эффект может быть достигнут путем затягивания стали после начала затвердевания бетона. Бетон, кажется, затвердевает в течение нескольких часов, но на самом деле для его полного затвердевания требуется около месяца, и он продолжает твердеть и укрепляться в течение как минимум пяти лет после заливки.

Предварительно напряженный и постнапряженный бетон не только дает меньше трещин, но и настолько прочнее обычного железобетона, что меньшие и более тонкие секции предварительно напряженного или постнапряженного бетона могут выдерживать такую ​​же нагрузку, как и ненапряженный железобетон.

Почему бы просто не использовать сталь?

Если вы посмотрите на особенности работы железобетона, вы можете начать задаваться вопросом, почему мы вообще используем бетон в этом процессе. Бетон, в конце концов, прочен только против сил сжатия, тогда как сталь сильна против:

• Сжатие
• Растяжение
• Сдвиг  

На самом деле сталь в 100-140 раз прочнее бетона.

Обычный бетон сам по себе бесполезен. Только железобетон, и предпочтительно предварительно напряженный (или постнапряженный) бетон, является удивительным строительным материалом, о котором мы думаем, когда представляем себе современную архитектуру. Поскольку бетон на самом деле относительно бесполезен без стальной арматуры, то почему бы просто не строить из стали?

Бетон имеет много преимуществ для строительства, что делает его лучшим строительным материалом, чем простая сталь.

1. Коррозия
2. Вес
3. Стоимость

влаги, ржавеет. Хотя существуют способы предотвращения этого окисления, они требуют гораздо большего ухода, чем это возможно. Стальную арматуру, например, часто обрабатывают перед заливкой цемента, чтобы защитить ее от непогоды, даже если вскоре ее зальют бетоном. Несмотря на это, как мы видели, он все еще может ржаветь.

Бетон, напротив, достаточно устойчив к коррозии. Сначала должны образоваться трещины, и часто требуется несколько лет проникновения воды, замерзания и повторного замерзания, чтобы нарушить структурную целостность железобетона. Если проводятся регулярные осмотры, это дает достаточно времени для ремонта или замены корродирующей секции.

2. Вес

Сталь очень тяжелая, и ее необходимо доставлять на строительную площадку в полном объеме. Бетон, с другой стороны, примерно на треть плотнее стали, и его можно транспортировать в гораздо более легких составных частях.

Это дает двойную пользу. Первое преимущество – это транспорт. Сталь необходимо будет доставить на строительную площадку, а затем сварить вместе, чтобы сформировать конструкцию. Это было бы очень дорого, так как сталь тяжелая. Бетон, с другой стороны, гораздо легче транспортировать в виде составных частей, затем смешивать и заливать на месте, затвердевая до окончательной формы.

Вторым преимуществом является вес конечной конструкции. Поскольку бетон в три раза плотнее стали (и даже содержит от 5 до 10 процентов захваченного воздуха), общий вес здания из железобетона намного меньше, чем здание, полностью построенное из стали. Железобетон обычно содержит от 1 до 4 процентов стали, поэтому в конечном итоге он весит намного меньше.

3. Стоимость

Сталь, хотя и относительно дешевая и распространенная, намного дороже бетона. Просто имеет смысл армировать бетон сталью, потому что вы можете получить преимущества прочности стали, сохраняя при этом низкую стоимость и простоту использования бетона.

История железобетона

Хотя использование первых форм цемента было задокументировано в древних культурах, насчитывающих много тысячелетий, именно древние римляне представили самую раннюю форму бетона, какой мы знаем ее сегодня. При добыче известняка для раствора римляне случайно обнаружили на склонах горы Везувий минерал, содержащий кремнезем и глинозем.

При смешивании с известняком и обжиге получается цемент, который, в свою очередь, можно смешать с водой и песком, чтобы получить раствор, более твердый, прочный и более липкий, чем обычный известковый раствор. Эта смесь могла затвердевать как под водой, так и на воздухе, как современный бетон. В 2000 году до нашей эры римляне использовали тип бетона под названием пуццолана, в котором использовался вулканический пепел, для строительства Колизея и Пантеона в Риме.

Затем, примерно с 400 по 1750 г. н.э., нет никаких свидетельств использования бетона. Это фактически стало «темными веками» бетона, которые длились от падения Римской империи до тех пор, пока английский инженер Джон Смитон заново не открыл, как делать «гидравлический» цемент при строительстве маяка в Плимуте, Англия.

Железобетон был изобретен и запатентован французом Жозефом Монье в 1867 г. н.э., но он применил этот метод только для цементирования цветочных горшков. Железобетон не стал широко используемым строительным материалом до тех пор, пока в 1880-х годах не были разработаны витая арматура и предварительно напряженный бетон.

Первая бетонная дорога была залита в 1891 году в Беллефонтейне, штат Огайо. Плотина Гувера, самое большое бетонное сооружение, когда-либо построенное на тот момент, была построена в 1936 году. Американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт построил множество культовых бетонных зданий в 1950-е годы. Брутализм, архитектурный стиль, в котором упор делался на открытый бетон, был популярен с 1950-х по 1970-е годы.

Заключение

Бетон — удивительный строительный материал, который был открыт тысячи лет назад, а затем забыт. Это невероятно полезный строительный материал, потому что его можно смешать из порошка для создания каменных структур любой формы.

Однако его полезность ограничена тем фактом, что бетон устойчив только к сжимающим силам и легко крошится под действием растягивающих и сдвигающих усилий. Однако, армируя бетон, вы можете создать материал, который намного прочнее, чем его компоненты. Сталь особенно хорошо подходит для армирования, потому что она хорошо сцепляется с бетоном и расширяется с той же скоростью.

В сочетании сталь и бетон образуют новый строительный материал — железобетон. Этот новый материал более полезен, чем любой из его компонентов по отдельности, потому что он сочетает в себе прочность стали с простотой использования и относительно небольшим весом бетона.

Арматура из стекловолокна и стальная арматура: преимущества и недостатки

Арматура из стекловолокна и стальная арматура: преимущества и недостатки | Unicomposite

Арматура из стекловолокна , также известная как арматура GFRP, представляет собой новый тип композитного материала. Многие клиенты впервые знакомятся с этим продуктом и не знают, чем он отличается от стальной арматуры. Зачем использовать арматуру из стекловолокна? Далее мы представим преимущества и недостатки арматуры из стекловолокна и стальной арматуры. После сравнения посмотрите, может ли арматура из стекловолокна заменить стальную арматуру?

Арматура из стекловолокна

Конструкция каркаса, армированного стекловолокном

 

Из какого материала состоит стекловолокно

Как новый высокоэффективный конструкционный материал, армирование стекловолокном широко используется в тоннелях метро (щитах), автомагистралях, мостах, аэропортах, доках, станциях, водопроводах природоохранные проекты, подземная инженерия и другие области. Агрессивные среды, такие как электролизеры, крышки люков и проекты береговой обороны. Стеклопластиковые стержни могут решить многие инженерные проблемы, компенсировать недостатки традиционной стали и открыть новые возможности для развития гражданского и строительного машиностроения.

Преимущества и недостатки обычной арматуры и арматуры из стекловолокна

1. Высокая несущая способность, сильная способность к растяжению, прочность тела стержня в два раза выше, чем у стального стержня с резьбой того же диаметра, но вес всего 1/ 4 стальных стержня;
2. Модуль упругости стабилен, около 1/3~2/5 стального стержня;
3. Электрическая и тепловая изоляция, коэффициент теплового расширения ближе к цементу, чем к стали;
4. Хорошая коррозионная стойкость, подходит для использования во влажных или других агрессивных средах, таких как водное хозяйство, мосты, доки и туннели;
5. Низкая прочность на сдвиг, а прочность на сдвиг обычных стержней из стекловолокна составляет всего 50~60 МПа, что обеспечивает превосходную режущую способность. Он в основном аналогичен стальным стержням по характеристикам, имеет хорошую адгезию к бетону и в то же время обладает высокой прочностью на растяжение и низкой прочностью на сдвиг, что позволяет легко резать его непосредственно на станке с композитным экраном, не вызывая ненормального повреждения инструмента.

 

Разница между арматурой из стекловолокна и стальной арматурой

1. С точки зрения периода строительства, по сравнению с обычными стальными стержнями, арматура из стекловолокна изготавливается по индивидуальному заказу производителя. Поскольку его нельзя обработать на месте, необходимо точно контролировать размер. Как только материал будет обрезан неправильно, период строительства будет отложен. Его форма настраивается напрямую, что сокращает этапы обработки обычных стальных стержней, а метод соединения внахлестку заменяет процесс сварки, что экономит время производства арматурного каркаса.
2. С точки зрения сложности конструкции, несущая способность стеклопластиковой арматуры на изгиб и сдвиг сильно отличается от обычных стальных стержней, а вес меньше, поэтому устойчивость арматурного каркаса не так хороша, как у обычных стальных каркасов. во время подъема, опускания и заливки клетки, и легко рассыпаться. Специальные условия, такие как клети, клети, плавающие и т. д., требуют особого внимания при производстве и подъеме каркасов для сухожилий.
3. С точки зрения безопасности строительства, по сравнению с широко используемым в настоящее время методом строительства, состоящим в частичном или полном разрушении диафрагмы армированной клетки на концах щита, армированная стекловолокном стена диафрагмы клетки может быть пробита защитной машиной напрямую, избегая легкого попадания грязи фонтанирование, опасные условия, такие как фонтанирование водой и выбросом песка, экономят затраты на разрушение стенки диафрагмы и уменьшают загрязнение, такое как пыль и шум.
4. С точки зрения экономичности, по сравнению с обычными стальными стержнями, стержни из стекловолокна легче, а изменение направления снижает затраты на изготовление и установку каркаса. В то же время, из-за большей клетки из стекловолокна, ширина стенки диафрагмы уменьшается, а трудозатраты на стыковку стенки диафрагмы сохраняются. Количество стальных балок или запорных труб позволяет сэкономить средства.

Характеристики арматуры из стекловолокна

• Высокая прочность на растяжение: Прочность на растяжение стержней из стекловолокна лучше, чем у обычных стальных стержней, что на 20% выше, чем у стальных стержней той же спецификации, и имеет хорошую усталостную прочность.
• Легкий вес: Качество стержней из стекловолокна составляет лишь 1/4 того же объема стальных стержней, а плотность составляет от 1,5 до 1,9 (г/см3).
• Высокая коррозионная стойкость: Коррозионная стойкость химических веществ, таких как кислота и щелочь, может противостоять коррозии ионов хлорида и растворов с низким значением pH, особенно коррозионная стойкость соединений углерода и соединений хлора.
• Сильное сцепление материалов: Коэффициент теплового расширения стекловолоконной арматуры ближе к коэффициенту цемента, чем стали, поскольку сила сцепления стекловолоконной арматуры и бетона выше.
• Высокая конструктивность: Модуль упругости ребра из стекловолокна стабилен, размер стабилен при термическом напряжении, изгиб и другие формы могут быть произвольно термоформованы, а показатели безопасности хорошие. Столкновение не производит искр.
• Сильная магнитная проницаемость: армированное стекловолокном стекловолокно является своего рода немагнитным материалом, и его не нужно размагничивать в немагнитных или электромагнитных бетонных компонентах.
• Удобство в строительстве: стеклопластиковые стержни могут изготавливаться в стандартных и нестандартных частях различного сечения и длины в соответствии с требованиями пользователя, а неметаллические натяжные ремни могут использоваться для обвязки на месте, что удобно в эксплуатации .
  Когда вы продаете стекловолокно оптом, вы должны выбрать обычный производителей стекловолокна купить.

Арматура из стекловолокна дорогая или арматура дорогая?

Арматура из стеклопластика φ12 более 10 000 за тонну, 5 000 метров; арматура более 4000 на тонну, 1100 метров; если цена рассчитывается из метров, то стеклопластиковая арматура ниже арматуры; если цена рассчитывается от тонны, арматура выше, чем арматура из стекловолокна; Согласно информации о рыночных ценах, сталь, армированная стекловолокном, немного дороже, чем армированная сталь, и в то же время она также снижает стоимость разрушения железобетона примерно на 30 000 юаней при использовании обычных диафрагменных стен для входа и выхода из тоннеля щита. В целом, стоимость использования стальных стержней из стекловолокна в определенной степени снижается, а использование диафрагменных стен из стекловолокна снижает риски безопасности, такие как попадание грязи, песка и воды во время строительства железобетонных диафрагменных стен, и сокращает срок строительства на 7-10.