Komposit armeringsjern

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 17. september 2018; checks kræver 14 redigeringer .

Kompositarmering ( eng. fiberarmeret plastarmeringsjern, FRP-armeringsjern ) - ikke-metalliske stænger lavet af glas- , basalt- , kul- eller aramidfibre imprægneret med et termohærdende eller termoplastisk polymerbindemiddel og hærdet. Forstærkning lavet af glasfibre kaldes glasfiber (FRP), fra basaltfibre - basalt-plast (ABP), fra kulfibre - kulfiber. Til vedhæftning til beton dannes specielle ribber på overfladen af kompositarmering under produktionsprocessen, eller der påføres en sandbelægning.

Fordele

Høj specifik styrke Den specifikke styrke af ASP er 10 gange højere end den specifikke styrke af AIII stålarmering. Korrosionsbestandighed _ Kompositarmering er ikke udsat for vand og salte, så dets brug kan retfærdiggøres ved brugen til forstærkning af strukturer udsat for vand, især marine og andre aggressive miljøer. Lav termisk og elektrisk ledningsevne Skaber ikke kuldebroer. Interfererer ikke med radiobølger . Skaber ikke inducerende strømme og magnetiske felter. Høj transportbarhed Komposit armeringsjern med lille diameter transporteres i spoler. miljøvenligt materiale Skader ikke miljøet, ikke giftig ved nedbrydning. Optager ikke radioaktive stoffer. Samme termiske udvidelseskoefficient som beton Når den omgivende temperatur ændrer sig, udvider og trækker den sig sammen med betonkonstruktioner, hvilket forhindrer revner og revner.

Ulemper

Lav stivhed

Elasticitetsmodulet ( ) for kompositarmering er 4 gange mindre end for stålarmering (45 GPa for ASP mod 200 GPa for AIII). Den lave stivhed af kompositarmering tillader ikke at realisere sit høje styrkepotentiale ved armering af beton. Ifølge paragraf 6.1.14 i Code of Rules SP 63.13330.2012 er den ultimative deformation af beton under trækarbejde ca. Med en sådan deformation ( ) vil spændingen i ASP'en ifølge Hookes lov ( ) være 45 GPa * 0,0002 = 9 MPa, hvilket er omkring 1% af ASP'ens trækstyrke. $E$ $\varepsilon \ca. 0,0002$ $\varepsilon$ $\sigma =E\varepsilon \$

Ved en sammenlignende belastning af beton armeret med kompositarmering og beton armeret med stålarmering, med samme deformationer af armeret beton, vil spændingen i kompositarmering ifølge Hookes lov være 4 gange mindre end i stålarmering. I denne henseende, for at give beton den samme styrke , bør forstærkningskoefficienten (forholdet mellem områderne af armering og beton) for kompositarmering være 4 gange højere end for stålarmering.

Den lave stivhed af nogle typer kompositarmering begrænser drastisk dens anvendelse i byggeriet.

Mangel på plasticitet

Kompositforstærkning har ingen vigeplatform, og træksvigt er skørt. I denne henseende er det umuligt at ændre formen på armeringen uden opvarmning.

Lav varmemodstand

ASP mister sine bærende egenskaber ved 150°C, ABP - ved 300°C (stålarmering virker op til 500°C).

Høj skadelighed

Ved skæring af ASP dannes der støv, der består af de fineste glasfibernåle . Det forurener arbejdspladsen, værktøj og værnemidler. Der er stor risiko for glassplinter, skader på øjne og luftveje.

Glasfiberarmering

Fiberglass armeringsjern (FRP) er et komposit armeringsjern lavet af glasfiber, som giver styrke, og termohærdende harpikser, der fungerer som bindemiddel. En af fordelene ved glasfiberarmering er lav vægt og høj styrke. Med høj styrke og korrosionsbestandighed er det et alternativ til metalbeslag. Den største fordel ved glas-polymer forstærkning anses for at være dens høje grænse for destruktiv påvirkning - næsten 2,5 gange højere end for stål [1] .

Basalt armeringsjern

Basalt-plast armeringsjern (ABP) er et komposit armeringsjern lavet af basaltfiber og harpiks. En væsentlig forskel mellem dette byggemateriale og dem, der er anført ovenfor, er dets højere modstandsdygtighed over for aggressive miljøer. På trods af basaltfibers høje brandmodstand adskiller basaltforstærkningens varmebestandighed sig ikke fra glasfiber, da polymermatrixen ikke er i stand til at modstå temperaturer over 160°C.

Ansøgning

Kompositarmering anvendes i industri- og civilbyggeri til opførelse af bolig-, offentlige og industribygninger, i lav- og sommerhusbyggeri til brug i betonkonstruktioner, til lagdelte murede vægge med fleksible forbindelser, til reparation af overflader af armeret beton og mursten strukturer, såvel som ved arbejde om vinteren, tidspunktet, hvor hærdningsacceleratorer og frostvæsketilsætningsstoffer indføres i murmørtelen, hvilket forårsager korrosion af stålarmering.

I vejbyggeri bruges det til konstruktion af volde, fortove, til vejelementer, der er udsat for den aggressive virkning af anti-isningsmidler, til blandede vejelementer (såsom " asfaltbeton - skinner"). Det bruges også til at forstærke vejhældninger ved konstruktion af broer (kørebane, kørebane af spændkonstruktioner, sofa-type understøtninger) til beskyttelse af bredden, i form af gitter i asfaltbasen.

I Rusland stiger brugen af kompositarmering hvert år. Der er store design- og byggefirmaer, der massivt bruger kompositarmering i byggeriet. Dette lettes af udseendet af regulatoriske dokumenter: GOST 31938-2012, SNiP 52-01-2003, SP.

PKA og ANK-S anvendes i forstærket jord, gabioner , til fastgørelse af minearbejde med glasfiberankre, fastgørelse af jord langs tunneleringsruten, i borede indsprøjtningsankermikropæle med trækkraft fra stål eller ikke-metallisk kompositarmering, fastgjort i brønden vha. indsprøjtning af cementmørtel.

Glasfiberarmering anbefales til brug som arbejdsarmering i betonkonstruktioner, der anvendes i områder med seismicitet på 7-9 punkter.

For bærende elementer af dykkede og borede dyvelstifter er det muligt at anvende ANK i stedet for følgende typer stålarmering: - varmvalset armeringsstål af en periodisk profil af klasse AIII (A 400), AIV (A 600) , AV (A 800) ifølge GOST 5781; - termomekanisk hærdet armeringsstål af en periodisk profil af klassen At400s, At500s, At600, At600s, At800 i henhold til GOST 10884; - armeringsstål af en skrueprofil i henhold til TU-14-2-686-86, TU-14-1-5492-2004.

ANK kan bruges til at styrke jordbunden under forskellige bygningskonstruktioner, inkl. under stikledninger lagt i voldlegemet til forskellige formål.

Fremstillingsteknologier

"Needletrusion"-metoden

NIIZhB har udviklet en ny metode til spunbond-fremstilling af kompositarmeringsjern med en periodisk profil - nålefusionsmetoden.

Med denne produktionsmetode opdeles stangen, der består af fibertråde imprægneret med et polymerbindemiddel, først i separate dele, føres gennem separate kanaler og forbindes derefter igen med samtidig spiralfletning og spænding af viklingsbundtet, der er indlejret i fiberen bundt. Forfatterne opnåede patenter for teknologien til armeringsproduktion.

Forstærkning fremstillet ved nålesmeltemetoden har høje forankringsegenskaber i betonmiljøet, pålidelig fastgørelse af spiralviklingen på kraftstangen samt høje fysiske og mekaniske egenskaber.

Planettruderingsmetode

Teknologi til fremstilling af ikke-metallisk forstærkning ved hjælp af metoden med ikke-trækkende broaching.

Pultrusion Method

Teknologien til at danne og hærde stangfibre imprægneret med et polymerbindemiddel ved at trække gennem et system af spindedyser med et gradvist aftagende tværsnit. [2]

Karakteristika for kompositarmering

Egenskaber	Metalforstærkning klasse A-III (A400) GOST 5781-82	Metalforstærkning klasse A-VI (A1000) GOST 5781-82	Ikke-metallisk kompositforstærkning (ASP - glasfiber, ABP - basaltplast) GOST 31938-2012 [1]
Materiale	Stål 35GS, 25G2S, 32G2Rps	22H2G2AYU, 22H2G2R, 20H2G2SR	ASP - glasfibre med en diameter på 13-16 mikron bundet af en polymer; ABP - basaltfibre med en diameter på 10-16 mikron bundet af en polymer
Specifik vægtfylde	I henhold til bygningsreglementet	I henhold til bygningsreglementet	Lettere end metalforstærkning
Trækstyrke, MPa	590	1230	600-1200 - ASP (med stigende diameter falder trækstyrken, for eksempel ASP8-1200, ASP16-900, ASP20-700) 700-1300 - ABP
Elasticitetsmodul, MPa	200.000	200.000	45.000-ASP 60.000-ABP
Relativ udvidelse, %	fjorten	6	2,2-ASP og ABP
Arten af adfærd under belastning (afhængighed "stress-strain")	Buet linje med vigegrænse under belastning	Buet linje med vigegrænse under belastning	Lige linje med elastisk-lineær afhængighed under belastning indtil fejl
Lineær ekspansionskoefficient αх×10 -6 °C -1	13-15	13-15	9-12
Densitet, t/m³	7,85	7,85	1,9-ASP og ABP
Korrosionsbestandighed over for aggressive miljøer	Nedbrydes med frigivelse af korrosionsprodukter	Nedbrydes med frigivelse af korrosionsprodukter	Rustfrit materiale af den første gruppe af kemisk resistens
Varmeledningsevne	Termisk ledende	Termisk ledende	Lav varmeledningsevne
Elektrisk ledningsevne	Elektrisk ledende	Elektrisk ledende	Ikke-ledende - dielektrisk
Producerede profiler	6-80	6-80	Rusland: 4-20. Udenlandske leverandører 6-40
Længde	Stænger 6-12 m lange (sammenlignet størrelse - på grund af kravet om transport)	Stænger 6-12 m lange (sammenlignet størrelse - på grund af kravet om transport)	Enhver længde i henhold til kundens krav
Miljøvenlighed	Miljøvenlig	Miljøvenlig	Miljøvenlig - udleder ikke skadelige og giftige stoffer
Holdbarhed	I henhold til bygningsreglementet	I henhold til bygningsreglementet	Forventet holdbarhed på mindst 80 år
Udskiftning af armering i henhold til fysiske og mekaniske egenskaber (undtagen værdien af forlængelse under belastning)	5Вр-1 ledning 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
Udskiftning af armering ved forlængelse under belastning (samme forlængelse under samme belastning, inden for grænserne for elastisk deformation af stålarmering)	6A-III 8A-III 10A-III 12A-III 14A-III 16A-III		ASP-12 ASP-16 ASP-20 - - -

Se også

Noter

↑ Brug af komposit glasfiberarmering til fundamentet . Hentet 5. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 5. oktober 2017. (ubestemt)
↑ Frolov N. P. Kapitel II. Teknologi af glasfiberarmering // Glasfiberarmering og glasfiberbetonstrukturer. - 1. udg. - M . : Stroyizdat, 1980. - S. 20. - 104 s.