Mnoho lidí se zajímá o srovnání kompozitní a kovové výztuže. Tyto materiály mají obecný účel, ale objevily se v různých časech. Ocelová výztuž je produktem průmyslové revoluce první poloviny 60. století a na přelomu 70. a XNUMX. let byly stavěny první objekty využívající sklolaminátovou výztuž. minulé století.
O dalších 20 let později se sklolaminátová výztuž postupně začala používat v nosných konstrukcích mostů a v dnešní době se používá téměř všude. Současně mezistátní GOST 31938-2012 pro jeho výrobu vstoupila v platnost až v roce 2014. Ještě později byla přijata konstrukční pravidla SP 295.1325800.2017, která upravují použití kompozitní výztuže.
Obsah
- Vlastnosti sklolaminátu
- Výhody a nevýhody sklolaminátové výztuže
- Porovnání ocelové a sklolaminátové výztuže
- Poměr kompozitní a kovové výztuže
- Sklolaminátová a ocelová výztuž: co je lepší?
Vlastnosti sklolaminátu
Termín „sklolaminátová výztuž“ se objevil jako první, protože výroba kompozitní výztuže začala s polymerními materiály s výztužným plnivem ze skleněných vláken. Aktuální vydání GOST 31938-2012 stanoví následující klasifikaci polymerních kompozitních výrobků:
- na bázi skleněných kompozitů – obchodní označení ASK;
- na bázi čedičových kompozitů – ABK;
- na bázi uhlíkových kompozitů – AUK;
- na bázi aramidokompozitů – AAC;
- kombinované – ACC, kdy je jedna z uvedených bází doplněna dalšími výztužnými plnivy.
Porovnání plastové a ocelové výztuže by proto mělo být provedeno s přihlédnutím k pestré škále výrobků obou skupin. Mimochodem, všechny typy kompozitní výztuže mají periodický profil, takže je spojuje další společný termín – „kompozitní výztuž s periodickým profilem“ nebo AKP.
Tyto produkty jsou vyrobeny ze souvislého vlákna zvaného zpevňující plnivo za použití pojiva z termosetové pryskyřice. Polymerace vytvrzovacích pryskyřic probíhá za tepla nebo po nevratné chemické reakci, výsledkem jsou hotové výrobky se specifikovanými vlastnostmi.
Výhody a nevýhody sklolaminátové výztuže
Je velmi obtížné vybrat jakoukoli nevýhodu sklolaminátové výztuže. Jedinou výtku, kterou mu lze vytknout, je užší sortiment oproti ocelovým armaturám. Kompozitní a ocelová výztuž mají seznamy omezení použití, které jsou přibližně stejně dlouhé, takže je nelze vnímat jako nevýhody. Automatická převodovka má ale mnohem více výhod. Hlavní jsou:
- nízká hmotnost – kompozitní výztuž je 4–5krát lehčí než ocelové analogy;
- vysoká pevnost v tahu;
- absolutní odolnost vůči korozi, včetně elektrochemické;
- velmi vysoká odolnost vůči agresivním vlivům;
- nedostatek magnetických vlastností, proto vyztužení polymerem nevytváří elektromagnetické rušení;
- trvanlivost – garantovaná životnost sklolaminátové výztuže při plném zachování jejích vlastností – minimálně 70 let.
Další podmíněnou nevýhodou kompozitní výztuže jsou složitější technologie montáže a instalace výztužných sítí a rámů. Například nemá analog montáže pomocí ručního svařování elektrickým obloukem, takže je lepší vyrábět hotové výztužné výrobky v továrně. Nyní zkusme porovnat ocelovou a sklolaminátovou výztuž na širším spektru parametrů.
Porovnání ocelové a sklolaminátové výztuže
Na stavebních nákladech se významně podílejí armovací práce. Snížení nákladů je proto jedním z hlavních kritérií pro výběr materiálů. Po zvážení srovnávacích charakteristik ocelové a sklolaminátové výztuže je však třeba vzít v úvahu finanční hledisko.
Materiály musí především splňovat podmínky práce na staveništi a následně podmínky jeho provozu. Tato rozhodnutí se přijímají ve fázi návrhu, řídí se společným podnikem a dalšími regulačními dokumenty stanovenými zákony N 184-ФЗ a N 384-ФЗ. Srovnávací tabulka mezi sklolaminátovou a ocelovou výztuží podle hlavních technických charakteristik vypadá takto:
Typ (třída) armatur
Sortiment (rozsah průměrů) v mm
Pevnost v tahu (MPa)
Modul pružnosti (pevnost v ohybu), MPa
pro všechny typy kompozitní výztuže
Prezentovaná data naznačují, že neexistuje vícenásobná převaha jedné skupiny výztuže nad jinou, pokud jde o mechanické vlastnosti. Navíc v řadě pozic nemá kompozitní výztuž mezi ocelovými výrobky obdoby. To platí pro hladkou výztuž (válcovaný drát) A-I. Kromě toho existuje samostatná kategorie tepelně zpevněné periodické profilové výztuže se zvýšenou pevností v tahu.
Jinými slovy, kategorická formulace otázky – ocelová nebo sklolaminátová výztuž – není přijata. Ve fázi návrhu je pro rozhodnutí o volbě konkrétního materiálu nutné provést výpočty na základě šesti ukazatelů mezních stavů (pevnosti konstrukcí) pro různé provozní podmínky. Příklady rozšířeného použití kompozitní výztuže zahrnují:
- výstavba betonových podpěr pro elektrické vedení, mosty, nadjezdy a jiné objekty;
- výstavba hydraulických zařízení;
- monolitická konstrukce v seismických zónách;
- výroba konstrukcí pro železniční tratě a jiná zařízení dopravní infrastruktury;
- rekultivační stavby atd.
Rozsah použití kompozitní výztuže do značné míry vychází ze zahraničních zkušeností. Připomeňme, že jednotná stavební pravidla pro jeho použití u nás vstoupila v platnost teprve v prosinci 2018. V zahraničí jsou ale objekty s polymerovou výztuží včetně mostů, které jsou v provozu 50 a více let a jsou stále ve výborném technickém stavu.
Poměr kompozitní a kovové výztuže
Pro zjednodušení odpovědi na otázku, která výztuž je lepší – kovová nebo kompozitní, použijeme koncept náhrady stejné pevnosti. Jedná se o hledání armatur s určitým průměrem, které mohou nahradit výrobky z obou skupin. Pro srovnání si vezměme ocelovou výztuž periodického profilu třídy A-III a kompozitní materiál ACC.
Výpočty náhrady stejné pevnosti lze provádět s přesností na setiny, ale zaokrouhlíme je nahoru na skutečné hodnoty sortimentu těchto typů výrobků, protože neexistuje žádná kompozitní výztuž o průměru 7,15 nebo 14,89 mm. Výsledky pro ocelovou a kompozitní výztuž (v tomto pořadí) budou následující:
- 6 x 4 mm;
- 8 a 10 x 6 mm;
- 12 x 8 mm;
- 14 a 16 x 10 mm atd.
Avšak v případě nahrazení A-III za A-IV bude mít hodnota stejné pevnosti průměru ACC korekční faktor 1,5. To znamená, že pro výměnu oceli o průměru 6 mm budete potřebovat kompozitní výztuž stejné velikosti. Pokud porovnáme výztuž A-III a skleněné kompozitní výrobky, bude korekční faktor 1,25.
Nutnost zaokrouhlit vypočtené hodnoty na průměry skutečného sortimentu kompozitní výztuže do značné míry neutralizuje její výhody z hlediska mechanické pevnosti. Tepelně vyztužená ocelová výztuž může být navíc dvakrát nebo více pevnější než nejlepší příklady kompozitních produktů.
Sklolaminátová a ocelová výztuž: co je lepší?
Otázka, co je lepší – ocelová nebo kompozitní výztuž, protože opozice těchto skupin materiálů je nesmyslná. V podstatě se doplňují a umožňují nám nacházet optimální řešení z technického i finančního hlediska. Každý z nich má své nesporné výhody.
V praxi však ve stavebnictví nadále dominuje ocelová výztuž, i když trend posilování pozice kompozitních materiálů je rovněž stabilní. Pokud stojíte před volbou ocelové nebo sklolaminátové výztuže pro založení vašeho domu, pak musíte vědět, že z technického hlediska jsou oba typy materiálů zcela rovnocenné. Pokud základ vyžaduje trojrozměrný rám, je vhodnější použít ocelovou výztuž. V individuálních a nízkopodlažních konstrukcích není kompozitní výztuž v žádném případě horší než ocel.
