- Какая арматура лучше – металлическая или стеклопластиковая?
- Преимущества и недостатки использования металла
- Сравнение пластиковой и металлической арматуры
- Преимущества и недостатки металла
- Рассмотрим стеклопластик
- Что же выбрать?
- Плюсы и минусы металла
- Сравнение разновидностей
- Что лучше использовать и в каких случаях?
Каждый материал имеет свои преимущества. Стеклопластик более устойчив к разрыву, но имеет более низкий модуль упругости, чем сталь. При проектировании зданий и сооружений это учитывается для достижения требуемой долговечности при минимальных затратах материала.
Какая арматура лучше – металлическая или стеклопластиковая?
Арматурные стержни из стекловолокна, используемые в качестве арматуры при сварке каркасов, обладают следующими положительными свойствами
- Композитные стержни значительно легче аналогичных стальных изделий. Эта особенность снижает нагрузку на основание и экономит средства на инвестиции.
- Арматура из стекловолокна имеет более высокую прочность на разрыв, чем стальная арматура. Это свойство используется в высокопрочных бетонных конструкциях и других ответственных областях применения. Сочетание легкого веса и отличных прочностных характеристик делает его оптимальным продуктом, и он быстро набирает популярность.
- Стеклопластик устойчив к коррозии. Металлическая арматура, особенно в суровых климатических условиях, не выдерживает процессов окисления и коррозии, в результате чего бетон теряет свои первоначальные прочностные характеристики. В суровых климатических условиях при укладке бетона следует использовать пластиковую арматуру.
- Пластик не является проводником электричества, что также увеличивает срок службы готового изделия. Арматуру из стекловолокна следует выбирать для опор ЛЭП и других конструкций, связанных с источниками электроэнергии, поскольку металлические арматурные каркасы быстрее изнашиваются и окисляются при контакте даже со слабыми токами.
- Сравнение пластмассовых и металлических компонентов с точки зрения общей износостойкости не выявило существенных различий между двумя материалами.
- Основным преимуществом стеклопластика является его коэффициент теплового расширения. Этот коэффициент практически идентичен коэффициенту расширения бетона, в отличие от коэффициента расширения металла. В результате при изменении температуры арматура изменяет свои размеры в той же пропорции, что и бетон. Эта особенность предотвращает растрескивание и расслоение.
Наряду с преимуществами стеклопластик имеет следующие недостатки
- Мера упругости композитных стержней в четыре раза выше, чем у металлических. Бетонные плиты, армированные стеклопластиком, более склонны к деформации под нагрузкой, чем те же плиты, армированные стальной арматурой. Эта особенность является преимуществом при строительстве бетонных покрытий. Плиты служат дольше, не ломаясь. Однако такое количество упругостей неприемлемо для плит перекрытия и других железобетонных изделий, где необходимо сохранять жесткость.
- Композитные материалы не выдерживают высоких температур. Арматура из стекловолокна начинает терять свои свойства при температуре + 60°C и становится мягкой. Поэтому стеклопластиковую арматуру не следует использовать в бетонных элементах, предназначенных для выдерживания высоких температур.
- Склеивание пластмасс невозможно. Поэтому при формировании каркасов сложной и криволинейной конфигурации следует использовать металлические стержни.
- Металлические стержни можно легко придать необходимую кривизну прямо на строительной площадке, но для того, чтобы согнуть стеклопластиковую арматуру под нужным углом, необходимо заранее подать заявку на завод, который может выполнить эту работу.
- Недостатками являются более сложная сборка рамы на месте и недостаточная квалификация большинства монтажников. Но это, вероятно, стоимость нового оборудования, к которому строители еще не привыкли. Со временем эта проблема исчезнет сама собой.
Преимущества и недостатки использования металла
Чтобы понять, какая арматура лучше, металлическая или стекловолоконная, рассмотрим преимущества и недостатки стальных прутьев для тканых каркасов.
Преимущества металлической арматуры включают:
- прочность материала. В строительстве используется арматура класса А с числовыми обозначениями от 240 до 500. Срок службы этих изделий составляет несколько десятилетий,
- Стальная арматура не изменяет своих свойств под воздействием высокой температуры,
- Металл имеет длительный срок службы, не выделяет токсичных веществ и не загрязняет окружающую среду,
- Стальные арматурные стержни обладают высокой пластичностью. Он может быть сформирован в любую форму без дополнительного нагрева, непосредственно на строительной площадке,
- Металл может быть сварен. В некоторых случаях нельзя обойтись без проволоки, только с арматурой, необходимо использовать сварочный аппарат. Обратите внимание, что не все металлические стержни подходят для сварки.
- Обратите внимание, что не все металлические прутки подходят для сварки, а только те, которые относятся к классу А с буквой С (например, A500C),
- металл не загорается и не представляет опасности при контакте с открытым пламенем.
К недостаткам металлических прутьев относятся:
- Коррозионная нестабильность металла. Если бетонное основание трескается, влага проникает в щели, и металлический каркас начинает ржаветь. Процесс коррозии ослабляет прочность стального каркаса и в конечном итоге приводит к полному разрушению арматуры. Чтобы избежать этой проблемы, в ответственных конструкциях используется специальная арматура с буквой К, устойчивая к процессам окисления, но стоимость этих стержней намного выше, чем стоимость обычной арматуры,
- 重さ。 Металл имеет большую массу, чем пластик, поэтому конструкции со стальным каркасом будут намного тяжелее по сравнению с аналогичными конструкциями, но со стекловолокном.
Сравнение пластиковой и металлической арматуры
Так что же выбрать — композитную или металлическую арматуру? Очевидно, что выбор зависит от условий эксплуатации и назначения бетонного основания. Невозможно однозначно утверждать, что тот или иной материал лучше. В любом случае, выбирайте конкретный материал, который лучше всего подходит для выполнения операций.
Например, при строительстве высотного здания основной характеристикой для арматурного каркаса плит перекрытия является упругость. В этом случае лучшим выбором будет традиционный стальной прут, который не согнется даже при значительных нагрузках в больших проемах.
Но если вы хотите построить каркас для оснований, работающих в условиях повышенной влажности (причалы мостов, прибрежные сооружения), требуется повышенная коррозионная стойкость арматуры. Решением является использование стеклопластика. Зона армирования стекловолокном также подходит для заливки ленточного фундамента для одноэтажного одноподъездного дома из легкого бетона или пенопласта.
Если принять во внимание стоимость обоих материалов, то невозможно получить однозначный ответ — какой из них дешевле.
Металлический прут диаметром 8 мм (24 руб./м — с учетом средней цены на зиму 2021 года в Санкт-Петербурге) будет стоить дороже, чем прут такого же диаметра из композита (11 руб./м), но нужно учитывать, что прочность металлического прута ниже, а 8 мм пластиковая арматура будет соответствовать по прочностным характеристикам стальному пруту диаметром 10 мм.
В большинстве случаев производители выбирают между традиционным металлопрокатом и сложными сортами. Они примерно сопоставимы по долговечности и специфическим характеристикам, но имеют разные свойства и технологии сборки.
Преимущества и недостатки металла
Первоначально металлические прутки, такие как A240, A300 и A400. Они используются в строительстве уже несколько десятилетий и доказали свою состоятельность. Опытные производители отмечают следующие преимущества этого материала
- Высокая прочность.
- устойчивость к перепадам температур (работа при температуре до 600°C), и
- устойчивость и экологичность. Даже при длительной эксплуатации в экстремальных условиях материал не выделяет веществ, опасных для здоровья.
- Отличная конфигурация — может быть модернизирована без нагрева или специального оборудования.
- Сварка — компоненты, содержащие в маркировке букву «С», например, A500C, могут быть сварены.
- Полная пожарная безопасность. Не распадается и не поддерживает горение при прямом контакте с огнем.
К сожалению, есть несколько недостатков. Главная из них — боязнь влаги. Если по каким-то причинам бетон трескается и влага попадает внутрь оружия, начинается эрозионный процесс, который приводит к разрушению стержней и снижает долговечность изделия из железобетона. Конечно, вы можете выбрать специальное армирование фундаментов с буквой k-коррозионная стойкость. Действительно, существуют такие качества стали, которые не подвержены коррозии. Однако их стоимость выше.
Также к недостаткам можно отнести гораздо больший вес металлической арматуры по сравнению с комплексным армированием.
Рассмотрим стеклопластик
Преимущества стеклопластиковой арматуры несомненны — благодаря им она завоевала такую популярность до сих пор. Комплексное армирование по сравнению со сталью имеет следующие преимущества
- Малый вес, что облегчает их транспортировку и использование.
- Он выдерживает более высокие нагрузки. По этой причине многие строительные компании при необходимости используют стеклопластиковое вооружение для обеспечения надежности очень сложных бетонных конструкций.
- Он не боится влаги и поэтому может использоваться в бетонных изделиях, находящихся в непосредственном контакте с водой.
- Низкая электро- и теплопроводность.
- Экологически чистый материал.
- Коэффициент теплового расширения стекловолокна (FRP) близок к коэффициенту теплового расширения бетона, что означает, что армирование расширяется и сжимается вместе с бетоном, уменьшая растрескивание конечного продукта от частого нагревания и охлаждения. Это особенно важно в Наша страна.
К сожалению, даже комплексное армирование имеет свои недостатки. Прежде всего, опытные производители подчеркивают низкую эластичность. При механических нагрузках металлическая арматура меньше деформируется. В некоторых случаях, например, при изготовлении фундаментов или строительстве дорожных плит, этот недостаток не является существенным. Однако, если для строительства высококачественных зданий требуются высококачественные, надежные плиты перекрытия, целесообразно отдать предпочтение старым, проверенным бетонным изделиям.
Оружие из стекловолокна не следует сгибать на строительной площадке. Металл можно сгибать под очень критическими углами с помощью простых машин.
Разумеется, пластик нельзя сваривать — арматурные обоймы для фундаментов и других бетонных изделий собираются только с помощью соединительной проволоки. Для металлической арматуры возможна вариация — несколько видов прутков могут быть закреплены обычной сваркой. Арматура из стекловолокна теряет свои несущие свойства при температуре 150°C.
Что же выбрать?
После перечисления основных преимуществ и недостатков характеристик обоих материалов, пришло время сказать, какая арматура является лучшим выбором.
В общем, нельзя однозначно сказать, что лучше — армирование стеклом или металлической арматурой. Оба варианта имеют ряд важных преимуществ. Поэтому особенно важно использовать материалы в нужных областях. Это означает, что если высокая прочность является особенно важным параметром (например, при строительстве высотного жилья или офисных зданий), целесообразно выбирать проверенные металлические стержни — которые не будут гнуться даже при увеличении длины и нагрузки. Однако, если коррозионная стойкость является важным требованием (строительство мостов, защита берегов), профессионалы, выбирающие аналог из стеклопластика, не ошибутся.
Наконец, стоит упомянуть еще один вопрос, который следует задать производителям — что дешевле, композитное или металлическое оружие? На этот вопрос нелегко ответить. С одной стороны, стоимость метра металлического прута диаметром 10 мм ниже, чем соответствующего пластикового. С другой стороны, необходимо принимать во внимание устойчивость. Испытания показали, что 10-мм комплексный стержень может нести такую же нагрузку, как 14-мм стальной стержень. Рассматривая вопрос в целом, можно сделать вывод, что стоимость материалов примерно одинакова. Различия есть, но они настолько незначительны, что выбирать на этом основании не стоит.
До сих пор применение композитной арматуры в строительстве вызывает споры. Большинство частных застройщиков предпочитают классическое армирование металлопрокатом.
Плюсы и минусы металла
Стелласма представлена гладкими, гофрированными стержнями 6-40 мм с различными техниками и назначениями. Конструкция фундамента усиливается стержнями с бетонной связью и повышенной прочностью на растяжение, соответственно. ГОСТ 5781 и 34028.
Помимо высокой прочности и долговечности, к их преимуществам относятся
- Устойчивость к перепадам температур, морозу и жаре.
- Высокое качество сцепления бетона (максимально волнистое качество).
- Соответствие универсальному объему и стандартам СНиП.
- Возможность комбинировать различную рулонную продукцию, различные сечения и типы прутков.
- Сравнительная простота технологии сборки рамы за счет различных способов соединения брусьев.
К недостаткам металла относятся
- Важное влияние веса рамы на общую производительность основной конструкции.
- Низкая влагостойкость и эрозия, зависимость от срока службы от условий эксплуатации.
- Ограниченная длина стержня.
- Необходимость в крытом помещении для длительного хранения.
- Высокая теплопроводность, образование мостиков холода и повышенный риск разрушения конструкции.
Сравнение разновидностей
Сравнение основных параметров стальной и стеклопластиковой арматуры представлено в таблице ниже.
Параметр | Металл | GRP |
Типичное поперечное сечение, мм. | 6-40, максимум 80 | 4-22 |
Длина стержней, м | 5-12 | Спирали до 100 м или необходимой длины |
Плотность, кг/м 3 | 7000 | 1900 |
Коэффициент теплопередачи, вт/м∙к | 46-47 | 0.35-0.5 |
Коэффициент покрытия, %. | До 25 лет, 14 лет и старше | 2,2 |
Метеограммы Μέτρο ελαστικότητας, кН/мм 2 | 200 | 30-55 |
Αντοχή σε εφελκυσμό, кН/мм 2 | 0,37-1,23 | Метеограммы χέχρι 1,25 |
Αντοχή σε εφελκυσμό, МПа | 390-400 | 800-1400 |
Αντοχή πρόσφυσης σκυροδέματος, МПа | Εξαρτάται από τον τύπο προφίλ, από 6 | До 12 |
Устойчивость к коррозии и агрессивным средам | Коррозионная | 高い |
Диапазон рабочих температур, °C | Температурный диапазон до +1200, выдерживает низкие температуры без разрушения | От -15 до +160 |
Проводимость | + | Диэлектрик, без помех |
Более высокая прочность на разрыв в сочетании с коррозионной стойкостью позволяет уменьшить сечение стеклопластиковой арматуры (см. рисунок ниже). Однако из-за сравнительно меньшей упругости стеклопластиковые прутки не рекомендуется использовать для изгиба в обычных условиях. По этой же причине они в меньшей степени выдерживают высокие изгибающие нагрузки, которые характерны для плит и фундаментов с большой площадью поверхности.
С точки зрения удобства транспортировки и хранения стеклопластик является абсолютным победителем: материал не окисляется и не разлагается даже при открытом хранении. То же самое относится к его экологичности и устойчивости к агрессивным средам. Это положительно сказывается на долговечности установленных панелей.
報告。 Металл значительно уступает стеклопластику по весовым характеристикам — конструкции равного сечения и прочности весят в 4 раза меньше.
Этот фактор играет важную роль, когда необходимо учесть вес самого фундамента. По этой же причине детали из стеклопластика используются в комбинированных рамах.
С точки зрения удобства оплетки и сборки каркаса металлическая арматура считается более гибкой, так как эти прутья легко гнутся на месте или соединяются сваркой. Стеклопластиковые стержни изгибаются по заказу и соединяются с помощью зажима или склеивания. Однако этот фактор не является критическим при усилении фундаментов; в принципе не рекомендуется сваривать каркасы заглубленных и сильно нагруженных фундаментов.
Трудно сравнивать стоимость приобретения материалов; в настоящее время стоимость металлической арматуры растет быстрее, чем стеклопластиковой (хотя до недавнего времени ситуация была обратной). Оптимальные затраты достигаются при сочетании обоих сортов.
Что лучше использовать и в каких случаях?
Рекомендуемые области применения стеклопластика включают все конструкции, подверженные частым коррозионным и агрессивным воздействиям (наземные и морские сооружения, сельскохозяйственные, химические, канализационные и дренажные проекты). Также этот тип арматуры часто используется для укрепления опор линий электропередач, дорожного полотна, мостов, тротуаров и ограждений.
При выполнении фундаментных работ стеклопластик рекомендуется использовать для армирования несъемной опалубки, ленточных фундаментов, мелкозаглубленных конструкций и фундаментов под низкими зданиями. Металлическая арматура выбирается для строительства фундаментов, рассчитанных на большие весовые нагрузки (фундаменты под высотными зданиями и промышленными предприятиями).
Сталь также считается оптимальной для фундаментов с плитами и сваями, плит перекрытия. Из-за высокого риска смещения стержней металл выдерживает вес тяжелого бетона лучше, чем стеклопластик, и подходит для заливки монолитного железобетона.