Композитная или металлическая арматура | Компания «АСТИМ»
На российском рынке уже несколько лет можно встретить композитную арматуру.
Ее производители и дистрибьюторы наперебой вещают об уникальности этого вида строительного материала. Не будем утверждать, что композитной арматуре не место на стройке.
Мы лишь проведем сравнение и определим, где лучше использовать из композитного материала, а где из металла.
Долговечность
Металл может сохранять свойства 150 лет, композитная арматура
50—80 лет.
Весьма условное свойство. Чтобы его рассчитать точно, понадобится учесть десятки факторов. Статическая, динамическая нагрузка, сейсмические волнения, перепады температур в каждой конкретной местности, где производится строительство. И это только общие обозначения некоторых из них.
При корродировании металла образуется ржавчина, которая оказывает разрушающее действие на бетон. Однако при соблюдении правил строительства, металл может сохранять свои свойства более 150 лет.
Производители композитной арматуры сообщают о 50-80 годах долговечности. Но эти данные пока что не имеют фактического подтверждения. Да, проводились неоднократные испытания, в которых моделировали совокупность воздействий окружающей среды на армированные конструкции. Но вряд ли их результаты могут гарантировать отсутствие деформации строения в течение прогнозируемого времени.
Предел прочности
на растяжение
стальная арматура
17-25%, стеклокерамическая
2,2 %.
Мы не будем приводить различные формулы расчета и путать вас цифрами. Возьмем лишь два значения по данному параметру из официальных данных ГОСТов: стальная 17-25%, стеклокерамическая 2,2 %. Что нам дают эти цифры? Железобетонная конструкция в момент своих предельных состояний может деформироваться и даже разрушиться. Но при разрушении бетона арматура сохранит свою целостность до достижения указанных значений.
Что же будет с АСК (стеклокерамическая) при аналогичном воздействии? Прочность бетона на растяжение крайне мала. И если предельное состояние для стеклокерамической арматуры будет достигнуто, то ее разрыв произойдет, как только она растянется всего на 2,2%. Человек может не заметить и трещинки в фундаменте, как все строение может обрушиться в одно мгновение без видимых на то причин.
Модуль упругости
200 000 мПа,
стеклокерамическая
55 000 мПа.
Данный модуль влияет на то, как арматура устойчива к прогибу. А-3 А400С имеет модуль упругости равный 200 000 мПа, в то время как АСК имеет показатель в 55 000 мПа.
Это означает, что использование АСК в перекрытиях, а так же в фундаменте с высокими нагрузками и без предварительного напряжения крайне нежелательно и не экономично.
Анкеровка
стальная арматура
готова к анкеровке,
стеклокерамическая
не предусмотрено производителем .
Чтобы арматура воспринимала воздействие усилий, необходимо завести ее за расчетное сечение на определенную длину или установить на концах прута специальных анкеров.
С металлической арматурой все просто. Ее можно загнуть крюком, сплющить конец, поставить муфту, сделать резьбу и установить анкерную гайку. В некоторых случаях допускается даже сварка.
Композитная не обладает выше указанными возможностями. К сожалению, ее производители не выпускают какие-либо устройства, помогающие произвести анкерование должным образом. При этом стоит обратить внимание, что АСК хуже сцепляется с бетоном и в результате продергивания сможет привести к разрушению конструкции.
Термостойкость
стальная арматура
600℃,
стеклокерамическая
140℃.
Металлическая выдерживает температуру до 600℃. В АСК начинает разрушаться при 150℃.
Полное разрушение волокон произойдет при достижении 400℃. Из этого следует, что в случае наступления предельных для АСК температуры, стальная арматура останется целой.
Электропроводность
стальная арматура
является проводником,
стеклокерамическая
диэлектрик.
Металлический металлопрокат является хорошим проводником. Может использоваться как элемент заземления, громоотвода.
Композитный материал по своей сути является диэлектриком. Поэтому все выше указанные свойства ему недоступны. Но при этом такой вид арматуры может применяться в конструкциях, где диэлектрическое свойство является крайне важным.
Коррозийность
стальная арматура
корродирует,
стеклокерамическая
не подвержена коррозии.
Металлическая корродирует. Особенно в местах, где она контактирует с окружающей средой, а так же в местах сварки. Отрицательно так же влияет бетон с добавками хлоридов и сульфатов, которые часто применяются для ускорения его застывания.
Однако, если брать бетон без подобных присадок, то он, являясь щелочным по своей сути и полностью покрывающим арматуру, надежно защищает ее от коррозии продолжительное время.
Стеклопластиковая и подобные ей по типу не подвержены коррозии совсем. Что позволяет их использовать в агрессивной среде. Например, при контакте с морской водой.
Транспортировка
стальная арматура
требует спец техники,
стеклокерамическую
можно перевозить в легковой машине.
Тут бесспорное превосходство композитного материала. Если для перевоза металлической арматуры потребуется специальный грузовой транспорт, то композитную (в небольших количествах) можно перевезти и на легковой машине. До диаметра в 12 мм. АСК производят в виде бухты. Что тоже способствует удобству разгрузки и транспортировки.
Экономия на стоимости транспортировки композитной арматуры ощущается при малом строительстве. Так как при больших поставках разница будет не столь существенна.
Вес конструкции
вес конструкции с применением
арматуры стальной или композитной
примерно равен.
Металлический каркас армирования весит в 4-5 раз больше, чем стеклопластиковая арматура. Но давайте разберемся, насколько это критично.
Например, в плите перекрытия ПП 2,2.48.10-20-к7-п весом чуть более 1,5 тонны, количество металлической арматуры составит 21 кг. Если мы посчитаем вес стеклопластикового армирования, то поймем, что разницы между 1555 кг. с металлом и 1538 кг. с композитным материалом практически нет.
Гибкость
стальная арматура гибкая,
стеклокерамическая ломкая.
Металл хорошо гнется. Это позволяет избегать лишней резки при угловых соединениях арматуры.
Композитный оппонент напротив — сломается при первой попытке согнуть прут под углом 45 градусов. Чтобы композитная арматура имела необходимые по вашему расчету изгибы, ее придется заказывать специально на заводе-изготовителе. Что увеличивает как временные, так и денежные затраты. Экономия на стоимости транспортировки композитной арматуры ощущается при малом строительстве. Так как при больших поставках арматуры разница будет не столь существенна.
Репутация производителей
производители стальной арматуры — крупные компании
стеклокерамическую арматуру проще потделать
Металлическая арматура производится по жестким правилам на специализированных заводах. Технология производства отработана десятилетиями. Проводятся масштабные проверки качества каждой партии металла. Компания Астим работает только с самыми крупными и проверенными производителями стальной арматуры и металлопроката: НЛМК, СЕВЕРСТАЛЬ и ЕВРАЗ. Это дает гарантию качества и отсутствие подделок.
АСП могут производить как крупные, так и мелкие предприятия. Для изготовления такой арматуры не нужны сталелитейные цеха, многотонные краны, металлургические станки. Для организации производства стеклокерамической арматуры нужны куда меньшие объемы вложений. Чем стали пользоваться не чистые на руку дельцы. Поэтому на рынке можно встретить достаточное количество подделок.
Применение:
Металлическая арматура применяется повсеместно. Везде, где требуется устойчивость к внезапным разрушениям из-за критических внешних нагрузок, в несущих кладках, фундаментах и перекрытиях.
Композитная арматура может использоваться для создания фундамента для легких строений (веранда, подсобное помещение, уличный туалет), малоэтажного строительства при допущении столь низкого модуля упругости (в 4 раза меньше металлического аналога), временных построек, не несущих кладок. Композитную арматуру можно использовать там, где требуется возведение конструкций с изоляцией электричества (опоры ЛЭП), конструкций, которые будут подвергаться воздействию агрессивной окружающей среды. Ее применение возможно только при выше указанных условиях и проведении качественных предварительных расчетов.
Композитная и стальная арматура — сравнение характеристик, какая арматура дороже
- 28.Ноя.2019
Развитие строительной индустрии не останавливается ни на минуту, что, естественно, приводит к появлению на рынке новых материалов. Особый интерес вызывают перспективы развития рынка арматурного проката. Возведение жилых и промышленных зданий сегодня не обходится без применения арматуры. И если ранее использовалась исключительно стальная, то с недавних пор и композитная.
Плюсы и минусы композитной арматуры
У стеклопластика множество преимуществ перед сталью. Среди них:
Меньший удельный вес.
Если взять прутки из стали и стеклопластика одинаковой длины и диаметра, то масса композитного будет в разы меньше, что немаловажно при реализации определенных строительных проектов.
Устойчивость к коррозии. На стеклопластиковом материале не могут развиваться коррозийные процессы. Также он не подвержен гниению.
Показатели прочности на разрыв и сжатие. Композитные прутки в этом превосходят стальные, что очень важно для строительства многоэтажек.
Химическая стойкость. Материал устойчив к воздействию агрессивных сред.
Широкий температурный диапазон использования. Здесь величина достаточно внушительная — от -60 до +100 градусов Цельсия.
Простота и удобство перевозки. Арматура из стеклопластика поставляется в небольших бухтах, которые характеризуются компактностью.
Быстрый монтаж. Для резки материала из композита может использоваться болгарка. Что касается соединений, то в таких случаях применяются пластиковые хомуты.
Радиопрозрачность. Этот вид армирования позволяет свести на нет возникновение преград на пути прохождения радиоволн.
Экономическая выгода. Композитными изделиями меньшего диаметра можно заменить стальные прутки большего диаметра, что естественно снижает стоимость реализации проектов.
Не относится к классу проводников. Стеклопластик не проводит электрический ток, что делает его более предпочтительным вариантом при реализации определенных проектов.
Есть у композитной арматуры и отрицательные качества:
Низкий модуль упругости. Стеклопластиковые изделия не рекомендуется применять при возведении несущих конструкций. Дело в том, что обустроить сварные швы на таком материале не получится.
Существенная потеря первоначальных качеств при нагревании. Под воздействием высоких температур у композитной арматуры ухудшаются прочностные характеристики.
Плюсы и минусы стальной арматуры
У изделий из стали также есть как достоинства, так и недостатки.
Среди плюсов можно отметить:
Проверенные временем изделия. При производстве материала учитываются государственные стандарты, где подробно указаны технологические требования, правила и нормы.
Широкий выбор диаметров. Стальные стержни могут иметь диаметры от 3 до 80 мм, что свидетельствует о возможности подбора наиболее подходящих и применения в абсолютно любых проектах без ограничений.
Длительный эксплуатационный срок. Срок службы прутков из стали составляет более полувека с условием отсутствия соприкосновения с водой и химической средой.
Хорошие показатели на изгиб. У металлоизделий упругость больше, чем у стеклопластиковых в 4 раза. Показатели на изгиб также находятся на высоте и существенно превосходят композитные аналоги.
Доступность. Продукция из стали в широком ассортименте представлена на строительном рынке.
Различные способы монтажа. Металлическая арматура может быть связана проволокой, скреплена хомутами или соединена с помощью сварки.
Экологичность. Не оказывает негативного воздействия на человеческий организм и окружающую среду.
Простота изготовления анкеров. Пруток может быть нагрет для сгибания на угол 90 градусов.
Адгезия с бетонами. Как раствор, так и арматура имеют один и тот же коэффициент линейного расширения, что позволяет получить долговечный тандем в виде железобетона.
Устойчивость к отрицательным температурам. Стальные стержни допускается устанавливать в регионах с суровыми климатическими условиями, так как их структура остается неизменной.
Отрицательные качества стальной арматуры:
Ограничение по длине. Максимальная длина прутков стальной арматуры — 11,7 метра (очень редко 12 м).
Большой удельный вес. Для погрузки и транспортировки материала требуется специализированный автотранспорт.
Склонность к коррозии. Под воздействием агрессивной среды или воды сталь разрушается, о чем свидетельствует коэффициент коррозии — от 0,1 до 1,5 мм в год.
Требования и рекомендации к хранению. Не допускается долгое хранение в условиях открытого пространства и на грунте.
Сравнение композитной и стальной арматуры
Стеклопластиковый материал обладает большей прочностью на разрыв, однако у стального упругость в 4 раза выше. Прочность и коэффициент линейного расширения у металлоизделий больше. Более того, эти показатели схожи с бетоном, чего нельзя сказать о композитных изделиях. Стеклопластик не проводит ток. Что касается металла, то этим свойством он лишь незначительно отличается от традиционных высоковольтных проводов.
У стальных прутков диапазон сечений больше, чем у стеклопластиковой, что значительно расширяет диапазон строительных проектов, где они могут применяться. Стеклопластик реализуется в бухтах — 50, 100 и 150 м. У металлоизделий ограниченная длина прутков.
Какая арматура дороже композитная или стальная
Стоимость арматуры из стеклопластика намного меньше, чем металлической.
Из сравнительного анализа можно сделать вывод, что композитный материал хорошо подходит для частного строительства, где применяются легкие материалы. При сооружении сложных и тяжелых конструкций отдается предпочтение стальным стержням.
4 Преимущества использования композитов по сравнению с традиционными материалами
Поиск
Поиск
Материалы
Композиты сочетают в себе лучшие качества традиционных материалов. Два компонента композита включают армирование (часто высокоэффективное волокно, такое как углерод или стекло) и матрицу (например, эпоксидный полимер). Матрица связывает армирование вместе, чтобы объединить преимущества обоих исходных компонентов.
Композиты улучшают процесс проектирования и конечные продукты в различных отраслях, от аэрокосмической до возобновляемой энергетики. С каждым годом композиты продолжают заменять традиционные материалы, такие как сталь и алюминий.
По мере снижения стоимости композитов и повышения гибкости конструкции армированные волокнами композиты, такие как углеродное волокно и стекловолокно, открывают перед инженерами новые возможности проектирования.
Пожалуй, самым большим преимуществом композитов является их высокое отношение прочности к весу. Углеродное волокно весит примерно на 25% больше, чем сталь, и на 70% больше, чем алюминий, и намного прочнее и жестче, чем оба материала по весу. Высококлассные автомобильные инженеры используют композиты для снижения веса автомобиля на целых 60% при одновременном повышении безопасности при столкновении; многослойные композитные ламинаты поглощают больше энергии, чем традиционная однослойная сталь. Использование композитных материалов выгодно как производителям, так и потребителям.
Композиты никогда не ржавеют, независимо от окружающей среды (хотя они подвержены коррозии при соединении с металлическими частями). Композиты имеют меньшую вязкость разрушения, чем металлы, но большую, чем большинство полимеров. Их высокая стабильность размеров позволяет им сохранять свою форму в горячем или холодном, влажном или сухом состоянии. Это делает их популярным материалом для наружных конструкций, таких как лопасти ветряных турбин. Инженеры выбирают композиты вместо традиционных материалов, чтобы снизить затраты на техническое обслуживание и обеспечить долгосрочную стабильность, что является основным преимуществом для конструкций, рассчитанных на десятилетия.
3. Композиты открывают новые возможности дизайна. Композиты предлагают варианты дизайна, которые трудно реализовать с использованием традиционных материалов.
Композиты позволяют консолидировать детали; одна композитная деталь может заменить полную сборку металлических деталей. Текстуру поверхности можно изменить, чтобы имитировать любую отделку, от гладкой до текстурированной. Более 90% корпусов прогулочных лодок изготавливаются из композитов, отчасти потому, что из стекловолокна можно формовать лодки самых разных форм. Эти преимущества экономят производственное время и снижают затраты на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.
В прошлом инженерам приходилось использовать сложный процесс укладки для изготовления композитов, который отнимал много времени и ограничивал геометрию конструкции. Цифровое композитное производство (DCM) изменило это. DCM — это запатентованный производственный процесс, позволяющий изготавливать композитные детали без ручного труда. С DCM композиты могут быть адаптированы в трех измерениях локально или глобально, создавая необходимую прочность, плотность и гибкость для проекта.
DCM позволяет инженерам проектировать гибкость 3D-печати в сочетании с высокими характеристиками композитов.
SCIRP Открытый доступ
Издательство научных исследований
Журналы от A до Z
Журналы по темам
- Биомедицинские и медико-биологические науки.
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение.
- Информатика. и общ.
- Науки о Земле и окружающей среде.
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные науки. и гуманитарные науки
Журналы по тематике
- Биомедицина и науки о жизни
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение
- Информатика и связь
- Науки о Земле и окружающей среде
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные и гуманитарные науки
Публикация у нас
- Подача статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Публикуйте у нас
- Представление статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
| +86 18163351462 (WhatsApp) | |
| 1655362766 | |
| Публикация бумаги WeChat |
| Недавно опубликованные статьи |
| Недавно опубликованные статьи |
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp.  About the author |