Które wzmocnienie jest lepsze: metal czy włókno szklane? Porównanie. Co jest tańsze: metal czy włókno szklane? Co wybrać do podkładu?

Które wzmocnienie jest lepsze: metal czy włókno szklane?

Wiele osób, które planują rozpocząć budowę, chce zrozumieć, które wzmocnienie jest lepsze dla fundamentu – metal lub włókno szklane. Porównanie nowoczesnych i tradycyjnych materiałów pozwala w pełni ocenić, jak racjonalny będzie wybór tej lub innej opcji. Aby dowiedzieć się, który jest tańszy – metal lub włókno szklane, aby ocenić ich zalety i wady, pomoże szczegółowy przegląd głównych cech każdego rodzaju prętów.

Różnica w przewodności cieplnej

Metal tradycyjnie używany do produkcji prętów zbrojeniowych ma dość wysoki współczynnik przewodności cieplnej. Oczywiście ten wskaźnik ma pierwszorzędne znaczenie w ścianach murowanych, a nie w konstrukcjach fundamentowych, ale jeśli mówimy o piwnicy, różnica z włóknem szklanym będzie oczywista. Różnice są wyraźne: 47 W/m C vs 0,35 W/m C. Przy wznoszeniu konstrukcji, które muszą ograniczyć straty ciepła, wyraźną przewagę mają opcje z włókna szklanego.

Ta właściwość jest pożądana tam, gdzie produkowane jest wzmocnienie pasa. Aby uniknąć powstawania mostków termicznych w konstrukcjach, pręty stalowe zastępuje się prętami polimerowymi. Montaż odbywa się również za pomocą specjalnych podpór zdalnych, na których pręty spoczywają w warstwie betonu.

Podczas wylewania cienkich płyt, jastrychów podłogowych można obejść się bez dodatkowych podpór.

Porównanie innych cech

Głównym obszarem, w którym można porównać właściwości zbrojenia stalowego i z włókna szklanego, jest niska zabudowa. To tutaj już w latach 70. XX wieku zaczęto stosować materiały kompozytowe. W Rosji pojawiły się stosunkowo niedawno. Nie oznacza to, że plastikowe sztabki są tańsze, ale luzem metal jest cięższy, więc na tonę przypada mniej sztabek. Ponadto materiał jest znacznie łatwiejszy w transporcie i przechowywaniu, nie wymaga specjalnych warunków przechowywania.

Możesz porównać różnicę między zbrojeniem z włókna szklanego i stalowego o kilka parametrów jednocześnie.

• Wytrzymałość na rozciąganie (tymczasowa). Dla zbrojenia stalowego jest to 360 MPa, dla włókna szklanego – 1200 MPa. W zastosowaniach praktycznych oznacza to, że cieńsze pręty z materiału kompozytowego mogą być stosowane w konstrukcjach poddanych rozciąganiu. Ta zaleta jest już wykorzystywana przy budowie pali, głębokich fundamentów pasmowych.
• Moduł sprężystości. Jest wyższy dla metalu – 200000 55000 MPa w porównaniu do XNUMX XNUMX MPa.
• Typ profilu. Dla każdego typu jest okresowa, zapewniając dobrą przyczepność do betonu.
• Gęstość Jest prawie 3,5 razy niższy dla wzmocnienia z włókna szklanego. Jest to ważne przy wylewaniu fundamentów, które muszą zmniejszyć obciążenie.
• Przewodnictwo elektryczne. Kompozyty na bazie polimerów są dielektrykami. Metal jest elektrycznie przewodzący, co wpływa na szybkość jego utleniania, gdy jest używany jako element uziemiający.
• Stosunek średnicy. Pręty plastikowe mogą być stosowane w znacznie mniejszych średnicach niż pręty stalowe. Średnio różnica wynosi 3-4 mm.
• Względne rozszerzenie. W metalu osiąga 25%, włókno szklane praktycznie nie podlega takim odkształceniom, jego wskaźnik wynosi 2,2%.
• Zdolność do deformacji pod obciążeniem. W metalu, gdy występują naprężenia, pojawia się krzywizna z plateau plastyczności. Plastik nie zmienia swojego kształtu i właściwości aż do momentu zniszczenia.
• Odporność na korozję. Włókno szklane nadaje się do stosowania na glebach o dużej wilgotności, w tym z okresowym wzrostem poziomu wód gruntowych. Jest odporny nie tylko na wilgoć, ale także na alkalia. Metal żelazny nie ma takich zalet, rdzewieje, stopniowo zapada się, traci wytrzymałość w kontakcie z cieczami. W przypadku polimerów podobne wskaźniki zwiększają zdolność materiału do samozniszczenia – według tych parametrów kompozyt jest dość porównywalny ze stalą.

Wiele zależy od zgodności materiału z normami. Stosunek wskaźników z włókna szklanego wyprodukowanych zgodnie z GOST i TU daje zauważalną różnicę. W przypadku budownictwa lepiej od samego początku dawać pierwszeństwo materiałom wydanym zgodnie z państwowym systemem normalizacji.

Jaki jest najlepszy wybór?

Przy podejmowaniu decyzji, którą opcję zbrojenia należy zastosować do fundamentu, należy wziąć pod uwagę klimatyczne warunki eksploatacji, poziom wód gruntowych i obciążenia projektowe. Plastik w tym przypadku staje się dobrą alternatywą dla metalowych prętów. Struktura materiału składa się z podłużnych pasm włókna szklanego zamkniętych w osłonie z żywicy. Występuje w kręgach o nieograniczonej długości, co pozwala na cięcie prętów o żądanym rozmiarze bezpośrednio na miejscu.

Pręty z włókna szklanego mają szereg oczywistych wad.

1. Nie można używać po złożeniu. Materiał po ściśnięciu odzyskuje swój kształt, dlatego w narożnikach i skomplikowanych konstrukcjach konieczne jest zastosowanie dodatkowych elementów wykonanych fabrycznie. Z metalem nie ma takich problemów.
2. Wyłącznie powiązane połączenie. Pręty mocowane są w formie kratownicy za pomocą drutu, mocowanie nie jest tak stabilne jak przy spawaniu. W niektórych przypadkach powoduje to pewne niedogodności.
3. Niska odporność na ciepło. Polimery już w temperaturze +80 stopni tracą swoje właściwości, co w przypadku pożaru może znacznie obniżyć wytrzymałość konstrukcji. Ale przy znacznym spadku temperatur atmosferycznych włókno szklane lepiej jest odporne na deformację i zniszczenie.

W przypadku monolitycznej płyty fundamentowej preferowanym rozwiązaniem jest zastosowanie zbrojenia metalowego. Powstające tutaj obciążenia są łatwiej przenoszone przez stal. W oparciu o warunki pracy można również sformułować następujące zalecenia.

• W budynkach wielopiętrowych. W tym wariancie, w przypadku płyt stropowych, szczególnie ważna jest zdolność do przenoszenia obciążeń występujących nie tylko w płaszczyźnie poziomej, ale również pionowej. Pręt stalowy o dużych rozpiętościach wykazuje większą odporność na odkształcenia sprężyste. W związku z tym warto go wybrać.
• W warunkach dużej wilgotności. Tutaj, zwłaszcza przy budowie konstrukcji przybrzeżnych, podporach mostowych, gdzie beton jest stale w wilgotnym środowisku, na pierwszy plan wysuwa się odporność na korozję. Zbrojenie z włókna szklanego w połączeniu z dokładnymi obliczeniami obciążenia będzie właściwym rozwiązaniem w takich warunkach.
• Podczas tworzenia podkładu paskowego. Jeśli mówimy o obiektach IZHS wykonanych z bloków piankowych, betonu komórkowego, a budynek jest budowany na jednym piętrze, preferowane powinny być pręty polimerowe. Dadzą niezbędną siłę pasowi pancernemu bez obciążania go.
• Podczas budowy dużych obiektów przemysłowych o dużej rozpiętości powierzchni. Tutaj włókno szklane nie będzie najlepszym wyborem, ponieważ jego parametry techniczne przy planowanych obciążeniach będą znacznie niższe niż jego stalowego odpowiednika.
• Przygotowując bazę pod systemy kanalizacyjne. W takim przypadku lepiej wybrać pręty polimerowe, ponieważ wynikowe obciążenia nie będą duże. Ponadto podczas zamarzania, falowania gruntu, podciągania wód gruntowych takie zbrojenie będzie się zachowywać stabilniej.

Należy zauważyć, że różnica w kosztach w tym przypadku, zwłaszcza w zakresie budownictwa niskiego, będzie minimalna. Ponadto w każdym projekcie, w którym wymagane jest wygięcie warstwy zbrojeniowej, pręty z tworzywa sztucznego muszą zwiększać swoją średnicę – dokładne wyliczenie zawsze wykonujemy indywidualnie. Średnio wzrost wyniesie około 20% w stosunku do odpowiedników stalowych, co również doprowadzi do wzrostu kosztów.

Jak pokazuje praktyka, na większości budów nadal nie ma alternatywy dla tradycyjnej klatki zbrojeniowej z prętów stalowych. Nie wymaga dodatkowych wysiłków przy montażu w narożnikach fundamentów i podłóg, radzi sobie z różnymi rodzajami obciążeń, w tym przypadku obliczenia można wykonać na podstawie dokładnych danych.

W przypadku prętów z włókna szklanego informacje o praktycznym zastosowaniu materiału są często niewystarczające.

Które wzmocnienie jest lepsze: metal lub włókno szklane, zobacz wideo poniżej.

Które wzmocnienie jest lepsze z metalu lub włókna szklanego – porównanie dwóch typów

Zbrojenie to obowiązkowy proces stosowany w budownictwie z użyciem betonu. W końcu beton, doskonale wytrzymujący duże obciążenia ściskające, może zostać zniszczony nawet przy niewielkich obciążeniach zginających i rozciągających. Tylko wysokiej jakości okucia mogą go uratować przed tym niedociągnięciem. Przez wiele lat w budownictwie używano tylko metalu – po prostu nie było dla niego alternatywy. Jednak stosunkowo niedawno na rynku pojawiło się kilka rodzajów zbrojenia kompozytowego: włókno szklane, tworzywo sztuczne wzmocnione bazaltem i włókno węglowe. Oczywiście osoby, które borykają się z budową i koniecznością doboru odpowiednich materiałów mają pytanie – co jest lepsze – metal czy włókno szklane? To niezwykle poważna kwestia – wielu ekspertów porównuje te materiały. Postaramy się udzielić na to jak najbardziej szczegółowej odpowiedzi.

Zalety i wady metalu

Po pierwsze, metalowe pręty klas A240, A300, A400 itp. są stosowane w budownictwie od ponad dekady i sprawdzają się dobrze. Doświadczeni budowniczowie podkreślają następujące zalety tego materiału:

• wysoka wytrzymałość;
• odporność na ekstremalne temperatury (działa do 600 ° C);
• trwałość i przyjazność dla środowiska. Nawet przy długotrwałym użytkowaniu w ekstremalnych warunkach materiał nie wydziela substancji niebezpiecznych dla zdrowia;
• dobra plastyczność – możesz zmienić kształt bez podgrzewania i specjalistycznego sprzętu;
• spawalność – dozwolone jest spawanie okuć, w których oznaczeniu znajduje się litera „C”, na przykład A500C;
• pełne bezpieczeństwo przeciwpożarowe. W bezpośrednim kontakcie z ogniem nie zapada się, a ponadto nie wspomaga spalania.

Niestety są też wady. Najważniejszym z nich jest strach przed wilgocią. Jeśli z jakiegoś powodu beton pęknie i wilgoć dostanie się na zbrojenie, rozpocznie się proces korozji, który następnie doprowadzi do zniszczenia pręta i zmniejszenia wytrzymałości produktu żelbetowego. Oczywiście możesz wybrać specjalne okucia do fundamentu z literą K – odporność na korozję. Rzeczywiście, istnieją gatunki stali, które nie podlegają korozji. Ale ich koszt jest wyższy.

Wadą jest również znacznie większa masa zbrojenia metalowego w porównaniu z kompozytem.

Rozważ włókno szklane

Zalety wzmocnienia włóknem szklanym są niezaprzeczalne – to dzięki nim zyskało dziś taką popularność. Zbrojenie kompozytowe w porównaniu ze stalą ma następujące zalety:

1. Mniejsza waga dla łatwiejszego transportu i znacznie łatwiejszej obsługi.
2. Lepiej wytrzymują obciążenia rozciągające. Dlatego wielu budowniczych stosuje wzmocnienie z włókna szklanego w przypadkach, gdy konieczne jest zagwarantowanie niezawodności szczególnie krytycznych konstrukcji betonowych.
3. Nie boi się wilgoci, dzięki czemu może być stosowany przy budowie wyrobów betonowych, w bezpośrednim kontakcie z wodą.
4. Ma niską przewodność elektryczną i cieplną.
5. Materiał przyjazny dla środowiska.
6. Pod względem współczynnika rozszerzalności cieplnej zbrojenie z włókna szklanego (FRP) jest bliższe betonowi, co zmniejsza ryzyko pękania gotowych produktów podczas częstego ogrzewania i chłodzenia, ponieważ zbrojenie rozszerza się i kurczy wraz z betonem, co jest szczególnie ważne w wielu regionach Z naszego kraju.

Niestety, nawet zbrojenie kompozytowe ma wady. Przede wszystkim doświadczeni budowniczowie podkreślają niską elastyczność. Pod obciążeniami mechanicznymi ugięcie zbrojenia metalowego jest mniejsze. W niektórych przypadkach, na przykład podczas budowy fundamentów lub płyt pod jezdnię, ta wada nie jest znacząca. Jeśli jednak potrzebujesz wysokiej jakości i niezawodnych płyt podłogowych do budowy budynku wielokondygnacyjnego, warto preferować stare, sprawdzone produkty żelbetowe.

Zbrojenia z włókna szklanego nie należy wyginać na budowie – może to doprowadzić do jego zniszczenia lub zmniejszenia nośności. Metal można wyginać w obecności prostej maszyny pod bardzo dużym kątem.

Oczywiście w żadnym wypadku nie można spawać plastiku – klatka wzmacniająca fundament i wszelkie inne wyroby betonowe są montowane wyłącznie za pomocą drutu dziewiarskiego. Możliwe są opcje metalowe – niektóre rodzaje prętów można łączyć za pomocą konwencjonalnego spawania. Wzmocnienie z włókna szklanego traci swoje właściwości nośne w temperaturze 150°C.

Co wybrać?

Po wymienieniu głównych zalet i wad cech obu materiałów nadszedł czas, aby powiedzieć, które zbrojenie będzie najlepszym wyborem.

Ogólnie rzecz biorąc, jednoznaczne jest stwierdzenie, co jest lepsze – okucia z włókna szklanego lub metalowe, porównanie nie pozwala. Obie opcje mają szereg ważnych zalet. Dlatego szczególnie ważne jest, aby każdy materiał był używany w odpowiednim miejscu. Oznacza to, że jeśli szczególnie ważnym parametrem jest wysoka elastyczność (na przykład podczas budowy wielopiętrowych budynków mieszkalnych i biurowych), lepiej wybrać sprawdzony pręt metalowy – nie ugnie się nawet przy dużej długości i obciążeniu . Ale jeśli jednym z ważnych wymagań jest odporność na korozję (budowa podpór mostowych, fortyfikacje przybrzeżne), to ekspert, który woli analogi z włókna szklanego, nie pomyli się.

Na koniec należy podkreślić jeszcze jedno pytanie, które nieodzownie pojawia się wśród budowniczych – które jest tańsze, zbrojenie kompozytowe czy metalowe? Pytanie jest bardzo trudne. Z jednej strony koszt metra pręta metalowego o średnicy np. 10 milimetrów jest niższy niż odpowiednika z tworzywa sztucznego. Z drugiej strony należy wziąć pod uwagę siłę. Testy pokazują, że pręt kompozytowy 10 mm może wytrzymać takie samo obciążenie jak pręt stalowy 14 mm. Jeśli rozważymy problem kompleksowo, możemy stwierdzić, że koszt materiału jest w przybliżeniu taki sam. Różnica jest, ale jest tak mała, że ​​nie warto dokonywać na jej podstawie wyboru.

Tabela równej wytrzymałości zastąpienia metalowego zbrojenia włóknem szklanym

Teraz znasz już ważne aspekty dotyczące prętów metalowych i plastikowych i łatwo decydujesz, które zbrojenie wybrać do budowy w konkretnym miejscu. Rozsądnie oceniając zalety i wady materiału, znając warunki użytkowania, możesz łatwo wybrać najodpowiedniejszy materiał, który wytrzyma dziesiątki lat.