Введение
Растет интерес к использованию в бетоне как стальной, так и стекловолоконной арматуры. Они могут обеспечить преимущества, объединив свои сильные стороны. Стальная арматура имеет высокую прочность на разрыв и пластичность. Стекловолоконная арматура, или арматура GFRP, легкая и устойчивая к коррозии. В этой статье рассматривается смешивание стали и арматура из стекловолокна. Он охватывает совместимость, дизайн, приложения, экспертные мнения и затраты.
Совместимость и преимущества смешивания
Смешивание стальной и стекловолоконной арматуры может улучшить эксплуатационные характеристики бетонных конструкций. Обычно рекомендуется смесь 50/50. Она прочнее и долговечнее, чем использование только стали. Эта смесь использует коррозионную стойкость стекловолокна и обладает легкими свойствами. Она также использует высокую прочность на разрыв и пластичность стали. Стеклопластиковая арматура обладает высокой коррозионной стойкостью. Идеально подходит для влажных, химических или соленых сред. Использование стекловолокна в бетонной смеси, в которой также используется сталь, может снизить риск ржавления стали. Ржавчина может со временем нарушить целостность конструкции. Кроме того, стекловолоконная арматура легкая. Это может сократить транспортные расходы. Она также упрощает обработку на месте. Она может снизить затраты на рабочую силу за счет ускорения установки.
Проектные требования
Основной проблемой при смешивании стальной и стеклопластиковой арматуры являются их различные упругие свойства. Модуль упругости стали (около 29,000 7,400 ksi) значительно выше, чем у стекловолокна (около XNUMX XNUMX ksi). Таким образом, конструкции с обоими типами арматуры могут по-разному прогибаться под нагрузкой. Это необходимо учитывать при проектных расчетах. В отличие от стали, стекловолокно не поддается деформации; оно имеет тенденцию разрываться под нагрузкой. Эта особенность требует тщательного проектирования. Она должна гарантировать, что конструкция будет вести себя безопасно под нагрузкой, без сбоев. Инженеры часто снижают прочность стекловолокна на разрыв. Это объясняет его хрупкость. Другое соображение заключается в том, что арматура из стекловолокна нельзя согнуть на месте, как сталь. Поэтому все формы и конфигурации должны быть изготовлены заранее по точным чертежам завода. Это требование может усложнить логистику строительства, если во время установки потребуются корректировки.
Успешные внедрения и примеры использования
Во многих реальных проектах используется сочетание стальной и стеклопластиковой арматуры. Они показывают преимущества такого подхода.
Морские сооружения
В морских сооружениях, таких как дамбы и пирсы, арматура из стекловолокна снижает коррозию, вызываемую соленой водой.
Мост Реабилитация
Известный пример исследования включал в себя реконструкцию моста в Нью-Йорке. Инженеры использовали смесь обоих типов арматуры. Это повысило грузоподъемность и снизило вес. Антонио Нанни, профессор Университета Майами, сказал: «Сочетание GFRP со стальной арматурой позволяет использовать инновационную инженерию». Они касаются как прочности, так и долговечности».
Городская Инфраструктура
В городских проектах, таких как тоннели метро, арматура из стекловолокна легкий. Сокращает время установки и затраты на рабочую силу. Сохраняет производительность при больших нагрузках.
Мнения экспертов
Эксперты подчеркивают эксплуатационные преимущества сочетания стальной и стекловолоконной арматуры. Брахим Бенмокран из Университета Шербрука говорит: «Пластичность стали и коррозионная стойкость стекловолокна создают композит». Это повышает долговечность бетонных конструкций». Профессионалы в строительстве также отмечают эффективность монтажа. «Меньший вес позволяет нам перевозить больше за одну загрузку. Это экономит расходы на крупных проектах».
Затраты
Стекловолоконная арматура стоит дороже стальной, от 0.65 до 2.50 долл. за фут против 0.40–9.00 долл. Но ее коррозионная стойкость может сэкономить деньги с течением времени за счет сокращения обслуживания. Стекловолокно долговечно. Поэтому оно может снизить затраты на жизненный цикл в коррозионных средах. В таблице ниже суммированы основные различия между стальной и стекловолоконной арматурой:
| Тип | Первоначальная стоимость (за погонный фут) | Коррозионная стойкость | Потребности в техническом обслуживании | Вес |
|---|---|---|---|---|
| арматурной стали | 0.40 $ - $ 9.00 | Низкий | Высокий | Тяжелый |
| Арматура из стекловолокна | 0.65 $ - $ 2.50 | Высокий | Низкий | Небольшой вес |
Чтобы продемонстрировать преимущества смешивания стальной и стеклопластиковой арматуры, посмотрите на эту диаграмму их свойств:
| Сравнение арматуры | ||
|---|---|---|
| Свойства | Сталь | Стекловолокно |
| Предел прочности на разрыв | Средняя | Высокий |
| Коррозионная стойкость | Низкий | Прекрасно |
| Вес | Тяжелый | Небольшой вес |
| Стоимость | Низкая | Высокая |
| Обслуживание | Высокий | Низкий |
Заключение
Смешанная сталь и арматура из стекловолокна имеет успех. Он используется в инфраструктурных проектах в различных средах. Сочетание повышает производительность и долговечность, в отличие от традиционных материалов. Поскольку строительство переходит на устойчивые методы, гибридные подходы, вероятно, будут более распространены в будущих проектах. Знание плюсов и минусов смешивания стальной и стекловолоконной арматуры может помочь строительным профессионалам принять решение об использовании ее в своих проектах.
