Je možné ohýbat sklolaminátovou výztuž?

Kompozitní výztuž je relativně nový materiál ve stavebnictví, který se i přes svůj věk dokázal pozitivně etablovat mezi stavební veřejností a pevně se etabloval na stavbě a vytlačil ocelovou výztuž. Jedná se o materiál skládající se z několika složek. Přesněji řečeno, existují dvě hlavní složky:

1. Vlákna, která nesou hlavní zatížení a kontinuálně se táhnou po celé délce výztužné tyče. Objem vláken musí být minimálně 75 % hmotnosti výztuže.
2. Pojivo na bázi termosetových pryskyřic, díky kterému jsou složky spojeny do jediného celku.

Průměr výztuže podle regulačního dokumentu GOST 31938-2012 je instalován a používán následovně: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 a 32 mm. Z toho průměry od 4 do 8 jsou vyráběny a prodávány v kroucené formě (svitky, bubny), což usnadňuje přepravu. Zbývající průměry se vyrábí a prodávají v tyčích o standardní délce 6 – 12 metrů.

Složení kompozitní výztuže se mění a v závislosti na komponentech se mění vlastnosti a cena hotového výrobku.

Jaké typy kompozitní výztuže existují?

Klasifikace kompozitní výztuže podle složení vláken nesoucích hlavní zatížení je následující:

• laminát,
• čedičový kompozit;
• uhlíkový kompozit,
• aramidokompozit
• kombinovaná kompozitní výztuž.

V druhé možnosti jsou různá vlákna kombinována v požadovaných poměrech. Nejlepší možností z hlediska nákladů a vlastností je výztuž ze skelných vláken, která se stala nejrozšířenější.

Zvláštní pozornost by měla být věnována vnějšímu plášti kompozitní výztuže. Výztuž (kompozitní i ocelová) musí co nejtěsněji přilnout k betonu, který vyztužuje, a právě vnější povrch tento problém řeší. Různí výrobci mají různé konstrukce skořepin; někde jsou např. výběžky vláken určitého tvaru, někde hrubý písek atp.

Jak správně položit kompozitní výztuž

Před zalitím betonového prvku se položí a uplete kompozitní výztuž ve formě prostorového tuhého rámu. Pokud jste materiál zakoupili ve svitku, musíte jej rozvinout, nařezat na požadované úseky a nechat narovnat, odpočinout a vrátit se do svého tvaru.

Dále určíme tvar rámu nezbytný pro náš konkrétní produkt (buď s pomocí kvalifikovaných odborníků, nebo vyhledáním informací na internetu a na vlastní nebezpečí a riziko si rám navrhneme sami). Bohužel každý výrobek je individuální a v každém konkrétním případě je tou správnou cestou práce projektanta, který v rámci projektu domu na základě vypočítaných podkladů návrhu domu dodatečně zajistí tvary a rozměry rámy pro výztuž, stejně jako průměr výztuže a další údaje .

Tam, kde se tyče protínají, musí být zajištěny. Upevnění se provádí buď pomocí speciálních svorek (toto je ideální volba), nebo pomocí plastových svorek, pokud není k dispozici speciální upevňovací prvek. Úhlové průsečíky táhel mohou být vyrobeny buď z kovu (kombinujeme kompozitní rám a ocelovou výztuž), nebo mohou být vyrobeny ve výrobním závodě jako masivní litý prvek.

Vzhledem k tomu, že kompozitní rám má nízkou tuhost a mění svou velikost od sebemenších vnějších vlivů, musí být upevněn. Ideálním řešením by bylo použití ocelových rámových prvků, které zvýší tuhost a umožní kompozitním tyčím zůstat na místě, když jsou zalité betonem.

Co je lepší: kompozitní nebo ocelová výztuž?

Vzhledem k tomu, že před kompozitní výztuží byly vlastnosti betonu vylepšovány výhradně ocelovou výztuží a kompozitní výztuž je přímou konkurencí oceli, je běžnou praxí porovnávat oba typy výztuže. Srovnejme také.

To znamená, плюсы kompozitní výztuž:

1. Hmotnost. Kompozitní výztuž váží několikanásobně méně.
2. Tvarový faktor. Kompozitní výztuž malých průměrů se prodává v kroucené formě, ve svitcích. To umožňuje přepravu v osobním autě.
3. Koroze neovlivňuje výztuž ze skelných vláken, na rozdíl od ocelové výztuže. V důsledku toho delší životnost.
4. Nevede elektrický proud. Neruší rádiové signály ani signály mobilních telefonů.
5. Odolnější vůči negativním teplotám. Ocel se stává křehčí při nízkých teplotách, zatímco kompozitní výztuž si zachovává své vlastnosti.
6. Tepelná vodivost je nízká, v důsledku čehož dům vyztužený kompozitní výztuží lépe udržuje teplo v chladném období.
7. Ekologické. Při rozkladu nepoškozuje přírodu.

Zápory kompozitní výztuž:

1. Ne plastové. Ve stavebních podmínkách je často nutné ohýbat výztuž s následným zachováním jejího tvaru. Ocelová výztuž se ohýbá a fixuje v ohnuté poloze, ale sklolaminátová výztuž bohužel ne. Po vytvrzení termosetového pryskyřičného pojiva již nelze měnit jeho tvar, lze jej pouze rozbít. Existuje však cesta ven, a nejen jedna: můžete si objednat výztuž jakéhokoli tvaru, který se vám líbí, v továrně nebo kombinovat ocelovou a kompozitní výztuž.
2. Nesvařuje. Svařování kompozitní výztuže bohužel není možné. Ale existuje řešení. Pokud je taková potřeba, můžete použít kompozitní výztuhu zakončenou kovovými tyčemi. Spojení kompozitní výztuže a kovových tyčí se provádí ve výrobě.
3. Není odolný vůči tepelné destrukci. Udržuje teplotu až 150-160 stupňů Celsia. To znamená, že v případě požáru bude beton vyztužený ocelovou výztuží při zničení viset na ocelových tyčích, ale beton s kompozitní výztuží po zahřátí o více než 150 stupňů jednoduše spadne.
4. Vysoce škodlivý při řezání. Při zpracování vznikají drobné ostré částice, které znečišťují pracovní prostor, ohrožují dýchací cesty a zrakové orgány.
5. Ne těžké. Modul pružnosti kompozitní výztuže je 4krát menší než u ocelové výztuže. Čili, aby beton vyztužený kompozitní výztuží pracoval v tahu stejně jako vyztužený ocelovou výztuží, je nutné zvětšit průměr kompozitní výztuže. Příklad: průměr ocelové výztuže je 12 mm, průměr kompozitní výztuže by měl být 24 mm. To znamená, že to není ekonomicky rentabilní a pro podlahy je lepší použít ocelovou výztuž.

Závěr: Kompozitní výztuž má klady i zápory. Proto v každém konkrétním případě musíte pečlivě zvážit všechny kvality ocelové a kompozitní výztuže a vybrat si tu správnou volbu pro sebe v souladu s konkrétní situací.

Pokrok se nezastavuje, a to i ve stavebnictví. Díky tomu se na trhu objevil nový typ výztuže – ASC (sklo-kompozitní výztuž, známá také jako laminát). V tomto článku se pokusíme na to přijít a pochopit, kde lze tento nový produkt použít a kde nikoli.

ASK je vyroben z rovingu – speciálního skleněného vlákna o tloušťce 10-20 mikronů. Ke spojení velkého množství skleněných vláken do silné tyče se používají speciální pryskyřice. K tomu se po vyrovnání napětí všech vláken nitě ponoří do lázně zahřátých pojiv. Dále jsou nitě impregnované pryskyřicí protaženy mechanismem, který nastavuje průměr budoucí tyče. V případě výroby tyče s vinutím (žebra jako výztuž) se na ni spirálovitě navíjejí další vlákna. A poslední fáze – tyčová struktura je ponořena do pece, kde dochází k polymeraci všech složek.

V roce 2012 byl v Ruské federaci a dalších blízkých zemích přijat GOST 31938.

Tato GOST stanoví všeobecné technické podmínky a vztahuje se na kompozitní polymerní výztuž periodického profilu (APP), určená pro vyztužení konvenčních a předpjatých stavebních konstrukcí a prvků pracujících v prostředí s různým stupněm agresivního vlivu.

Podle této GOST je kompozitní výztuž klasifikována podle typu spojitého výztužného prvku do následujících typů:
ASK – skleněný kompozit;
ABK – čedič-kompozit;
AUK – uhlíkový kompozit;
AAK – aramidokompozit;
ACC – kombinovaný kompozit.

Fyzikální a mechanické vlastnosti automatických převodovek různých typů musí splňovat požadavky uvedené v tabulce:

A zde je třeba poznamenat, že kompozitní výztuž je lepší než ocel pouze z hlediska pevnosti v tahu. Z hlediska pevnosti v tlaku není o moc horší. Ale co se týče pružnosti v tahu, zaostává 4x!

Podívejme se na 2 nejdůležitější ukazatele v pořadí.

Pevnost v tahu je důležitým ukazatelem, který pak přechází do pevnosti v tahu. A tady je ten marketingový háček.

Takzvaná pevnost v tahu je dočasná pevnost výztuže v tahu. A ve vztahu k oceli se vůbec nejedná o pevnost v tahu, ale o tažnost na hranici úměrnosti. To je, když prodloužení již není úměrné aplikovanému zatížení. Ale zároveň je tažnost relativně malá – do cca 0,2 %. A dále ocel prochází velkým protažením bez zvýšení zatížení (ocel teče). Poté ocel ztvrdne a pro další protažení je opět nutné zvýšit zatížení. A teprve potom dojde k prasknutí při prodloužení přibližně 14% nebo více (různé hodnoty pro různé oceli). Toto chování materiálu umožňuje zachovat vyztužené konstrukce bez výrazné deformace při zatížení, často až na hranici. A při překročení zatížení se ocelová výztuž značně prodlouží bez destrukce, což zabrání náhlému zhroucení železobetonových konstrukcí. To kompozitní výztuž neumí. Snese větší pevnost v tahu (maximum), ale díky nižšímu relativnímu prodloužení o 2,2 % (14 % ocel 35GS) dochází k přetržení rychleji.

Graf napětí ve výztuži (napětí) versus relativní prodloužení (přetvoření)

Z grafu je také zřejmé, že v zóně působení výztuže v betonu (zóna je označena tečkovanou čarou) má ocelová výztuž mnohonásobnou výhodu (graf v této zóně je vyšší). Ocelová výztuž při protažení o 0,2-0,3% již funguje při plném zatížení. Zatímco kompozitní výztuž v této zóně prakticky nepřebírá zátěž a natahuje se dále, jako elastický pásek od spodků. Průsečík grafů se vyskytuje blízko 1.5% rozšíření. Pro rozpětí 6 metrů je to téměř 80 mm. Při takovém prodloužení se v betonu objevují trhliny a průhyb desky je viditelný pouhým okem.

Abychom to vysvětlili jednodušeji, ocelová výztuž přebírá zatížení rychleji (s menším prodloužením) a má také tekutost, což jí umožňuje déle odolávat zatížení při extrémních hodnotách. Kompozitní výztuž toto nemá. Zatáhneme za něj, aby se zlomil, graf ukazuje přímku a zlomí se s třeskem.

Nepříliš chytří manažeři a marketéři si přitom do srovnávacích tabulek konkrétně píší slovo STRENGTH LIMIT, o síle v provozním rozsahu mlčí.

Neméně důležitým a možná ještě důležitějším ukazatelem je modul pružnosti v tahu. Modul pružnosti ukazuje, jak moc se výztuž natáhne při konkrétním zatížení. K tomu stačí jednoduše vydělit zatížení výztuže (v MPa) jejím modulem pružnosti (v MPa). Sklolaminát má modul pružnosti, který je téměř čtyřikrát menší než u oceli, sklolaminát stejného průřezu jako ocel se roztáhne téměř čtyřikrát více než ocel a takové deformace jsou pro konstrukce nepřijatelné. V tomto ohledu je použití kompozitní výztuže vhodné pouze v případě, že je předepnuto na hodnoty blízké limitu. Dodržet takovou technologii v podmínkách individuální výstavby (na staveništi) je technicky nemožné.

Existuje několik dalších faktorů, které nejsou ve prospěch kompozitní výztuže.

Dotvarování výztuže. Protože kompozitní výztuž sestává z vláken a polymerního pojiva, její vlastnosti v betonu jsou značně ovlivněny vlastnostmi tohoto pojiva. V případě kompozitní výztuže je pojivo tekuté a časem se vrchní vrstva přilnutá k betonu dotvaruje vzhledem ke středovým vláknům a škodlivé prodloužení se ještě prohloubí.

Nemožnost výroby rohů ve tvaru L a U na místě. Kompozitní výztuž se neprohýbá. Nebo spíše se ohne, ale po odstranění zátěže se okamžitě narovná. To znamená, že není možné vyrábět G- a P-prvky na místě. Bude nutné je objednat u výrobce.

Teplotní odolnost. Při přiblížení k 60 stupňům prudce vzroste tekutost pojiva ve výztuži kompozitu, což vede k jeho zeslabení a snížení odolnosti a již při sto stupních se voda v pojivu a v přilehlých vrstvách betonu vaří a ničí kompozit. zesílení. To znamená, že pokud je deska nebo konstrukce vyztužená kompozitní výztuží vystavena vysokým teplotám (požáru), konstrukce se jednoduše zhroutí.

Chemická odolnost. Zásaditá povaha betonu ničí pojivo a časem snižuje přilnavost vnějších vrstev kompozitní výztuže k betonu.

• Nízká hmotnost – s kompozitní výztuží se lépe pracuje, o transportu nemluvě. Vždyť se prodává v zátokách.
• Nízká tepelná vodivost je ideální variantou pro zpevnění konstrukcí z dvojitého blokového nebo cihelného zdiva.
• Dielektrikum – neabsorbuje rádiové vlny. Žádný efekt Faradayovy klece.

Jaké závěry lze vyvodit ze všeho výše uvedeného? Kompozitní výztuž rozhodně není vhodná pro konstrukci monolitických podlahových desek, nosníků a jiných kritických konstrukcí. S velkou opatrností as nárůstem o 1-2 velikosti můžete riskovat použití jako základové mříže, ale pouze v případě, že je na mřížku nalita monolitická deska s ocelovou výztuží. No, a samozřejmě, kompozitní výztuž je vhodná pro nalévání skleníků a plotů. Obecně v konstrukci, kde spolehlivost není kritickým ukazatelem.