Charakteristika a druhy plastové výztuže pro základy

Materiály pro výrobu

V současné době je trh kompozitních výztuží zastoupen třemi typy:

• sklolaminát;
• čedičový plastth;
• uhlíkové vlákno.

Zpevnění skelných vláken

První výztuž je vyrobena ze skleněných vláken. Tato technologie se objevila v SSSR asi před 50 lety. Poté se tištěná sestava v rádiové elektronice začala zrychlovat a jako materiál pro desky byl použit textolit, když základem byla tkanina a vazebnou hmotou byla umělá pryskyřice. Později namísto obvyklé tkaniny bylo použito sklolaminát, což rozšířilo použití skelných vláken.

Zastrčil své místo v leteckém průmyslu, výrobě nábytku a zboží pro domácnost, a někdy i ve vojenském průmyslu. Postupně se používala ve stavebnictví a výztuž ze skleněných vláken byla vynikající volbou pro základní rámce pracující v agresivních podmínkách - například ve vodě.

Sklo a epoxidové pryskyřice se používají pro sklolaminát.

Čedičová plastová konstrukce

Tento materiál neobsahuje sklolaminát, ale čedič. Technologie výroby je jednodušší než sklo, protože pro výrobu skla se vyžaduje několik druhů surovin a pro bazaltoplastika - pouze čedič.

Ve srovnání s předchozím kompozitem má čedičový plast vyšší modul pružnosti a pevnost v tahu, má nižší tepelnou vodivost, ale poněkud větší hmotnost.

Uhlíkové vlákno vyztužené uhlíkovými vlákny

Je vyroben z uhlíkových vláken a stejných pryskyřic, ale tento materiál je drahý. To je způsobeno technologií výroby uhlíkových vláken - základem těchto materiálů. Technologický proces vyžaduje přesné dodržování teploty a doby zpracování, protože surovinou pro ně jsou organická vlákna.

Uhlíkové plasty se aktivně používají v automobilovém průmyslu, výrobě sportovních potřeb, letadel a stavitelství lodí a vědy.

Výztuha z uhlíkového plastu je silnější než výztuž ze skleněných vláken a má větší modul pružnosti, ale nemá žádné nevýhody. Takže křehkost tohoto materiálu je skvělá, což neumožňuje použití v dlouhých, napjatých konstrukcích jako jsou desky.

Technologie výroby kompozitních výztuží

Existují tři způsoby výroby výztužných tyčí z kompozitu. Mají anglické názvy, které odrážejí podstatu technologie.

Potřeby - je zkroucení jednotlivých vláken do jednoho se současnou impregnací a opletem. Umožňuje snížit náklady na proces kvůli vysoké rychlosti takových linek zpracování. Tvarování reliéfní charakteristiky výztuže je dosaženo navíjením závitu periodickým profilem. Čím silnější je výztuž, tím větší je počet použitých nití. Tyče o délce až 10 mm jsou tedy zabaleny do jednoho vlákna o průřezu od 10 do 18 - o dva a více o čtyři. Výrobky vyrobené tímto způsobem mají díky své úlevě dobrou adhezi k betonu a to i přes skutečnost, že kompozitní materiály mají nízký koeficient adheze.

Metoda pleantruzi sestává z předběžného tvarování hlavní tyče a následného navíjení spirálovitě ve dvou směrech.

Nejstarší metoda výroby kompozitních výztuží - pultruzi. Je to rožeň tvarovaný, impregnované a již ztuhlá vlákna prostřednictvím systému zvlákňovacích trysek, které, když je teplota polymerace plastové konečně udělí požadovaný tvar a zámečnických vytáhnout ho. Tato metoda se vyznačuje nižší výrobní sazbou a vyšší výrobní cenou.

Srovnání kvalitativních charakteristik

Chcete-li porovnat různé typy kompozitů a porovnat je s ocelí, můžete použít následující tabulku.

Navíc mají kompozitní armatury následující vlastnosti: křehkost, což ho odlišuje od oceli k horšímu. Z tohoto důvodu a také kvůli jeho nestabilitě vůči vysokým teplotám se nepoužívá v konstrukcích se silnými ohybovými zatíženími a na těch místech, jsou ohroženi požárem.

Výhody materiálu

Kompozitní kování má řadu výhod oproti standardní ocelové konstrukci. Patří sem:

• Zvýšená pevnost v tahu. Může být někdy vyšší než u oceli.
• Odolnost proti korozi. Plastová výztuž nehrozí.
• Nízký součinitel přestupu tepla. Na rozdíl od kovu, plast nevytváří studené mosty.
• Plastové kování nefunguje jako anténa - ve skutečnosti jde o dielektrikum a diamagnet. Proto je pravděpodobnost rádiového rušení ve strukturách s takovouto výztuží nulová.
• Nízká měrná hmotnost. Ocelová výztuž je několikrát těžší.
• Teplotní koeficient roztažnosti je stejný jako u betonu, takže tvorba prasklin z tohoto důvodu je vyloučena.

Nevýhody kompozitních materiálů

Výhody kompozitních materiálů často nelze plně odhalit kvůli nedostatkům, které se objevují v řadě aplikací. To je především:

• Nízký modul pružnosti. Plastová armatura není tuhá, její elastická deformace je nízká (to znamená schopnost návratu do původní podoby po zastavení zátěže níže).
• Křehkost. Při použití ohybové síly se taková armatura neohne, ale přeruší se. V tomto ohledu nelze ohýbat bez topení.
• Nízká tepelná odolnost. Skelná vlákna, když dosahuje 150 stupňů, ztrácí své pozitivní vlastnosti a u 300 se jednoduše zhroutí a uvolní toxické látky. Uhlíkové plasty mají vyšší provozní a omezující teploty, protože silnice a samotné polymery jsou dražší při výrobě, ale mají vyšší křehkost než jiné typy. Ocel může pracovat až 600-750 stupňů, než začne měkat a roztavit se.

Použití kompozitní výztuže

Kompozitní výrobky jsou velmi dobře osvědčeny tam, kde jsou statické zátěže kombinovány s agresivním prostředím - například v hydraulických konstrukcích. Někdy se taková armatura používá sama o sobě, někdy - společně s ocelí, která pomáhá využívat výhody obou typů a vyrovnává se navzájem své nedostatky.

Výrobky z plastu ve formě sítí aktivně nahrazují oceli v cihelně s podšívkou, kde je vytvořena vzduchová mezera. Ocelové rošty jsou postupně zkorodované a někdy to vede k katastrofickým následkům (může se stát, že obložení vypadne). Kompozit nemá takovou nevýhodu.

Ekvivalentní náhrada

Pokud vezmeme v úvahu tabulku v předchozí kapitole a technické charakteristiky konkrétních výrobků, rozhoduje se o rovnocennosti v závislosti na podmínkách, za kterých bude použita železobetonová konstrukce.

Ano, skutečně, na pevnost v tahu ocelové výztuže v průřezu 12 mm lze nahradit 8mm sklolaminátu a oceli 18 - GRP 14. Ale to všechno je pravda, když to kotva musí pouze držet strukturu šíření pod zatížením. Jednoduše řečeno, můžete si udělat pásky a základy desek.

Ale v situacích, kdy dochází k deformaci, toto pravidlo nefunguje. Takže pro výrobu mostu nebo překrytí desky je nutné zvýšit počet tyčí čtyřikrát - ve skutečnosti je modul pružnosti kompozitu také stejný méně. Pokud jsou zatížení zesílena uprostřed desky vyztužené kompozitním materiálem, nebude to skutečně prasknout, ale bude se ohýbat více a výsledek může být pokles kousky betonu na hlavu.

Nízká mez pružnosti zabraňuje použití kompozitů ve výztužích betonových pilířů. Pevnost v tahu betonu v tlaku je poměrně vysoká, ale při vysokých zatížení na malou jednotku plochy, a to zejména v případě, že nejsou jednotné, modul pružnosti může mít skutečnou hodnotu v odolávání kolaps.

V současné době je použití polymeru výztuže regulována snip 5201-2003, a to byl změněn ve formě korekčních faktorů pro výpočet těchto ventilů v různých provozních podmínkách (příloha A, z roku 2012).

Hlavní nuance výrobků

V posledních letech počet firem, které vyrábějí kompozitní výztuž (zejména skleněná vlákna), se mnohokrát rozrostl, ale kvalita jejich výrobků je velmi žádoucí. Zde je několik způsobů, jak rozpoznat manželství:

• Věnujte pozornost barvám produktů. Kvalitní vyztužení v jedné dávce je vždy stejné barvy. Pokud tomu tak není, byl teplotní režim během výroby porušen.
• Trhliny a svazky by neměly být. Jsou snadno vidět na řezu.
• Zlomeniny ve vláknech snižují nárokované vlastnosti. Jsou také viditelné pouhým okem.
• Nerovný profil (vinutí). S největší pravděpodobností bylo ve výrobě použito staré vybavení, kde byla narušena kontinuita.

Nyní budou požadavky na kompozitní materiály zpevněny. Ocel je stále dražší a plastové armatury mají veškerou šanci přemístit oceli z poměrně velkého segmentu trhu. Nepochybně to není využíváno upřímnými dražiteli, takže byste měli být ostražití.