GFRP мрежа срещу стоманена телена мрежа за плочи върху земята и индустриални подове

Начинът, по който армираме бетонни плочи върху земята и индустриални подове, се променя. В продължение на десетилетия заварената стоманена телена мрежа беше изборът по подразбиране. Днес все повече проектанти, изпълнители и собственици преминават към... GFRP (полимер, подсилен със стъклени влакна) мрежа – особено за логистични центрове, складове, хладилни камери и промишлени подове, изложени на влага, химикали и соли за размразяване.

В тази статия ще разгледаме GFRP мрежа срещу стоманена телена мрежа специално за подови плочи върху земята и индустриални подове, използвайки реални данни от изследвания, насоки за проектиране и разходни модели. Ще покажем също защо GFRP мрежата, произведена на съвременни... Производствени линии за мрежи Composite-Tech, може да бъде основата на много печеливш бизнес.

Какво наистина се нуждае от армировка за подови настилки върху земята и индустриални подове

Традиционната практика в САЩ е да се използва Арматура от заварена тел ASTM A1064 (WWR) – например 6×6 D2.9/D2.9 за плоча с дебелина 5 инча (127 мм) върху нивото на земята в склад. 

Този подход работи, но има три хронични слабости:

1. Корозия от стоманена мрежа, особено там, където се отварят фуги, бетонното покритие е ниско или плочите са изложени на соли и влага.
2. Проблеми с разположението – тежките ролки и листове често се оставят върху подложката или се озовават в долната част на плочата, вместо в горната трета, където са ефективни.
3. Строителна логистика – стоманената мрежа е тежка и трудна за рязане, огъване и преместване на пренатоварени промишлени обекти.

Точно там мрежа от фибростъкло за бетонни плочи набира скорост.

Какво е GFRP мрежа и каква е разликата?

GFRP мрежа е фабрично изработена мрежа от стъклени влакна, вградени в полимерна смола (обикновено полиестер, винилестер или епоксидна). Мрежата се произвежда с помощта на автоматизирана пултрузионна технология и след това се разполага в ортогонални решетки с фиксирани размери на клетките, като например 4 инча × 4 инча или 8 инча × 8 инча (100×100 мм, 200×200 мм). 

Основни разлики в материалите в сравнение със стоманената телена мрежа:

• Устойчивост на корозия – GFRP не ръждясва, дори в богата на хлориди или химически агресивна среда. Проучвания върху GFRP конструкции показват драстично увеличение на експлоатационния живот и намалена поддръжка, тъй като няма процес на корозия на стоманата в бетона. 
• Якост на опън – типичните GFRP мрежести пръти достигат якост на опън около 1000 MPa (145 ksi) или по-висока, значително над конвенционалната мека стоманена тел (~450–600 MPa). 
• Модул на еластичност – GFRP е по-твърд от бетона, но има по-нисък модул на еластичност от стоманата (приблизително 55–65 GPa спрямо ~200 GPa за стоманата), което влияе върху поведението на ширината на пукнатините и трябва да се вземе предвид при проектирането. 
• Плътност и тегло – стоманата има плътност от около 7 850 кг/м³, докато GFRP е около 1 900–2 100 кг/м³ – приблизително пет пъти по-лека по обем. 

За подови настилки тип „плочи върху земята“ и индустриални подове, тази комбинация – без корозия, висока якост на опън и ниско тегло – дава на GFRP мрежата някои мощни предимства пред стоманата.

Контрол на пукнатини: GFRP мрежа срещу стоманена мрежа в реални плочи

Как работи контролът на пукнатините в плочи на нивото на земята

За плочи, монтирани на нивото на земята, основната цел е контролиране на ширината и разстоянието между пукнатините, а не постигане на специфична якост на огъване. В практиката на пътните настилки в САЩ, например, насоките на AASHTO за непрекъснато армирани бетонни настилки ограничават ширината на пукнатините до около 1 мм с минимално разстояние между пукнатините около 1,07 м, за да се избегнат повреди от пробиване.

Същата логика важи и за индустриалните подове: много тесни, фини пукнатини са приемливи; широки, отворени пукнатини и разрушаване на фугите не са.

Какво казват изследванията за армировката от GFRP в плочи

Лабораторни изследвания, сравняващи плочи, армирани с GFRP, с плочи, армирани със стомана, показват два ключови момента:

• Поради по-ниския модул на еластичност, плочите, подсилени с GFRP, могат да развият малко по-големи пукнатини при същото съотношение на армировка и разстояние между тях, ако ги проектирате точно като стомана. 
• Когато проектът се адаптира – например чрез използване на по-малко разстояние между мрежите или малко по-високо съотношение на армировка – ширината на пукнатините остава в обичайните граници, като същевременно се подобрява устойчивостта на корозия.

С други думи, „копиране и поставяне“ на дизайн от стомана към GFRP не е правилно; но когато GFRP е правилно детайлизиран, той осигурява надежден контрол на пукнатини за плочи върху земята и индустриални подове, като същевременно се избягват бъдещи повреди от корозия.

Практически последици от дизайна

За GFRP мрежа срещу стоманена мрежа в плочи:

• Инженерите често избират по-малки диаметри на прътите и по-плътни размери на клетките за GFRP (например, мрежа 4 инча × 4 инча вместо 6 инча × 6 инча), за да компенсират по-ниския модул и да поддържат пукнатини ограничени.
• Тъй като GFRP е много по-лек, това не създава проблеми с обработката – екипите все още движат много по-малко тегло, отколкото със стоманена мрежа.

При линиите Composite-Tech CT M 1-6 и CT M 2-6 mesh, типичните размери на клетките от 50×50, 100×100, 150×150 и 200×200 mm (около 2 инча, 4 инча, 6 инча и 8 инча) и диаметрите на прътите от 2 до 6 mm дават на проектантите достатъчна гъвкавост за оптимизиране на контрола на пукнатините за всяка подова система. 

Издръжливост, корозия и разходи за целия жизнен цикъл

Корозия: основната слабост на стоманената мрежа

В индустриалните подове стоманената телена мрежа често е разположена сравнително близо до повърхността, където е изложена на:

• пукнатини от свиване,
• движение на ставите,
• вода и соли за размразяване,
• агресивни химикали (торове, продукти за размразяване, промишлени течности).

Дори и с адекватно покритие, микропукнатините и отворите на фугите позволяват на хлоридите и влагата да достигнат до стоманата, предизвиквайки корозия. Когато стоманата ръждясва, тя се разширява, причинявайки:

• допълнително напукване и разслояване,
• отлепване по ставите,
• загуба на пренос на натоварване и намалена равност на пода.

Поправянето на тези дефекти е скъпо и силно нарушава работата на складовете и промишлените предприятия.

GFRP мрежа: армировка, устойчива на корозия

GFRP мрежата е неметална и е устойчива на електрохимична корозия; не ръждясва в богата на хлориди или алкална среда. Проучвания върху GFRP конструкции и FRP мрежи показват значително удължен експлоатационен живот и намалени усилия за поддръжка в сравнение със стоманата. 

За собствениците на дистрибуторски центрове, хладилни складове или химически складове това означава:

• по-малко непланирани спирания за ремонт на подове,
• по-ниски разходи за поддръжка през целия жизнен цикъл,
• предвидимо представяне на пода в продължение на десетилетия.

От гледна точка на устойчивостта, замяната на стоманата с GFRP може също да намали общото потребление на енергия и емисиите на CO₂ през целия жизнен цикъл на сградата, благодарение на по-ниската поддръжка и по-малкото подмяна. 

Скорост на монтаж и безопасност на място

Теглото и обработката често се подценяват, когато се сравняват фибростъклени мрежи за бетонни плочи със стоманени мрежи.

• GFRP мрежата е до пет пъти по-лека от стоманата при същия обем армировка.
• Ролките и панелите се местят лесно ръчно; екипите могат да ги позиционират прецизно без кранове или тежка техника.
• Рязането и подрязването са лесни – GFRP може да се реже със стандартни инструменти без искри или разрешителни за работа с горещи материали.

За индустриални подове, където хиляди квадратни фута трябва да бъдат подсилени, изпълнителите съобщават:

• по-малко работници, необходими за намиране на работа,
• по-бърз монтаж и по-малко наранявания, свързани с работа с тежки стоманени мрежи,
• по-добър контрол на действителната позиция на мрежата в плочата (горната трета, където е ефективна за контрол на пукнатините).

По-бързото полагане на плочите директно намалява разходите за труд на обекта и често съкращава строителния график – критични предимства при големи логистични и производствени проекти.

Цена и рентабилност: GFRP мрежа като бизнес

Структура на разходите за материали за GFRP мрежа

Неотдавнашно Проучване за осъществимост на IMARC за завод за арматурно желязо и мрежи от GFRP в Съединените щати дава ясна представа за материалния баланс: за производство 1 тон GFRP мрежа, инсталацията използва приблизителноtely: 

• 0,68 тона ровинг от стъклени влакна
• 0,29 тона епоксидна или полиестерна смола
• 0,059 тона добавки и втвърдители

Това съответства на типична смес, където стъклените влакна представляват около 68–70% общо тегло, смола около 29–30%, а останалата част от добавките – много подобни на пропорциите, използвани в Собствена технология на Composite-Tech.

При типични цени на суровините в Северна Америка (например, стъклени влакна в диапазона от $0.5–0.8 на фунт и смола наоколо $1.3–1.6 на фунт, в зависимост от степента и обема), производителите могат да запазят цена на материала на квадратен фут мрежа конкурентни на стоманата, особено като се има предвид, че GFRP мрежата може да позволи:

• по-тънки плочи или намалено разстояние между фугите в някои приложения,
• по-ниски разходи за труд и оборудване за монтаж,
• практически никакви ремонти, свързани с корозия през целия живот на пода.

Критерии за рентабилност

В същото проучване за осъществимост, завод, произвеждащ 2 722 тона арматурно желязо от GFRP и 144 тона арматурно желязо от GFRP годишно реализирани приходи от около 10,4 милиона щатски долара през първата година, с брутни маржове около 16–171 TP5T и нетни маржове около 11–121 TP5T до петата година. 

За инвеститорите това потвърждава практическия опит на много клиенти на Composite-Tech: производството на GFRP не е просто технически привлекателно – то е... високопечеливш индустриален бизнес когато оборудването е модерно и производственият процес е оптимизиран.

Пример с мрежести корди Composite-Tech CT M

Нека вземем действителните данни за производителността от Composite-Tech Производствена линия за FRP мрежи CT M 1-6

Краен продукт: FRP или базалтова мрежа

• Диапазон на диаметрите: 2–6 мм
• Примерен изход: 720 м мрежа на 8-часова смяна при Ø6 мм с размер на клетката 100×100 мм и ширина 1 м.

Това е равно на 720 м² (около 7 750 фут²) композитна армировъчна мрежа на смянаС две смени на ден, една линия може лесно да доставя армировка за няколко големи индустриални подове всяка седмица.

Тъй като линията е напълно автоматизирана и изисква само двама оператори, разходите за труд на квадратен фут са изключително ниски. В съчетание със стабилните цени на суровините и силното търсене на армировка, устойчива на корозия, това е причината много от вашите клиенти да виждат периоди на изплащане в месеци, а не години. 

Екологични и ESG предимства

Индустриалните предприемачи и големите логистични оператори все по-често съобщават за своите въглероден отпечатък и ESG показателиGFRP мрежата се вписва в тази тенденция по няколко начина:

• По-малко стомана – Замяната на стоманената телена мрежа с композитна армировка намалява зависимостта от енергоемкото производство на стомана.
• По-дълъг експлоатационен живот – По-малкото ремонти и по-рядката подмяна на корозирали подове означават по-ниски емисии на CO₂ през целия експлоатационен живот на сградата.
• По-лека логистика – Тъй като мрежата от GFRP е много по-лека, енергията за транспортиране на квадратен фут армировка е намалена.

За собствениците на активи и предприемачите това може да им помогне да постигнат вътрешни ESG цели и да спечелят точки по сертификати за зелени сгради, като същевременно намалят дългосрочните бюджети за поддръжка.

Кога трябва да изберете GFRP мрежа вместо стомана?

Въз основа на съвременни изследвания, стандарти и практически опит, GFRP мрежата е особено привлекателна за:

• Логистични и електронни складове с висок трафик на мотокари и изискване за минимален престой.
• Хладилни складове и фризери, където кондензацията и солите за размразяване ускоряват корозията на стоманата.
• Индустриални подове, изложени на химикали, торове или други агресивни агенти.
• Крайбрежна инфраструктура и пристанищни съоръжения, където хлоридното въздействие върху стоманата е неизбежно.
• Структури, чувствителни към теглото – мецанини, повдигнати плочи, подиумни палуби – където по-ниското мъртво натоварване е от полза.

Стоманените телени мрежи все още могат да се използват в нискорискови, сухи среди или където изпълнителите са добре запознати със стоманата, а кодовете са консервативни. Но тъй като все повече инженери проектират директно за GFRP и все повече собственици на сгради изпитват неговата издръжливост на реални проекти, балансът се измества.

Как Composite-Tech подкрепя прехода

Composite-Tech е силно ангажиран с този преход от стоманена към композитна армировка:

• Нашите CT M 1-6 и Производствени линии за FRP мрежи CT M 2-6 са проектирани специално, за да отговарят на международните стандарти за мрежи, използвани в бетонни конструкции.
• Разработваме технологии в сътрудничество с университети и организации, занимаващи се с писане на код, като привеждаме продуктите си в съответствие с ISO 10406-1, ASTM D7957, ACI 440 насоки и свързани национални стандарти.
• Заедно с нашите клиенти, ние предоставяме техническа документация, изчисления на разходите и референтни проекти, които помагат на проектантите да уточнят композитна армировъчна мрежа с увереност.

За производителите това означава, че не само купувате машина. Вие се присъединявате към глобална екосистема от... Производители на арматурни пръти и мрежи от GFRP които предефинират какво означава „стандартна армировка“ за плочи върху земята и индустриални подове.

Заключение: нов стандарт за индустриални подове

Мрежа от фибростъкло за бетонни плочи оферти:

• контрол на пукнатини, сравним със стоманата, когато е правилно проектиран,
• пълна устойчивост на корозия,
• много по-бърз и безопасен монтаж,
• и силен бизнес аргумент за производителите, използващи усъвършенствани Производствени линии за мрежи Composite-Tech.

За собствениците това означава по-издръжлив, лесен за поддръжка индустриален под.
За производителите това е възможност да изградят печеливш, ориентиран към бъдещето производствен бизнес в един от най-бързо развиващите се сегменти на пазара на арматурно оборудване.

Ако обмисляте композитна армировъчна мрежа за следващия ви проект за подови настилки върху земята или индустриални подове – или обмисляте да стартирате собствено производство на GFRP мрежи – Екип на Composite-Tech е готов да помогне с технически данни, модели на разходи и цялостни решения за производство „до ключ“.

Научете повече:

• Оборудване за производство на GFRP в САЩ
• Производствена линия от GFRP мрежи в САЩ
• GFRP мрежа в САЩ 
• Използването на базалтови влакна в производството на композитна арматура и мрежи: иновации, научни изследвания и ползи
• Рентабилност на бизнеса с производство на GFRP арматурни пръти и мрежи в САЩ