Арматура из стекловолокна (GFRP) больше не является экзотическим материалом. В Соединенных Штатах Его уже ежедневно используют в мостах, многоуровневых паркингах, промышленных полах и даже в обычных жилых фундаментах и плитах перекрытия. Но один практический вопрос по-прежнему беспокоит многих подрядчиков:
Как правильно установить арматуру из стекловолокна, чтобы она соответствовала стандарту ACI 440.11-22 и сохраняла все преимущества композитных материалов?
Данная статья представляет собой практическое руководство по монтажу арматуры из стекловолокнистого полимерного композита (GFRP) в плитах и фундаментах США: резка, вязка, расстояние между стержнями, защитный слой, соединения, типичные ошибки и несколько моментов, где GFRP ведет себя иначе, чем сталь.
Важный: Это не руководство по проектированию. Все расчеты несущих конструкций (диаметр, расстояние между арматурными стержнями, длина нахлеста, расположение арматуры) должны выполняться лицензированным инженером в соответствии с требованиями. АСИ 440.11-22 а также местными строительными нормами. Здесь мы сосредоточимся на монтаже.
Чем отличается монтаж стекловолокнистых композитных материалов от работы со стальной арматурой?
Прежде чем отправиться на стройплощадку, полезно понять три основных различия.
Вес и жесткость
- Плотность стали: около 7,8 т/м³
- Плотность стекловолокнистого полимерного композита: примерно 1,9–2,2 т/м³. четверть веса стали.
На практике это означает:
- Связки стекловолокнистого полимерного композита гораздо легче переносить вручную.
- Сетку и прутки можно доставлять в длинных отрезках без использования тяжелой техники.
- Одна и та же бригада может установить больше арматуры за смену.
С точки зрения механических свойств, стекловолокнистый армированный полимер обладает следующими характеристиками: Прочность на растяжение в 2–3 раза выше, чем у низкоуглеродистой стали., но его модуль упругости составляет примерно в 4–5 раз нижеПроще говоря: он очень прочен на растяжение, но немного более «гибкий» в деформации. На месте это ощущается как слегка пружинистый, упругий стержень по сравнению со сталью.
Коррозия и электрические свойства
Стеклопластик Не ржавеет и не проводит электричество., так:
- Дополнительное страховое покрытие «от коррозии» не требуется; вместо этого страховое покрытие регулируется требованиями к залоговому обеспечению и пожарной безопасности.
- В электромагнитно чувствительных сооружениях (комнаты МРТ, испытательные лаборатории, подстанции) стекловолокнистый полимерный композит (GFRP) обеспечивает немагнитное, непроводящее армирование там, где использование стали неприемлемо.
Гибка: только на заводе, не на месте.
В отличие от стали:
- На строительной площадке запрещается сгибать арматурные стержни из стекловолокна. Данный материал не обладает пластическим запасом стали. Резкий изгиб приводит к образованию микротрещин в волокнах и снижает их прочность.
- Все крюки, стремена, L- и U-образные элементы должны поставляться в стандартной комплектации. изготовленные на заводе гнутые элементыс радиусами, согласованными между производителем и инженером (так в стандарте ACI 440.11-22 рассматриваются изогнутые арматурные стержни из стекловолокна).
Компания Composite-Tech поставляет специализированные линии для гнутые элементы из стекловолокнистого полимера и хомутыТаким образом, подрядчики получают готовые профили, соответствующие проекту и нормам.
Проектирование и нормы: что должен знать установщик.
Проектирование — это ответственность инженера, но монтажники должны быть осведомлены о нескольких ключевых источниках:
- Основные американские нормы для арматуры из стекловолокна: ACI 440.11-22 – Требования строительных норм к железобетонным конструкциям, армированным арматурными стержнями из стекловолокнистого полимерного композита..
- Стандарт качества продукции: Стандарт ASTM D7957 определяет механические свойства и допуски для сплошных стержней из стекловолокнистого полимера.
- Защитный слой бетона, расстояние между арматурными стержнями, длина стыков внахлест и длина анкерных креплений определены на проектных чертежах в соответствии с ACI 440.11-22 и местными строительными нормами.
В этой статье мы сосредоточимся на типичных ситуациях в полевых условиях:
- Плиты на грунте – промышленные полы, логистические и складские плиты, парковочные зоны, подъездные пути.
- Легкие основы – Ленточные и плитные фундаменты для малоэтажных и среднеэтажных зданий, площадки для оборудования, подпорные стены.
Планирование: диаметр, расстояние и расположение.
Для плит и фундаментов с использованием стекловолокнистого полимерного композита наиболее распространенными диаметрами являются: #3 (≈⅜” / 10 мм) и #4 (≈½” / 12 мм).
Пример: пол склада или площадка для парковки.
Типичная концепция (только для иллюстрации, не готовый дизайн):
- Толщина плиты: 6 дюймов
- Армирование: стекловолокнистый полимер #3 с шагом 12–18 дюймов в каждом направлении, сверху или снизу, в зависимости от стратегии предотвращения растрескивания.
- Защитный слой бетона: 1,5–2 дюйма от верхней/нижней поверхности (окончательное значение должно быть указано на чертежах).
Благодаря своей легкости, стекловолоконный композитный материал (GFRP) не представляет трудностей при монтаже. бары длиной 40–60 футов или рулонной сетки из стекловолокна, что особенно удобно при использовании Производственные линии по выпуску сетки Composite-Tech поставляющие сетку в широких рулонах.
Хранение и подготовка на месте.
Чтобы избежать повреждения материала еще до того, как он будет забетонирован:
- Хранить связки на прокладкене непосредственно на земле.
- Беречь от длительного воздействия ультрафиолетового излучения. Если срок хранения превысит несколько недель, большинство производителей рекомендуют накрывать прутья.
- Избегайте падения связок с высоты – стекловолокнистый полимер прочный материал, но локальный удар может привести к отслаиванию поверхности и повреждению волокон.
Как резать арматуру из стекловолокна
Стандартные болторезы и гидравлические ножницы, предназначенные для работы со сталью, не подходитОни разрушают и расслаивают композит. Применение:
- отрезные пилы с алмазные или абразивные диски, или
- Для мелких корректировок используется ручная пила с твердосплавными зубьями.
Практические советы:
- Всегда носите средства защиты глаз, противопылевая маска и перчатки. – Мелкая стеклянная пыль может раздражать глаза, кожу и легкие.
- Перед резкой надежно закрепите заготовку, чтобы уменьшить вибрацию и обеспечить ровный срез.
- После нарезки, слегка отшлифуйте конец руля с помощью наждачной ткани или наждачной бумаги – это облегчит вставку в соединители и снизит риск образования заноз.
Можно ли гнуть арматурные стержни из стекловолокна непосредственно на строительной площадке?
Краткий ответ: нет.
- Холодная гибка на месте приводит к внутреннему повреждению волокон, которое незаметно, но значительно ослабляет стержень.
- Все крюки, стремена и направляющие должны быть заводской гнутый в контролируемых условиях и в пределах радиуса, установленного стандартом ACI 440.11-22 и данными производителя.
Если вам нужны изгибы, просто закажите их в рамках спецификации арматуры. Клиенты Composite-Tech могут производить полный спектр профилей на специализированном оборудовании, поэтому на стройплощадку поступают готовые к укладке элементы.
Связывание и крепление арматуры из стекловолокна.
Чем связать
Для сохранения неметаллических свойств и защиты от коррозии арматуры 100%:
- Использовать пластиковые или композитные стяжкинейлоновые стяжки или специальные неметаллические зажимы.
- В агрессивных средах следует избегать использования стандартной черной отожженной проволоки – она вводит сталь обратно в систему, которая должна быть защищена от коррозии.
Расстояние между галстуками
В большинстве случаев при армировании плит и матов достаточно:
- Объедините все точки пересечения по периметру, и
- Разметьте каждое второе пересечение на поле в шахматном порядке.
Поскольку стекловолокнистый полимерный композит (GFRP) очень легкий, существует один дополнительный риск: сетка «парит» вверх во время заливки бетона. Чтобы этого избежать, используйте:
- пластик/композит стулья и прокладки правильной высоты,
- достаточное количество стяжек, чтобы удерживать арматурные стержни на месте до застывания бетона.
Расстояние между крышками и перекладинами
Окончательные значения задает инженер, но в концептуальном плане:
- Для внутренних плит перекрытия и полов защитный слой бетона часто составляет около 1,5–2 дюймаДля наружных плит, подверженных циклам замерзания-оттаивания и воздействию противогололедных солей, защитное покрытие может быть больше (2 дюйма и более).
- Типичное расстояние между арматурными стержнями в плитах перекрытия, уложенных на грунт, находится в диапазоне следующих значений: 12–18 дюймов по центрув зависимости от толщины плиты, нагрузок и предельных значений ширины трещин.
Поскольку стекловолокнистый полимерный композит (GFRP) имеет более низкий модуль упругости, чем сталь, проектировщики обычно корректируют расстояние между арматурными стержнями и/или их размер, чтобы ширина трещин оставалась в пределах, аналогичных стальному железобетону. Ваша единственная задача на стройплощадке — это... Строго соблюдайте интервалы и закрытие, указанные на чертежах..
Соединения, длина внахлест и крепление
Стекловолокнистый полимер (GFRP) образует сцепление с бетоном иначе, чем сталь, поэтому:
- Длина стыков и анкерных соединений обычно больше, чем у стали. В стандарте ACI 440.11-22 приведены конкретные уравнения, зависящие от диаметра арматурного стержня, прочности бетона, защитного слоя и профиля стержня.
- Как правило, многие соединения внахлест для стекловолокнистых композитных материалов в итоге оказываются в диапазоне... 40–60 диаметров стержняОднако всегда следует использовать значение, указанное инженером.
Пример для монтажника: если на чертежах указана нахлест 50d для прутков #4:
- Диаметр #4 ≈ 0,5 дюйма
- 50 × 0,5 дюйма = длина нахлеста 25 дюймов.
Не стоит «экономить» несколько сантиметров на глаз. Стекловолокнистый композит не деформируется так же, как сталь; достаточная длина анкеровки имеет решающее значение для несущей способности и предотвращения образования трещин.
Технические характеристики монтажа промышленных полов и складских плит.
Контроль трещин
Для промышленных полов основные проблемы заключаются в следующем: ширина трещин и плоскостность поверхностиа не предельная прочность на изгиб. В этом отношении стекловолокнистый полимер (GFRP) показывает очень хорошие результаты, потому что:
- Оно не подвергается коррозии даже при наличии микротрещин.
- Дополнительное покрытие требуется не только для защиты от ржавчины.
- Оно не образует ржавчины и не отслаивается на поверхности.
Для экипажа это означает:
- Отнеситесь серьезно к расстоянию между арматурными стержнями, особенно вдоль строительных и распиленных соединений.
- При использовании рулонов сетки из стекловолокна (GFRP) разматывайте ее аккуратно и выравнивайте сетку так, чтобы расстояние между ячейками оставалось заданным.
Поставка сетчатых линий Composite-Tech Сетка из стекловолокнистого полимера в рулонахкоторые можно очень быстро развернуть на больших площадях, что значительно сокращает время укладки по сравнению с работой с жесткими стальными матами.
Швы и заливки
Несмотря на коррозионную стойкость стекловолокнистого композита, для предотвращения усадки и скручивания все равно необходимы специальные соединения и пропилы. В зонах соединений следует учитывать следующее:
- С использованием Штифты или шпонки из стекловолокна вместо стальных дюбелей, чтобы система армирования оставалась неметаллической.
- Уделяя внимание выравниванию и покрытию этих элементов, следует помнить, что они имеют решающее значение для долгосрочной эксплуатации напольного покрытия.
Безопасность и охрана труда при работе с стекловолокнистым армированным волокном полимером (GFRP).
Несколько простых правил помогут вашей команде чувствовать себя комфортно:
- Всегда используйте защитные очки и респиратор При резке мелкая стеклянная пыль раздражает глаза и легкие.
- Избегайте длительного контакта кожи с пылью; при раскройке больших объемов используйте одежду с длинными рукавами или легкие комбинезоны.
- Чтобы пыль не попадала в воздух, её следует удалять пылесосом, а не сухой метлой.
Почему качественный монтаж начинается с качественной арматуры
Даже безупречный монтаж не может компенсировать низкое качество арматурных стержней из стекловолокна: недостаточное проникновение смолы, слабое сцепление, микротрещины от термического удара и т.д.
Вот где производственное оборудование за барной стойкой становится критическим.
Линии Composite-Tech использовать ряд запатентованные технологии которые напрямую влияют на установщик:
- Предварительный нагрев бродильного вала Это первый модуль на линии. Он испаряет остаточную влагу и удаляет избыток силана с поверхности стекла, освобождая место для смолы и улучшая сцепление матрицы с волокном.
- В смоляной ванне мы используем три стадии пропитки:
- пневматическое сжатие, при котором смола механически вдавливается глубоко между нитями;
- Ультразвуковая обработка, которая вдавливает смолу в мельчайшие волокна;
- Специальная решетчатая секция, которая выравнивает ровинги, улучшает общее пропитывание и удаляет излишки смолы.
- Наш модуль реберной намотки Полностью регулируемый – только Composite-Tech КТ-4 А машины CT-6 могут наматывать ребра жесткости практически под любым углом, поддерживая при этом высокую скорость линии, что позволяет оптимизировать сцепление для различных норм и бетонных смесей.
- Система отверждения объединяет две печи:
- а усилитель коротковолнового инфракрасного излучения который инициирует полимеризацию изнутри стержня;
- Вторичная печь, которая завершает процесс отверждения, не обжигая поверхность.
- Мы используем двухступенчатое охлаждениеСначала используется принудительная продувка воздухом для снятия пика температуры, затем водяная баня для завершения охлаждения и остановки полимеризации. Это позволяет избежать термического шока и микротрещин на поверхности, которые часто возникают, когда конкуренты опускают слиток с температурой 200°C непосредственно в холодную воду.
Все эти методы защищены патентами компании Composite-Tech и недоступны другим производителям оборудования. В результате:
- Арматура из стекловолокнистого полимера, производимая на производственных линиях Composite-Tech, имеет стабильная геометрия, точный профиль ребер и гладкая поверхность.что облегчает установку и привязывание на месте.
- Продукт неизменно соответствует или превосходит ожидания. ACI 440.11-22 и ASTM D7957 Требования к прочности, сцеплению и долговечности при использовании соответствующих сырьевых материалов и технологических параметров имеют решающее значение для американских инфраструктурных и строительных проектов.
Краткий контрольный список для монтажа арматуры из стекловолокна на месте.
Для быстрого напоминания на рабочем месте вы можете свести эту статью к короткому контрольному списку:
- Ознакомьтесь с чертежами. – Размеры арматурных стержней, расстояние между ними, толщина защитного слоя и длина нахлеста определяются в соответствии с ACI 440.11-22.
- Хранить правильно – сухой, расположенный на возвышении, защищенный от длительного воздействия ультрафиолетового излучения.
- Правильно отрезать – Алмазная/абразивная пила, средства индивидуальной защиты и легкая шлифовка торцов руля.
- Не наклоняйтесь на месте. – Используйте только изготовленные на заводе изогнутые элементы.
- Завяжите неметаллическими застежками. – пластиковые/композитные стяжки, стулья и прокладки.
- Соблюдайте дистанцию и укрывайтесь. – особенно в случае плит, уложенных на грунт, и вокруг швов.
- Соблюдайте правила прохождения круга. – Не следует уменьшать количество кругов с 40 по 60 «на глаз».
- Выберите надежного производителя стекловолокнистых композитных материалов. – Чем проще работать с прутками, тем вероятнее, что они были изготовлены на современном высококачественном оборудовании.
Если вы будете следовать этим правилам и работать с Качественная арматура из стекловолокна. с использованием передовых производственных линий, подобных тем, что используются в производстве. Composite-TechБлагодаря этому установка стекловолоконной арматуры в плитах и фундаментах становится простой задачей, и вы получаете все преимущества коррозионностойких, высокопрочных и долговечных бетонных конструкций.