Bekwame bouwers begrijpen hoe belangrijk het is om nieuwe technologieën en materialen in hun praktijk te introduceren. De wereld is al lang bekend met composietwapening, maar de massaproductie en toepassing ervan is pas een paar jaar geleden van de grond gekomen. We zullen u vertellen over de kenmerken van het werken met glasvezelwapening aan de hand van het voorbeeld van een fundering.
Sterke en zwakke punten van composietwapening
Verwacht niet dat bouwmateriaal een uniek en verenigd aanbod is. De juiste toepassing in overeenstemming met de bedrijfsomstandigheden kan echter werkelijk uitstekende resultaten opleveren. Zo is het ook met composietwapening: door de positieve eigenschappen te gebruiken en de negatieve te egaliseren, is het mogelijk om een langdurige werking te garanderen tegen lagere materiaalkosten.
Het belangrijkste voordeel van glas-polymeerwapening is de inherente hoge limiet van destructief effect – bijna 2,5 keer hoger dan die van staal. Composietwapening is veel beter in het uitvoeren van werkzaamheden ter compensatie van trekkrachten in een betonmassa dan staal. Zeker als je bedenkt dat kunststofstaven tijdens de productie kunnen worden voorzien van een oppervlaktestructuur die bijdraagt aan de meest effectieve hechting op de betonmassa..
Een ander voor de hand liggend pluspunt is de extreem hoge weerstand tegen agressieve omgevingen. Betonconstructies die permanent in omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid staan of worden blootgesteld aan zoutoplossingen, in het geval van wapening met composietmaterialen, hebben een veel langere levensduur. We mogen de manifestaties van elektrolyse niet vergeten: de diëlektrische eigenschappen van plastic kunnen zowel een plus als een min zijn..
Niet zonder een vlieg in de zalf: glasvezelversterking verliest bij verhitting onomkeerbaar zijn eigenschappen. Dit dwingt ons om de haalbaarheid van de toepassing ervan vanuit het oogpunt van brandveiligheid te heroverwegen. Bij verhitting tot 150-200 ° C verliest de wapening zijn sterkte-eigenschappen, maar als thermohardende polymeren als bindmiddel werden gebruikt, verliest de wapening onomkeerbaar zijn sterkte.
Een ander nadeel van composietwapening is de lage elasticiteitsmodulus, dat wil zeggen de lage buigweerstand. Daarom is het in constructies met geconcentreerde impacts vereist om glasvezelwapening aan te brengen in hoeveelheden die tot 4 keer hoger zijn dan de standaardinhoud voor de sectie in vergelijking met staalwapening.
Voordelen in het kader van de stichting
De flexibiliteit van de polymeerwapening maakt transport in rollen mogelijk, waardoor de lengte van een individueel element praktisch onbeperkt is. Samen met het lage gewicht van het materiaal (3-4 keer minder dan dat van staal), zorgen alle andere eigenschappen voor een goedkope levering zonder het gebruik van lange voertuigen, evenals een hoog gebruiksgemak.
Funderingen worden bij brand niet blootgesteld aan open vuur en hoge temperaturen, daarom is een lage thermische weerstand geen significant nadeel. De hoge flexibiliteit van de wapening kan alleen van belang zijn bij het werken in constructies met knooppunten van geconcentreerde inslagen, bijvoorbeeld bij het construeren van roosters. Het is echter mogelijk om de weerstand van beton tegen buigbelastingen te herstellen door een relatief kleine hoeveelheid stalen wapening aan te leggen, of door simpelweg het aantal palen te vergroten..
Veel belangrijker voor funderingen is de corrosiebestendigheid van glasvezel. Het is niet zo belangrijk bij de daaropvolgende hydrofobering en waterdicht maken van beton, maar de gevoeligheid van stripfunderingen voor scheuren als gevolg van een toename van het corrosieve metaalvolume kan worden verwaarloosd in het geval van polymeerwapening. Glasvezel is optimaal voor de constructie van drijvende funderingen in gebieden zonder drainage en met een hoog gehalte aan chemisch actieve stoffen in het bovenwater. Zelfs onder normale omstandigheden maakt het gebruik van glasvezelwapening het mogelijk om de beschermlaag van beton te verkleinen tot minimaal 15-20 mm, waardoor het mogelijk wordt om de wapening te verplaatsen naar de zone met maximale effectieve belastingabsorptie.
Berekening van staalbetonwapening
Als de methoden voor het berekenen van staalwapening door de meeste bouwers goed worden beheerst, wordt het ontwerp van funderingen met glasvezelwapening nog steeds als een onvoldoende behandeld onderwerp beschouwd. De reden hiervoor zijn de verschillende fysische en mechanische eigenschappen van de wapening, waarmee in de meeste bestaande bouwvoorschriften nog geen rekening is gehouden. De eenvoudigste methode voor het berekenen van composietwapening is de methode van vervanging van gelijke sterkte, waarbij stalen staven worden vervangen door glasversterkte kunststof met een afname in grootte met twee waarden (dat wil zeggen 8 mm in plaats van 12 mm of 14 mm in plaats van 18 mm). Het wordt echter aanbevolen om de berekening van complexe funderingen vanaf nul uit te voeren volgens het algemene schema, om het significante verschil in de waarde van de elastische modulus niet uit het oog te verliezen.
Het eerste deel van de funderingsberekening bevat de bepaling van de effecten op de basis van het gebouw en wordt op dezelfde manier uitgevoerd als voor constructies van gewapend beton. Het tweede deel begint met het bepalen van de voldoende doorsnedeafmetingen van betonnen constructie-elementen en hier zijn de eerste verschillen waar te nemen. Aangezien de treksterkte van glasvezelwapening hoger is en de beschermlaag minimaal is, is het voldoende doorsnedeoppervlak 25-30% lager dan het standaard minimum voor een gewapend betonproduct met een gelijke doorsnede van de wapeningselementen. Dit geldt niet voor het bepalen van de breedte van het ondervlak van de fundering, die altijd wordt bepaald uit de werkelijke belastingen en het draagvermogen van de grond. Daarom is het bij het versterken met composietwapening gunstig om aandacht te besteden aan de fundering van complexe secties..
De volgende stap is de keuze voor een gelijkwaardige vervanging voor staalwapening, die bestaat uit het behouden van niet alleen de sterkte, maar ook alle andere fysische en mechanische eigenschappen. De belangrijkste nuance is dat de glasvezelversterking een 3-4 keer grotere lineaire verlenging ondergaat voordat deze niet langer bestand is tegen het destructieve effect. Dit betekent dat de totale doorsnede van de wapeningselementen in de trekbelastingszone navenant hoger moet zijn dan bij toepassing van stalen wapening. Het voordeel van het gebruik van glasvezelwapening komt in dit geval alleen tot uiting in hoge toleranties voor het openen van scheuren – voor polymeerwapening is contact met lucht of vocht niet kritisch, maar het effect van vorstkrachten op beton mag niet over het hoofd worden gezien. De algemene trend is als volgt: de resultaten van de besparing op het volume betonmengsel moeten gericht zijn op het versterken van de composietwapening in de aangewezen gebieden.
Regels voor het werken met materiaal
Verschillen bij het werken met polymeerwapening liggen niet alleen in de rekenmethode, maar ook in de methoden van materiaalverwerking. Vooral:
- Het snijden van glasvezelversterking moet worden gedaan met een hete toorts of een betonschaar. Het zagen van polymeerwapening op welke manier dan ook leidt tot de vorming van schadelijke microscopisch kleine spanen.
- Het buigen van wapening is alleen toegestaan bij het vervaardigen van structurele wapeningselementen. Het wordt uitgevoerd door het gebogen gedeelte te verwarmen tot 100-120 ° C met behulp van een elektrische föhn, gevolgd door natuurlijke afkoeling nadat het product de gewenste vorm heeft aangenomen.
- Bescherm de wapening van composiet bij opslag tegen direct zonlicht en hoge temperaturen..
- Bij het afwikkelen van de wapening moet rekening worden gehouden met de hoge elasticiteit ervan. Om de spanning in de bochten te verminderen, moet het uiteinde van het anker tijdelijk met een meter lange ketting aan het spoellichaam worden bevestigd. Als de spoel zonder spoel wordt geleverd, moeten 2-3 draadringen aan de spoel worden bevestigd voordat de clips worden doorgesneden om wegglijden van de staven te voorkomen..
Breien van ruimtelijke versterkende constructies
Het proces van het samenstellen van een frame van glas-polymeerversterking is fundamenteel anders dan het binden van metaal. De wortel van de meeste verschillen is de praktisch onbeperkte lengte van de staven: een parallelle bundel staven wordt zelden gebruikt. Hierdoor is het frame voor het hele product veel handiger om op zijn plaats te breien en vervolgens in de bekisting te lossen. Dit wordt ook vergemakkelijkt door het lage gewicht en de weerstand tegen corrosie: voor de veiligheid van glasvezelwapening is het voldoende om deze alleen tegen zonlicht te bedekken..
De voorbereiding van framedelen, zoals in het geval van stalen staven, moet vóór de montage worden gedaan, dat wil zeggen dat al het werk voornamelijk door de fabricagemethode wordt uitgevoerd. De gegevens van de rijen op de hoeken en verbindingen moeten worden uitgevoerd met viskeuze dradenkruizen en, indien nodig, de vorm vergroten door parallel te binden met een overlapping van ten minste 20 diameters. Het dradenkruis wordt gebreid door elk van de loodrechte staven te vlechten met een ring die de wapening samen trekt. Voor parallelbinding worden 3-5 banden in 2 slagen geïnstalleerd. U kunt hiervoor zowel nylon banden als PET-tape gebruiken met de daaropvolgende warmtekrimp..
Als het nodig is om complex gevormde ankers in de wapening op te nemen, worden ze uit metaal gebogen of worden in de fabriek gebogen producten gebruikt in die verbindingen van de constructie waar glasvezelwapening zijn werk kan doen. In dit geval is het noodzakelijk om de dikte van de beschermende laag op de plaats van installatie van de stalen elementen te vergroten en om een aantal ongelijke materialen uit te voeren met polymeerdraad.
Hoe effectief is het gebruik van composiet glasvezelwapening voor funderingen? Welke voordelen biedt het ten opzichte van traditionele stalen wapening? Zijn er speciale overwegingen bij het ontwerpen en installeren van composiet glasvezelwapening voor funderingen? Kunt u aanbevelingen doen voor aannemers die overwegen om deze technologie toe te passen?