Şüşətülə bənzər armaturun nəqliyyat çatışmazlıqları nələrdir?

Şüşətəkstil armurlanmış polimer (FRP) armaturu, ümumiyyətlə sığır armaturaları və ya GFRP (Şüşə lifli armurlanmış polimer) armaturu, betonda ənənəvi steel armaturun alternativi kimi sürətlə yayılmışdır. Mükəmməl korroziyaya davamlılığı, yüngül olması və elektromaqnit keçiriciliyi ilə tanınır və bu da onun qətli mühitlərdə və xüsusi konstruksiyalarda geniş tətbiqini təmin edir. Bununla belə, hər hansı bir tikinti materialının ədalətli qiymətləndirilməsi onun məhdudiyyətlərinin də qiymətləndirilməsini tələb edir. Şüşətəkstil armaturun xüsusi hallarda əhəmiyyətli üstünlüklər təqdim etməsinə baxmayaraq, mühəndislər, podratçılar və layihə rəhbərləri tərəfindən istifadəsi nəzərdə tutulmadan əvvəl diqqətlə nəzərə alınması lazım olan bəzi dezavantajları da var.

Bu ətraflı təhlil əsas mənfi cəhətlərinə baxışa sığır armaturaları , onun performans xarakteristikaları, quraşdırma mürəkkəbliyi, iqtisadi nəticələri və konvensiyal polad armaturuna nisbətən zəif tərəflərini nəzərdə tutan dizayn nəzərdə tutmalarını araşdırmaqla

Seçimin Nüansı: Şüşəplastik Armaturun Məhdudiyyətlərini Anlamaq

Şüşəplastik armaturun üstünlükləri yaxşı reklam olunub, lakin beton konstruksiyalarda məlumatlı qərar qəbul etmək üçün onun məhdudiyyətləri də eyni dərəcədə vacibdir. Bu məhdudiyyətlər tez-tez kompozit kimi əsas material xassələrindən və poladın dartıla bilmə xarakterindən uzaqlaşmasından qaynaqlanır.

1. Elastiklik modulının (sərtlik) aşağı olması və artan ucların dartılması

Bu, əlaqədar olaraq ən əhəmiyyətli mühəndislik problemidir sığır armaturaları .

Nə deməkdir: "Elastiklik modulu" (və ya Yanq modulu) materialın təzyiq altında elastik deformasiyaya müqavimətinin və ya sərtliyinin ölçüsüdür. Polad armaturunun çox yüksək elastiklik modulu var (təxminən 200 GPa). Digər tərəfdən, şüşətəkstil armaturunun elastiklik modulu əhəmiyyətli dərəcədə daha aşağıdır, adətən 45 GPa-dan 60 GPa-ya qədər dəyişir ki, bu da poladınki ilə müqayisədə təxminən dördüncü hissəsindən üçüncü hissəsinə qədərdir.

Beton üçün əhəmiyyəti: Bu daha aşağı sərtlik o deməkdir ki, eyni yüklənmə altında poladla armaturlaşdırılmış beton elementlə müqayisədə sığır armaturaları daha böyük deformasiya və daha geniş çatlar yaranacaq. GFPR armaturunun poladdan daha yüksək dartılma möhkəmliyə (sındırmaq üçün daşıya biləcəyi ən yüksək yüklə) sahib olması belə olsa, onun daha aşağı sərtliyi xidmət müəssisələrində problem yarada bilər, məsələn, vizual cəhətdən xoşagəlməyən çatlar və deformasiyalar və ya qeyri-konstruktiv elementlərin (məsələn, döşəmə örtükləri, peredelər) bütövlüyünü pozmaqla nəticələnə bilər.

Konstruksiya nəzərdə tutmaları: Bu cür problemləri aradan qaldırmaq üçün mühəndislərə, ümumiyyətlə, GFRP armaturunu istifadə edərkən müqavimət səviyyəsini və çat çatmaların enini qəbul ediləbilən hədlərə çatdırmaq üçün daha yüksək armurlama nisbəti (daha çox GFRP armur) və ya daha böyük diametrli çubuqlardan istifadə etmək lazımdır. Bu, çəki qənaətinin bir hissəsini aradan qaldıra bilər və bəzən qiymət üstünlüklərini də təsir edə bilər. Bəzi konstruksiyaların deformasiya standartlarını yerinə yetirməsi üçün təxminən 30-40% artıq GFRP armura ehtiyacı ola bilər. Bu fundamental fərqləri başa düşməmək keçmişdə struktur çatlamaları və GFRP-nin kifayət qədər armurlanmadığı konstruksiyalarda artıq deformasiyalar kimi struktur bütövlüyün pozulmasına səbəb olmuşdur.

2. Qəbiliyyətin pozulması və plastikliyin çatışmazlığı

Bu, poladla müqayisədə başqa bir əsas fərqlidır və seysmik və ya dinamik yükləmə tətbiqlərində əsas narahatlıq səbəbidir.

Nə deməkdir: Polad armaturu – zərif materialdır. Artıq çəkilmə qüvvələrinə məruz qaldıqda, onun böyük "ötürmə" fazası mövcuddur, yəni, sınmamışdan əvvəl plastik deformasiya edir və kifayət qədər uzanır. Bu zərif davranış, binanın sakinlərinin təxliyə olunmasına və mühəndislərin müdaxiləsinə imkan verən görünən xəbərdarlıq siqnalı verir.

Beton üçün əhəmiyyəti: Sığır armaturaları zədələnənə qədər xətti elastik materialdır, yəni, onun plastik deformasiya və ya ötürmə fazası yoxdur. Ən yüksək çəkilmə möhkəmliyi səviyyəsinə çatdıqda, heç bir əlamət olmadan və ya az əlamətlərlə aniden və tamamilə dağılır. Bu cür "zədəli dağılma" rejimi bir çox konstruksiyalarda, xüsusilə də dinamik yüklərdən (məsələn, yol maneələri, sənaye döşəmələri) əhəmiyyətli enerji udmaq üçün nəzərdə tutulmuş tikililərdə və ya seysmik zonalarda istənilməzdir.

Tətbiqetmə nəticələri: Dəmir-beton konstruksiyalar üçün tikinti normaları və layihələndirmə konsepsiyaları, zəlzələ kimi hadisələr zamanı enerjinin səpələnməsində paslanmayan armaturun plastikliyinə əsaslanır. GFRP armaturu ilə layihələndirmə, GFRP-nin qəbiliyyətsiz pozulmasından əvvəl betonun sıxılma ilə pozulmasının (daha plastik rejim) baş verməsini təmin etmək üçün diqqətli yanaşma tələb edir. Bu, tez-tez daha saxta layihələndirmə yanaşmalarını və daha yüksək təhlükəsizlik amillərini tələb edir (məsələn, ACI 440 layihələndirmə norması GFRP üçün 2,5 təhlükəsizlik amili tələb edə bilər, bu göstərici paslanmayan armatur üçün 1,67-dir), bu da çəki və qiymət üstünlüklərinin əhəmiyyətini azalda bilər.

3. Yüksək başlanğıc material qiyməti

Bəzi vaxtlar sığır armaturaları korroziya mühitlərində uzunmüddətli istifadə dövrü baxımından xərclərin azalmasına imkan verərsə də, onun başlanğıc material qiyməti adətən konvensinal dəmir armaturdan daha yüksəkdir.

Maliyyət fərqi: Bazar, bar ölçüsü və təminatçıdan asılı olaraq, GFRP armaturu standart qara polad armaturdan xətti fut başına 15%-dən 150%-ə qədər bahalaşa bilər. Məsələn, əsas polad armatur xətti fut üçün 0,40 ABŞ dollarından 1,25 ABŞ dollarına qədər ola bilərsə, şüşəlif armatur üçün bu qiymət 0,65 ABŞ dollarından 2,50 ABŞ dollarına və ya xüsusi növlər üçün daha yüksək ola bilər.

Layihəyə təsiri: Korroziya müqaviməti əsas problem olmayan və ya büdcə məhdudiyyətlərinin olduqca sıx olduğu layihələr üçün şüşəlif armaturun ilkin material dəyəri yüksək olduğu üçün əhəmiyyətli maneə yarana bilər və bu halda qısa müddətdə polad armaturun daha iqtisadi cəhətdən sərfəli seçim edilməsinə səbəb ola bilər. Həmçinin, həyat dövrü üzrə xərclərin azalması sübut edilmiş olsa belə, yüksək dəyər təsiri daha geniş istifadəyə mane ola bilər.

4. Sahədə Əyilmə Qabiliyyətinin Olmaması və Konstruksiya Qəbul Edilməməsi

İstehsal prosesi və maddə təbiətinin sığır armaturaları konstruksiya işlərində ciddi məhdudiyyətlər qoyur.

Heç bir sahə istiqamətində əyilmə: Fiberglass armaturunu sahədə əymək mümkün deyil, bu isə armatur bəndlərindən istifadə edərək dizayn dəyişikliklərini və ya müəyyən konstruktiv həndəsəni nəzərə almaq üçün asanlıqla əyilə bilən polad armaturdan fərqlənir. GFRP çubuğunun bükülməsinə cəhd edilməsi kompozit matrisdə daxili mikro çatlamalara səbəb olacaq, konstruksiyada ciddi zəifləməyə və hətta vaxtından əvvəl sıradan çıxmasına səbəb ola bilər.

Öncədən hazırlanmaq şərtdir: Bütün zəruri əyriliklər, kələmlər, qarmaqlar və mürəkkəb formalı hissələr fabrikdə xüsusi istilik formalaşdırma prosesləri istifadə edilərək hazırlanmalıdır Şüşəli çubuqlar tikinti sahəsinə çatdırılmazdan əvvəl. Bu isə dizayn edilmədə diqqətli planlaşdırma, dəqiq detallaşdırma və xüsusi formalar üçün daha uzun gözləmə müddətini tələb edir. Dizaynda hər hansı bir səhv və ya gözlənilməz sahə şəraiti armaturun əyilməsini vacib edərsə, bu, xeyli maliyyət itkisinə və tullantılara səbəb ola bilər.

Kəsmə məhdudiyyətləri: Şüşətəkstil armaturunu kəsmək mümkündür, lakin bu, şüşətəkstil tozunun nəfəs alınmasını və dəri irritasiyasını qarşısını almaq üçün müəyyən alətlərə (məsələn, almaz kəsici diskli testerələr və ya aşındırıcı kəsici testerələr) və şəxsi müdafiə vasitələrinə (PPE) ehtiyac duyur. Polad üçün istifadə edilən standart armatur kəsici alətlər uyğun deyil.

5. Aşağı kəsici müqavimət və birləşmə xarakteristikası

Kəsici müqavimət: Şüşətəkstil armaturunun kəsici müqaviməti adətən polad armaturunkından aşağıdır. Bu, ağır yüklənmiş kirişlər və ya kifayət qədər eninə armatur olmadan hazırlanmış kolonlarda olduğu kimi, yüksək kəsici müqavimət tələb olunan konstruksiyalarda istifadəsini məhdudlaşdıra bilər.

Betonla birləşmə: Hərçənd ki, şüşətəkstil armaturunun betonla birləşmə qabiliyyəti mövcuddur, lakin bu birləşmə polad armaturunkı ilə müqayisədə zəifdir. Gfrp rebar betonla mexaniki rabitəni gücləndirmək üçün qabarıq və ya qumla örtülmüş səthlə istehsal olunur, lakin onun birləşmə xarakteristikası xüsusilə daimi yüklər altında və ya dinamik şərtlərdə poladdan fərqlənə bilər. Bəzi tədqiqatlar göstərir ki, yükün təminatlı ötürülməsini təmin etmək üçün birləşmə performansının xüsusi layihə baxışları tələb edə bilər və xüsusi bərkidici konstruksiyaların hazırlanması lazım ola bilər.

6. Yüksək temperaturlarda performans və yanğın davamlılığı

Şüşəlifin polimer şinası yüksək temperaturlarda parçalanmaya meyillidir. Adətən, təxminən 300°C (572°F) temperaturdan yuxarıda şüşə lifi armaturasının mexaniki xassələri (möhkəmlik və sərtlik) əhəmiyyətli dərəcədə zəifləyə bilər. Baxmayaraq ki, beton örtüyü müəyyən dərəcədə izolyasiya təmin edir, ciddi yanğın hadisələrində armaturun daxili temperaturu kritik səviyyəyə çata bilər.

Soyuq temperaturlarda naziklik: Bəzi növ Gfrp rebar çox nadir hallarda qətiyyən aşağı temperaturlarda artıq brittleness nümayiş etməyə bilər, lakin bu, standart konstruksiya tətbiqləri üçün daha az yaygındır.

Tərtibat nəticələri: Yanğın təhlükəsizliyinin əsas narahatçılıq mənbəyi olduğu və ya yüksək yanğın davamlılığı tələb edilən konstruksiyalar üçün GFRP armaturun istifadəsi zamanı xüsusi qoruyucu tədbirlər və ya beton örtüyünün artırılması lazım ola bilər. Bu, tərtibatı daha mürəkkəbləşdirə bilər və xüsusilə yüksək temperaturlarda daha yüksək möhkəmlik faizini saxlasa belə, armaturlu poladla müqayisədə xərclərin artırılmasına səbəb ola bilər.

7. Məhdud standartlaşdırma və sənaye təcrübəsinin çatışmazlığı

Tənzimləyici sənədlərin inkişafı: Əhəmiyyətli irəliləyişlər qeydə alınmış olsa da, standartların qəbulu zamanı sığır armaturaları onun nisbətən yeni olmasıdır, çünki poladın təsdiqlənmiş layihə kodları, standartları və praktik təcrübələrinin yüzillik tarixi var. American Concrete Institute (ACI) Komitə 440 tərəfindən mövcud olan kimi ətraflı təlimatlara baxmayaraq, bütün mühəndislər, memarlar və yerli tikinti rəsmiləri arasında geniş tanınma və qəbul hələ də inkişaf etməkdədir.

Layihə mürəkkəbliyi: GFRP armaturu ilə layihələndirmə, kompozit material davranışının və xüsusilə onun aşağı sərtliyini, britt zəiflik rejimini və birləşmə xüsusiyyətlərini nəzərə almaq üçün xüsusi layihə metodologiyalarının daha dərin başa düşülməsini tələb edir. Bu, bəzi dizaynerlər üçün öyrənmə əyrisi ola bilər, çünki onlar ənənəvi polad armaturuna öyrəşiblər.

Keyfiyyətin idarə edilməsi: GFRP armatur üçün keyfiyyətin sabitliyinin təmin edilməsi, istehsal proseslərinin müxtəlifliyi və smola / lif kombinasiyaları səbəbindən polad üçün olduğu qədər sadə deyil.

8. Son istifadə müddətində təkrar emal və davamlılıq ilə bağlı çətinliklər

Ənənəvi üsullarla təkrar emal olunmur: Hətta sığır armaturaları istehsal karbon izi və uzadılmış xidmət müddəti baxımından ətraf mühitə qənaətli faydalar təklif edir, lakin kompozit təbiəti onun ənənəvi üsullarla təkrar emalını çətinləşdirir. GFRP-də istifadə edilən termoqatı resinlər ümumiyyətlə əriməz və ya şüşə liflərdən asanlıqla ayrıla bilməz.

Tullantıların idarə edilməsi: Hazırda istifadə müddəti başa çatmış GFRP məhsullarının (o cümlədən əsasən şüşə lifindən ibarət olan türbin bıçaqlarının) əhəmiyyətli hissəsi yandırılma və ya zavod xaricində tullantı yığılma yerlərinə göndərilir. Pirroliz, həlledici parçalanma, doldurucu kimi istifadə üçün mexaniki örtükləmə kimi irəliləmiş təkrar emal texnologiyaları üzərində tədqiqatlar davam etdirilir, lakin onların sənaye miqyasında tətbiqi hələ də inkişaf etməkdədir. Bu, yaxşı təkrar emal olunan və möhkəm təkrar emal infrastrukturuna malik olan poladla ziddiyyət təşkil edir.

9. Dəlikli kəsmə və Birləşmə Dizaynı

Kötü eninə möhkəmlik: Uzununa istiqamətdə yönəlmiş liflərin pultruziya edilmiş GFRP armaturasının təbiəti onun poladla müqayisədə armaturun oxuna perpendikulyar olan eninə qayma möhkəmliyinin daha aşağı olmasına səbəb olur. Bu da kolonların ətrafında və ya mərkəzləşmiş yüklər altında qayma zamanı konstruksiyada nəzərə alınan amil kimi çıxış edə bilər.

Qəliblənmə və qəlibləmə zonalarının hazırlanması üçün birləşmələrin hazırlanması Gfrp rebar onun material xassələri səbəbiylə daha mürəkkəb ola bilər. Polad üçün istifadə edilən ənənəvi yandırma qaynağı və ya mexaniki birləşmələr tətbiq edilmədiyindən xüsusi qeyri-metallik qoşqular və bərpa sistemləri tələb olunur.

Həqiqi dünyada nəticələr və məlumata əsaslanan qərarların qəbulu

Şüşəlif armaturunun dezavantajları onun ümumi üstün material olmadığını, yalnız xüsusi həll olduğunu göstərir. Onun seçilməsi nəzərə alınaraq və məlumata əsaslanan seçim olmalıdır, poladın standart əvəzedicisi kimi deyil.

Tətbiqə xas: Güclü korroziya mühitində (dəniz qurğuları, kimya zavodları, yoldaşsızlaşdırıcı duzların təsirinə uğramış yollar) layihələr üçün GFRP armaturun korroziyaya davamlılığının uzunmüddətli üstünlükləri çox zaman onun dezavantajlarını üstələyir və onu ən yaxşı və nəticədə daha sərfəli həll edici çevirir.

Seysmik zonalar: Güclü seysmik zonalarda Gfrp rebar mühəndislərin daha qənaətxana dizayn strategiyaları həyata keçirməsinə və ya zəlzələ zamanı enerjinin səpələnməsi üçün tələb olunan düktyelliyi təmin etmək üçün hibrid gücləndirmə sistemlərindən (stal və GFRP-nin birləşməsindən) istifadə etməsini tələb edir.

İqtisadi təhlil: Ətraflı ömrü boyu xərclərin təhlili vacibdir. GFRP üçün başlanğıc material xərcləri yüksək ola bilər, lakin azaldılmış təmir xərcləri və uzadılmış xidmət müddəti xüsusilə kritik infrastruktur üçün layihənin ömrü boyu əhəmiyyətli qənaətə səbəb ola bilər.

Dizayn üzrə mütəxəssislərin iştirakı: Şüşətəkstil armaturun uğurlu tətbiqi onun xüsusi mexaniki xassələri, dizayn standartları (məsələn, ACI 440) və aşağı sərtliyinə və qəflətən zəifləməsinə dair məlumatları olan konstruksiya mühəndislərinin iştirakından asılıdır.

Nəticə: Xüsusi güclü və zəif cəhətlərə malik olan material

Sığır armaturaları müasir beton konstruksiyalarında şübhəsiz ki, korroziyaya və elektromaqnit təsirlərə həssas olan tətbiqlərdə əvəzsiz üstünlüklər təqdim edərək vacib bir niş yaratmışdır. Bununla belə, onun güclü cəhətlərindən səmərəli şəkildə istifadə etmək və mümkün sıxlıqlardan qorunmaq üçün onun zəif cəhətlərini tanımaq və aradan qaldırmaq vacibdir.

Eyni zamanda konstruksiya sənayesi innovasiyalara davam etdikcə aparılan tədqiqatlar bu məhdudiyyətlərin bəzilərini aradan qaldırmağa yönəlib və lif tiplərində, şirə sistemlərində və hibrid kompozit həllərdə irəliləyişlər nəzərdə tutulub.

Nəticədə fiberglas və paslanmayan armatur arasındakı seçim "daha yaxşı və ya pis" nisbəti ilə sadəcə müqayisə oluna bilməz. Bu, layihənin xüsusi ekoloji şərtlərinə, konstruktiv tələblərinə, estetik tələblərinə, iqtisadi parametrlərinə və mövcud ekspertizə diqqətli qiymətləndirməyə əsaslanan strateji qərardır. Hər iki tərəfin cəlbedici üstünlüklərini və daxili çatışmazlıqlarını nəzərə alaraq tikinti mütəxəssisləri məlumatlı qərarlar qəbul edərək gələcək üçün davamlı, möhkəm və səmərəli beton konstruksiyalar yarada bilərlər.