Бетонд шилэн утас эсвэл арматур илүү сайн уу? Орчин үеийн барилгын талаарх дэлгэрэнгүй шинжилгээ

Зуу гаруй жилийн турш ган арматур нь дэлхийн хэмжээнд гүүр, барилга, дэд бүтцэд чухал ач холбогдолтой суналтын бат бэхийг хангаж, бетоны арматурын маргаангүй аварга байсаар ирсэн. Гэсэн хэдий ч хүчирхэг өрсөлдөгч гарч ирэв: шилэн арматуртай полимер (FRP) арматур , ихэвчлэн энгийн шилэн арматур эсвэл шилэн саваа гэж нэрлэдэг. Бат бөх чанар, тогтвортой байдал, амьдралын мөчлөгийн зардлыг бууруулах дэлхийн түлхэлтээс үүдэлтэй барилгын эрэлт хэрэгцээ өөрчлөгдөхийн хэрээр " гэрэлтүүлсэн шилэнгийн цоол "Бетон дахь арматураас илүү сайн уу?" гэдэг нь риторик байхаа больсон. Хариулт нь тодорхой хэрэглээ, байгаль орчны нөхцөл байдал, урт хугацааны эдийн засгийн үндэслэлээс ихээхэн хамаардаг.

Энэхүү гүн гүнзгий нийтлэлд шилэн арматурын давуу талуудыг судалж, түүний хязгаарлалтыг гангийн туршиж үзсэн бөгөөд үнэн зөв гүйцэтгэлтэй харьцуулж, энэхүү шинэлэг материал нь орчин үеийн бетоны ландшафт дахь уламжлалт аналогиасаа үнэхээр давж гарч байгаа тухай ойлголтыг өгдөг.

Материалын тухай ойлголт: Ган ба шилэн арматур

Харьцуулалтанд орохын өмнө материал бүр хүснэгтэд юу авчрахыг ойлгох нь чухал юм.

Ган арматур: Ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн гангаар хийгдсэн ган арматур нь өндөр суналтын бат бэх, уян хатан чанар (хагарахаас өмнө ихээхэн деформаци хийх чадвартай), сайн ойлгогдсон шинж чанар, дизайны стандартаараа онцлог юм. Түүний өргөн хэрэглээ нь бетон бүтээц доторх шахалтын болон суналтын хүчийг зохицуулах үр дүнтэй байдлаас үүдэлтэй.

Галт тархны арматур (GFRP арматур): Пультруз гэж нэрлэгддэг процессоор полимер давирхайн матрицад (винил эфир эсвэл полиэстер гэх мэт) шингээсэн өндөр бат бэх шилэн утаснаас (ихэвчлэн E-шил, гэхдээ S-шил эсвэл базальт эслэг гэх мэт бусад төрлийг ашиглаж болно) бүрдэнэ. Шилэн утас нь суналтын бат бөх чанарыг хангадаг бол давирхай нь утаснуудыг хамгаалж, стрессийг шилжүүлэхэд тусалдаг. Гадаргууг ихэвчлэн хавиргатай эсвэл элсээр бүрсэн байдаг бөгөөд энэ нь бетонтой холбоог бэхжүүлэх явдал юм.

Шилэн арматурын хэрэг: Түүний давуу талыг задлах

Галт тархны арматур энэ нь хэд хэдэн ялгаатай давуу талуудыг санал болгодог бөгөөд энэ нь ялангуяа тодорхой, хэцүү орчинд үүнийг гайхалтай хувилбар болгодог:

1. Зэврэлтийн эсрэг тэсрэг байдал: Тоглоомыг өөрчилдөг

Энэ нь шилэн арматурын хамгийн чухал давуу тал гэж хэлж болно. Ганаас ялгаатай нь шилэн утас нь зэв, цахилгаан химийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Ган арматур чийгэнд өртөх үед хлорид (мөстөлтийг арилгах давс эсвэл давстай ус гэх мэт), эсвэл карбонатлаг зэвэрдэг. Энэхүү зэврэлт нь хэд хэдэн чухал асуудалд хүргэдэг:

Өргөжилт ба хагарал: Зэв нь гангаас илүү эзэлхүүнийг эзэлдэг бөгөөд эргэн тойрон дахь бетонд дотоод даралт үүсгэдэг. Энэ нь бетоны бүрээсийг хагарах, хагарах, задлахад хүргэдэг.

Барьцалдааны алдагдал: Зэвэрсэн давхарга нь ган болон бетоны хоорондох холбоог сулруулж, нийлмэл материалын бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг бууруулдаг.

Хөндлөн огтлолын талбайг багасгах: Зэврэлт нь ган арматурыг шууд идэж, цаг хугацааны явцад даацыг нь бууруулдаг.

Үүний эсрэгээр шилэн арматурын нийлмэл шинж чанар нь зэврдэггүй гэсэн үг юм. Энэ нь түүнийг дараахь зүйлд хамгийн сайн сонголт болгодог.

Далайн болон эрэг орчмын байгууламжууд: Далайн эрэг, далайн эрэг, далайн эрэг, давстай ус дээрх гүүр, далайн орчинд ил гарсан аливаа бетон.

Хүйтэн цаг уурын зам, гүүр: Мөс арилгах давс их хэрэглэдэг газрууд.

Ус цэвэрлэх байгууламж ба химийн байгууламжууд: Төрөл бүрийн идэмхий химийн бодисуудад өртдөг.

Усан бассейн ба суурийн хавтан: чийг, химийн бодист өртөх нь элбэг байдаг.

-аар барьсан байгууламжууд ГFRP шигшээ эдгээр орчинд хамгийн бага засвар үйлчилгээ хийснээр үйлчилгээний хугацааг мэдэгдэхүйц уртасгах боломжтой бөгөөд энэ нь амьдралын мөчлөгийн зардлыг ихээхэн хэмнэхэд хүргэдэг.

2. Онцгой хөнгөн жинтэй, зохицуулахад хялбар

Галт тархны арматур ган арматураас хамаагүй хөнгөн бөгөөд ихэвчлэн ижил ган баарны жингийн дөрөвний нэгээс тавны нэг хүртэл жинтэй байдаг. Энэ нь бодит ашиг тусыг илэрхийлнэ:

Тээврийн зардал: Ачаалал бүрт илүү их материал тээвэрлэж, түлшний зарцуулалт, ложистикийн зардлыг бууруулна.

Илүү хурдан бөгөөд аюулгүй суурилуулалт: Ажилчид амархан зохицуулж чадна галт тархны арматур газар дээр нь хүнд ачаа өргөх тоног төхөөрөмжийн хэрэгцээг багасгаж гараар . Энэ нь барилгын ажлын хурдыг сайжруулж, хөдөлмөрийн зардлыг бууруулж, биеийн ачаалал болон болзошгүй гэмтэл бэртлийг бууруулснаар ажилчдын аюулгүй байдлыг ихээхэн сайжруулдаг.

Доод ачааллыг бууруулах: Арматурын жин багассан нь бүтцийн нийт үхсэн ачааллыг бууруулахад хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд энэ нь суурийн дизайныг оновчтой болгож, цаашдын зардлыг хэмнэхэд хүргэдэг.

3. Өндөр чадварын чадвар

Ган арматур нь бат бөх чанараараа алдартай боловч галт тархны арматур суналтын бат бөх чанараараа ердийн ган арматураас ихэвчлэн давж, заримдаа бүр хоёр, гурав дахин их байдаг. Жишээлбэл, энгийн GFRP арматурын суналтын бат бэх нь гангийн 400-550 МПа-тай харьцуулахад 1,275-аас 10,000 МПа хооронд хэлбэлздэг. Энэ нь эвдрэхээс өмнө илүү их татах хүчийг тэсвэрлэх чадвартай гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч уян хатан чанар (хөшүүн байдал) ба уян хатан байдлын модулийн ялгааг анхаарах нь чухал бөгөөд бид үүнийг хязгаарлалт болгон авч үзэх болно.

4. Цахилгаан соронзон ил тод байдал ба цахилгаан дамжуулахгүй байдал

Галт тархны арматур металл бус, соронзон бус, цахилгаан дамжуулах чадваргүй. Эдгээр шинж чанарууд нь тусгай хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой:

MRI байгууламж ба эмнэлгүүд: Эмнэлгийн мэдрэмтгий төхөөрөмжид хөндлөнгөөс оролцохоос сэргийлнэ.

Нисэх буудлын хөөрөх зурвас ба радарын байгууламж: навигаци, холбооны системд саад учруулахаас сэргийлнэ.

Цахилгааны дэд станц, цахилгаан станцууд: Цахилгаан тусгаарлагчийг хангаж, индукцийн асуудлыг арилгана.

Автомат удирдамжийн тээврийн хэрэгсэл (AGV) замууд: Үйлдвэрлэлийн орчинд соронзон чиглүүлэгч системийг тасалдуулахаас сэргийлдэг.

Энэхүү өвөрмөц шинж чанаруудын хослол нь гангаар хийх боломжгүй барилгын боломжуудыг нээж өгдөг.

5. Бат бөх чанар, ядрах эсэргүүцлийг нэмэгдүүлсэн

Зэврэлтээс гадна, галт тархны арматур энэ нь ядаргааны маш сайн эсэргүүцлийг харуулдаг бөгөөд энэ нь дахин ачаалах циклийг гангаас илүү сайн тэсвэрлэх чадвартай гэсэн үг юм. Энэ нь гүүрний тавцан гэх мэт динамик ачаалалд өртдөг барилга байгууламжийн хувьд амин чухал юм. Түүний химийн довтолгоонд тэсвэртэй байдал, янз бүрийн температурт (ашиглалтын хүрээнд) тогтвортой гүйцэтгэл нь урт хугацааны бат бөх чанарыг улам бүр нэмэгдүүлнэ.

6. Орчин үеийн нөлөө

Үйлдвэрлэл галт тархны арматур гантай харьцуулахад нүүрстөрөгчийн ул мөр нь ерөнхийдөө бага байдаг нь тээврийн хэрэгслийн ялгаралтыг бууруулахад хүргэдэг хөнгөн жинтэй холбоотой. Ашиглалтын хугацааг уртасгах нь засвар, солих ажлыг цөөрүүлж, бүтцийн ашиглалтын хугацаанд засвар үйлчилгээ хийх, шинэ материал үйлдвэрлэхтэй холбоотой байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг улам бүр бууруулна.

Ган арматур хаана хэвээр байгаа вэ: Гол анхаарах зүйлс

-ийн гайхалтай давуу талыг үл харгалзан галт тархны арматур , ган нь олон төрлийн хэрэглээнд зонхилох сонголт хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь үндсэн шинж чанар, салбарын урт хугацааны танил байдлаас шалтгаалан:

1. Уян хатан чанар (хатуу) ба уян хатан байдлын модуль

Энэ бол хамгийн чухал ялгаа юм:

Ган арматур: Уян хатан байдлын өндөр модультай (ойролцоогоор 200 ГПа) бөгөөд энэ нь маш хатуу бөгөөд ачааллын үед хамгийн бага деформацид ордог. Хамгийн гол нь ган нь уян хатан байдаг бөгөөд энэ нь хугарахаас өмнө уналтанд ордог (байнгын сунадаг, гажигтай байдаг). Энэхүү уян хатан байдал нь бүтцийн эвдрэлийн талаар харагдахуйц сэрэмжлүүлгийг өгч, гамшгийн өмнө хөндлөнгөөс оролцох боломжийг олгодог.

Галт тархны арматур : Уян хатан байдлын модуль нь мэдэгдэхүйц бага (45-60 ГПа) бөгөөд энэ нь гангаас бага хатуу болгодог. Энэ нь өндөр суналтын бат бэхтэй боловч хэврэг эвдрэлийг харуулдаг; энэ нь бууж өгдөггүй, харин эцсийн хүчээ авсны дараа гэнэт хагардаг. Энэхүү уян хатан чанаргүй байдал нь GFRP хагарахаас өмнө илүү уян хатан эвдрэлийн горим болох бетоныг бутлах ажлыг сайтар зохион бүтээхийг шаарддаг. Инженерүүд хагарлын өргөнийг зөвшөөрөгдөх хэмжээнд байлгахын тулд илүү өндөр арматурын харьцаа эсвэл илүү ойр зай ашиглан үүнийг тооцох ёстой.

2. Зардал (материалын урьдчилсан үнэ)

Ерөнхийдөө, материалын урьдчилсан зардал галт тархны арматур ердийн ган арматураас 15% -иас 25% илүү байж болох ч энэ нь зах зээл болон баарны хэмжээнээс хамаарч өөр өөр байдаг. Энэхүү анхны хөрөнгө оруулалт нь саад тотгор болж болох ч амьдралын мөчлөгийн зардлын шинжилгээг авч үзэх нь маш чухал юм. Засвар үйлчилгээ багасч, ашиглалтын хугацаа уртасч, суурилуулах зардал багасах тохиолдолд шилэн арматур нь бүтцийн бүх ашиглалтын хугацаанд, ялангуяа зэврэлттэй орчинд илүү хэмнэлттэй байдаг.

3. Талбайн гулзайлтын болон үйлдвэрлэлийн хязгаарлалт

Ган арматурыг тодорхой бүтцийн шаардлага эсвэл дизайны өөрчлөлтийг хангахын тулд газар дээр нь амархан нугалж болно. Галт тархны арматур , нийлмэл тул хатаасны дараа талбайд нугалж болохгүй. Бүх гулзайлт, дэгээ, дөрөө нь үйлдвэрт урьдчилан бэлтгэгдсэн байх ёстой бөгөөд энэ нь нарийн төлөвлөлт шаарддаг бөгөөд захиалгат хэлбэрийг уртасгахад хүргэдэг.

4. Гал тэсвэрлэх чадвар

Полимер давирхай нь галт тархны арматур өндөр температурт (ойролцоогоор 300 ° C-аас дээш) муудаж, хүч чадал буурахад хүргэдэг. Бетон нь гал түймрээс хамгаалах шинж чанартай байдаг ч гал түймрийн аюулын нөхцөл байдал нэн тэргүүнд анхаарал хандуулдаг барилга байгууламжид онцгой анхаарал хандуулах эсвэл нэмэлт бетон бүрхэвч шаардлагатай байж болно. Нөгөө талаар ган арматур нь өндөр температурт илүү сайн ажилладаг боловч маш өндөр халуунд түүний бат бөх чанар мууддаг.

5. Бетоноор холбох

Хараахан галт тархны арматур механик түгжээг сайжруулах зорилгоор хавиргатай эсвэл элсээр бүрсэн гадаргуутай дизайнтай тул бетонтой холбох гүйцэтгэл, ялангуяа удаан хугацааны ачаалалд тэсвэртэй байх нь байнгын судалгаа, дизайны асуудал байж болно. Инженерүүд хүчийг үр дүнтэй дамжуулахын тулд хангалттай урт, дизайныг хангах ёстой.

6. Салбарын танил болон дизайны кодууд

Барилгын салбар нь ган арматурын талаар олон арван жилийн туршлагатай бөгөөд түүний дизайны арга зүй нь дэлхийн хэмжээнд барилгын дүрэмд гүн гүнзгий нэвтэрсэн байдаг. иж бүрэн загвар удирдамж, стандарт байхад ГFRP шигшээ байдаг (жишээлбэл, Америкийн Бетоны Хүрээлэн (ACI) 440 Хороо болон AASHTO) бүх инженер, гүйцэтгэгчдийн дунд өргөн тархсан хэрэглээ, танил тал нь хөгжиж байна.

Бодит ертөнц дэх хэрэглээ ба шилэн арматурын ирээдүй

Өсөн нэмэгдэж буй хүлээн зөвшөөрөх шилэн арматурын ашиг тус нь дэлхий даяар янз бүрийн алдартай төслүүдэд улам бүр нэмэгдэхэд хүргэсэн:

Далайн байгууламжууд: Флорида, Канад, Ойрхи Дорнод дахь гүүр, усан онгоцны зогсоол, овоолго нь давстай усны зэврэлттэй тэмцэхийн тулд GFRP арматурыг өргөн ашигладаг.

Зам, хурдны зам: Хойд Америк болон Европ дахь төслүүд мөс арилгах давсны эвдрэлээс хамгаалахын тулд гүүрний тавцан, хучилтын хавтангуудад GFRP арматурыг ашиглаж байна.

Ус цэвэрлэх болон химийн үйлдвэрүүд: Химийн бодист өртөмтгий байгууламжууд урт хугацааны бүрэн бүтэн байдлыг хангахын тулд GFRP-ийг сонгож байна.

Тусгай барилгууд: Эмнэлэг, нисэх онгоцны буудлын хяналтын цамхаг, судалгааны байгууламж дахь MRI өрөөнүүд нь GFRP-ийн соронзон бус шинж чанарыг шаарддаг.

Угсармал бетон: GFRP-ийн хөнгөн шинж чанар нь угсармал элементүүдэд тохиромжтой бөгөөд тээвэрлэлт, суурилуулалтын зардлыг бууруулдаг.

Ирээдүй галт тархны арматур бетонд онцгой гэрэл гэгээтэй байдаг. Тогтвортой байдал нь хамгийн чухал асуудал болж, дэд бүтэц хөгширч байгаа тул зэврэлтэнд тэсвэртэй, удаан эдэлгээтэй, засвар үйлчилгээ бага шаарддаг шийдлүүдийн эрэлт улам бүр нэмэгдэх болно. Тасралтгүй судалгаа, хөгжүүлэлт нь дараахь зүйлийг анхаарч үздэг.

Уян хатан байдлын модулийг сайжруулах: Хатуу байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд шинэ төрлийн эслэг (базальт эслэг гэх мэт) болон давирхайн найрлага боловсруулах.

Дахин боловсруулах технологи: Шилэн нийлмэл материалыг дахин боловсруулахад гарсан ахиц дэвшил нь гогцоог хааж, байгаль орчны гэрчилгээг улам сайжруулах болно.

Гибрид шийдэл: Хоёр материалын давуу талыг ашиглахын тулд тодорхой хэрэглээнд ган болон шилэн арматурыг хослуулах нь синергетик үр ашгийг судлах.

Дүгнэлт: Орчин үеийн ертөнцийн стратегийн сонголт

Тийм ээ гэрэлтүүлсэн шилэнгийн цоол бетон дахь арматураас илүү сайн уу? Эцсийн хариулт нь: Энэ нь програмаас хамаарна. Хүрээлэн буй орчинд, ялангуяа хлорид, химийн бодис, соронзон хөндлөнгийн нөлөөнд өртдөг барилга байгууламжийн хувьд шилэн арматур нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, цахилгаан дамжуулдаггүй шинж чанараараа ердийн ган арматураас давуу талтай. Урт хугацааны ашиглалтын мөчлөгийн зардал хэмнэлт, илүү хурдан суурилуулалт, засвар үйлчилгээ багассан нь эдгээр төслүүдийг эдийн засгийн хувьд оновчтой, байгаль орчинд ээлтэй сонголт болгодог.

Зэврэлт нь тийм ч их аюул занал учруулахгүй, уян хатан байдал, талбайн гулзайлтын хувьд дизайны чухал шаардлага болох ерөнхий барилгын хувьд ган арматур нь найдвартай, хэмнэлттэй сонголт хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч дэлхий дахин илүү тэсвэртэй, тогтвортой дэд бүтэц рүү шилжихийн хэрээр стратегийн интеграцчлал галт тархны арматур илүү нийтлэг болох нь дамжиггүй. Шилэн шонгийн өвөрмөц давуу талыг ойлгож, ухаалгаар ашигладаг инженер, бүтээгчид маргаашийн бат бөх, удаан эдэлгээтэй бетон бүтээцийг бүтээхийн тэргүүн эгнээнд байх болно.