Blogs

Модуль пружності при використанні склоарматури

При використанні арматури композитної склопластикової в певних будівельних елементах необхідно враховувати такий параметр, як модуль пружності. Він є зусиллям, яке необхідно докласти для подовження склоарматури на певну відстань. Виходячи з того, що модуль пружності сталевої арматури дорівнює 200 000 МПа, а композитної 45 000 МПа виходить, що композитна арматура в 4 рази “слабша” при однаковому навантаженні. Але варто зазначити, що модуль пружності сталевої арматури, на відміну від склопластикової, не є константою і різко зменшується в міру збільшення напруги у зв’язку з появою пластичних деформацій, також не варто забувати про такі фізичні властивості, як опір тимчасового розриву і плинність матеріалу. Тільки врахувавши всі параметри можна дійти висновку про доцільність застосування тієї чи іншої виду арматури.

Розглянемо приклад поведінки залізобетонної конструкції під навантаженням. Отже, як відомо, арматура працює в бетоні на розтяг та на розрив. Модуль пружності бетону коливається від 20 000 МПа до 30 000 МПа, залежно від марки бетону (М-200 – М-500). Під впливом навантажень конструкція трохи розширюється, після чого бетон дає мікротріщини і щоб бетон не тріснув, використовується композитна або сталева арматура, яка тримає бетон і не дає йому луснути. Мікротріщини в конструкції, що навантажується, є звичайним випадком, тому що вони виникають навіть при невеликих навантаженнях. А ось сам розмір тріщин якраз і залежить від модуля пружності арматури. Чим він менший, тим більшим буде провисання залізобетонної конструкції. При облаштуванні, наприклад, плит перекриття, щоб уникнути обвалення, враховується поняття як межа міцності. Чим вище її значення, тим більше велике навантаження витримає плита. Згідно з довідковими даними, межа міцності бетону на розтяг дорівнює 1 – 4 МПа, 400 МПа у сталевої арматури і 1200 МПа у склопластикової арматури. Плити перекриття з використанням композитної склопластикової арматурою, в результаті, витримають у 3 рази більше навантаження ніж сталева арматура, але провисання буде в 4 рази більшим. Виходить, що за однакового рівня навантаження тріщини в бетонній плиті із застосуванням склоарматури будуть ширшими в 4 рази. Так як сталева арматура схильна до корозії і може почати іржавіти, що може вплинути на передчасне руйнування конструкції, на неї враховують обмеження на ширину утворення мікротріщин. Арматура композитна склопластикова не схильна до корозії і відповідно не руйнується всередині бетону від агресивного лужного середовища. Але поява мікротріщин, це не тільки стосується виникнення корозії армуючого матеріалу, коли мікротріщини переходять у візуально видимі тріщини. Якщо порівнювати показники матеріалу арматури, то деформація композитної арматури при розриві дорівнює від 2,5 до 2,8%, тоді як у сталевої цей параметр знаходиться на рівні 25%. Посилаючись на довідник бетонування, поява тріщин у залізобетонних конструкціях відбувається при відносній деформації на розтяг на 0,015%, що означає, що тріщини утворюються ще до повного розриву від навантаження того чи іншого виду арматури (металевої або композитної).

Для заміни сталевої арматури на склопластикову арматуру в плитах перекриття (а також несучі конструкції) необхідний проектний розрахунок з визначенням усіх параметрів, щоб уникнути критичного розкриття тріщин. Такий розрахунок потрібний тільки для тих ділянок конструкції, де бетон схильний до граничних навантажень. У тих місцях конструкції, де навантаження будуть мінімальні, можна використовувати склопластикову арматуру замість сталевої, застосувавши менший діаметр, виходячи з правила та таблиці рівноміцної заміни. У довіднику з бетонування також зазначено, що обчислення на розкриття мікротріщин не роблять, якщо вони не передбачені в проекті або конструкції. Це означає, що в елементах залізобетонних конструкцій, які не мають відповідального призначення, можливе використання композитної склопластикової арматури, незважаючи на те, що її модуль пружності в 4 рази нижчий, ніж у сталевої арматури, вона витримає в 3 рази більше навантаження.