GFRP zbrojenie a stal.
GFRP zastępuje zbrojenie stalowe w betonie. Uczciwe porównanie nie dotyczy stali niepowlekanej, ale stali zabezpieczonej przed korozją, której potrzebują te konstrukcje. Na tej podstawie: tutaj GFRP wygrywa i gdzie stal nadal zwycięża.
Kiedy GFRP wygra,
a kiedy robi to stal.
GFRP jest właściwym wyborem tam, gdzie korozja decyduje o okresie użytkowania konstrukcji: wybrzeże, sól odladzająca, ekspozycja chemiczna i każdy element, w którym chlorki docierają do pręta. Stosuje się je także tam, gdzie konstrukcja musi być nieprzewodząca lub przepuszczać fale radiowe. Stal zachowuje przewagę tam, gdzie projekt zależy od plastycznego uplastycznienia, odporności na zmęczenie wysokocyklowe albo nośności w bezpośrednim pożarze. Najczęściej rozstrzyga jedno pytanie: czy środowisko skoroduje stal, zanim konstrukcja osiągnie koniec projektowanego okresu użytkowania?
Porównanie,
własność po własności.
| Nieruchomość | Pręt zbrojeniowy GFRP | Stalowe pręty zbrojeniowe (zabezpieczone przed korozją) |
|---|---|---|
| Korozja | Nie powoduje korozji — chlorków, soli, zasad, kwasów | koroduje; Atak chlorków reguluje okres użytkowania |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 940–1 200 MPa (do 2,4× stali) | ≈ Wydajność 500 MPa (B500B) |
| Waga | ≈ ¼ stali (≈ 2,0 g/cm3) | ≈ 7,85 g/cm3 |
| Sztywność (moduł E) | ≈ 52 GPa — niższa; często rządzi ugięcie | ≈ 205 GPa |
| Stres – napięcie | Liniowo-sprężysty do zniszczenia (bez uginania) | Plastyczność przed zniszczeniem (ciągliwy) |
| Elektromagnetyczny | Nieprzewodzący · niemagnetyczny · przepuszczający fale radiowe | Przewodzący · magnetyczny |
| wbudowany ślad węglowy | Do 70 % niższy (EuCIA) | Linia bazowa |
| Okres użytkowania w betonie | Ponad 80 lat | Zależne od okładki; często 20–50 lat ekspozycji na chlorki |
| Podstawa kosztów | Poziom na podobnej specyfikacji; niższy koszt cyklu życia | Tańszy za kilogram jako goły pręt; wyższy koszt cyklu życia |
Wartości rozciągania według ETA 23/0523 (charakterystyka 884–1,104 MPa). Oznaczenie stali: B500B.
Decydujące
mechanizm uszkodzenia.
Stalowe pręty zbrojeniowe niosą ze sobą budżet na korozję. W przypadku narażenia na chlorki – wodę morską, sól odladzającą – budżet ten jest wydawany dziesiątki lat, zanim konstrukcja osiągnie koniec projektowanego okresu użytkowania. Rdza zwiększa kilkakrotnie swoją pierwotną objętość, powoduje pękanie otuliny i odpryski betonu. GFRP nie koroduje. Betonowa otulina chroni wówczas konstrukcję, a nie pręt, co zmienia całą logikę konserwacji obiektu.
Gdzie GFRP zastępuje stal
Silniejszy w napięciu,
jedna czwarta wagi.
GFRP osiąga wytrzymałość na rozciąganie 940–1 200 MPa — do 2,4x granicy plastyczności typowego stalowego pręta zbrojeniowego — przy mniej więcej jednej czwartej ciężaru. Jedna ciężarówka GFRP zastępuje siedem dostaw stali: mniej dostaw, lżejsza obsługa i mniej emisji CO₂ w transporcie. Kompromisem, dla którego inżynier projektuje, jest sztywność. Moduł sprężystości GFRP wynosi około 52 GPa w porównaniu ze stalą 205. Przekrój zwykle regulują kontrole ugięcia i szerokości pęknięcia, a nie wytrzymałości.
Specyfikacja technicznaNazywamy granice.
GFRP nie jest uniwersalnym zamiennikiem stali i stwierdzenie tego jest częścią współpracy. Trzy obudowy pozostają ze stali — lub z hybrydową sekcją stalową i GFRP.
Mosty kolejowe, fundamenty maszyn, ciężkocykliczne pomosty przemysłowe. Wydajność zmęczeniowa GFRP jest niższa niż stali; pozostają one z sekcją stalową lub hybrydową.
GFRP jest liniowo sprężysty aż do zniszczenia i nie ulega uginaniu. Konstrukcje, które wykorzystują plastyczność w celu rozproszenia energii sejsmicznej, wymagają sekcji hybrydowej (stal + GFRP).
Matryca żywiczna ma ograniczoną Tg. GFRP zaprojektowano do użytku w obudowach i zakopanych, a nie do elementów nośnych narażonych na działanie ognia.
Przeczytaj to nad
życie konstrukcji.
Na podstawie podobnych specyfikacji — w porównaniu ze stalą zabezpieczoną przed korozją, jakiej wymagają te konstrukcje — GFRP jest na tym samym poziomie, jeśli chodzi o pierwszy koszt. Następnie usuwa dziesięciolecia napraw, ponownego malowania i zamknięcia ruchu. Za kilogram goła stal jest tańsza. W całym okresie eksploatacji konstrukcji narażonej na działanie chlorków tak nie jest.