Kann GFK-Bewehrungsstab anstelle von Stahl verwendet werden? Das Problem verstehen

Der Preis von Bewehrungsstahl hat sich fast verdoppelt und viele haben eine berechtigte Frage: Kann er durch ein Glasfaser-Analogon ersetzt werden? Schauen wir uns die Hauptmerkmale beider Typen an und finden Sie die genaue Antwort auf diese Frage.

Thema und etwas Theorie

Für nicht beanspruchte Tragwerke wird die Bewehrung А240, А400, А500, А500С verwendet.

• A240 ist eine glatte Bewehrung, die als Hilfsbewehrung verwendet wird. Als Klammern für Gitterträger und Mattenanker aus Arbeitsbewehrung wird eine glatte Bewehrung benötigt.
• A400, A500, A500S sind Arbeitsbewehrungen, die Zugkräfte aus dem Eigengewicht von Bauwerken und äußeren Lasten wahrnehmen.

Wenn wir von der A500-Verstärkung sprechen, werden für ihre Herstellung Legierungen mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,6% verwendet. Diese Zahl zeigt, dass die Flexibilität und Schweißbarkeit dieser Bewehrung begrenzt ist.

A500C enthält halb so viel Kohlenstoff, ist also plastischer, lässt sich gut biegen und schweißt gut. Aus diesem Grund wird die A500C-Bewehrung hauptsächlich im Flachbau verwendet. Das Präfix „C“ bedeutet, dass die Fittings verschweißt sind. Das Profil dieser Bewehrung ist halbmondförmig, um die Haftung auf Beton zu verbessern; die Längsrippen schneiden sich nicht mit den seitlichen. Sie wird auch als periodische Querschnittsbewehrung bezeichnet.

Verbundbewehrung besteht aus Stäben aus Glas-, Basalt-, Kohle- oder synthetischen Fasern, die mit einem Polymerbindemittel imprägniert sind. Muster aus Carbon- oder Kunstfasern können aufgrund der sehr hohen Kosten vernachlässigt werden - sie werden im privaten Bau nicht verwendet. Lassen Sie uns auf die günstigste und gebräuchlichste Option eingehen - Glasfaserverstärkung.

Glasfaserverstärkung wird in verschiedene Arten unterteilt:

• Beschläge mit einem periodischen (klassischen) Profil;
• sandig;
• mit periodischem Profil und sandiger Beschichtung.

Eine Sandschicht wird aufgetragen, um die Haftung auf Beton zu verbessern.

Nehmen wir zum Vergleich A500 Glasfaser- und Stahlarmierung mit dem gleichen 12 mm Querschnitt.

Vergleichsmöglichkeiten

Reservieren wir gleich: Wir betrachten keine reinen Marketingparameter wie Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Umweltfreundlichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Feuerbeständigkeit und andere indirekte Eigenschaften. Betrachten wir die wichtigsten, man könnte sagen, fundamentalen Parameter - das sind Festigkeit, Steifigkeit und Dehnung.

Alle Tragwerke werden nach zwei Gruppen von Grenzzuständen berechnet. Erstens: die Berechnung der Struktur für Festigkeit und Stabilität. Zweitens: Durchbiegung, Verformung und Rissöffnung. Einfach ausgedrückt beschränkt sich die Berechnung auf die Bestimmung von zwei Werten: 1 - Widerstand gegen äußere Lasten oder Festigkeit; 2 - Widerstand gegen Verformung oder Elastizität. Das heißt, eine monolithische Struktur gilt als zuverlässig, wenn zwei Parameter gleichzeitig erfüllt werden.

Stärke

Bei A500-Bewehrung beträgt die Zugfestigkeit 500 MPa. Bei Glasfaserverstärkung beträgt dieser Wert 1200 MPa. Gemessen an diesen Zahlen ist Glasfaserverstärkung doppelt so stark wie Stahl. Composite-Hersteller sprechen gerne darüber. Eine solche Endfestigkeit ist jedoch absolut unnötig, da sie in einer Betonkonstruktion nur zu 20-30% funktioniert. Dies kann mit der Karosserie eines Autos verglichen werden - wenn Sie die Dicke von Stahl um das Dreifache erhöhen, von einem Millimeter auf drei, hat das einen Sinn? Ja, die Kraft des Körpers wird sich verdreifachen, aber macht das Sinn? In einer konkreten Struktur ist alles gleich.

Steifigkeit oder Elastizität

Der nächste Indikator - die Steifigkeit - zeigt jedoch direkt den Unterschied zwischen den beiden Materialien an. Steifigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, Formänderungen zu widerstehen und gleichzeitig das Volumen beizubehalten. Steifigkeit von Metallbeschlägen - 200.000 MPa; für Glasfaser - 55.000 MPa. Das bedeutet, dass Metall fast 4-mal härter ist als Fiberglas. Dies ist jedoch ein echtes Problem für den Verbundwerkstoff, da für die Verstärkung der Hauptindikator die Elastizität oder Steifigkeit ist. Das heißt, die Bewehrung muss elastischer als Beton sein. Und mit solchen Werten nähert sich die Steifigkeit der Glasfaserbewehrung der Steifigkeit des Betons selbst an. In einfachen Worten - Kunststoffverstärkung verleiht der monolithischen Struktur praktisch keine Steifigkeit. Und an dieser Stelle stellt sich eine vernünftige Frage - wozu dient es überhaupt?

Relative Ausdehnung

Nun zur relativen Verlängerung. Bei Metallbeschlägen beträgt dieser Wert 0,25 %; für Glasfaser - 2%. Dies bedeutet, dass sich eine monolithische, mit Kunststoff verstärkte Struktur um 2 % verformen kann. Beton kann einer solchen Verformung einfach nicht standhalten. Betrachten Sie als Beispiel einen monolithischen Balken mit einer Länge von 3 Metern. Bei maximaler Belastung von oben kommt die untere Bewehrungsreihe zum Einsatz. Bei einer relativen Dehnung von 0,25% beträgt die Rissausdehnung 7,5 mm und der Balken verbiegt sich geringfügig. Bei einer relativen Dehnung von 2% beträgt die Rissausdehnung 60 Millimeter. Gleichzeitig biegt sich der Balken noch mehr und es treten riesige Risse auf. Beton ist gegen solche Verformungen nicht stabil.

Abschluss

Wie oben geschrieben, ist es absolut unmöglich, sie zu verwenden, wenn die Bewehrung mindestens einen von zwei Parametern (Festigkeit und Steifigkeit) nicht erfüllt! Stahlbewehrung weist sowohl Festigkeit als auch Steifigkeit auf; Fiberglas - nur in Bezug auf die Festigkeit.

Glasfaserbewehrung kann als flexibler Anker für Verblendmauerwerk, zur Bewehrung von Estrichen, Blindflächen und Gartenwegen verwendet werden. Hier endet der Anwendungsbereich.

Quelle: YouTube-Kanal Project LLC ( https://youtu.be/mVu9NcbrbEM).

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