Бетон вже давно використовується в якості будівельного матеріалу для його високої міцності стиснення, хорошої довговічності і низької вартості. Однак, його відома п'яти Ахілла є його крихкість і обмежена міцність на розрив. Це було вирішено досить зручно близько століття тому, використовуючи армуючі бруски (арматури) сталі в натяг сторін бетонних конструкцій. Сталева арматура функціонально ефективна і відносно недорога, тому вона робить хорошу роботу в більшості випадків. Однак сталева арматура має свою слабкість: сприйнятливість до корозії (окислення) при впливі солей, агресивних хімічних речовин і вологи. Як це короти, сталева арматура набухає і збільшує навантаження на розчісування на бетон, який починає тріскатися і лопати, створюючи отвори, які призводять до подальшого і швидшого погіршення сталі і бетону. Це висуває дорогий ремонт і технічне обслуговування і, якщо це дозволило прогресувати досить далеко, це може порушити цілісність структури. Численні покриття і пенеранти були введені протягом десятиліть, щоб допомогти ущільнити вологу з бетону, і сама арматура була модернізована з епоксидними покриттями або використанням нержавіючої сталі. Але це не завжди можливо, щоб запобігти корозії в довгостроковій перспективі. Крім того, сталевий арматурний кулон для проведення електричних і магнітних полів робить його небажаним в бетоні, визначеному для певної генерації електроенергії, медичної/ науково-візуалізації, ядерних і електричних / електронних додатків.
Пропозиція що має значення FRP
Є багато причин, чому волоконно-армований полімер (FRP) арматура має сенс в деяких бетонних конструкцій. Для початку композитна варта не іржава або корозія, тому вона ідеально підходить для періодичного або довгострокового занурення в прісну воду або розсол в таких додатках, як підпірні стіни, пірси, пристані, набережні, кайсони, палуби, нагромади, навалом, канали, офшорні платформи, басейни і акваріуми. Це також імунітет до дорожньої солі та інших хімічних речовин, що робить його більш міцним і менш інтенсивним вибором для доріг і мостів, паркувальних конструкцій, аеропорт злітно-посадкових смуг, Джерсі бар'єри, підпірні стіни і фундаменти, бордюри, парапети, і плити на класі. Крім того, він пропонує широку стійкість до безлічі інших хімічних речовин, знайдених на очисних спорудах стічних вод, твердих відходів, нафтохімічних заводів, целюлозно-паперових млинів, трубопроводів, резервуарів, охолоджувальних веж і димоходів, а також лужного середовища самого бетону.
Ще однією перевагою є те, що міцність на розрив ФРП, як правило, в 1,5-2 рази вище сталі, так що це хороший дисбаланс для високої міцності бетону. Він також забезпечує відмінну стійкість втоми, що робить його придатним для циклічних ситуацій навантаження (таких, на дорогах і мостах). Крім того, композитна арматура становить чверть ваги порівняно виконуючої сталі. Тут існує ряд практичних переваг. На будівельних робітниках менше зношування, які повинні нести і встановлювати його і менше необхідності для кранів та іншого важкоатене обладнання. Його легко різати загальними ріжучими інструментами, не пошкоджуючи пильні леза. Більше ребару можна перевозити на вантажне навантаження без перевищення лімітів юридичного навантаження. Для мостів і подібних конструкцій, більш високий коефіцієнт міцності до ваги забезпечує або більшу вантажопідйомності для заданої структури або можливі можливості для зменшення розміру і ваги всієї структури. Композитна ребар також корисна в чутливих до ваги додатках, де ґрунти мають погані несучі властивості, в сейсмічно активних місцях або в екологічно чутливих районах, де небажано переміщати важку техніку.
Для електромагнітно чутливих додатків, як скло (найпоширеніша арматура арматури) і полімер по суті непровідні, тому вони не будуть передавати струм, залучати блискавки або заважати роботі сусідніх електричних пристроїв. Це робить його більш безпечним вибором в алюмінієвих і мідних виплавляючих електростанціях, атомних електростанціях, спеціалізованих військових структурах, вежах аеропорту, електричних і телефонних трансмісіях, манелях, що містять електричне або телефонне обладнання, лікарні з магнітно-резонансною візуалізацією (МРТ) обладнанням і платними дорожніми зондування масивів і кабін для збору. Оскільки склоуміцнений композит однаково бідний при тепловій передачі, це може бути корисно для підтримки кліматичного контролю в будівлях, патіо палубах і підвалах.
Хоча початкова вартість композитної арматури, як правило, вище стандартної сталевої арматури і приблизно порівнянна з епоксидно-покритою сталевою арматурою, при розгляді на основі вартості життєвого циклу (LCC), вона може бути досить економічною - особливо для непроенструйовані бетонні додатки підлягають гнучкості, ножиці і компресійних навантаженнях, які зазвичай вимагають частого ремонту та технічного обслуговування або там, де є інші проблеми з металом. З усіх цих причин і більше, композитна ребар повільно почала набирати частку на ринку цивільного будівництва.
Без реґіїв, ні прогресу
Композитна арматура отримала свій старт в Японії в 1980-х роках, з армуванням вуглецю і арамідного волокна в термосетних матрицях, і повільно поширюється на проекти в Канаді на початку 1990-х років, говорить Джон Бюсель американських композитів Виробники Assn. (ACMA, Arlington, Va.). Але це насправді не злетіти, він згадує, поки технічні характеристики були розроблені і опубліковані для композитної барбари в кінці 1990-х років. Бюзель, директор Ініціативи з розвитку композитів ACMA, протягом 12 років був секретарем, а потім головою Американського конкретного інституту (ACI, Farmington Hills, Міч. ) Комітет 440 - ПІДКРІПЛЕНня FRP, в той час, коли група розробила свої новаторські специфікації та проектний посібник для арматури FRP.
"Приходячи з продуктами, які не підтримуються тестуванням і дослідженнями просто не працює з цивільними інженерами", - пояснює Бусель. "Це займе багато даних, щоб переконати їх, і отримання, що вимагає часу". З огляду на цю реальність, Комітет 440 був створений на початку 1990-х і зайняв близько десяти років, щоб розробити перше видання, опубліковане в 1999 році, оновлений в 2006 році, з іншим оновленням, що піде в 2012 році. "Тепер у вас є стандарти, що архітектори, інженери і підрядники можуть покласти в свої плани в усьому світі", говорить Бюсель, сказавши, що "ACI 440.1R виявився одним з найвідоміших і найбільш часто використовуваних інструкцій специфікації в світі і, безумовно, варто вся робота".
"ACI 440 був надзвичайно динамічним і активним об'єднанням", відзначає давній колега Бусель Дуг Гремель. "Ми не дискримінували будь-які дослідження в будь-якій точці світу. Якщо ми можемо взяти його і включити його в наші коди, ми це робимо ". Гремель — директор компанії Hughes Brothers Inc., директор дочірньої компанії HughesТов "Аслан Тихоокеанський"(обидва Севарда, Неб).) і голова комітету з управління в Омахі, Neb.based композитних ізольованих бетонних систем ТОВ - додає: "У нас немає гордості власності, коли мова заходить про це знання".
Незважаючи на це зростаюче тіло науки і досвіду в середині 1990-х років, зростання використання FRP rebar було повільним. Перша установка США не з'явилася до 1996 року в McKinleyville / Buffalo Creek bridge в окрузі Брукс, W. Va. FRP нарешті отримав тягу в Північній Америці після його включення в канадський код мосту шосе, де він став рішенням за замовчуванням для боротьби з корозією, викликаної суворою погодою Канади. Це, у свою чергу, призвело до роботи Американської асоціації державних автомобільних і транспортних службовців (AASHTO) для розробки специфікацій використання склофрутів (GFRP) бетонних палуб і дорожніх перилах. З цього моменту інженери і специфіка Міністерства транспорту США (DoT) мали власний дизайнерський посібник, щоб йти разом з ACI 440. В результаті, говорить Бюзель, Канада і США разом тепер мають майже 400 мостів з FRP барбарою в деяких аспектах їх будівництва. Європейські установки ростуть, але повільніше.
Гремель — роботодавець, Hughes Brothers, є глобальним постачальником rebarBAR FRP , - говорить стандарти, які є об'єктивною основою забезпечення якості. "Ми повинні надати виробничо-багато сертифікатів як доказ того, що будь-який даний "млин запустити" rebar відповідає або перевищує властивості, покликані в стандартах ASTM", говорить він. "Ми робимо напружений модул і напружені випробування на кожній багато ми біжимо, як і сталеві хлопці".
Прогрес цивільного інженерного співтовариства в напрямку комфорту з арматурою FRP може бути повільним, але він не перешкоджає прагненні нових підходів до її виробництва, які могли б, як показують наступні приклади, зробити наступне покоління композитної арматури набагато більш привабливою альтернативою сталі.
