Главная Новости

Стеклопластиковая арматура - исследование сцепления с бетоном.

Опубликовано: 18.10.2018

видео Стеклопластиковая арматура - исследование сцепления с бетоном.

Как правильно сделать перевязку внешних стен из ГБ с внутренними из кирпича?

В 2013 году, в результате длительных исследований была разработана стеклопластиковая арматура с особой плоской навивкой. Данная стеклопластиковая арматура по показателям сцепления с бетоном превзошла не только всю остальную композитную арматуру, производимую в России но и стальную арматуру. Эти данные подтверждаются результатами испытаний, опубликованными в статье  «Экспериментальные исследования сцепления композитной арматуры с плоской навивкой с бетоном» в журнале «Промышленное и Гражданское Строительство» Выпуск №9 за 2013 год. Авторы статьи и исследований:


Испытания на прочность в НИИ Железобетона

Андрей Владимирович БЕНИН, кандидат технических наук, доцент, зав. механической лабораторией им. проф. Н. А. Белелюбского (ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС)) Сергей Георгиевич СЕМЕНОВ, инженер (ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»)

Экспериментальные исследования сцепления композитной арматуры с плоской навивкой с бетоном

Аннотация. Проведены экспериментальные исследования сцепления стеклопластиковой арматуры с плоской навивкой с бетоном, а также сравнительный анализ полученных данных с результатами отечественных и зарубежных исследователей, изучавших сцепление с бетоном других типов арматуры. Установлено, что композитная арматура с плоской навивкой имеет улучшенные характеристики сцепления по сравнению со стальной и композитной арматурой с другими типам и рифления. Ключевые слова: стеклопластиковая арматура, плоская навивка, рu11-оut тест, сцепление арматуры с бетоном.


Испытание укрепленных грунтов

Стеклопластиковую арматуру (СПА) в нашей стране начали использовать в 1970-х гг., а первый мост с ее применением был построен в Германии в 1986 г. [1]. Уникальное сочетание прочностных свойств, коррозионной устойчивости и стоимости обусловило использование СПА при сооружении объектов, в которых могут протекать электрохимические процессы (элементы путевого хозяйства, подверженные действию блуждающих токов, электролизные ванны и пр.) или с агрессивными средами (здания химических производств, несущие конструкции эстакад).

Один из основных недостатков СПА — низкая устойчивость к температурному воздействию (до 150 °С) — связана со свойствами полимерной матрицы. При использовании соответствующих полимеров (фенолформальдегидные смолы и смолы на основе циклоалифатических соединений) [1] можно добиться уменьшения несущей способности самого стержня на 15% после получасового цикла при температуре 300 °С и напряжениях, составляющих 50% предела прочности [2].

Другая проблема — существенная анизотропия СПА, которая приводит к изменению механизмов, отвечающих за сцепление арматуры с бетоном. Этому вопросу посвящено большое число публикаций, например [3—7].

От стальной арматуры СПА отличается слабой адгезией стекловолоконного «гладкого» стержня и бетона. Поэтому для увеличения прочности сцепления на поверхности СПА создают искусственные неровности или покрывают ее песком (рис. 1).

Рис. 1. Основные виды поверхностей стекловолоконной арматуры с искусственными неровностями (а), покрытые песком (б).

Исследовали сцепление бетона со стеклопластиковой арматурой с модифицированной плоской навивкой стекловолокном производства Алиен Технолоджис в соответствии с ТУ 2296-001-30604955-2012 .

Основные свойства арматуры на растяжение определяли в механической лаборатории им. проф. Н. А. Белелюбского ПГУПС, а также в лаборатории компании Zwick Roell. Вследствие малой прочности стеклопластиковой арматуры в попереном направлении 150 10406-1 [8] рекомендуют для испытаний на осевое растяжение закреплять концы арматуры в специальных анкерах, предотвращающих ее разрушение из-за обжатия захватами машины. Однако использование испытательной машины Zwick Z250 с захватами, регулирующими силу обжатия образцов и специальных губок с фрикционными вкладышами, позволило не только избежать необходимости изготовления анкеров для арматуры диаметром до 10 мм включительно, но и значительно сократить время испытаний, результаты которых приведены в таблице.

Затем исследовали сцепление стеклопластиковой арматуры с бетоном. Для получения диаграммы сцепления армирующего стрежня и бетона применяли метод выдергивания арматуры из бетонного куба, так называемый Pull-Out тест [8, 9]. В различных публикациях отмечается, что этот метод дает немного завышенный результат из-за наличия заметной гидростатической составляющей в напряженном состоянии бетона вследствие влияния опорной пластины. Однако стандарт на испытания СПА [8] предусматривает именно Pull-Out тест, и, кроме того, большинство исследований выполнено в такой постановке, поэтому авторы статьи использовали методику Pull-Out теста (рис. 2).

Рис. 2. Испытание композиционной арматуры на сцепление с бетоном (Pull-Out тест)

Испытания проводили в механической лаборатории им. проф. Н. А. Белелюбского на электромеханической испытательной машине Shimadzu AGX-300. Диаграммы сцепления бетона и СПА с плоской навивкой сравнивали с данными зарубежных исследователей [4] для стальной и стеклопластиковой арматуры другого типа навивки (рис. 3), где также приведены значения максимальных напряжений сцепления СПА с бетоном класса В35 из работы [10].

Результаты испытаний образцов из стеклопластиковой арматуры с плоской навивкой на растяжение

Рис. 3. Диаграмма сцепления СПА с плоской навивкой с бетоном класса В35 в сравнении со стальной арматурой и стеклопластиковой арматурой с искусственными неровностями (по данным [10])

Следует отметить, что некоторые исследователи [11] применяют методику четырехточечного изгиба [9]. Прямое сравнение результатов испытаний не совсем корректно, однако отличие максимальных напряжений сцепления для схожих классов бетона и диаметров арматуры не превышает 1 МПа (6 %).

Для оценки возможности использования СПА с плоской навивкой в транспортных конструкциях, работающих в условиях переменного нагружения, в настоящее время проводится третий этап экспериментальных исследований — определение изменений сцепления бетона со стеклопластиковой арматурой при циклических силовых воздействиях.

Выводы

Использование испытательных машин с захватами, регулирующими силу обжатия образцов и специальных губок с фрикционными вкладышами, позволяет проводить испытания стеклопластиковой арматуры (диаметром до 10 мм включительно) на растяжение и определять сцепление без изготовления концевых анкеров. Стеклопластиковая арматура с плоской навивкой обеспечивает большее сцепление с бетоном, не только по сравнению со стальной арматурой, но и аналогичной СПА с одинарной или двойной навивкой.

Л И Т Е Р А Т У Р А

ACI Committee 440. State-of-the-Art Report on Fiber Reinforced Plastic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures. American Concrete Institute. Detroit, Michigan, 1996. 68 p. Franke L. Behavior and Design of High-Quality Glass-Fiber Composite Rods as Reinforcement for Prestressed Concrete Members. Report, International Symposium. C P/Ricem/iBk, Prague, 1981. 52 p. Cosenza E., Manfredi G ., Realfonzo R. Behaviour and modeling of bond of FRP rebars to concrete / / Journal of Composites for Construction. 1997. Ns 1(2). P. 40-51. Experimental study of bond behaviour between concrete and FRP bars using a pull-out test / M . Baena, L. Torres, A. Turon, C. Barris. Composites. Part B. 40, 2009. P. 784-797. Katz A ., Berman N., Bank L. C. Effect of high temperature on bond strength of FRP rebars / / Journal of Composites for Construction. 1999. No 3(2). P. 73-81. Effect of cyclic loading in bond behavior of GFRP rods embedded in concrete beams / C. E. Bakis , S. U. Al-Dulaijan, A. Nanni, T. E. Boothby, At. At. Al Zahrani / / Journal Composite Tech. Res., 20(1), 29-37 , 1998. Alves El-Ragaby A ., El-Salakawy E. Durability of GFRP Bars’ Bond to Concrete under Different Loading and Environmental C onditions / / Journal of Composites for Construction. 2011. Ns 15(3). P. 249-262. ISO 10406-1. Fibre-reinforced polymer (FRP) reinforcement of concrete — Test methods. Part 1: FRP bars and grids, 2008. RILEM Recommendations for the Testing and Use of Constructions Materials, 1994. 618 p. С цепление полимеркомпозитной арматуры с цементным бетоном / В. Г. Хозин, А . А . Пискунов, А. Р. Гиздатуллин, А . Н. Куклин / / Известия КГАСУ . 2013. № 1 (23). С. 214-220. Климов Ю. А., Солдатченко О. С., Орешкин Д. А. Экспериментальные исследования сцепления композитной неметаллической арматуры с бетоном [Электронный ресурс] / / URL: http://www.frp-rebar.com/frp-rebar_test_adhesion_concrete.html (дата обращения: 20.08.2013).
13.09.2011
Редизайн сайта
В 2011 году был проведен редизайн сайта нашей компании и его запуск в сеть Интернет. Услуги редизайна сайта и его продвижения оказала нам дизайн-студия Web Skill.
все новости
ОДО "Машиностроительный завод "БУРАН"© 2007-2011 | Все права защищены
rss