GFRP vs. czarna

Czarna stal jest niedroga i obfita. Jest to świetne wzmocnienie do użycia, jeśli nie jesteś odpowiedzialny za długoterminowe utrzymanie konstrukcji betonowej.

jak widać na tym zdjęciu (zielone paski są GFRP) czarna stal zasadniczo nie ma odporności na korozję, często dochodzi do miejsca pracy już rdzewieje. Często nawet nadmiernie zardzewiałe pręty zbrojeniowe są sprzedawane użytkownikowi końcowemu. Rdza nazywana jest rakiem betonowym; często ulega degradacji, a na powierzchniach wzmocnionych nią struktur często pojawiają się brzydkie plamy rdzy.

konstrukcje zbudowane z czarnej stali zazwyczaj wymagają rehabilitacji w ciągu zaledwie 5 do 10 lat i często wymagają poważnej rehabilitacji w ciągu 20 lat.

na GFRP nie wykryto efektu korozji; konserwatywne szacunki wskazują, że konstrukcje żelbetowe z włókna szklanego będą trwać dłużej niż 100 lat. Odpowiednio wzmocnione płyty betonowe GFRP narażone na duże obciążenia zmęczeniowe (takie jak podjazdy, pomosty) będą miały mniej pęknięć i będą trwać do 20 razy dłużej niż podobne konstrukcje wzmocnione konwencjonalną czarną stalą.

zardzewiały nowy pręt zbrojeniowy kontra niezniszczone krawaty z GFRP

głównym powodem stosowania GFRP jest trwałość betonu. Podczas gdy czarna stal jest tania, w końcu zniszczy twój Beton. Używanie brudnego oleju w nowym pojeździe nie ma sensu … ani nie ma sensu wstrzykiwać komórek nowotworowych do zdrowego ciała. Wiele rządów, gmin i przedsiębiorstw stwierdziło, że nie mogą już sobie pozwolić na krótko-lub długoterminowe koszty związane z czarną stalą. Umieszczanie niezabezpieczonych, zardzewiałych prętów zbrojeniowych w nowych konstrukcjach betonowych jest kwestionowane i eliminowane w wielu częściach Ameryki Północnej.

ile kosztuje pręt zbrojeniowy z włókna szklanego TUF-BAR (GFRP) w porównaniu do zbrojenia ze stali czarnej klasy 40?

– porównanie kosztów GFRP do zwykłej czarnej stali październik 2009

największa różnica cen między GFRP a czarną stalą występuje, gdy porównujesz najniższą klasę czarnej stali do prętów zbrojeniowych GFRP

w zależności od objętości, a #3 10 mm zwykły czarny pręt zbrojeniowy klasy 40 może wynosić 1/3 koszt pręta zbrojeniowego #3 10 mm z włókna szklanego. Ponieważ średnica prętów zwiększa, ta szczelina zwęża się do punktu, w którym zwykły czarny pręt stalowy #8 22 mm jest tylko nieco tańszy niż pręt zbrojeniowy #8 22 mm z włókna szklanego.

w niektórych zastosowaniach mniejsza pokrywa betonowa i niższe koszty wodoszczelności skutkują niższym początkowym kosztem projektu.

ile kosztowałoby zbudowanie małej konstrukcji z GFRP a czarnej stali?

wykorzystując wysoką cenę za GFRP i bardzo niską cenę za czarne stalowe pręty zbrojeniowe, koszt budowy 20 ft. x 20 ft. podkładka garażowa z czarną stalą kontra GFRP będzie następująca:

• Grade 40 black Steel Concrete deck $4,000-$6,000
• GFRP żelbetowy deck $4,400-$6,400

koszty cyklu życia

ukończono wiele badań dotyczących kosztów cyklu życia porównujących stal czarną do GFRP. Konsekwentnie stwierdzają, że koszty ochrony, konserwacji i naprawy czarnej stali w betonie są bardzo wysokie. Tak wysoki, w rzeczywistości, że nawet darmowe czarne stalowe pręty zbrojeniowe nadal mają wyższy koszt instalacji niż GFRP w niektórych aplikacjach.

Jak to możliwe?

rozważ nasz przykład podkładki garażowej.

Jeśli właściciel chciał przedłużyć żywotność betonu, ma wiele opcji otwartych i są one drogie:

• Więcej pokrycie betonu przechodząc do grubszej płyty
• Beton o wysokiej wydajności
• dodatki zapobiegające korozji betonu
• Dodaj membranę ochronną

pękanie jest trudne do kontrolowania w każdej konstrukcji. Ryzyko środków stosowanych w celu ochrony uszkodzonej stali czarnej w przypadku pęknięć w betonie jest bardzo wysokie. Gdy tylko te środki zawiodą, cykl korozji stali rozpoczyna się ponownie.

chociaż udowodniono, że przedłuża żywotność betonu w stanie nienaruszonym. Membrany komercyjne nie są zwykle używane w podkładkach garażowych ze względu na koszty.

jeśli weźmiemy za przykład podkładkę garażową; komercyjna membrana zwiększa koszt podkładki ze stali czarnej o 600 USD do 3300 USD. Pad będzie teraz kosztować od $4,999 do $9,700 w zależności od kosztów pracy i jakości membrany. Podkładka wzmocniona czarną stalą będzie kosztować $600 do $3,300 więcej niż podkładka GFRP do ukończenia.

koszt membrany może przekroczyć koszt zbrojenia. Konstrukcja będzie nadal podlegać pękaniu zmęczeniowemu z czasem.

efekt zmęczenia

badania pokładów mostowych symulujące duży ruch nad płytami betonowymi wykazały, że odpowiednio wzmocnione płyty zbrojeniowe GFRP doświadczają:

• doświadczają 2,5 razy mniej pęknięć niż płyty wzmocnione stalą
• ostatnie 20 razy dłużej niż płyty wzmocnione stalą po odsłonięciu do ciężkich obciążeń zmęczeniowych

naukowcy uważają, że wynika to z różnic w module sprężystości między GFRP i stali. GFRP ma moduł bardzo podobny do betonu. Moduł stali jest wielokrotnie wyższy. Stal jest mniej wyrozumiała niż GFRP. Uszkodzenie następuje w betonie, gdy stal wygina się w zalaniu.

wniosek:

zbrojenie z włókna szklanego (GFRP) to opłacalny sposób na:

• wyeliminowanie podstawowych i kosztownych problemów naprawczych spowodowanych zbrojeniem ze stali czarnej.
• utrzymanie estetycznie atrakcyjnych struktur w czasie (mniej pęknięć i brzydkich plam rdzy), co skutkuje wyższymi wartościami odsprzedaży nieruchomości.
• zmniejsz pokrywę betonową i środki ochrony przed korozją podjęte w celu ochrony czarnego stalowego pręta zbrojeniowego.
• upewnij się, że Twoje struktury będą trwać do 4 razy dłużej, eliminując kosztowne nakłady inwestycyjne w czasie.
• sprawiają, że płyty narażone na obciążenia cykliczne trwają 20 razy dłużej niż płyty wzmocnione stalą.