Kompetente Bauherren wissen, wie wichtig es ist, neue Technologien und Materialien in ihre Praxis einzuführen. Die Welt kennt sich schon lange mit Verbundverstärkungen aus, aber die Massenproduktion und -anwendung hat erst vor wenigen Jahren begonnen. Wir werden Sie am Beispiel eines Fundaments über die Merkmale der Arbeit mit Glasfaserverstärkung informieren.
Stärken und Schwächen der Verbundbewehrung
Erwarten Sie nicht, dass Baumaterial ein einzigartiges und einheitliches Angebot ist. Die richtige Anwendung in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen kann jedoch wirklich hervorragende Ergebnisse erzielen. So ist es auch mit der Verbundverstärkung: Durch die Verwendung ihrer positiven Eigenschaften und die Nivellierung der negativen Eigenschaften ist es möglich, einen langfristigen Betrieb bei geringeren Materialkosten sicherzustellen.
Der Hauptvorteil der Glas-Polymer-Verstärkung ist die inhärente hohe Grenze der zerstörenden Wirkung – fast 2,5-mal höher als die von Stahl. Verbundbewehrung ist viel besser in der Lage, Zugkräfte in einer Betonmasse auszugleichen als Stahl. Insbesondere wenn man bedenkt, dass Kunststoffstäbe während der Produktion mit einer Oberflächentextur versehen werden können, die zur effektivsten Haftung an der Betonmasse beiträgt..
Ein weiteres offensichtliches Plus ist die extrem hohe Beständigkeit gegen aggressive Umgebungen. Betonkonstruktionen, die permanent einer hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind oder Salzlösungen ausgesetzt sind, haben bei Bewehrung mit Verbundwerkstoffen eine wesentlich längere Lebensdauer. Wir dürfen die Manifestationen der Elektrolyse nicht vergessen: Die dielektrischen Eigenschaften von Kunststoff können sowohl ein Plus als auch ein Minus sein..
Nicht ohne eine Fliege in der Salbe: Die Glasfaserverstärkung verliert beim Erhitzen irreversibel ihre Eigenschaften. Dies zwingt uns, die Machbarkeit seiner Anwendung unter dem Gesichtspunkt des Brandschutzes zu überdenken. Beim Erhitzen auf 150-200 ° C verliert die Verstärkung ihre Festigkeitseigenschaften. Wenn jedoch duroplastische Polymere als Bindemittel verwendet werden, verliert die Verstärkung ihre Festigkeit irreversibel.
Ein weiterer Nachteil der Verbundverstärkung ist ihr geringer Elastizitätsmodul, dh ihre geringe Biegefestigkeit. Aus diesem Grund ist es bei Konstruktionen mit konzentrierten Stößen erforderlich, Glasfaserverstärkungen in Mengen zu verlegen, die bis zu viermal höher sind als der Standardgehalt des Abschnitts im Vergleich zur Stahlbewehrung.
Vorteile im Rahmen der Stiftung
Die Flexibilität der Polymerverstärkung ermöglicht ihren Transport in Spulen, so dass die Länge eines einzelnen Elements praktisch unbegrenzt ist. Zusammen mit dem geringen Gewicht des Materials (3-4 mal weniger als das von Stahl) bieten alle anderen Eigenschaften eine kostengünstige Lieferung ohne Verwendung langer Fahrzeuge sowie eine hohe Benutzerfreundlichkeit.
Fundamente sind bei einem Brand keinen offenen Flammen und hohen Temperaturen ausgesetzt, weshalb ein geringer Wärmewiderstand kein wesentlicher Nachteil ist. Die hohe Flexibilität der Bewehrung kann nur bei Arbeiten in Bauwerken mit Knotenpunkten konzentrierter Stöße von Bedeutung sein, beispielsweise beim Bau von Gittern. Es ist jedoch möglich, die Biegefestigkeit von Beton wiederherzustellen, indem eine relativ kleine Menge Stahlbewehrung verlegt wird oder einfach die Anzahl der Pfähle erhöht wird.
Viel wichtiger für Fundamente ist die Korrosionsbeständigkeit von Glasfaser. Für die anschließende Hydrophobierung und Abdichtung von Beton ist dies nicht so wichtig. Bei Verwendung einer Polymerverstärkung kann jedoch die Bruchanfälligkeit von Streifenfundamenten aufgrund einer Zunahme des Volumens an korrosivem Metall außer Acht gelassen werden. Fiberglas ist optimal für den Bau schwimmender Fundamente in Gebieten ohne Entwässerung und mit einem hohen Gehalt an chemisch aktiven Verbindungen im Oberwasser. Selbst unter normalen Bedingungen ermöglicht die Verwendung einer Glasfaserverstärkung, die Schutzschicht aus Beton auf ein Minimum von 15 bis 20 mm zu reduzieren, wodurch die Bewehrung in die Zone maximaler effektiver Lastaufnahme bewegt werden kann.
Berechnung der Verbundbewehrung
Wenn die Methoden zur Berechnung der Stahlbewehrung von den meisten Bauherren gut beherrscht werden, wird die Bemessung von Fundamenten mit Glasfaserbewehrung immer noch als unzureichend behandeltes Thema angesehen. Der Grund dafür sind die unterschiedlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Bewehrung, die in den meisten bestehenden Bauvorschriften noch nicht berücksichtigt sind. Die einfachste Methode zur Berechnung der Verbundbewehrung ist die Methode des gleichfesten Austauschs, bei der Stahlstäbe durch glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe mit einer Größenreduzierung um zwei Werte ersetzt werden (dh 8 mm anstelle von 12 mm oder 14 mm anstelle von 18 mm). Es wird jedoch empfohlen, die Berechnung komplexer Fundamente nach dem allgemeinen Schema von Grund auf neu durchzuführen, um den signifikanten Unterschied im Wert des Elastizitätsmoduls nicht aus den Augen zu verlieren.
Der erste Teil der Fundamentberechnung enthält die Ermittlung der Auswirkungen auf den Sockel des Gebäudes und wird wie bei Stahlbetonkonstruktionen durchgeführt. Der zweite Teil beginnt mit der Ermittlung der ausreichenden Querschnittsabmessungen von Betonbauteilen. Hier sehen Sie die ersten Unterschiede. Da die Zugfestigkeit der Glasfaserbewehrung höher und die Schutzschicht minimal ist, liegt die ausreichende Querschnittsfläche um 25–30% unter dem Standardminimum für ein Stahlbetonprodukt mit gleichem Querschnitt der Bewehrungselemente. Dies gilt nicht für die Bestimmung der Breite der Bodenebene des Fundaments, die immer aus den tatsächlichen Belastungen und der Tragfähigkeit des Bodens ermittelt wird. Daher ist es bei der Verstärkung mit Verbundbewehrung vorteilhaft, auf die Fundamente komplexer Abschnitte zu achten..
Die nächste Stufe ist die Wahl eines gleichwertigen Ersatzes für die Stahlbewehrung, bei dem nicht nur die Festigkeit, sondern auch alle anderen physikalischen und mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben. Die Hauptnuance besteht darin, dass die Glasfaserverstärkung eine 3-4-mal größere lineare Dehnung erfährt, bevor sie dem zerstörerischen Effekt nicht mehr widersteht. Dies bedeutet, dass der Gesamtquerschnitt der Bewehrungselemente in der Zugbelastungszone entsprechend höher sein muss als bei Verwendung einer Stahlbewehrung. Der Vorteil der Verwendung von Glasfaserverstärkung wird in diesem Fall nur durch hohe Toleranzen für Öffnungsrisse ausgedrückt – für die Polymerverstärkung ist der Kontakt mit Luft oder Feuchtigkeit nicht kritisch, aber die Auswirkung von Frostkräften auf Beton sollte nicht übersehen werden. Der allgemeine Trend ist wie folgt: Die Ergebnisse der Einsparung des Volumens der Betonmischung sollten auf die Verstärkung der Verbundbewehrung in den ausgewiesenen Bereichen gerichtet werden.
Regeln für die Arbeit mit Material
Unterschiede in der Arbeit mit Polymerverstärkungen liegen nicht nur in der Berechnungsmethode, sondern auch in den Methoden der Materialbearbeitung. Insbesondere:
- Das Schneiden der Glasfaserverstärkung sollte entweder mit einem heißen Brenner oder einem Bolzenschneider erfolgen. Das Sägen der Polymerverstärkung führt auf irgendeine Weise zur Bildung schädlicher mikroskopischer Chips.
- Das Biegen der Bewehrung ist nur bei der Herstellung von strukturellen Bewehrungselementen zulässig. Dies erfolgt durch Erhitzen des gebogenen Abschnitts auf 100-120 ° C unter Verwendung eines elektrischen Haartrockners, gefolgt von natürlicher Abkühlung, nachdem das Produkt die erforderliche Form angenommen hat.
- Schützen Sie Verbundverstärkungen vor direkter Sonneneinstrahlung und hohen Temperaturen..
- Beim Abwickeln der Bewehrung sollte deren hohe Elastizität berücksichtigt werden. Um die Windungen zu entlasten, sollte das Ende des Ankers vorübergehend mit einer meterlangen Kette am Spulenkörper befestigt werden. Wenn die Spule ohne Spule geliefert wird, müssen vor dem Schneiden der Clips 2-3 Drahtringe an der Spule befestigt werden, um ein Verrutschen der Stangen zu verhindern..
Stricken von räumlichen Bewehrungsstrukturen
Das Zusammenbauen eines Rahmens aus Glas-Polymer-Verstärkung unterscheidet sich grundlegend vom Binden von Metall. Die Wurzel der meisten Unterschiede ist die praktisch unbegrenzte Länge der Stäbe: Ein paralleles Bündel von Stäben wird selten verwendet. Aus diesem Grund ist es viel bequemer, den Rahmen für das gesamte Produkt zu stricken und dann in die Schalung zu entladen. Dies wird auch durch das geringe Gewicht und die Korrosionsbeständigkeit erleichtert: Für die Sicherheit der Glasfaserverstärkung reicht es aus, sie nur vor Sonnenlicht zu schützen..
Die Vorbereitung der Rahmenteile wie bei Stahlstangen sollte vor der Montage erfolgen, dh alle Arbeiten werden hauptsächlich nach dem Herstellungsverfahren ausgeführt. Die Daten der Reihen an den Ecken und Verbindungsstellen sollten mit einem viskosen Fadenkreuz durchgeführt werden, und gegebenenfalls das Formteil durch paralleles Binden mit einer Überlappung von mindestens 20 Durchmessern erhöhen. Das Fadenkreuz wird gestrickt, indem jede der senkrechten Stangen mit einem Ring geflochten wird, der die Verstärkung zusammenzieht. Zum parallelen Binden werden 3-5 Bänder in 2 Umdrehungen installiert. Zu diesem Zweck können Sie sowohl Nylonbinder als auch PET-Klebeband mit anschließender Wärmeschrumpfung verwenden..
Wenn es erforderlich ist, komplex geformte Anker in die Bewehrung aufzunehmen, werden diese aus Metall gebogen, oder werksseitig gebogene Produkte werden in den Verbindungen der Struktur verwendet, in denen die Glasfaserverstärkung ihre Aufgabe erfüllen kann. In diesem Fall ist es notwendig, die Dicke der Schutzschicht am Installationsort der Stahlelemente zu erhöhen und eine Reihe unterschiedlicher Materialien mit Polymerdraht durchzuführen.
Welche Vorteile bietet die Verwendung einer Glasfaserverbundverstärkung für das Fundament?