Zbrojenia kompozytowe czy stalowe? Jak dobrać odpowiednie zbrojenie do inwestycji?

Wybór odpowiedniego rodzaju zbrojenia to kluczowy element każdej inwestycji budowlanej. Zarówno pręty kompozytowe, jak i stalowe mają swoje zalety oraz ograniczenia, dlatego decyzja powinna być dostosowana do specyfiki projektu. W tym artykule przedstawiamy porównanie obu rozwiązań oraz wskazówki dotyczące ich doboru.

Czym są pręty kompozytowe?

Pręty kompozytowe to nowoczesny materiał inżynierski, który zyskuje coraz większą popularność w budownictwie oraz innych branżach technologicznych. Wykonane są z matrycy polimerowej wzmocnionej włóknem szklanym, węglowym lub bazaltowym. Ich struktura zapewnia wysoką wytrzymałość przy znacznie niższej masie w porównaniu do stali. Dzięki tym właściwościom znajdują zastosowanie również w lotnictwie, motoryzacji oraz budownictwie infrastrukturalnym.

Porównanie prętów kompozytowych i stalowych

1. Wytrzymałość

• Stalowe – mają wysoką wytrzymałość na obciążenia statyczne i dynamiczne. Idealne do konstrukcji wymagających wysokiej nośności.
• Kompozytowe – oferują podobną, a w niektórych przypadkach nawet większą wytrzymałość na rozciąganie przy znacznie niższej masie własnej.

2. Waga

• Stalowe – cięższe, co może wpływać na czas i koszty transportu oraz montażu.
• Kompozytowe – nawet 4-5 razy lżejsze niż stalowe, co ułatwia transport i montaż. Ta cecha jest kluczowa w sektorach takich jak lotnictwo czy motoryzacja, gdzie redukcja masy jest istotna dla poprawy efektywności.

3. Odporność na korozję

• Stalowe – podatne na korozję, wymagają ochrony antykorozyjnej.
• Kompozytowe – odporne na działanie wilgoci i chemikaliów, nie rdzewieją, co czyni je idealnym wyborem w agresywnym środowisku.

4. Koszt inwestycji – analiza ekonomiczna

Koszty zastosowania prętów kompozytowych i stalowych zależą od rodzaju projektu oraz specyfiki konstrukcji. W budownictwie prywatnym, np. przy budowie domów jednorodzinnych, kompozytowe pręty mogą być stosowane do płyty fundamentowej. Ponieważ w płycie fundamentowej lub w ławach fundamentowych kluczową siłą jest rozciąganie, a kompozyt charakteryzuje się większą wytrzymałością na rozciąganie niż stal, można zastąpić stalowe pręty fi 12 kompozytowymi prętami fi 8, uzyskując tę samą wytrzymałość.

Przy takim podejściu koszt porównawczy wygląda następująco:

• Pręty stalowe fi 12 – koszt ok. 3000-3300 zł brutto za tonę, w której znajduje się około 1100 metrów bieżących. Do tego dochodzi kłopotliwy transport.
• Pręty kompozytowe fi 8 – koszt 1100 MB w najtańszej opcji to niecałe 2400 zł brutto z dostawą do klienta. Kompozyt sprzedawany jest na metry bieżące, dlatego wycena opiera się na dokładnym przeliczeniu ilości potrzebnej stali i określeniu ekwiwalentu w kompozycie.

W rezultacie, przy przeliczeniu na metry bieżące, kompozyt wychodzi korzystniej cenowo niż stal. Oczywiście, zapotrzebowanie na kompozyt jest indywidualne dla każdego projektu i powinno być analizowane na podstawie konkretnych założeń konstrukcyjnych – takie przeliczenie jest zawsze zawarte w cenie materiału.

5. Przewodnictwo elektryczne i magnetyczne

• Stalowe – przewodzą prąd i są podatne na zakłócenia magnetyczne.
• Kompozytowe – nie przewodzą prądu i są niereaktywne magnetycznie, co ma znaczenie w niektórych zastosowaniach inżynieryjnych, np. w laboratoriach czy obiektach medycznych.

Minusy prętów kompozytowych

• Mniejsza odporność na ogień – pręty kompozytowe mogą ulegać degradacji w wysokich temperaturach, co ogranicza ich zastosowanie w konstrukcjach wymagających odporności ogniowej.
• Niższa odporność na ściskanie – w przeciwieństwie do stali, pręty kompozytowe są mniej odporne na siły ściskające, co może ograniczać ich zastosowanie w niektórych typach konstrukcji.
• Brak standardowych metod łączenia – nie można ich spawać, co może wymagać stosowania specjalistycznych technik montażu.
• Indywidualne przeliczenie zapotrzebowania – każdy projekt wymaga dokładnej analizy, a standardowe podejście do wyceny nie zawsze jest możliwe.

Gdzie sprawdzą się pręty kompozytowe?

• Infrastruktura drogowa i mostowa – idealne do budowy mostów i dróg narażonych na wysoką wilgotność i działanie soli odladzających.
• Budownictwo hydrotechniczne – stosowane w budowie konstrukcji narażonych na działanie wody, takich jak falochrony czy zbiorniki.
• Obiekty przemysłowe – w zakładach chemicznych i elektrowniach, gdzie agresywne środowisko może przyspieszać korozję stali.
• Obiekty medyczne i laboratoria – brak przewodnictwa elektrycznego i odporność na chemikalia to duża zaleta.
• Lotnictwo i motoryzacja – lekkie, wytrzymałe pręty kompozytowe są stosowane w konstrukcjach samolotów, śmigłowców oraz pojazdów sportowych, poprawiając ich osiągi i bezpieczeństwo.

Czy warto postawić na pręty kompozytowe?

Decyzja o wyborze prętów kompozytowych lub stalowych powinna być uzależniona od specyfiki inwestycji. Jeśli priorytetem jest trwałość, niska masa i odporność na korozję, warto rozważyć kompozyty. W przypadku tradycyjnych konstrukcji, gdzie liczy się maksymalna wytrzymałość na ściskanie, nadal lepszym wyborem może być stal. Każdy projekt wymaga indywidualnej analizy, dlatego warto konsultować się ze specjalistami, aby dopasować materiał do specyfiki przedsięwzięcia.