Ако кажем, че бетонът е най-популярният и често срещан строителен материал в света, няма да има никакъв спор. Бетонът е най-използваният материал в света, на второ място след водата.
Фиброармираният бетон е сред многото иновации, разработени за подобряване на якостните характеристики и други свойства на бетона.
В тази статия ще разгледаме подсиления с влакна бетон, какво представлява този бетон, неговите различни видове и предимства и ще разберем дали тази бетонна смес е подходяща за вас.
Какво еФибриЖелезобетон?
Армираният с влакна бетон (FRC) е пресен бетон, подсилен с влакнести материали. Например дълги стоманени влакна. Този метод на армиране подобрява свойствата на нормалния бетон.
Много различни влакнести материали се използват за производството на подсилен с влакна бетон. Този вид стоманобетон стана толкова популярен, че се произвеждат различни версии на армиран с влакна бетон въз основа на изискванията на приложението.
От какво е направен армираният с влакна бетон?
Основните съставки на фибробетона са:
Хидравличен цимент
Основният компонент на фибробетона е хидравличен цимент, който става лепило след реакция с вода. Обикновено Портланд циментът се използва като хидравличен цимент в армиран с влакна бетон.
Фибри
Добавянето на дълги влакна променя свойствата на пресния бетон в зависимост от вида на използвания влакнест материал. Има четири категории влакна, които обикновено се използват при производството на подсилен с влакна бетон. Тези бетонни влакна са:
Стоманени влакна
Стъклени влакна
Синтетични влакна
Естествени влакна
Инертни материали
Инертният материал осигурява якостта на свързване в бетона, като същевременно намалява необходимия обем цимент. Някои често срещани инертни материали са пясък, натрошен камък и чакъл.
Кратка история на FRC
FRC съществува от дълго време, но бетонните влакна са подобрени. В по-ранни времена, когато сградите са били построени с помощта на камъни, хоросанът е действал като свързващ агент, който ги държи заедно. Хоросанът е подсилен с конски косми.
По същия начин, в случай на строителство от глинени тухли, сламата е основният армировъчен материал. Когато бетонът стана един от най-разпространените строителни материали, азбестовите влакна бяха използвани като армировка.
Въпреки това, с напредването на десетилетията хората станаха по-наясно с рисковете за здравето от азбеста и как той причинява рак. През 60-те години на миналия век, вместо азбест, други влакна като стомана и стъкло придобиха популярност.
Какъв е ефектът на влакната върху бетона?
Добавянето на фибри към бетона води до няколко ефекта. Големината им варира в зависимост от специфичните използвани влакна. Подобряването на носещата способност зависи от различни фактори, като например броя на усилващите влакна по отношение на общия обем, наречен обемна фракция, и аспектното съотношение, получено чрез разделяне на дължината на влакното на диаметъра на въпросното влакно.
Влакната обикновено служат за основната цел да намалят напукването в бетона чрез подобряване на неговата якост на огъване. Напукване в бетона възниква поради свиване на бетона. Свиването на бетона може да се случи по множество причини, като свиване при изсушаване и пластично свиване.
Също така фибрите намаляват пропускливостта на бетона, като елиминират възможността за изтичане на вода през бетонни конструкции.
Какви са различните видове армиран с влакна бетон?
Има различни видове армирани с влакна бетонни композити в популярни приложения. Някои от тях включват:
Бетон, подсилен със стоманени влакна
Стоманобетонът е един от най-разпространените видове FRC. Добавянето на армиращи стоманени влакна към бетона, дори и в малки количества, води до значително подобряване на свойствата на бетона.
Бетонът, подсилен със стоманени влакна, се използва в приложения с изисквания за тежък бетон като мостове, подове, тунели, минно дело, сглобяеми конструкции и др.
Има много различни видове стоманени влакна, използвани за подсилване на бетон, като например студено изтеглена тел (Тип 1), нарязани стоманени влакна от лист (Тип 2), екстрахирани от стопилка (Тип 3), нарязани чрез мелница (Тип 4) и модифицирани студени влакна изтеглен проводник (Тип 5).
Бетон, армиран с полипропиленови влакна (PFRC)
PFRC използва синтетични влакна, наречени полипропиленови влакна, вид термопластмаса. Има много различни предимства от добавянето на полипропилен към бетона, които ще обсъдим в следващия раздел.
Полипропиленът споделя много характеристики с полиетилена, с подобрени свойства на втвърдяване, якост на огъване и по-висока устойчивост на топлина.
Освен това, това влакно има висока устойчивост срещу химикали като киселини и органични разтворители и придава подобни свойства на бетона.
Бетон, подсилен със стъклени влакна (GFRC)
Бетонната смес, подсилена със стъклени влакна, включва много малки стъклени частици. Как те правят бетона по-здрав?
Докато голямото стъкло е деликатно, стъклените влакна имат много висока структурна здравина. В допълнение към тази здравина, влакната са евтина добавка, което прави крайната бетонна смес по-евтина от алтернативи като бетон, армиран със стоманени влакна.
Същите влакна, добавени към пластмасата, водят до композитен материал от фибростъкло с отлични свойства на якост на опън.
Армиран с полиестерни влакна бетон
Полиестерните влакна за фибробетон се предлагат като микровлакна и макровлакна. Полиестерните влакна допринасят за подобрената устойчивост на напукване на този тип фибробетон.
Бетонът, армиран с полиестерни влакна, има по-голяма якост и по-висока структурна цялост. Неговата повишена издръжливост прави този тип бетон идеален за индустриални подови настилки, подови настилки в складове, сглобяеми конструкции, наслагвания и подобни търговски приложения.
Бетон, подсилен с въглеродни влакна
Чували ли сте някога за стомана от въглеродни влакна? Концепцията е подобна за стоманобетон с въглеродни влакна.
Докато добавянето на въглеродни влакна към бетона е по-сложен процес от добавянето на цимент или стъкло, полученият бетон има висока твърдост и здравина. Въпреки това, с висока твърдост, бетонът става по-крехък (като въглеродна стомана).
Макро синтетични влакнаЖелезобетон
Използването на макросинтетични влакна в бетона се появи като алтернатива на стоманената армировка. В крайна сметка стоманената армировка може да бъде скъпоструващо допълнение към бетона.
С нарастващата употреба макросинтетичните влакна се превърнаха в нещо повече от алтернатива. Тези влакна имат много собствени приложения, особено в наземни конструкции.
Стоманената армировка може да корозира в зони с висока влажност, като например морска среда, а стъклените влакна страдат от риск от разцепване. Макросинтетичните влакна предлагат висока устойчивост на тези фактори, така че те са ценна добавка към бетона в тези среди.
Армиран с естествени влакна бетон
Естествените влакна идват от растения, животни и естествени минерали. Както споменахме в раздела за историята на FRC, естествените влакна са били използвани в строителния процес от древни времена.
Без значение къде се използва бетонът, ще има изобилие от естествени влакна. Тези влакна също помагат за намаляване на разходите за производство на FRC.
Някои естествени влакна включват памук, слама, дърво и зърна.
Какви са ползите от използването на армиран с влакна бетон
Добавянето на различни влакна към бетона води до различни ползи. Подсиленият с влакна бетон се класифицира въз основа на добавените влакна. Конкретните ползи от FRC ще зависят от вида на използвания FRC.
Като цяло, ето предимствата, свързани с някои често срещани видове бетон, подсилен с влакна:
Армировка със стъклени влакна
Армировката със стъклени влакна увеличава структурната здравина на бетона, без да увеличава значително разходите. Стъклото е един от най-евтините влакнести материали.
Този тип армировка се използва за подобряване на естетическия вид на бетонната конструкция. Късите дискретни влакна могат да се видят в бетонната конструкция след изсъхването й.
Този метод на армиране добавя якост на опън към всички области, за разлика от традиционната армировка, използваща стоманени пръти, където якостта на опън е ограничена до посоката на прътите.
Армировка със стоманени влакна
Стоманата осигурява най-високата структурна якост в армирания с влакна бетон.
С добавянето на стоманени влакна, бетонът изисква по-малко стоманени армировки.
Влакната осигуряват по-голяма устойчивост на удари и ожулвания.
Подобрена устойчивост на размразяване и други температурни характеристики на сградата.
Намалява риска от напукване чрез намаляване на ширината на пукнатините.
Полипропиленови влакна и найлонова армировка за бетон
Осигурява възможност за изпомпване на бетона на голямо разстояние чрез увеличаване на кохезионните свойства.
Подобрява температурните характеристики (напр. устойчивост на размразяване).
Подобрява пластичността на бетона и намалява неговата чупливост.
В случай на пожар бетонните конструкции с полипропиленови влакна и найлонови влакна са устойчиви на експлозивно разцепване.
Резултатът е висока устойчивост на удар и абразия.
Какви са приложенията на армирания с влакна бетон?
Типът използван FRC може да варира в зависимост от конкретния строителен проект. Като цяло повечето строителни проекти използват FRC. Например::
Стени
Подова настилка
Язовири
Писти за излитане и кацане
Пътища
Бетонови тръби
Мостове
Складови етажи
Шахти
Тунели
Настилки
Как да набавяме армиран с влакна бетон?
Както вече знаете, подсиленият с влакна бетон не е само един продукт. Има различни бетони с различни техники за армиране, което води до специфични подобрени свойства.
Има високоякостни стоманени влакна, които усилват структурната цялост на бетонния колектор. Освен това стъклото и синтетичните влакнести материали предлагат умерена здравина, но на по-ниска цена.
ОТ Даниел Аркин
Време на публикуване: 7 април 2023 г