Kad bismo rekli da je beton najpopularniji i najčešći građevinski materijal na svijetu, ne bi bilo nikakvog argumenta. Beton je najkorišteniji materijal na svijetu, odmah iza vode.
Beton ojačan vlaknima jedna je od mnogih inovacija razvijenih za poboljšanje karakteristika čvrstoće i drugih svojstava betona.
U ovom ćemo članku ispitati beton ojačan vlaknima, što je ovaj beton, njegove različite vrste i prednosti te saznati odgovara li ova betonska mješavina za vas.
Što jeVlaknoOjačani beton?
Vlaknasti beton (FRC) je svježi beton ojačan vlaknastim materijalima. Na primjer, duga čelična vlakna. Ovaj način armiranja poboljšava svojstva normalnog betona.
Mnogi različiti vlaknasti materijali koriste se za izradu betona ojačanog vlaknima. Ova vrsta armiranog betona postala je toliko popularna da se proizvode različite izvedbe betona armiranog vlaknima prema zahtjevima primjene.
Od čega je napravljen beton ojačan vlaknima?
Glavni sastojci betona ojačanog vlaknima su:
Hidraulički cement
Glavna komponenta betona armiranog vlaknima je hidraulički cement, koji nakon reakcije s vodom postaje ljepljiv. Portland cement se obično koristi kao hidraulički cement u betonu ojačanom vlaknima.
Vlakna
Dodavanjem dugih vlakana mijenjaju se svojstva svježeg betona ovisno o vrsti korištenog vlaknastog materijala. Postoje četiri kategorije vlakana koja se općenito koriste u proizvodnji betona ojačanog vlaknima. Ova betonska vlakna su:
Čelična vlakna
Staklena vlakna
Sintetička vlakna
Prirodna vlakna
Agregati
Agregat osigurava čvrstoću vezivanja u betonu dok smanjuje potreban volumen cementa. Neki uobičajeni agregati su pijesak, drobljeni kamen i šljunak.
Kratka povijest FRC-a
FRC postoji već duže vrijeme, ali betonska vlakna su poboljšana. Ranije, kada su se zgrade gradile od kamena, mort je djelovao kao vezivno sredstvo koje ih je držalo zajedno. Žbuka je ojačana konjskom dlakom.
Slično tome, u slučaju gradnje od blatne opeke, slama je bila primarni materijal za ojačanje. Kada je beton postao jedan od najčešćih građevinskih materijala, azbestna vlakna su korištena kao armatura.
Međutim, kako su desetljeća odmicala, ljudi su postajali svjesniji zdravstvenih rizika azbesta i toga kako on uzrokuje rak. Tijekom 1960-ih, umjesto azbesta, druga vlakna poput čelika i stakla stekla su popularnost.
Kakav je učinak vlakana na beton?
Dodavanje vlakana betonu ima nekoliko učinaka. Njihova veličina varira ovisno o specifičnim vlaknima koja se koriste. Poboljšanje nosivosti ovisi o različitim čimbenicima, kao što je broj armaturnih vlakana u odnosu na ukupni volumen, koji se naziva volumenski udio, i omjer širine i visine, dobiven dijeljenjem duljine vlakna s promjerom dotičnog vlakna.
Vlakna općenito služe prvenstvenoj svrsi smanjenja pukotina u betonu poboljšavajući njegovu čvrstoću na savijanje. Pukotine u betonu nastaju zbog skupljanja betona. Do skupljanja betona može doći iz više razloga, poput skupljanja sušenjem i plastičnog skupljanja.
Također, vlakna smanjuju propusnost betona, eliminirajući mogućnost curenja vode kroz betonske konstrukcije.
Koje su različite vrste betona ojačanog vlaknima?
Postoje razne vrste betonskih kompozita ojačanih vlaknima u popularnim primjenama. Neki od njih uključuju:
Beton ojačan čeličnim vlaknima
Beton armiran čeličnim vlaknima jedan je od najrasprostranjenijih tipova FRC-a. Dodavanje čeličnih vlakana za armiranje u beton, čak iu malim količinama, dovodi do značajnih poboljšanja svojstava betona.
Beton ojačan čeličnim vlaknima koristi se u primjenama s zahtjevima betona za teške uvjete rada kao što su mostovi, podovi, tuneli, rudarstvo, montažni elementi itd.
Postoji mnogo različitih vrsta čeličnih vlakana koja se koriste za armiranje betona, kao što su hladno vučena žica (Tip 1), rezana čelična vlakna (Tip 2), vlakna ekstrahirana taljenjem (Tip 3), rezana u mlinu (Tip 4) i modificirana hladna vučena žica (Tip 5).
Beton ojačan polipropilenskim vlaknima (PFRC)
PFRC koristi sintetička vlakna koja se zovu polipropilenska vlakna, vrsta termoplasta. Postoji mnogo različitih prednosti dodavanja polipropilena betonu, o čemu ćemo raspravljati u sljedećem odjeljku.
Polipropilen dijeli mnoge karakteristike s polietilenom, s poboljšanim svojstvima otvrdnuća, čvrstoćom na savijanje i većom otpornošću na toplinu.
Osim toga, ovo vlakno ima visoku otpornost na kemikalije kao što su kiseline i organska otapala, i daje slična svojstva betonu.
Beton ojačan staklenim vlaknima (GFRC)
Betonska mješavina ojačana staklenim vlaknima uključuje mnogo malih čestica stakla. Kako oni čine beton jačim?
Dok je velika staklena ploča osjetljiva, staklena vlakna imaju vrlo visoku strukturnu čvrstoću. Uz ovu čvrstoću, vlakna su jeftini aditiv, zbog čega je konačna betonska mješavina jeftinija od alternativa poput betona ojačanog čeličnim vlaknima.
Ista vlakna dodana plastici rezultiraju kompozitnim materijalom od stakloplastike s izvrsnim svojstvima vlačne čvrstoće.
Beton ojačan poliesterskim vlaknima
Poliesterska vlakna za beton armirani vlaknima dostupna su kao mikrovlakna i makro vlakna. Poliesterska vlakna pridonose poboljšanoj otpornosti na pucanje ove vrste betona ojačanog vlaknima.
Beton ojačan poliesterskim vlaknima ima veću žilavost i veći strukturni integritet. Njegova povećana izdržljivost čini ovu vrstu betona idealnom za industrijske podove, podove u skladištima, montažne konstrukcije, slojeve i slične komercijalne primjene.
Beton ojačan ugljičnim vlaknima
Jeste li ikada čuli za čelik od karbonskih vlakana? Koncept je sličan za beton ojačan ugljičnim vlaknima.
Iako je dodavanje ugljičnih vlakana betonu složeniji proces od dodavanja cementa ili stakla, rezultirajući beton ima visoku krutost i čvrstoću. Međutim, s visokom krutošću, beton postaje lomljiviji (poput ugljičnog čelika).
Makro sintetička vlaknaOjačani beton
Korištenje makrosintetičkih vlakana u betonu pojavilo se kao alternativa čeličnoj armaturi. Uostalom, čelična armatura može biti skupi dodatak betonu.
Uz rastuću upotrebu, makro sintetička vlakna postala su više od obične alternative. Ova vlakna imaju mnogo vlastitih primjena, posebno u strukturama poduprtim tlom.
Čelična armatura može korodirati u područjima s visokom vlažnošću, kao što je morsko okruženje, a staklena vlakna pate od rizika od pucanja. Makro sintetička vlakna nude visoku otpornost na ove čimbenike, pa su vrijedan dodatak betonu u ovim okruženjima.
Beton ojačan prirodnim vlaknima
Prirodna vlakna potječu od biljaka, životinja i prirodnih minerala. Kao što smo spomenuli u odjeljku o povijesti FRC-a, prirodna vlakna se u procesu gradnje koriste od davnina.
Bez obzira gdje se beton koristi, bit će prisutno obilje prirodnih vlakana. Ova vlakna također pomažu u smanjenju troškova proizvodnje FRC-a.
Neka prirodna vlakna uključuju pamuk, slamu, drvo i žitarice.
Koje su prednosti korištenja betona ojačanog vlaknima
Dodavanje različitih vlakana betonu rezultira različitim prednostima. Beton ojačan vlaknima klasificira se na temelju dodanih vlakana. Specifične prednosti FRC-a ovisit će o vrsti FRC-a koji se koristi.
Općenito, ovdje su prednosti povezane s nekim uobičajenim vrstama betona ojačanog vlaknima:
Ojačanje staklenim vlaknima
Ojačanje staklenim vlaknima povećava strukturnu čvrstoću betona bez značajnog povećanja troškova. Staklo je jedan od najjeftinijih vlaknastih materijala.
Ova vrsta armature koristi se za poboljšanje estetske privlačnosti betonske konstrukcije. Kratka diskretna vlakna mogu se vidjeti u strukturi betona nakon što se osuši.
Ova metoda armiranja dodaje vlačnu čvrstoću svim područjima, za razliku od tradicionalne armature pomoću čeličnih šipki, gdje je vlačna čvrstoća ograničena na smjer šipki.
Ojačanje čeličnim vlaknima
Čelik daje najveću čvrstoću konstrukcije u betonu ojačanom vlaknima.
Uz dodatak čeličnih vlakana, beton zahtijeva manje ojačanja od čeličnih šipki.
Vlakna proizvode veću otpornost na udarce i abrazije.
Poboljšana otpornost na otapanje i druge temperaturne karakteristike zgrade.
Smanjuje rizik od pucanja smanjenjem širine pukotina.
Polipropilenska vlakna i najlonska armatura za beton
Pruža mogućnost pumpanja betona na velike udaljenosti povećavajući svojstva kohezije.
Poboljšava temperaturne karakteristike (npr. otpornost na otapanje).
Povećava duktilnost betona i smanjuje njegovu krhkost.
U slučaju požara betonske konstrukcije s polipropilenskim vlaknima i najlonskim vlaknima otporne su na eksplozivno pucanje.
Rezultat je visoka otpornost na udarce i abraziju.
Koje su primjene betona ojačanog vlaknima?
Vrsta FRC-a koja se koristi može varirati ovisno o konkretnom građevinskom projektu. Općenito, većina građevinskih projekata koristi FRC. Na primjer::
Zidovi
Podovi
brane
Uzletno-sletne staze
Ceste
Betonske cijevi
Mostovi
Podovi skladišta
Šahtovi
Tuneli
Pločnici
Kako nabaviti beton ojačan vlaknima?
Kao što već znate, beton ojačan vlaknima nije samo jedan proizvod. Postoje različiti betoni s različitim tehnikama armiranja koje rezultiraju određenim poboljšanim svojstvima.
Postoje čelična vlakna visoke čvrstoće koja pojačavaju strukturni integritet betonskog razdjelnika. Također, staklo i sintetički vlaknasti materijali nude umjerenu čvrstoću, ali po nižoj cijeni.
OD Daniela Arkina
Vrijeme objave: 7. travnja 2023