Om vi skulle säga att betong är det populäraste och vanligaste byggmaterialet i världen, skulle det inte finnas några argument. Betong är det mest använda materialet i världen, näst efter vatten.
Fiberarmerad betong är bland de många innovationer som utvecklats för att förbättra betongens hållfasthetsegenskaper och andra egenskaper.
I den här artikeln kommer vi att undersöka fiberarmerad betong, vad denna betong är, dess olika typer och fördelar, och ta reda på om denna betongblandning är rätt för dig.
Vad ärFiberFörstärkt betong?
Fiberarmerad betong (FRC) är färsk betong armerad med fibermaterial. Till exempel långa stålfibrer. Denna armeringsmetod förbättrar egenskaperna hos normal betong.
Många olika fibermaterial används för att tillverka fiberarmerad betong. Denna typ av armerad betong har blivit så populär att olika versioner av fiberarmerad betong produceras utifrån applikationskrav.
Vad är fiberarmerad betong gjord av?
Huvudingredienserna i fiberarmerad betong är:
Hydraulisk cement
Huvudkomponenten i fiberarmerad betong är hydraulisk cement, som blir vidhäftande efter att ha reagerat med vatten. Vanligtvis används Portlandcement som hydraulisk cement i fiberarmerad betong.
Fibrer
Att lägga till långa fibrer förändrar egenskaperna hos den färska betongen baserat på vilken typ av fibermaterial som används. Det finns fyra kategorier av fibrer som vanligtvis används vid tillverkning av fiberarmerad betong. Dessa betongfibrer är:
Stålfibrer
Glasfibrer
Syntetiska fibrer
Naturliga fibrer
Aggregat
Ett ballast ger bindningsstyrkan i betong samtidigt som det minskar cementvolymen som krävs. Några vanliga aggregat är sand, krossad sten och grus.
Kort historia om FRC
FRC har funnits länge, men betongfibrerna har förbättrats. I tidigare tider, när byggnader byggdes med stenar, fungerade murbruk som bindemedlet som höll ihop dem. Murbruket förstärktes med tagel.
På liknande sätt var halm det primära förstärkningsmaterialet i fallet med lertegelkonstruktioner. När betong blev ett av de vanligaste byggmaterialen användes asbestfibrer som armering.
Men allt eftersom decennierna fortskred blev människor mer medvetna om hälsoriskerna med asbest och hur det orsakar cancer. Under 1960-talet, istället för asbest, blev andra fibrer som stål och glas populära.
Vad är effekten av fibrer på betong?
Att lägga till fibrer i betong ger flera effekter. Storleken på dessa varierar beroende på de specifika fibrer som används. Förbättringen av bärförmågan beror på olika faktorer, såsom antalet armeringsfibrer i förhållande till den totala volymen, benämnd volymfraktionen, och bildförhållandet, som erhålls genom att dividera fiberlängden med diametern på den aktuella fibern.
Fibrer tjänar i allmänhet det primära syftet att minska sprickbildning i betongen genom att förbättra dess böjhållfasthet. Sprickbildning i betong uppstår på grund av betongens krympning. Betongkrympning kan uppstå av flera anledningar, såsom uttorkningskrympning och plastkrympning.
Dessutom sänker fibrer betongens permeabilitet, vilket eliminerar möjligheten att vatten läcker genom betongkonstruktioner.
Vilka är de olika typerna av fiberarmerad betong?
Det finns olika typer av fiberarmerad betongkompositer i populära applikationer. Några av dessa inkluderar:
Stålfiberarmerad betong
Stålfiberarmerad betong är en av de mest utbredda typerna av FRC. Att tillföra armerande stålfibrer till betongen, även i små mängder, leder till betydande förbättringar av betongens egenskaper.
Stålfiberarmerad betong används i applikationer med tunga betongkrav såsom broar, golv, tunnlar, gruvdrift, prefabricerade, etc.
Det finns många olika typer av stålfibrer som används för att armera betong, såsom kalldragen tråd (Typ 1), skurna stålplåtsfibrer (Typ 2), smältextraherade (Typ 3), fräsning (Typ 4) och modifierad kall dragen tråd (Typ 5).
Polypropenfiberarmerad betong (PFRC)
PFRC använder syntetiska fibrer som kallas polypropenfibrer, en typ av termoplast. Det finns många olika fördelar med att lägga till polypropen i betong, som vi kommer att diskutera i nästa avsnitt.
Polypropen delar många egenskaper med polyeten, med förbättrade härdningsegenskaper, böjhållfasthet och högre värmebeständighet.
Dessutom har denna fiber en hög motståndskraft mot kemikalier som syror och organiska lösningsmedel, och den ger betongen liknande egenskaper.
Glasfiberarmerad betong (GFRC)
En glasfiberarmerad betongblandning innehåller många små glaspartiklar. Hur gör dessa betongen starkare?
Medan en stor glasruta är känslig, har glasfiber mycket hög strukturell styrka. Utöver denna styrka är fibrerna en lågkostnadstillsats, vilket gör den slutliga betongblandningen billigare än alternativ som stålfiberarmerad betong.
Samma fibrer som läggs till plast resulterar i ett glasfiberkompositmaterial med utmärkta draghållfasthetsegenskaper.
Polyesterfiberarmerad betong
Polyesterfibrer för fiberarmerad betong finns som mikrofibrer och makrofibrer. Polyesterfibrer bidrar till den förbättrade sprickbeständigheten hos denna typ av fiberarmerad betong.
Polyesterfiberarmerad betong har större seghet och högre strukturell integritet. Dess förbättrade hållbarhet gör denna typ av betong idealisk för industrigolv, lagergolv, prefabricerade strukturer, överlägg och liknande kommersiella applikationer.
Kolfiberarmerad betong
Har du någonsin hört talas om kolfiberstål? Konceptet är liknande för kolfiberarmerad betong.
Även om tillsats av kolfiber till betong är en mer komplex process än att lägga till cement eller glas, har den resulterande betongen hög styvhet och styrka. Men med hög styvhet blir betongen sprödare (som kolstål).
Makro syntetfiberFörstärkt betong
Att använda makrosyntetiska fibrer i betong kom till som ett alternativ till stålarmering. Stålarmering kan trots allt vara ett kostsamt tillskott till betong.
Med växande användning blev makrosyntetiska fibrer mer än bara ett alternativ. Dessa fibrer har många egna tillämpningar, särskilt i markstödda strukturer.
Stålarmering kan korrodera i områden med hög luftfuktighet, som marin miljö, och glasfibrer riskerar att spjälkas. Makrosyntetiska fibrer ger hög motståndskraft mot dessa faktorer, så de är ett värdefullt tillskott till betong i dessa miljöer.
Naturfiberarmerad betong
Naturfibrer kommer från växter, djur och naturliga mineraler. Som vi nämnde i avsnittet om FRC:s historia har naturfibrer använts i byggprocessen sedan urminnes tider.
Oavsett var betongen används kommer det att finnas ett överflöd av naturliga fibrer. Dessa fibrer hjälper också till att sänka kostnaderna för att tillverka FRC.
Vissa naturliga fibrer inkluderar bomull, halm, trä och spannmål.
Vilka är fördelarna med att använda fiberarmerad betong
Att lägga till olika fibrer i betong ger olika fördelar. Fiberarmerad betong klassificeras utifrån tillsatt fiber. De specifika fördelarna med FRC kommer att bero på vilken typ av FRC som används.
I allmänhet, här är fördelarna med några vanliga typer av fiberarmerad betong:
Glasfiberförstärkning
Glasfiberarmering ökar betongens strukturella hållfasthet utan att öka kostnaderna nämnvärt. Glas är ett av de billigaste fibermaterialen.
Denna typ av armering används för att förstärka betongkonstruktionens estetiska tilltalande. De korta diskreta fibrerna kan ses i betongkonstruktionen efter att den torkat.
Denna förstärkningsmetod tillför draghållfasthet till alla områden, till skillnad från traditionell armering med stålstänger, där draghållfastheten är begränsad till stängernas riktning.
Stålfiberförstärkning
Stål ger den högsta strukturella styrkan i fiberarmerad betong.
Med tillsats av stålfibrer kräver betongen färre stålstångsförstärkningar.
Fibrer ger större slagtålighet mot stötar och nötning.
Förbättrad upptiningsmotstånd och andra temperaturegenskaper hos byggnaden.
Minskar risken för sprickbildning genom att minska sprickornas bredd.
Polypropenfibrer och nylonbetongförstärkning
Ger möjlighet att pumpa betongen över långa sträckor genom att öka sammanhållningsegenskaperna.
Förbättrar temperaturegenskaper (t.ex. upptiningsmotstånd).
Förbättrar betongens formbarhet och minskar dess spröda natur.
I händelse av brand är betongkonstruktioner med polypropenfibrer och nylonfibrer resistenta mot explosiv spjälkning.
Resulterar i hög slagtålighet och nötningsbeständighet.
Vilka är tillämpningarna för fiberarmerad betong?
Vilken typ av FRC som används kan variera beroende på det specifika byggprojektet. I allmänhet använder de flesta anläggningsprojekt FRC. Till exempel::
Väggar
Golv
Damms
Landningsbanor
Vägar
Betongrör
Broar
Lagergolv
Manhål
Tunnlar
Trottoarer
Hur får man fiberarmerad betong?
Som ni vet vid det här laget är fiberarmerad betong inte bara en produkt. Det finns olika betong med olika armeringstekniker som ger specifika förbättrade egenskaper.
Det finns höghållfasta stålfibrer som förstärker den strukturella integriteten hos betonggrenröret. Dessutom erbjuder glas och syntetiska fibermaterial måttlig styrka men till en billigare kostnad.
AV Daniel Arkin
Posttid: 2023-07-07