Kad bismo rekli da je beton najpopularniji i najčešći građevinski materijal na svijetu, ne bi bilo rasprave. Beton je najkorišteniji materijal na svijetu, odmah iza vode.
Vlaknima ojačani beton je jedna od mnogih inovacija razvijenih za poboljšanje karakteristika čvrstoće i drugih svojstava betona.
U ovom članku ćemo ispitati vlaknima ojačani beton, šta je ovaj beton, njegove različite vrste i prednosti, te saznati da li je ova betonska mješavina prava za vas.
Šta je Vlakna Armirani beton?
Vlaknima ojačani beton (FRC) je svježi beton ojačan vlaknastim materijalima. Na primjer, dugim čeličnim vlaknima. Ova metoda ojačanja poboljšava svojstva običnog betona.
Za izradu vlaknima ojačanog betona koristi se mnogo različitih vlaknastih materijala. Ova vrsta armiranog betona postala je toliko popularna da se proizvode različite verzije vlaknima ojačanog betona na osnovu zahtjeva primjene.
Od čega se pravi vlaknima armirani beton?
Glavni sastojci vlaknima ojačanog betona su:
Hidraulični cement
Glavna komponenta vlaknima ojačanog betona je hidraulični cement, koji postaje ljepljiv nakon reakcije s vodom. Portland cement se obično koristi kao hidraulični cement u vlaknima ojačanom betonu.
Vlakna
Dodavanje dugih vlakana mijenja svojstva svježeg betona na osnovu vrste korištenog vlaknastog materijala. Postoje četiri kategorije vlakana koja se obično koriste u proizvodnji vlaknima ojačanog betona. Ova betonska vlakna su:
Čelična vlakna
Staklena vlakna
Sintetička vlakna
Prirodna vlakna
Agregati
Agregat osigurava čvrstoću vezivanja u betonu, a istovremeno smanjuje potrebnu količinu cementa. Neki uobičajeni agregati su pijesak, drobljeni kamen i šljunak.
Kratka historija FRC-a
FRC postoji već dugo vremena, ali su betonska vlakna poboljšana. U ranijim vremenima, kada su se zgrade gradile od kamena, malter je djelovao kao vezivno sredstvo koje ih je držalo zajedno. Malter je ojačavan konjskom dlakom.
Slično tome, u slučaju gradnje od blatnih cigli, 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 decenije prolazile, ljudi su postajali sve svjesniji zdravstvenih rizika azbesta i načina na koji on uzrokuje rak. Tokom 1960-ih, umjesto azbesta, popularnost su stekla druga vlakna poput čelika i stakla.
Kakav je uticaj vlakana na beton?
Dodavanje vlakana betonu rezultira nekoliko efekata. Veličina ovih efekata varira u zavisnosti od specifičnih korištenih vlakana. Poboljšanje nosivosti zavisi od različitih faktora, kao što su broj ojačavajućih vlakana u odnosu na ukupnu zapreminu, nazvan zapreminski udio, i odnos stranica, dobijen dijeljenjem dužine vlakana sa prečnikom dotičnog vlakna.
Vlakna uglavnom služe primarnoj svrsi smanjenja pucanja u betonu poboljšanjem njegove čvrstoće na savijanje. Pukotine u betonu nastaju zbog skupljanja betona. Skupljanje betona može se dogoditi iz više razloga, kao što su skupljanje pri sušenju i plastično skupljanje.
Također, vlakna smanjuju propusnost betona, eliminirajući mogućnost propuštanja vode kroz betonske konstrukcije.
Koje su različite vrste vlaknima ojačanog betona?
Postoje različite vrste vlaknima ojačanih betonskih kompozita u popularnim primjenama. Neke od njih uključuju:
Beton ojačan čeličnim vlaknima
Beton ojačan čeličnim vlaknima jedan je od najrasprostranjenijih tipova FRC-a. Dodavanje armaturnih čeličnih vlakana betonu, čak i u malim količinama, dovodi do značajnog poboljšanja svojstava betona.
Beton ojačan čeličnim vlaknima koristi se u primjenama sa zahtjevima za teški beton kao što su mostovi, podovi, tuneli, rudarstvo, prefabrikati itd.
Postoji mnogo različitih vrsta čeličnih vlakana koja se koriste za armiranje betona, kao što su hladno vučena žica (Tip 1), rezane čelične vlakna (Tip 2), vlakna ekstrahirana topljenjem (Tip 3), rezane čelične vlakna (Tip 4) i modificirana hladno vučena žica (Tip 5).
Beton ojačan polipropilenskim vlaknima (PFRC)
PFRC koristi sintetička vlakna koja se nazivaju polipropilenska vlakna, vrstu termoplastike. Postoje mnoge različite prednosti dodavanja polipropilena betonu, o kojima ćemo raspravljati u sljedećem odjeljku.
Polipropilen dijeli mnoge karakteristike sa politenom, sa poboljšanim svojstvima očvršćavanja, čvrstoćom na savijanje i većom otpornošću na toplotu.
Osim toga, ova vlakna imaju visoku otpornost na hemikalije poput kiselina i organskih rastvarača, te im daju slična svojstva kao i beton.
Beton ojačan staklenim vlaknima (GFRC)
Mješavina betona ojačanog staklenim vlaknima sadrži mnogo malih staklenih čestica. Kako one čine beton jačim?
Iako je velika staklena ploča osjetljiva, staklena vlakna imaju vrlo visoku strukturnu čvrstoću. Pored ove čvrstoće, vlakna su jeftin aditiv, što konačnu betonsku smjesu čini jeftinijom od alternativa poput betona ojačanog čeličnim vlaknima.
Ista vlakna dodana plastici rezultiraju kompozitnim materijalom od fiberglasa s odličnim svojstvima zatezne čvrstoće.
Beton ojačan poliesterskim vlaknima
Poliesterska vlakna za vlaknima ojačani beton dostupna su kao mikrovlakna i makro vlakna. Poliesterska vlakna doprinose poboljšanoj otpornosti na pucanje ove vrste vlaknima ojačanog betona.
Beton ojačan poliesterskim vlaknima ima veću čvrstoću i veći strukturni integritet. Njegova poboljšana izdržljivost čini ovu vrstu betona idealnom za industrijske podove, skladišne podove, prefabrikovane konstrukcije, obloge i slične komercijalne primjene.
Beton ojačan karbonskim vlaknima
Jeste li ikada čuli za čelik od karbonskih vlakana? Koncept je sličan i za beton ojačan karbonskim vlaknima.
Iako je dodavanje karbonskih vlakana betonu složeniji proces od dodavanja cementa ili stakla, rezultirajući beton ima visoku krutost i čvrstoću. Međutim, s visokom krutošću, beton postaje krhkiji (poput ugljičnog čelika).
Makro sintetička vlakna Armirani beton
Upotreba makro sintetičkih vlakana u betonu nastala je kao alternativa čeličnoj armaturi. Uostalom, čelična armatura može biti skup dodatak betonu.
Sa sve većom upotrebom, makro sintetička vlakna postala su više od obične alternative. Ova vlakna imaju mnogo vlastitih primjena, posebno u konstrukcijama koje se oslanjaju na tlo.
Čelična armatura može korodirati u područjima s visokom vlažnošću, poput morskog okruženja, a staklena vlakna su izložena riziku od ljuštenja. Makrosintetička vlakna nude visoku otpornost na ove faktore, pa su vrijedan dodatak betonu u tim okruženjima.
Prirodni vlaknima ojačani beton
Prirodna vlakna potiču od biljaka, životinja i prirodnih minerala. Kao što smo spomenuli u odjeljku o historiji FRC-a, prirodna vlakna se koriste u procesu gradnje 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 vlaknima ojačanog betona
Dodavanje različitih vlakana betonu rezultira raznim prednostima. Beton ojačan vlaknima se klasificira na osnovu dodanih vlakana. Specifične prednosti FRC-a zavisit će od vrste korištenog FRC-a.
Općenito, evo prednosti povezanih s nekim uobičajenim vrstama vlaknima ojačanog betona:
Ojačanje staklenim vlaknima
Ojačanje staklenim vlaknima povećava strukturnu čvrstoću betona bez značajnog povećanja troškova. Staklo je jedan od najjeftinijih vlaknastih materijala.
Ova vrsta armature se koristi za poboljšanje estetske privlačnosti betonske konstrukcije. Kratka diskretna vlakna mogu se vidjeti u betonskoj strukturi nakon što se osuši.
Ova metoda ojačanja dodaje zateznu čvrstoću svim područjima, za razliku od tradicionalnog ojačanja čeličnim šipkama, gdje je zatezna čvrstoća ograničena smjerom šipki.
Ojačanje čeličnim vlaknima
Čelik pruža najveću konstrukcijsku čvrstoću kod vlaknima armiranog betona.
Dodatkom čeličnih vlakana, betonu je potrebno manje čeličnih šipki za ojačanje.
Vlakna pružaju veću otpornost na udarce i abraziju.
Poboljšana otpornost na odmrzavanje i druge temperaturne karakteristike zgrade.
Smanjuje rizik od pucanja smanjenjem širine pukotina.
Polipropilenska vlakna i najlonska armatura za beton
Omogućava pumpanje betona na velike udaljenosti povećanjem kohezijskih svojstava.
Poboljšava temperaturne karakteristike (npr. otpornost na odmrzavanje).
Povećava duktilnost betona i smanjuje njegovu krhkost.
U slučaju požara, betonske konstrukcije s polipropilenskim i najlonskim vlaknima otporne su na eksplozivno ljuštenje.
Rezultira visokom otpornošću na udarce i otpornost na abraziju.
Koje su primjene vlaknima armiranog betona?
Vrsta FRC-a koja se koristi može varirati ovisno o konkretnom građevinskom projektu. Općenito, većina građevinskih projekata koristi FRC. Na primjer::
Zidovi
Podne obloge
Brane
Piste
Ceste
Betonske cijevi
Mostovi
Podovi skladišta
Šahtovi
Tuneli
Pločnici
Kako nabaviti vlaknima ojačani beton?
Kao što već znate, vlaknima ojačani beton nije samo jedan proizvod. Postoje različiti betoni s različitim tehnikama ojačanja koje rezultiraju specifičnim poboljšanim svojstvima.
Postoje čelična vlakna visoke čvrstoće koja pojačavaju strukturni integritet betonskog razdjelnika. Također, stakleni i sintetički vlaknasti materijali nude umjerenu čvrstoću, ali po nižoj cijeni.
OD Daniela Arkina
Vrijeme objave: 07.04.2023.