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 ćemo članku ispitati vlaknima ojačani beton, što je to beton, njegove različite vrste i prednosti te saznati je li ova betonska mješavina prava za vas.
Što je Vlakno Armirani beton?
Vlaknasto ojačani beton (FRC) je svježi beton ojačan vlaknastim materijalima. Na primjer, dugim čeličnim vlaknima. Ova metoda ojačanja poboljšava svojstva normalnog betona.
Za izradu vlaknima ojačanog betona koriste se mnogi različiti vlaknasti materijali. Ova vrsta armiranog betona postala je toliko popularna da se različite verzije vlaknima ojačanog betona proizvode na temelju zahtjeva primjene.
Od čega se izrađuje vlaknima ojačani beton?
Glavni sastojci vlaknima ojačanog betona su:
Hidraulički cement
Glavna komponenta vlaknima ojačanog betona je hidraulički cement, koji postaje ljepljiv nakon reakcije s vodom. Portland cement se obično koristi kao hidraulički cement u vlaknima ojačanom betonu.
Vlakna
Dodavanje dugih vlakana mijenja svojstva svježeg betona na temelju vrste korištenog vlaknastog materijala. Postoje četiri kategorije vlakana koja se općenito koriste u proizvodnji vlaknima ojačanog betona. Ta 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 povijest FRC-a
FRC postoji već dugo, ali betonska vlakna su poboljšana. U ranijim vremenima, kada su se zgrade gradile od kamena, mort je djelovao kao vezivno sredstvo koje ih je držalo zajedno. Mort je bio ojačan 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 prolazila, ljudi su postajali svjesniji zdravstvenih rizika azbesta i kako on uzrokuje rak. Tijekom 1960-ih, umjesto azbesta, popularnost su stekla druga vlakna poput čelika i stakla.
Kakav je utjecaj vlakana na beton?
Dodavanje vlakana betonu rezultira nekoliko učinaka. Veličina tih učinaka varira ovisno o specifičnim korištenim vlaknima. Poboljšanje nosivosti ovisi o raznim čimbenicima, kao što su broj armaturnih vlakana u odnosu na ukupni volumen, nazvan volumni udio, i omjer stranica, dobiven dijeljenjem duljine vlakana s promjerom dotičnog vlakna.
Vlakna općenito služe primarnoj svrsi smanjenja pukotina 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. Neki od njih uključuju:
Beton ojačan čeličnim vlaknima
Beton ojačan čeličnim vlaknima jedna je od najraširenijih vrsta FRC-a. Dodavanje armaturnih čeličnih vlakana betonu, čak i u malim količinama, dovodi do značajnih poboljšanja svojstava betona.
Beton ojačan čeličnim vlaknima koristi se u primjenama s teškim zahtjevima za 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 taljenjem (tip 3), rezane čelične vlakna (tip 4) i modificirana hladno vučena žica (tip 5).
Polipropilenski vlaknima ojačani beton (PFRC)
PFRC koristi sintetička vlakna nazvana polipropilenska vlakna, vrstu termoplastike. Postoje mnoge različite prednosti dodavanja polipropilena betonu, o kojima ćemo raspravljati u sljedećem odjeljku.
Polipropilen dijeli mnoge karakteristike s polietilenom, s poboljšanim svojstvima otvrdnjavanja, čvrstoćom na savijanje i većom otpornošću na toplinu.
Osim toga, ova vlakna imaju visoku otpornost na kemikalije poput kiselina i organskih otapala, te im daju slična svojstva betonu.
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. Osim te čvrstoće, vlakna su jeftin dodatak, što konačnu betonsku smjesu čini jeftinijom 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 vlaknima ojačani beton dostupna su kao mikrovlakna i makrovlakna. 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 trajnost čini ovu vrstu betona idealnom za industrijske podove, skladišne podove, montažne konstrukcije, prekrivajuće slojeve i slične komercijalne primjene.
Beton ojačan karbonskim vlaknima
Jeste li ikada čuli za čelik s ugljičnim vlaknima? Koncept je sličan za beton ojačan ugljičnim vlaknima.
Iako je dodavanje ugljičnih vlakana betonu složeniji proces od dodavanja cementa ili stakla, dobiveni beton ima visoku krutost i čvrstoću. Međutim, s visokom krutošću beton postaje krhkiji (poput ugljičnog čelika).
Makro sintetička vlakna Armirani beton
Korištenje makro sintetičkih vlakana u betonu nastala je kao alternativa čeličnoj armaturi. Uostalom, čelična armatura može biti skup dodatak betonu.
S rastućom upotrebom, makro sintetička vlakna postala su više od puke alternative. Ova vlakna imaju mnogo vlastitih primjena, posebno u konstrukcijama koje se oslanjaju na tlo.
Čelična armatura može korodirati u područjima s visokom vlagom, poput morskog okruženja, a staklena vlakna pate od rizika od ljuštenja. Makro sintetička vlakna nude visoku otpornost na te čimbenike, pa su vrijedan dodatak betonu u tim okruženjima.
Prirodni vlaknima ojačani beton
Prirodna vlakna potječu od biljaka, životinja i prirodnih minerala. Kao što smo spomenuli u odjeljku o povijesti FRC-a, prirodna vlakna se koriste u građevinskom procesu od davnina.
Bez obzira gdje se beton koristi, bit će prisutno obilje prirodnih vlakana. Ta 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. Vlaknima ojačani beton klasificira se na temelju dodanih vlakana. Specifične prednosti FRC-a ovisit će o vrsti korištenog FRC-a.
Općenito, evo prednosti povezanih s nekim uobičajenim vrstama vlaknima ojačanog betona:
Ojačanje staklenim vlaknima
Armatura od staklenih vlakana 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 betonskoj strukturi nakon što se osuši.
Ova metoda ojačanja dodaje vlačnu čvrstoću svim područjima, za razliku od tradicionalnog ojačanja čeličnim šipkama, gdje je vlačna čvrstoća ograničena smjerom šipki.
Ojačanje čeličnim vlaknima
Čelik pruža najveću konstrukcijsku čvrstoću u vlaknima armiranom betonu.
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
Omogućuje 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 vlaknima i najlonskim vlaknima otporne su na eksplozivno ljuštenje.
Rezultira visokom otpornošću na udarce i otpornost na habanje.
Koje su primjene vlaknima ojačanog betona?
Vrsta korištenog FRC-a može varirati ovisno o određenom građevinskom projektu. Općenito, većina građevinskih projekata koristi FRC. Na primjer:
Zidovi
Podovi
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 što rezultira 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.