Jei sakytume, kad betonas yra populiariausia ir labiausiai paplitusi statybinė medžiaga pasaulyje, nebūtų jokių ginčų. Betonas yra labiausiai naudojama medžiaga pasaulyje, antra tik po vandens.
Pluoštu armuotas betonas yra viena iš daugelio inovacijų, sukurtų siekiant pagerinti betono stiprumo charakteristikas ir kitas savybes.
Šiame straipsnyje nagrinėsime pluoštu armuotą betoną, kas tai yra, kokie jo tipai ir privalumai, ir išsiaiškinsime, ar šis betono mišinys jums tinka.
Kas yra Pluoštas Gelžbetonis?
Pluoštiniu būdu armuotas betonas (PLB) yra šviežias betonas, armuotas pluoštinėmis medžiagomis. Pavyzdžiui, ilgais plieno pluoštais. Šis armavimo būdas pagerina įprasto betono savybes.
Pluoštiniu betonu dengtam betonui gaminti naudojama daug įvairių pluoštinių medžiagų. Šis gelžbetonis tapo toks populiarus, kad, atsižvelgiant į naudojimo reikalavimus, gaminami įvairūs pluoštu armuoto betono variantai.
Iš ko pagamintas pluoštu armuotas betonas?
Pagrindinės pluoštu armuoto betono sudedamosios dalys yra:
Hidraulinis cementas
Pagrindinis pluoštu armuoto betono komponentas yra hidraulinis cementas, kuris, reaguodamas su vandeniu, tampa klijuojantis. Dažniausiai kaip hidraulinis cementas pluoštu armuotame betone naudojamas portlandcementis.
Pluoštai
Ilgų pluoštų pridėjimas keičia šviežio betono savybes, priklausomai nuo naudojamos pluoštinės medžiagos rūšies. Gaminant pluoštu armuotą betoną, paprastai naudojami keturi pluoštų tipai. Šie betono pluoštai yra:
Plieno pluoštai
Stiklo pluoštai
Sintetiniai pluoštai
Natūralūs pluoštai
Agregatai
Užpildas suteikia betonui rišamąjį stiprumą ir tuo pačiu sumažina reikalingo cemento kiekį. Kai kurie įprasti užpildai yra smėlis, skalda ir žvyras.
Trumpa FRC istorija
FRC egzistuoja jau seniai, tačiau betono pluoštai buvo patobulinti. Ankstesniais laikais, kai pastatai buvo statomi iš akmenų, skiedinys tarnavo kaip juos jungianti medžiaga. Skiedinys buvo sutvirtinamas arklio ašutais.
Panašiai ir molio plytų konstrukcijose šiaudai buvo pagrindinė armatūros medžiaga. Kai betonas tapo viena iš labiausiai paplitusių statybinių medžiagų, kaip armatūra buvo naudojami asbesto pluoštai.
Tačiau dešimtmečiams bėgant, žmonės labiau suvokė asbesto keliamą pavojų sveikatai ir kaip jis sukelia vėžį. Septintajame dešimtmetyje vietoj asbesto išpopuliarėjo kiti pluoštai, tokie kaip plienas ir stiklas.
Koks yra pluošto poveikis betonui?
Pluoštų pridėjimas prie betono sukelia keletą efektų. Šių efektų mastas priklauso nuo naudojamų konkrečių pluoštų. Laikančiosios galios pagerėjimas priklauso nuo įvairių veiksnių, tokių kaip armatūrinių pluoštų skaičius, palyginti su bendru tūriu, vadinamas tūrio dalimi, ir kraštinių santykis, gaunamas pluošto ilgį padalijus iš atitinkamo pluošto skersmens.
Pluoštai paprastai atlieka pagrindinę betono įtrūkimų mažinimo funkciją, pagerindami jo lenkimo stiprumą. Betono įtrūkimai atsiranda dėl betono susitraukimo. Betono susitraukimas gali įvykti dėl daugelio priežasčių, pavyzdžiui, džiūvimo susitraukimo ir plastinio susitraukimo.
Be to, pluoštai sumažina betono pralaidumą, pašalindami vandens nutekėjimo per betonines konstrukcijas galimybę.
Kokie yra skirtingi pluoštu armuoto betono tipai?
Populiariose srityse yra įvairių tipų pluoštu armuoto betono kompozitų. Kai kurie iš jų:
Plieno pluoštu armuotas betonas
Plieno pluoštu armuotas betonas yra vienas iš labiausiai paplitusių armatūrinio betono tipų. Armatūrinio pluošto pridėjimas prie betono, net ir nedideliais kiekiais, žymiai pagerina betono savybes.
Plieno pluoštu armuotas betonas naudojamas ten, kur keliami didelio našumo betono reikalavimai, pavyzdžiui, tiltams, perdangoms, tuneliams, kasybai, surenkamiesiems betonams ir kt.
Betonui armuoti naudojama daug įvairių rūšių plieno pluoštų, tokių kaip šaltai tempta viela (1 tipas), pjaustyti lakštinio plieno pluoštai (2 tipas), išlydyto ekstrahavimo būdu gauti pluoštai (3 tipas), frezuoti pluoštai (4 tipas) ir modifikuota šaltai tempta viela (5 tipas).
Polipropileno pluoštu armuotas betonas (PFRC)
PFRC naudoja sintetinius pluoštus, vadinamus polipropileno pluoštais, kurie yra termoplasto rūšis. Polipropileno pridėjimas prie betono turi daug įvairių privalumų, kuriuos aptarsime kitame skyriuje.
Polipropilenas turi daug bendrų savybių su polietilenu, pagerindamas sukietėjimo savybes, lenkimo stiprumą ir didesnį atsparumą karščiui.
Be to, šis pluoštas yra labai atsparus cheminėms medžiagoms, tokioms kaip rūgštys ir organiniai tirpikliai, ir suteikia panašias savybes kaip ir betonas.
Stiklo pluoštu armuotas betonas (GFRC)
Stiklo pluoštu armuotame betono mišinyje yra daug mažų stiklo dalelių. Kaip jos sustiprina betoną?
Nors didelė stiklo plokštė yra trapi, stiklo pluoštas pasižymi labai dideliu konstrukciniu stiprumu. Be šio stiprumo, pluoštas yra nebrangus priedas, todėl galutinis betono mišinys yra pigesnis nei alternatyvos, tokios kaip plieno pluoštu armuotas betonas.
Tie patys pluoštai, pridėti prie plastiko, sukuria stiklo pluošto kompozicinę medžiagą, pasižyminčią puikiomis tempiamojo stiprumo savybėmis.
Poliesterio pluoštu armuotas betonas
Pluoštu armuotam betonui skirti poliesterio pluoštai būna mikropluošto ir makro pluošto pavidalo. Poliesterio pluoštai pagerina šio tipo pluoštu armuoto betono atsparumą įtrūkimams.
Poliesterio pluoštu armuotas betonas pasižymi didesniu tvirtumu ir konstrukciniu vientisumu. Dėl padidinto patvarumo šio tipo betonas idealiai tinka pramoninėms grindims, sandėlių grindims, surenkamoms konstrukcijoms, perdengimams ir panašioms komercinėms reikmėms.
Anglies pluoštu armuotas betonas
Ar kada nors girdėjote apie anglies pluošto plieną? Panaši koncepcija taikoma ir anglies pluoštu armuotam betonui.
Nors anglies pluošto pridėjimas prie betono yra sudėtingesnis procesas nei cemento ar stiklo pridėjimas, gautas betonas pasižymi dideliu standumu ir stiprumu. Tačiau dėl didelio standumo betonas tampa trapesnis (kaip anglinis plienas).
Makro sintetinis pluoštas Gelžbetonis
Makrosintetinių pluoštų naudojimas betone atsirado kaip alternatyva plieninei armatūrai. Juk plieninė armatūra gali būti brangus betono priedas.
Augant naudojimui, makro sintetiniai pluoštai tapo daugiau nei tik alternatyva. Šie pluoštai turi daug pritaikymo sričių, ypač ant žemės laikomose konstrukcijose.
Plieninė armatūra gali koroduoti didelės drėgmės vietose, pavyzdžiui, jūrinėje aplinkoje, o stiklo pluoštai gali skilinėti. Makrosintetiniai pluoštai yra labai atsparūs šiems veiksniams, todėl yra vertingas betono priedas tokiose aplinkose.
Natūralaus pluošto armuotas betonas
Natūralūs pluoštai gaunami iš augalų, gyvūnų ir natūralių mineralų. Kaip minėjome skyriuje apie FRC istoriją, natūralūs pluoštai statybos procese naudojami nuo seniausių laikų.
Nesvarbu, kur naudojamas betonas, jame gausu natūralių pluoštų. Šie pluoštai taip pat padeda sumažinti FRC gamybos sąnaudas.
Kai kurie natūralūs pluoštai yra medvilnė, šiaudai, mediena ir grūdai.
Kokie yra pluoštu armuoto betono naudojimo pranašumai
Į betoną įterpiant skirtingus pluoštus gaunama įvairių privalumų. Pluoštu armuotas betonas klasifikuojamas pagal pridėtą pluoštą. Konkreti FRC nauda priklausys nuo naudojamo FRC tipo.
Apskritai, čia pateikiami privalumai, susiję su kai kuriais įprastais pluoštu armuoto betono tipais:
Stiklo pluošto armatūra
Stiklo pluošto armatūra padidina betono konstrukcinį stiprumą žymiai nepadidindama kainos. Stiklas yra viena pigiausių pluošto medžiagų.
Šis armatūros tipas naudojamas betono konstrukcijos estetiniam patrauklumui pagerinti. Trumpi atskiri pluoštai matomi betono konstrukcijoje jai išdžiūvus.
Šis armavimo metodas padidina tempiamąjį stiprumą visose srityse, skirtingai nei tradicinis armatūros metodas, naudojant plieninius strypus, kur tempiamasis stipris apsiriboja strypų kryptimi.
Plieno pluošto armatūra
Plienas suteikia didžiausią konstrukcinį stiprumą pluoštu armuotame betone.
Pridėjus plieno pluošto, betonui reikia mažiau plieninių armatūros strypų.
Pluoštai užtikrina didesnį atsparumą smūgiams ir dilimui.
Pagerintas pastato atsparumas atšildymui ir kitos temperatūros charakteristikos.
Sumažina įtrūkimų riziką, sumažindama jų plotį.
Polipropileno pluoštai ir nailono betono armatūra
Suteikia galimybę pumpuoti betoną dideliais atstumais, padidinant sanglaudos savybes.
Pagerina temperatūros charakteristikas (pvz., atsparumą atšildymui).
Padidina betono plastiškumą ir sumažina jo trapumą.
Gaisro atveju betoninės konstrukcijos su polipropileno ir nailono pluoštais yra atsparios sprogstamam atšokimui.
Užtikrina didelį atsparumą smūgiams ir dilimui.
Kokios yra pluoštu armuoto betono panaudojimo sritys?
Naudojamo FRC tipas gali skirtis priklausomai nuo konkretaus statybos projekto. Apskritai, FRC naudojamas daugumoje civilinės inžinerijos projektų. Pavyzdžiui:
Sienos
Grindys
Užtvankos
Kilimo ir tūpimo takai
Keliai
Betoniniai vamzdžiai
Tiltai
Sandėlio grindys
Šuliniai
Tuneliai
Šaligatviai
Kaip gauti pluoštu armuoto betono?
Kaip jau žinote, pluoštu armuotas betonas nėra tik vienas produktas. Yra įvairių betonų su skirtingais armavimo būdais, dėl kurių pasiekiamos specifinės pagerintos savybės.
Yra didelio stiprumo plieno pluoštų, kurie sustiprina betono kolektoriaus konstrukcinį vientisumą. Be to, stiklo ir sintetinės pluoštinės medžiagos pasižymi vidutiniu stiprumu, bet yra pigesnės.
Danielis Arkinas
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 7 d.