Dacă am spune că betonul este cel mai popular și comun material de construcție din lume, nu ar exista niciun argument. Betonul este cel mai utilizat material din lume, al doilea după apă.
Betonul armat cu fibre se numără printre numeroasele inovații dezvoltate pentru a îmbunătăți caracteristicile de rezistență și alte proprietăți ale betonului.
În acest articol, vom examina betonul armat cu fibre, ce este acest beton, diferitele sale tipuri și beneficii și vom afla dacă acest amestec de beton este potrivit pentru dumneavoastră.
Ce este Fibră Beton armat?
Betonul armat cu fibre (FRC) este beton proaspăt armat cu materiale fibroase. De exemplu, fibre lungi de oțel. Această metodă de armare îmbunătățește proprietățile betonului normal.
Multe materiale fibroase diferite sunt utilizate pentru a fabrica betonul armat cu fibre. Acest tip de beton armat a devenit atât de popular încât sunt produse diverse versiuni de beton armat cu fibre în funcție de cerințele aplicației.
Din ce este fabricat betonul armat cu fibre?
Principalele ingrediente ale betonului armat cu fibre sunt:
Ciment hidraulic
Componenta principală a betonului armat cu fibre este cimentul hidraulic, care devine adeziv după reacția cu apa. În mod obișnuit, cimentul Portland este utilizat ca ciment hidraulic în betonul armat cu fibre.
Fibre
Adăugarea de fibre lungi modifică proprietățile betonului proaspăt în funcție de tipul de material fibros utilizat. Există patru categorii de fibre utilizate în general în producerea betonului armat cu fibre. Aceste fibre de beton sunt:
Fibre de oțel
Fibre de sticlă
Fibre sintetice
Fibre naturale
Agregate
Un agregat asigură rezistența de legare în beton, reducând în același timp volumul de ciment necesar. Câteva agregate comune sunt nisipul, piatra concasată și pietrișul.
Scurt istoric al FRC
Fibrele de beton fibrolemnoase (FRC) există de mult timp, dar fibrele betonului au fost îmbunătățite. În vremurile anterioare, când clădirile erau construite din piatră, mortarul acționa ca agent de legătură care le ținea împreună. Mortarul era armat cu păr de cal.
În mod similar, în cazul construcțiilor din cărămizi de lut, paiele au fost principalul material de armare. Când betonul a devenit unul dintre cele mai comune materiale de construcție, fibrele de azbest au fost folosite ca armătură.
Totuși, pe măsură ce deceniile au trecut, oamenii au devenit mai conștienți de riscurile pentru sănătate ale azbestului și de modul în care acesta provoacă cancer. În anii 1960, în loc de azbest, alte fibre, precum oțelul și sticla, au câștigat popularitate.
Care este efectul fibrelor asupra betonului?
Adăugarea de fibre în beton are ca rezultat mai multe efecte. Magnitudinea acestora variază în funcție de fibrele specifice utilizate. Îmbunătățirea capacității portante depinde de diverși factori, cum ar fi numărul de fibre de armare în raport cu volumul total, denumit fracție volumică, și raportul de aspect, obținut prin împărțirea lungimii fibrei la diametrul fibrei în cauză.
Fibrele au, în general, scopul principal de a reduce fisurarea betonului prin îmbunătățirea rezistenței sale la încovoiere. Fisurarea betonului apare din cauza contracției betonului. Contracția betonului poate apărea din mai multe motive, cum ar fi contracția prin uscare și contracția plastică.
De asemenea, fibrele reduc permeabilitatea betonului, eliminând posibilitatea scurgerilor de apă prin structurile de beton.
Care sunt diferitele tipuri de beton armat cu fibre?
Există diverse tipuri de compozite din beton armat cu fibre în aplicații populare. Printre acestea se numără:
Beton armat cu fibre de oțel
Betonul armat cu fibre de oțel este unul dintre cele mai răspândite tipuri de fibre de oțel armate cu fibre de oțel armate. Adăugarea de fibre de oțel armate în beton, chiar și în cantități mici, duce la îmbunătățiri semnificative ale proprietăților betonului.
Betonul armat cu fibre de oțel este utilizat în aplicații cu cerințe de beton greu, cum ar fi poduri, podele, tuneluri, minerit, prefabricate etc.
Există multe tipuri diferite de fibre de oțel utilizate pentru armarea betonului, cum ar fi sârma trasă la rece (Tipul 1), fibrele de tablă de oțel tăiată (Tipul 2), extrasă prin topire (Tipul 3), tăiată la moară (Tipul 4) și sârma trasă la rece modificată (Tipul 5).
Beton armat cu fibre de polipropilenă (PFRC)
PFRC utilizează fibre sintetice numite fibre de polipropilenă, un tip de termoplastic. Există multe beneficii diferite ale adăugării de polipropilenă la beton, pe care le vom discuta în secțiunea următoare.
Polipropilena are multe caracteristici comune cu polietilena, cum ar fi proprietăți îmbunătățite de întărire, rezistență la încovoiere și rezistență mai mare la căldură.
În plus, această fibră are o rezistență ridicată la substanțe chimice precum acizii și solvenții organici și conferă proprietăți similare betonului.
Beton armat cu fibră de sticlă (GFRC)
Un amestec de beton armat cu fibră de sticlă include multe particule mici de sticlă. Cum fac acestea betonul mai rezistent?
Deși un geam mare de sticlă este delicat, fibra de sticlă are o rezistență structurală foarte mare. Pe lângă această rezistență, fibrele sunt un aditiv cu cost redus, ceea ce face ca amestecul final de beton să fie mai ieftin decât alternative precum betonul armat cu fibre de oțel.
Aceleași fibre adăugate plasticului au ca rezultat un material compozit din fibră de sticlă cu proprietăți excelente de rezistență la tracțiune.
Beton armat cu fibre de poliester
Fibrele de poliester pentru beton armat cu fibre sunt disponibile sub formă de microfibre și macrofibre. Fibrele de poliester contribuie la rezistența îmbunătățită la fisurare a acestui tip de beton armat cu fibre.
Betonul armat cu fibre de poliester are o rezistență mai mare și o integritate structurală superioară. Durabilitatea sa sporită face ca acest tip de beton să fie ideal pentru pardoseli industriale, pardoseli pentru depozite, structuri prefabricate, suprapuneri și aplicații comerciale similare.
Beton armat cu fibră de carbon
Ați auzit vreodată de oțelul cu fibră de carbon? Conceptul este similar și pentru betonul armat cu fibră de carbon.
Deși adăugarea fibrei de carbon în beton este un proces mai complex decât adăugarea de ciment sau sticlă, betonul rezultat are o rigiditate și o rezistență ridicate. Cu toate acestea, odată cu o rigiditate ridicată, betonul devine mai fragil (ca oțelul carbon).
Fibră sintetică macro Beton armat
Utilizarea fibrelor macro sintetice în beton a apărut ca o alternativă la armătura metalică. La urma urmei, armătura metalică poate fi un adaos costisitor la beton.
Odată cu utilizarea tot mai frecventă, fibrele macrosintetice au devenit mai mult decât o simplă alternativă. Aceste fibre au numeroase aplicații proprii, în special în structurile susținute de sol.
Armăturile din oțel se pot coroda în zone cu umiditate ridicată, cum ar fi mediile marine, iar fibrele de sticlă prezintă riscul de exfoliere. Fibrele macro sintetice oferă o rezistență ridicată la acești factori, fiind astfel un adaos valoros la betonul din aceste medii.
Beton armat cu fibre naturale
Fibrele naturale provin din plante, animale și minerale naturale. După cum am menționat în secțiunea despre istoria fibrelor fibrolemnoase (FRC), fibrele naturale au fost utilizate în procesul de construcție încă din cele mai vechi timpuri.
Indiferent de locul în care este utilizat betonul, va exista o abundență de fibre naturale prezente. Aceste fibre ajută, de asemenea, la reducerea costurilor de fabricație a betonului fibrolemnesc (FRC).
Printre fibrele naturale se numără bumbacul, paiele, lemnul și cerealele.
Care sunt beneficiile utilizării betonului armat cu fibre
Adăugarea diferitelor fibre în beton are diverse beneficii. Betonul armat cu fibre este clasificat în funcție de fibra adăugată. Beneficiile specifice ale FRC vor depinde de tipul de FRC utilizat.
În general, iată beneficiile asociate cu unele tipuri comune de beton armat cu fibre:
Armare cu fibră de sticlă
Armarea cu fibră de sticlă crește rezistența structurală a betonului fără a crește semnificativ costurile. Sticla este unul dintre cele mai ieftine materiale din fibre.
Acest tip de armare este utilizat pentru a spori aspectul estetic al structurii de beton. Fibrele scurte și discrete pot fi observate în structura de beton după ce se usucă.
Această metodă de armare adaugă rezistență la tracțiune în toate zonele, spre deosebire de armarea tradițională cu bare de oțel, unde rezistența la tracțiune este limitată la direcția barelor.
Armare cu fibre de oțel
Oțelul oferă cea mai mare rezistență structurală în betonul armat cu fibre.
Prin adăugarea de fibre de oțel, betonul necesită mai puține armături cu bare de oțel.
Fibrele produc o rezistență mai mare la impact și abraziuni.
Rezistență îmbunătățită la dezgheț și alte caracteristici de temperatură ale clădirii.
Reduce riscul de fisurare prin reducerea lățimii fisurilor.
Fibre de polipropilenă și armătură de beton din nailon
Oferă capacitatea de pompare a betonului pe distanțe lungi prin creșterea proprietăților de coeziune.
Îmbunătățește caracteristicile de temperatură (de exemplu, rezistența la dezgheț).
Îmbunătățește ductilitatea betonului și reduce natura sa fragilă.
În caz de incendiu, structurile din beton cu fibre de polipropilenă și fibre de nailon sunt rezistente la exfolierea explozivă.
Rezultă într-o rezistență ridicată la impact și la abraziune.
Care sunt aplicațiile betonului armat cu fibre?
Tipul de FRC utilizat poate varia în funcție de proiectul de construcție respectiv. În general, majoritatea proiectelor de inginerie civilă utilizează FRC. De exemplu:
Pereți
Pardoseli
Baraje
Piste de decolare
Drumuri
Țevi de beton
Poduri
Podele de depozitare
Cămine de vizitare
Tuneluri
Pavaje
Cum să obțineți beton armat cu fibre?
După cum știți deja, betonul armat cu fibre nu este doar un produs. Există diverse tipuri de betoane cu tehnici de armare diferite, care au ca rezultat proprietăți specifice îmbunătățite.
Există fibre de oțel de înaltă rezistență care amplifică integritatea structurală a distribuitorului de beton. De asemenea, sticla și materialele fibroase sintetice oferă o rezistență moderată, dar la un cost mai mic.
DE Daniel Arkin
Data publicării: 07 aprilie 2023