Włókna do wykonania betonu ze zbrojeniem rozproszonym

Beton ze zbrojeniem rozproszonym, znany również jako beton włóknisty lub fibrobeton, to materiał kompozytowy, w którym do tradycyjnej mieszanki betonowej dodaje się różnorodne włókna. Celem ich zastosowania jest poprawa wytrzymałości na rozciąganie, zwiększenie odporności na pękanie oraz poprawa twardości i trwałości konstrukcji. Włókna te rozprowadzają naprężenia w całej masie betonu, co zapobiega lokalnemu skoncentrowaniu sił i znacznemu rozwojowi pęknięć.

Fibrobeton, to beton przygotowany z mieszanki betonowej wzbogaconej o włókna polimerowe BISEAL FIBER to materiał służący do wzmocnienia betonu zbrojeniem rozproszonym GFRC. Włókna te wykonane są z polimerów o wysokiej wytrzymałości, takich jak polipropylen czy poliester, co zapewnia im dużą odporność na rozciąganie i zginanie.

Włókna stalowe do betonu

• Charakterystyka: Wykonane ze stali, często ocynkowane lub pokryte polimerem, aby zabezpieczyć je przed korozją.

• Zalety: Wysoka wytrzymałość na rozciąganie, poprawa odporności na rozciąganie post-crak, zwiększenie energii pochłanianej przez konstrukcję.

• Zastosowanie: W betonie stosowanym w elementach narażonych na duże obciążenia dynamiczne, mostach, podłogach przemysłowych oraz elementach o wysokich wymaganiach dotyczących odporności na pękanie.

Włókna syntetyczne

Włókna polipropylenowe, np. BISEAL FIBER

• Charakterystyka: Lekkie, odporne chemicznie, łatwe do równomiernego rozmieszczenia w mieszance betonowej.

• Zalety: Działają głównie na etapie plastycznym betonu, zapobiegając skurczowi i powstawaniu pęknięć kurczowych.

• Zastosowanie: Przeważnie stosowane w betonie do elementów prefabrykowanych, tynkach oraz w betonie, gdzie istotna jest kontrola pęknięć wcześnie, w okresie dojrzewania.

Włókna poliestrowe, polietylowe

• Charakterystyka: Odporne na działanie czynników chemicznych i promieniowanie UV, charakteryzują się dobrą elastycznością.

• Zalety: Mogą poprawić właściwości rozprowadzania naprężeń i zmniejszać ryzyko powstawania mikropęknięć.

• Zastosowanie: Stosowane tam, gdzie wymagane jest poprawienie trwałości powierzchniowej betonu oraz redukcja skurczu.

Włókna szklane

• Charakterystyka: Włókna szklanego do betonu GRC wykonane ze szkła, często z dodatkiem kryształów (np. alkali-odporne włókna szklane) dla zwiększenia odporności na środowisko alkaliczne betonu.

• Zalety: Umiarkowana wytrzymałość mechaniczna, dobre właściwości w zakresie dyspersji naprężeń oraz wzmocnienia struktury betonu przy niewielkim udziale masy.

• Wyzwania: Wymagają modyfikacji powierzchni lub zastosowania domieszek poprawiających kompatybilność z cementowym środowiskiem, aby uniknąć degradacji w środowisku alkalicznym.

• Zastosowanie: Stosowane w cienkowarstwowych posadzkach, w elementach dekoracyjnych czy tam, gdzie potrzebna jest poprawa wykończeniowa i minimalizacja pęknięć.

Włókna basaltowe

• Charakterystyka: Produkowane z bazaltu, naturalnego surowca o bardzo korzystnych właściwościach mechanicznych i chemicznych.

• Zalety: Wysoka odporność na rozciąganie i ścieranie, dobra kompatybilność z betonem, odporność na działanie czynników chemicznych i termicznych.

• Zastosowanie: Idealne do konstrukcji mostowych, fundamentów, a także w budownictwie, gdzie oczekuje się wyższej odporności na ekstremalne warunki eksploatacyjne.

Włókna węglowe

• Charakterystyka: Bardzo wysokiej wytrzymałości, lekkość oraz znakomite właściwości mechaniczne i odporność na zmęczenie materiału.

• Zalety: Zapewniają doskonałe wzmocnienie, szczególnie przy obciążeniach dynamicznych i wyjątkowo krytycznych elementach konstrukcyjnych.

• Wyzwania: Wysoki koszt i trudności w równomiernym rozmieszczaniu w standardowych mieszankach betonowych.

• Zastosowanie: Stosowane głównie w specjalistycznych projektach inżynieryjnych, gdzie wymagane są najwyższe parametry wytrzymałościowe, takich jak wzmacnianie dużych przęseł czy konstrukcji mostów.

Kluczowe aspekty praktyczne

• Dawkowanie i równomierne rozmieszczenie: Niezależnie od rodzaju włókien, istotne jest dobranie odpowiedniej dawki (zwykle wyrażanej jako procent masy cementu lub całej mieszanki) i ich równomierne rozmieszczenie, by zapewnić optymalny efekt wzmacniający.

• Wpływ na właściwości betonu: Włókna poprawiają odporność na rozwój mikro-pęknięć, zwiększają młodość, elastyczność oraz zdolność do pochłaniania energii, co przekłada się na lepsze zachowanie konstrukcji po przekroczeniu granicy sprężystości.

• Zastosowanie komplementarne: Beton ze zbrojeniem rozproszonym często łączy się z tradycyjnym zbrojeniem stalowym, co umożliwia uzyskanie synergii – tradycyjne pręty odpowiadają za główne przenoszenie obciążeń, natomiast włókna działają na ograniczenie powstawania i rozprzestrzeniania się pęknięć.

Wybór odpowiednich włókien do wykonania betonu ze zbrojeniem rozproszonym zależy od specyfiki projektu, wymaganej wytrzymałości, warunków środowiskowych oraz budżetu. Każdy z wymienionych typów – od stalowych, syntetycznych, szklanych, basaltowych, aż po węglowe – oferuje unikalne właściwości, które po odpowiednim doborze i równomiernym rozprowadzeniu w mieszance betonowej przyczyniają się do podniesienia trwałości, odporności na pęknięcia i ogólnej wydajności konstrukcji.

Włókna polimerowe BISEAL FIBER znajdują zastosowanie w budownictwie drogowym, przemysłowym i mieszkaniowym, w konstrukcjach żelbetowych, a także w betonowych podłogach i posadzkach przemysłowych.

Dodatek włókna szklanego do betonu GRC pozwala na zastosowanie betonu zbrojonego włókami szklanymi w produkcji elewacji, prefabrykatów, dekoracyjnych elementów architektonicznych, a także w specjalistycznych systemach budowlanych, takich jak wzmocnione wylewki czy posadzki w systemach ogrzewania podłogowego.