Betono mišinius gaminančios bendrovės, betoninių statybos dalių gamintojai ir, žinoma, patys betonuotojai paprastai armavimui naudoja metalinę fibrą arba armatūrą. Tačiau artimiausiu metu situacija turėtų pasikeisti - betonuoti galima efektyviau ir pigiau. Betono armavimas - tūkstantmečius gyvuojanti statybos technologija. Vis tik betono armavimas evoliucionuoja toliau - ieškoma tvirtesnių, lengvesnių ir pigesnių medžiagų ir sprendimų.
Atrasta, jog į jį galima įmaišyti ir fibros - nedidelių polipropileno juostelių bei dalelių. Metalinė armatūra esant tam tikroms sąlygoms betone gali pradėti rūdyti ir taip susilpninti konstrukcijas. Tuo metu polipropilenas nėra veikiamas aplinkos veiksnių. Dar daugiau: polipropileno fibrų viename kilograme yra apie 7 kartus daugiau, nei metalinių, todėl polipropileno mišinyje reikia mažiau. Pavyzdžiui, 20-25 kg/m³ metalinės fibros galima pakeisti 3-5 kg/m³ polipropileno fibros.
Polipropileno fibros yra paprastai dviejų rūšių - fibra armavimui ir mikrofibra. Speciali armavimo makro fibra yra sukurta pagal metalinės fibros pavyzdį, todėl daugeliu atvejų gali pakeisti armatūrą. Jos privalumai: lengvumas ir tvirtumas. Naudojant makro fibrą metalinės armatūros apskritai nebereikia. Visa paslaptis - plastiko „šiaudelių“ išsidėstyme. Ši fibra betone pasiskirsto tolygiai, sudarydama 3D tinklą betono masėje. Būtent tai betonui suteikia tvirtumo ir atsparumo išoriniams veiksniams.
Naudoti betono gaminius, armuotus polipropileno fibra galima daugelyje sričių: lauko aikštelėse, parkavimo aikštelėse, krovinių krovos aikštėse (tiek logistikos centruose, tiek jūrų, tiek oro uostuose), lėktuvų angaruose ir stovėjimo aikštelėse bei kitose vietose, kur reikalingas itin tvirtas ir stabilus pagrindas. Taip pat galima gaminti tam tikrus betono gaminius - kolonas, blokus, atramines sienas, netgi blokelius takeliams.
Mikro fibra nuo makro fibros skiriasi tuo, kad plastiko plaušeliai šiuo atveju yra kur kas mažesni. Galimi plaušelių ilgiai - 3 mm, 6 mm, 12 mm ir 18 mm. Vis tik technologija išlieka ta pati: plaušeliai betono masėje paskirstomi tolygiai, todėl jis sustiprinamas visas, ne atskiros jo dalys. Pagrindiniai mikro fibros privalumai yra du. Pirmasis - ji sumažina galimybes betonui trūkinėti tiek pirminėje stingimo stadijoje, tiek transportuojant paruoštus gaminius. Taip sumažinama nuostolių tikimybė bei gaunamas kietesnis, tvirtesnis betonas. Taip pat jis tampa atsparus ne tik karščiui, bet ir kitokiam išorės poveikiui - šalčiui, drėgmei, vandeniui, druskoms ir kitoms cheminėms medžiagoms.
Toks betonas gali būti naudojamas statant kelius, požeminius objektus, sandėlius, stovėjimo aikšteles, tiltus, grindis ir ten, kur reikalingas liejamas ar net purškiamas betonas. Objektuose, kur didelė gaisro rizika, tinka dar vienas produktas - polipropileno pluoštas. Ne kartą esame stebėję apgriuvusio pastato liekanas žiniasklaidos spausdinamose nuotraukose po stambesnių gaisrų. Tačiau degant betonui, kuriame yra mažų polipropileno plaušelių, šie ištirpsta ir paviršiuje sudaro nedidelius kanalus, kurie neleidžia medžiagos viduje kauptis drėgmei bei spaudimui. Taip konstrukcija apsaugoma nuo skilinėjimo ir sproginėjimo.
Nors kartais ką nors palyginame, jog yra „kietas kaip betonas”, betonas yra trapi medžiaga. Jis atsparus didelėms gniuždymo jėgoms, bet turi nedidelį stiprį tempiant. Lietuvos klimatas nėra palankus betono dangoms ir konstrukcijoms, ypač jų išorinių paviršių ilgaamžiškumui. Esame drėgno klimato zonoje, pajūryje drėgnas klimatas vyrauja pastoviai. Kalbant apie lauke eksploatuojamo betono dangas - betoną aikšteles, laiptus, kelius, takus, juos dar intensyviau veikia ne tik apkrovos, fizikiniai veiksniai, bet ir techninė druska, kuri sukelia betono bei armatūros koroziją.
Pagal LST EN 206-1 standartą „Betonas. 1 dalis. Pagal šias aplinkos poveikių klases yra teikiamos betono sudėčių parinkimo rekomendacijos, kuriose nurodoma didžiausias vandens - cemento santykis, mažiausia betono stiprio klasė, mažiausias cemento kiekis kg/kub. m betono, mažiausias oro kiekis procentais ir kai kurie kiti reikalavimai. Pavyzdžiui, vertikalūs betono paviršiai veikiami lietaus ir šalčio bei priskiriami XF1 aplinkos poveikio klasei, turi būti pagaminti iš C30/37 klasės betono, kuriame mažiausias cemento kiekis 300 kg/kub. Betono mechaninės savybės, tokios kaip plastiškumas ir kietumas, gerinamos betoną armuojant - armavimo tinklais arba plaušu. Armuojantis plaušas betono gamyboje reikalingas tam, sumažintų susitraukimo deformacijas ir neleistų trapiam betonui irti. Dažniausiai naudojamas plieninės vielos plaušas, rečiau - kompozitiniai stiklo, bazalto, anglies plaušai. Taip pat kaip viena tinkamiausių betono armavimo medžiagų užsirekomendavo sintetinė medžiaga polipropilenas.
Polipropilenas - plastiko rūšis, susintetintas polimeras, naudojamas daugelyje sričių. Tai standus ir chemiškai atsparus plastikas, iš kurio gaminamos pakavimo medžiagos, vandens valymo įrenginių talpos, automobilių detalės ir daugybė kitų daiktų. „Polipropilenas kaip armavimo medžiaga labiausiai tinka armuoti tokiam betonui, kuris turi atlaikyti apkrovas ir patiria ardomąjį drėgmės bei cheminį poveikį. Netinka ten, kur reikalingas didelis tempiamasis stipris, pavyzdžiui, kur betonas ankeruojamas”, - teigia Andrius Karpauskas, UAB „InFatis”, valdančios prekės ženklą PP Baltic, vadovas. Įmonė yra oficialus Belgijos polipropileno fibros ir plaušo gamintojo ADFIL atstovas Baltijos šalyse. PP Baltic teikia sprendinius betono armavimui, naudojant polipropileno fibrą ir plaušą. Pavienė fibros medžiaga yra polipropilenas su priedais, fibros forma - stora strypelis ar plaušas, su specialiai paruoštu paviršiumi, kad geriau įsitrintų betono masėje.
Polipropileno fibra yra sukurta pagal metalinio plaušo analogiją, dėl lengvumo betone pasiskirsto tolygiai ir sudaro 3D tinklą. Pagal formą ir dydį skiriama makro ir mikro fibra. Makrofibros strypelių ilgis gali siekti 50 mm, o mikrofibros plaušelių ilgis - nuo 3 iki 19 mm. Mikrofibros plaušeliai irgi padengti specialia medžiaga, kuri padeda plaušeliams atsiskirti, kai jie patenka į šlapią betono mišinį. Polipropileno plaušo mikrofibra Crackstop - aukštos kokybės sintetinis mikro plaušas. Išvaizda primena sintetines plunksnas, tačiau veikimo galia didžiulė: į 1 kub. m betono.
Durus EasyFinish fibra ir Crackstop plaušas atlieka skirtingas, bet komplementarias funkcijas. Makrofibra Durus EasyFinish pritaikyta betonui, kurio baigiamajame sluoksnyje naudojami pabarstai - grindims, aikštelėms, tiek lauke tiek viduje armuoti; tinka grindų ar paviršių konstrukcijoms, kur reikalingas cheminėmis medžiagomis atsparus betonas. Mikroįtrūkimų prevencijai naudojamas mikro plaušas Crackstop, kuris pirminėje betono kietėjimo stadijoje neleidžia susidaryti plyšiams, geriau apsaugomas betono paviršius, taip pat betonas mažiau reaguoja į užšalimo ir atitirpimo ciklus. Pagrindinis Crackstop pranašumas - plaušelių smulkumas ir mažas skersmuo (22 µm).
Polipropileno fibros reikia daug mažiau nei plieno armatūros: su 1 t plieninių fibrų galima suarmuoti 40 kub. metrų betono, o su 1 t polipropileno fibrų - net 333 kub.m betono. Lyginant su plienine armatūra polipropileno gamyboje į atmosferą išmetama daug mažiau CO2, todėl pastatai, kuriuose naudojamas polipropileno fibra Durus armuotas betonas, nesunkiai gali pretenduoti į tvarių žaliųjų pastatų grupę. Danijos technologijų universiteto kartu su inžinerinių kompanijų COWI ir Ramboll inžinieriais atlikti tyrimai parodė, kad tam pačiam kiekiui betono suarmuoti, naudojant polipropileno fibrą Durus EasyFinish, į aplinką išmetama 60-90 proc. mažiau CO2 nei renkantis plieninę armatūrą.
„Šis dokumentas individualiai įvertina kiekvieną projektą. Žinodami, kiek buvo numatyta naudoti armatūros tinklų, ir kiek buvo panaudota polipropileno fibrų vietoj jų, galime tiksliai suskaičiuoti, kiek sutaupoma kiekvienu atveju“, - sako A. Bene didžiausias polipropileno fibrų privalumas - geras atsparumas aplinkos poveikiui. Tradicinės betono armavimo medžiagos yra linkusios koroduoti. Neretai lauke laikomi armatūros tinklai rūdyti pradeda dar net nepanaudoti. Nevalomos rūdys ir progresuojanti korozija vėliau ima plėšyti betoną iš vidaus. „Armuojant polipropileno fibra, korozijos rizikos visiškai išvengiama. Šis sprendinys greitina statybą ir apie 30 proc. ją atpigina“, - akcentuoja A.
Skandinavų pavyzdys rodo, kad šis armavimo būdas puikiai tinka net pamatus iš dalies armuoti. Pasak A. Penkero, per Baltijos šalis veikianti bendrovė „PP Baltic“ siūlo ne tik kokybiškus produktus - polipropileno fibrą betonui armuoti, „DURUS® EasyFinish“ ir polipropileno plaušą prevencijai nuo mikroįtrūkimų pirminėje betono stingimo stadijoje, „Crackstop®“, - bet ir tvarius betonavimo sprendimus, kurie taupo laiką, lėšas, ženkliai mažina atmosferos poveikį ir žalą aplinkai.
- Nurodykite objekto paskirtį, apkrovas ir eksploatacijos sąlygas: projektiniai parametrai lemia betono klasę, armavimą ir fibrų kiekį.
- Apskaičiuokite reikalingą fibrų kiekį: 1 t polipropileno fibrų palyginti su 1 t plieninės armatūros atitinkamu kiekiu.
- Pasirinkite tinkamą fibrą arba plaušą: Durus EasyFinish arba Crackstop, ar jų derinys pagal tikslų tikslą.
Projektuotojams parengiama išsami informacija apie betono sudėtį. Pavyzdžiui, naudojamas Superplastiklis STACHEMENT SP33 - 0,7% arba 0,700 kg 100 kg cemento, kas užtikrina tinkamą slankumą S4 ir konsistencijos išlaikymą 90 min. Be to, betono priežiūros priemonė PENECO Extra - 0,2 l/m² išpurkšta ant šviežio betono po paskutinio užtrynimo. Tokios priemonės stiprina paviršiaus tankumą ir atsparumą druskoms bei cheminėms medžiagoms.
Betonas yra trapi medžiaga. Armavimas ir plaušai suteikia plokštėms atsparumą trūkiams ir išlaiko vientisumą net ir įtemptiems laikotarpiams. Polipropileno fibros leidžia sumažinti korozijos riziką, sutrumpinti statybos laiką ir sumažinti kainą, todėl šie sprendimai vis dažniau taikomi lauko aikštelėse, požeminėse erdvėse, takeliuose ir kitose vietose, kur būtinas atsparus atmosferos poveikiui betonas.
Iki 100 metų eksploatavimo laikotarpiu polipropileno pluoštas demonstravo tolimesnį atsparumo išlikimą bei nestiprų tempimo stiprio sumažėjimą; EN ISO 13438 bandymai rodo, kad fibros tempimo stipris mažėtų minimaliai, o tinkamai parinkti pluoštai užtikrintų betono ilgaamžiškumą.