Skandinavijos šalių, Jungtinės Karalystės patirtis rodo, kad daugeliu atvejų galima visiškai arba dalinai pakeisti plačiai naudojamus armatūros tinklus į polipropileno fibra armuotą betoną statant tunelius ir požemines perėjas. Betoninius lubų, sienų ir grindų elementus nuolat veikia labai agresyvūs aplinkos faktoriai - drėgmė, skersvėjai. Jie yra visąlaik veikiami temperatūrų svyravimų ir tai turi poveikį betonui. Plieninė fibra ir armatūros tinklai gali būti žalojami korozijos - taip betono gaminys praranda dalį savybių ir susilpnina konstrukcijas.
Polipropileno fibra atspari šalčiui, drėgmei, vandeniui, druskoms bei cheminėms medžiagoms. Polipropileno fibra taupo brangų laiką ir pinigus, nes nebereikia kloti armatūros tinklų prieš betonavimo darbus. Polipropileno fibra DURUS® skirta betonui armuoti. Dažniausiai naudojama 2-4 kg/m³ betono. Polipropileno plaušas IGNIS® skirtas pasyviai priešgaisrinei apsaugai. Kilus gaisrui, polipropileno plaušeliai ištirpsta, betone atsiranda mikrokanalų, per kuriuos iš betono pašalinama drėgmė ir susidariusių garų slėgis, taip išvengiama betono sproginėjimo. „PP Baltic“ siūlo ne tik armatūros tinklų ir metalinės fibros alternatyvas, bet ir teikia papildomas paslaugas: konsultuoja projekto rengimo klausimais, atlieka projekto dalies skaičiavimus, kai numatoma naudoti polipropileno fibrą.
Betonas, kaip statybinė medžiaga, turi atlaikyti didelius krūvius, neskilinėti, nelinkti, nesideformuoti bei būti atsparus išorės poveikiui. 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.
Statybininkai nuolat klausia, kodėl jie turėtų įprastą armavimą metalu keisti į kažkokį naujovišką polipropileną, apie kurį nėra girdėję. 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 polipropilenu galima daugelyje sričių: lauko aikštelėse, parkavimo aikštelėse, krovinių krovos aikštėse (tiek logistikos centruose, tiek jūrų, tiek oro uostuose), lėktuvų angaruose ir stovėjimo aikštėse 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 fibraMikro 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 tikimė, 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 aikštes, tiltus, grindis ir ten, kur reikalingas liejamas ar net purškiamas betonas.
Specializuotos polipropileno fibros rūšys ir jų taikymas
Specializuotos polipropileno fibros: Monofilament - mikro pluoštas, pagamintas iš aukšto tankio 100 % polipropileno. Skirta betono mikroarmavimui. Crackstop M - sintetinis mikropluoštas, skirtas betono armavimui. Atspari rūgštims, šarmams ir druskoms. Crackstop F - aukštos kokybės mikropluoštas, suteikiantis betonui tvirtumo ir lankstumo. Ignis fibra - ugniai atspari mikrosintetinė fibra, skirta betono armavimui. Padidina atsparumą aukštai temperatūrai (gaisro atveju), smūgiams ir trūkinėjimui. "High Grade" - patobulintas, fibriliuotas aukštos kokybės sintetinis pluoštas (fibra), supintas į atskiras gijas ir naudojamas konstrukciniam betono armavimui. Itin šiurkštus plaušelių paviršius užtikrina veiksmingą užsiankeravimą betono cementinėje tešloje ir garantuoja greitą trimatį pasiskirstymą joje maišymo metu. "High Grade" betone veikia kaip konstrukcinio armavimo elementas, padidindamas betono atsparumą dinaminiams smūgiams. "High Grade" užkerta kelią betono tešlos paviršiaus nusėdimui, tolimesniam betono mišinio suslūgimui esant plastiškame būvyje. "High Grade" padaro betoninius paviršius žymiai atsparesnius užteršto cheminiais tirpalais vandens agresyviai erozijai.
"High Grade" naudojamas daugelyje betonavimo sričių: surenkamo g/ž gamybai; pumpuojamo ir torkretuojamo betono technologijose; tiltų ir betoninių monolitinių karkasų statyboje; grindų plokščių ir sienų liejime; betono konstrukcijų remonte; betoninių polių; plonasluoksnių sieninių elementų gamyboje; specialių pamatų ir kituose specialiuose betonavimo darbuose.
Maišymo ir naudojimo ypatumai
Pluoštą galima dėti tiesiai į betono maišyklę arba autovežį („kriaušę“). Statyba yra gana inertiškas sektorius. Tačiau klimato kaita ir su tuo susijusios problemos priverčia keisti inertišką mąstymą. Kadangi ES valstybėms strategijose nurodyta numatyti priemones, kurios užtikrintų, kad nuo 2050-ųjų pastatų ūkyje energija būtų vartojama itin efektyviai, aukštesnė energinio naudingumo klasė pastatams tapo privaloma. Kitas žingsnis, kuris kol kas nėra numatytas kaip privalomas, yra pastatų žalumas (tvarumas). Rinkoje jau egzistuoja ir yra plačiai taikomi tvarumo vertinimo standartai. Betonas ir plienas yra plačiausiai naudojamos medžiagos statybų sektoriuje, bet jos taip pat yra ir imliausios energijai, todėl didinamas CO2 išmetimas į atmosferą. Betonas yra antras plačiausiai naudojamas produktas pasaulyje po vandens. „PP Baltic“ yra oficiali Belgijos polipropileno fibros ir plaušo gamintojos ADFIL atstovė Baltijos šalių rinkoms. Ji siūlo šiuolaikiškus tvarius sprendimus betonavimo darbams. „Naudojant šiuos sprendinius ir medžiagas, prisidedama prie CO2 emisijos mažinimo,“ - sako Andrius Karpauskas, bendrovės „PP Baltic“ vadovas.
Lyginant su plienine fibra ir pluoštu - polipropilenu armuotas betonas yra atsparesnis ir ilgiau tarnauja. Polipropileno fibros reikia daug mažiau nei plieno fibrų: su 1 t plieninių fibrų galima suarmuoti 40 kub. metrų betono, o su 1 t polipropileno fibrų - net 333 kub.m betono. Kalbant apie pamatus, armatūros kiekį, reikalingą įrengti polinius, plokštuminius ar tiesinius pamatus individualiuose namuose, daugiaaukščiuose pastatuose, įvairiuose sandėliuose ar kituose statiniuose, galima sumažinti beveik perpus. 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.
Mokslo tyrimai, 2020 m., Danijos technologijų universiteto kartu su inžinerinių kompanijų COWI ir Ramboll inžinieriais parodė, kad tam pačiam kiekiui betono suarmuoti, naudojant polipropileno fibrą Durus EasyFinish, į aplinką išmetama 70-90% mažiau CO2, lyginant su armavimu armatūros tinklu ar plieniniu pluoštu. Danijos inžinerijos kompanijų „Cowi“ ir „Ramboll“ skaičiavimai rodo: į aplinką išmetama 60-90 proc. mažiau CO2 nei renkantis plieninę armatūrą ar plienines fibras. Tokie duomenys aiškiai įrodo, jog perėjimas prie polipropileno fibrų gali būti glausta priemonė siekiant žalesnės statybos.
Tačiau inžinieriai ir rangovai vis dar atsargiai vertina polipropileno fibros galimybes didelių apkrovų perėmimui. Vienas iš naujausių projektų, kuriuose pritaikyta „Adfil“ polipropileno fibra, buvo daugiaaukščio pastato statyba Kopenhagoje. Devynių aukštų pastato pamatuose ir grindyse panaudota „DURUS EasyFinish“ fibra. Įrengiant pamatus, polipropileno fibra pakeitė apie 35 proc. tradicinės armatūros. Šie sprendiniai užsakovui sutaupė 22 dienas darbo ir žymią dalį piniginių lėšų.
Kauno gelžbetonio gamykla gamina didelių parametrų gelžbetoninius šiukšlių konteinerius ir naudoja PP Baltic polipropileno fibrą armavimui - armatūros tinklas šiuose gaminiuose 100 proc. pakeistas polipropileno fibra. Lietuvoje Lietuvoje Ruklos karinėje bazėje įrengti garažai pritaikyti sunkioms technikos apkrovoms; Vilniaus oro uoste automobilių aikštelių armavimui taikomi PP Baltic sprendiniai; Santariškių medicinos centre taip pat naudojamas polipropileno fibra armavimui.
Statant 140 mln. Eur kainuosiančią Vakarų medienos grupės gamyklą Akmenės LEZ, visos didelių apkrovų aikštelės armuotos polipropileno fibra. Projektuotojams vis dar sunku įsivaizduoti, kaip polipropileno fibra galima naudoti pamatuose. „Rangovams pateikiame kvalifikuotų specialistų atliktus skaičiavimus, parenkame betono klasę, betono sluoksnio storį, reikalingą polipropileno fibros kiekį ir kt. Polipropileno fibros panaudojimas yra pagrįstas būtinais skaičiavimais, kuriuos atlieka danų inžinerinė kompanija PPCD, o technologija apdrausta“, - sako A. Karpauskas.
Įtakos vertinimas ir praktiniai rezultatai Lietuvoje
Literaliai pažvelgiant į praktinį diegimą Lietuvoje, polipropileno fibra naudojama palyginti dažnai lauko aikštelėse, parkavimo plotuose, požeminėse teritorijose - vietose, kur itin svarbus atsparumas aplinkos poveikiui. Inžinieriai ir rangovai vis dar vertina galimybes didelių apkrovų perėmimui, tačiau atlikti pavyzdžiai rodo reikšmingą sutaupymą laiko ir lėšų, o CO2 emisijų atžvilgiu - ženklias naudas. Palankūs pavyzdžiai iš užsienio įrodo, kad platus polipropileno fibra gaminių spektras leidžia kurti ne tik begalę konstrukcinių sprendimų, bet ir pasiekti tvaresnių pastatų sertifikatus.
Mixing of Polypropylene Fibers in Concrete at Site
Gebėjimas naudoti polipropileno fibras pamatuose, plokštuminiuose ar tiesiniuose pamatuose yra svarbus žingsnis statybų modernizacijoje. „PP Baltic“ teikia su betono armavimu susijusius skaičiavimus, kurie yra apdrausti, ir padeda projektuotojams parinkti betono klasę, sluoksnio storį bei reikalingą fibros kiekį. Taip pat įmanoma apskaičiuoti CO2 sutaupymai kiekvienam projektui - tai padeda įrodyti žaliųjų pastatų atitikimą sertifikavimo reikalavimams.
- Polipropileno fibra Durus EasyFinish pasižymi dideliu efektyvumu pamatuose ir grindyse.
- Mikro fibra prisiduria prie mažesnių įtrūkimų ir geresnės atsparumo aplinkai savybių.
- Konkrečiai projektai rodo didelį laiką ir išlaidų sutaupymą bei galimybes gauti žaliąjį sertifikatą.
| Medžiaga | Kieko sunaudojama, kg/m³ | CO2 emisija (apytiksliai) | Taikymo pavyzdžiai |
|---|---|---|---|
| Plieninė fibra | 20-25 | aukštas | įprastas armavimas |
| Polipropileno fibra | 3-5 | žemas | Pamatai, grindys, laikina konstrukcija |
Taigi, tendencijos rodo, kad betono armavimas plienine fibra yra vis mažiau efektyvus sprendimas, kai kalbama apie aplinkos poveikį, laiką ir galimybes gauti žaliojo pastato sertifikatus. PP Baltic teigia, kad 1 t polipropileno fibrų gali sutaupyti daugelio kubinių metrų betono, o CO2 emisijos sumažėjimas gali siekti daugiau nei dešimtis procentų priklausomai nuo projekto ypatybių. Dėl šios priežasties polipropileno fibra atsiranda kaip patrauklus sprendimas šiuolaikinėse statybose, ypač ten, kur svarbus tvirtumas, atsparumas aplinkai ir efektyvus laikas.