Betono armavimas plienine fibra vadovas: privalumai, trūkumai, taikymas ir montavimas standartių kontekste

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 energijos, todėl didinamas CO2 išmetimas į atmosferą.

Betonas yra antras po vandens plačiausiai naudojamas produktas pasaulyje. „PP Baltic“ yra oficiali Belgijos polipropileno fibros ir plaušo gamintojos ADFIL atstovė Baltijos šalių rinkoms. Ji rinkai siūlo šiuolaikiškus tvarius sprendimus betonavimo darbams atlikti. „Naudojant šiuos sprendinius ir medžiagas, prisidedama prie CO2 emisijos mažinimo“, - pasakoja Andrius Karpauskas, bendrovės „PP Baltic“ vadovas.

Kaip rodo dar 2007 m. Jungtinėje Karalystėje atlikti tiksliniai tyrimai, gaminant 1 t plieno fibrų, išmetama kone 9 kartus didesnis CO2 kiekis, negu gaminant tokį pat kiekį polipropileno fibrų. Dar daugiau - iš to paties kiekio suarmuojama apie 9 kartus daugiau betono, o lyginant su armatūros tinklu, šie skirtumai dar didesni. Jeigu 1 kub. Sąnaudos ir sutaupymai akivaizdūs: su 1 t plieninių fibrų suarmuosite 40 kub. m betono, o su 1 t polipropileno fibrų galime suarmuoti net 333 kub. Polipropileno fibra gali būti naudojama tiek įrengiant grindis ar pamatus, tiek gaminant įvairią gelžbetonio produkciją.

Armatūros kiekį, būtina, norint įrengti polinius, plokštuminius ar tiesinius pamatus, galima sumažinti 30-50 proc., jei naudojama polipropileno fibra. Kaip pastebi A. Karpauskas, inžinieriai ir rangovai neretai įtariai vertina polipropileno fibros galimybes, kai kalbama apie didelių apkrovų perėmimą. Vienas iš paskutinių projektų, kuriuose dalyvavo „PP Baltic“, buvo daugiaaukščio pastato statyba Kopenhagoje. Devynių aukštų pastato pamatų ir grindų betonui armuoti buvo panaudota polipropileno fibra „DURUS EasyFinish“. Įrengiant pamatus, polipropileno fibra pakeitė apie 35 proc. tradicinės armatūros. Šie sprendiniai užsakovui sutaupė 22 dienas darbo ir žymią dalį piniginių lėšų.

Polipropileno fibra šiuo atveju buvo naudojama ir parkavimo aikštelėse, t. y. Mažaaukščių pastatų statyboje tradicinį armavimą 100 proc. Pavyzdžių esama ir Lietuvoje. „PP Baltic“ tiekia polipropileno fibrą „Kauno gelžbetonio“ gamyklai, šiai gaminant didelių parametrų gelžbetoninius šiukšlių konteinerius. Armatūros tinklas šiuose gaminiuose 100 proc. buvo pakeistas polipropileno fibra. Naudojant polipropileno fibrą, prieš trejetą metų Ruklos karinėje bazėje, buvo įrengti garažai. Jie buvo skirti sunkiai, 48 t karinei technikai. Įrengiant automobilių aikšteles Vilniaus oro uoste, Santariškių medicinos centre, naudoti „PP Baltic“ teikiami sprendiniai betonui armuoti. Taip pat plačiai taikoma Akmenės LEZ gamykloje - statant Vakarų medienos grupės gamyklą, visos didelių apkrovų aikštelės armuotos polipropileno fibra.

Jau įrengta apie 50 tūkst. kv. Projektuotojams vis dar sunku įsivaizduoti, kaip polipropileno fibrą 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. Klimato kaita lemia naują požiūrį į pastatus, statybines medžiagas, paslaugas, keisdama tai, kas atrodė nepakeičiama.

Žaliųjų pastatų sertifikatų sistemų - LEED, BREEAM ir „Green Star“ - paklausa auga. Gausėja ir bendrovių, kurios specializuojasi žaliosiose technologijose. Su 1 t polipropileno fibros, imkim, kad ir parkavimo aikštelę, galima suarmuoti apie 3,5 tūkst. kv. Polipropileno fibra, palyginus su tradiciniu armavimu, naudojant metalą, daro kur kas mažesnį neigiamą poveikį dėl CO2 išmetimų. „Matematika paprasta. Skaičiai rodo, kad pagaminti polipropileno fibrą - reiškia į atmosferą išmesti kur kas mažesnį kiekį anglies dvideginio. Tai viena. Su 1 t polipropileno fibros, imkim, kad ir parkavimo aikštelę, galima suarmuoti apie 3,5 tūkst. kv. m, o analogiškam plotui plieninės fibros prireiktų beveik 10 t. Jei keisime sprendimus ir pamatuose, kurie yra imliausi armatūrai, sutaupymai bus dar didesni. Tokie sprendimai sukuria daugiau galimybių gauti žaliąjį sertifikatą“, - sako bendrovės „PP Baltic“ vadovas A.

Betonas ir plienas plačiausiai statybų sektoriuje naudojamos medžiagos, tiesa, jos imliausios energijai, o tai prisideda prie CO² išmetimo į atmosferą. Taigi, gamintojai nuolat ieško būdų, kaip sumažinti CO² emisijas. Jungtinėje Karalystėje 2007-aisiais atlikti tiksliniai tyrimai parodė, kad, viena vertus, gaminant 1 t plieno fibrų, išmetama kone devyniskart daugiau CO² nei gaminant tokį pat kiekį polipropileno fibrų. Jeigu kubiniam metrui betono reikia 25 kg plieninių fibrų, tai tokiam pat betono kiekiui daugeliu atvejų užtenka 3 kg polipropileno fibros Durus®.

Polipropileno fibra gali būti naudojama įrengiant grindis ar pamatus, gaminant produkciją iš gelžbetonio. Statybų sektorius imlus naujovėms, visgi modernioms technologijoms prigyti reikia laiko. Kaip pažymi bendrovės „PP Baltic“ vadovas Andrius Karpauskas, inžinieriai ir rangovai vis dar atsargiai vertina polipropileno fibros galimybes didelių apkrovų perėmimui. Vienas naujausių projektų, kuriuose pritaikyta „Adfil“ sukurta betonui armuoti skirta polipropileno fibra, buvo daugiaaukščio pastato statyba Kopenhagoje. Devynių aukštų pastato pamatų ir grindų betonui armuoti buvo panaudota polipropileno fibra „DURUS® EasyFinish“. Įrengiant pamatus, polipropileno fibra pakeitė maždaug 35 proc.

„PP Baltic“ teikia su betono armavimu susijusius skaičiavimus, kurie yra apdrausti. 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.

Metalinė armatūra esant tam tikroms sąlygoms betone gali pradėti rūdyti ir taip susilpninti konstrukcijas. Tuo metu polipropilenas nėra veikiamas aplinkos veiksnių. Dar daugiau: polipropileno pluošto 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 pluoštas (fibra) yra aukštos kokybės sintetinis priedas betonui ir skiediniams, skirtas konstrukcijų armavimui bei mikroįtrūkimų prevencijai. 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 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. 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. Taip pat tai puikus pasirinkimas įrengiant šildomas grindis.

Specializuotos polipropileno fibros ir taikymo sritys

Yra ir specializuotų polipropileno fibros tipų, skirtų specifiniams poreikiams: Monofilament - mikro pluoštas, pagamintas iš aukšto tankumo 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. Tokio betono techniniai parametrai naudojami konstrukcinio projektavimo tikslais.

“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 kitose specialiuose betonavimo darbuose.

Maišymo ir naudojimo ypatumai

Mašymo procese pluoštą galima dėti tiesiai į betono maišyklę arba autovežį („kriaušę“). Tai leidžia užtikrinti tolygų pasiskirstymą ir sumažinti žmogiškojo įsikišimo poreikį montuojant armavimo tinklą.

Privalumų apibendrinimas

• Žymiai mažesnės CO2 emisijos lyginant su plieno armatūra; didelis emisijų sutaupymas - svarbus žingsnis siekiant žaliųjų pastatų sertifikatų.
• Mažesnė armatūros masė ir sumažintas toris bei svoris konstrukcijose, o tai gali palengvinti montavimą ir transportavimą.
• Tolygiai paskirstytas 3D tinklas betono masėje - didesnis atsparumas įtemptiems krūviams ir mikroįtrūkimų prevencija.
• Galimi įvairūs pluoštų tipai ir ilgiai, pritaikomi mikroarmavimui iki konstrukcinio armavimo.

Trūkumai ir iššūkiai

• Inžinieriai ir rangovai kartais skeptiškai vertina didelių apkrovų prisiėmimo galimybes; reikalingi kvalifikuoti skaičiavimai ir projektiniai sprendimai.
• Technologijos įsisavinimas reikalauja papildomų skaičiavimų, betono klasės ir sluoksnio storio parinkimo, taip pat atitinkamų sertifikatų ar draudimo užtikrinimo.
• Priklausomai nuo projekto, gali būti reikalingos specialios mišinio sudėties ir papildomi bandymai, kad būtų patenkinti konstrukciniai reikalavimai.

Taikymas ir montavimas: praktiniai pavyzdžiai

Vienas iš naujausių projektų, kuriuose pritaikyta Durus® polipropileno fibra, buvo daugiaaukščio pastato statyba Kopenhagoje. Devynių aukštų pastato pamatų ir grindų betonui armuoti buvo panaudota polipropileno fibra „DURUS® EasyFinish“. Įrengiant pamatus, polipropileno fibra pakeitė maždaug 35 proc. tradicinės armatūros, o projektas užsakovui atnešė 22 darbo dienų sutaupymą ir ženklią finansinę dalį.

Kauno gelžbetonio gamykla naudoja polipropileno fibros sprendimus didelių parametrų gelžbetoniniams šiukšlių konteineriams gaminti - armatūros tinklas šiuose gaminiuose 100 proc. buvo pakeistas polipropileno fibra.

Vilniaus oro uoste ir Santariškių medicinos centre taikomi sprendiniai betonui armuoti, o Akmenės LEZ - naujos galimybės didelių apkrovų aikštelėms, kuriose armavimui naudojama polipropileno fibra.

Rinkai dažnai siūloma atlikti skaičiavimus ir parinkti atitinkamą betono klasę bei sluoksnio storį, kad polipropileno fibra būtų efektyviai panaudota. PPCD inžinerinės kompanijos skaičiavimai užtikrina technologijos patikimumą ir apsaugo projektų rizikas.

Standartai ir tikslumai taikant polipropileno fibras

Pozityvus poveikis tvarumui ir žaliųjų sertifikatų gavimo galimybės motyvuoja rinkos dalyvius keisti tradicinius sprendimus. Pastatai tampa energiją taupūs, o tvarumo vertinimo standartai - vis labiau įsitvirtinantys rinkoje. Sprendimai, į kuriuos įtraukiami polipropileno fibros ar mikrofibros, padeda sumažinti CO2 poveikį ir pagerina konstrukcijų atsparumą.

Keitimasis žvilgsnis: į ką atsižvelgti projektuojant betoną armavimui

Svarbu įvertinti: ar plieno fibros vieta turi būti visiškai pakeista polipropileno fibra, ar tik daliai, priklausomai nuo apkrovų pobūdžio. Inžinieriai turi atlikti tikslius skaičiavimus, nustatyti betoną klasę, sluoksnio storį ir reikalingą fibra kiekį. Mikro ir makro pluoštų derinimas gali suteikti optimalų atsparumą, šildomų grindų ar didelių aikštelių metu.

1. Įvertinti projekto apkrovas ir aplinkos sąlygas.
2. Nustatyti tinkamą fibra tipą (makro, mikro, specializuoti tipai).
3. Apskaičiuoti reikalingą fibra kiekį ir betono klasę.
4. Atlikti bandymus, užtikrinti sertifikatus ir įtraukti į projektinę dokumentaciją.

Taigi, plieninės fibros keitimas į polipropileno fibras turi potencialą sumažinti CO2 emisijas, palengvinti montavimą ir skatinti žaliąsias statybas. Tačiau svarbus žingsnis - tinkamas inžinerinis projektavimas ir profesionalūs skaičiavimai, kurie įrodytų armatūros poreikį ir leistų pasiekti norimą tvarumą bei sertifikatus.

tags: #betono #armavimas #plienine #fibra