Betonas yra viena energijai imliausių statybų sektoriuje naudojamų medžiagų. Ekologijos kontekste statinių tvarumas tampa ne mažiau svarbus nei energinis naudingumas. Statybų profesionalai įsitikinę - tik laiko klausimas, kada pastato „žalumą“ įrodantis sertifikatas bus privalomas. Tad statytojai vis labiau vertina tvarius sprendimus ir aplinkai draugiškas medžiagas.
Kodėl svarbu keisti metalinę armatūrą į polipropileno fibras?
Iki 90 proc. Kaip sako Andrius Karpauskas, kurio vadovaujama bendrovė „PP Baltic“ yra oficiali Belgijos polipropileno fibros ir plaušo gamintojos „Adfil“ atstovė Baltijos šalių rinkoms, 1000 kub. m (apie 5000 kv. m) betono projektui prireiktų pilno sunkvežimio - apie 25 t - plieninės armatūros. Tam pačiam tūriui armuoti pakanka vos 3 t polipropileno fibrų „DURUS® EasyFinish“.
Danijos inžinerijos kompanijų „Cowi“ ir „Ramboll“ skaičiavimai su betono armavimui naudojama polipropileno fibra „DURUS® EasyFinish“ rodo: į aplinką išmetama 60-90 proc. mažiau CO2 nei renkantis plieninę armatūrą ar plienines fibras. „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.
Didžiausias makro fibros privalumas - geras atsparumas aplinkos poveikiui (druskų, šarmų, rūgščių, drėgmės). 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.
Susidomėjimas gamtai draugiška armavimo medžiaga kasmet auga. Lietuvoje produktai dažniausiai naudojami betonuojant lauko aikšteles, parkavimo plotus, požemines teritorijas - vietas, kur itin svarbus atsparumas aplinkos poveikiui. Skandinavų pavyzdys rodo, kad šis armavimo būdas puikiai tinka net pamatus iš dalies armuoti.
Makro ir mikro fibros: kas skiria ir kaip veikia?
Polipropileno fibros yra paprastai dviejų rūšių - fibra armavimui ir mikrofibra. Speciali armavimo makro fibra (Durus EasyFinish) 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, kuris suteikia tvirtumo ir atsparumo išoriniams veiksniams.
Mikro fibra nuo makro fibros skiriasi tuo, kad plaušeliai yra kur kas mažesni (galimi 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 - sumažina galimybes betonui trūkinėti pirminėje stingimo stadijoje ir transportuojant paruoštus gaminius, taip pat didina atsparumą karščiui, šalčiui, drėgmei, vandeniui, druskoms bei kitoms cheminėms medžiagoms. Toks betonas tinka keliams, požeminiams objektams, sandėliams, stovėjimo aikštėms, tiltams, grindims, liejamam ar purškiamam betonui. Be to, mikro fibra yra puikus pasirinkimas įrengiant šildomas grindis.
Specializuotos polipropileno fibros tipų gausa leidžia pasirinkti makro fibra Durus EasyFinish konstrukciniam betonui su pabarstais, o mikro plaušas Crackstop - dėl mikroįtrūkimų prevencijos pirminėje betono kietėjimo stadijoje. Crackstop pasižymi itin smulkiu plaušelių skersmeniu (apie 22 µm) ir yra atsparus rūgštims, šarmams bei druskoms. Remiantis bandymais, po 25 metų fibros tempimo stipris sumažėtų tik 12-20 proc., o po 100 metų - iki 32 proc., taigi fibros išlaikytų betono vientisumą.
Kokiose srityse galima naudoti armuotą polipropileną?
Tokią armavimo technologiją galime pritaikyti daugelyje sričių: lauko aikštėse, parkavimo aikštelėse, krovinių krovos aikštėse (logistikos centruose, jūrų ir oro uostuose), lėktuvų angaruose ir stovėjimo aikštelėse, taip pat kolonoms, blokams, atraminėms sienoms ir netgi takelių blokeliams gaminti. Pluoštas leidžia pasiekti tolygų betono atsparumą didelių apkrovų sąlygomis, o plaušas užtikrina mikroplyščių kontrolę ir tolygesnį susitraukimą.
Pagal LST EN 206-1 standartą, betono sudėtis turi atitikti aplinkos poveikio klasei XF1 priskiriamą reikalavimus, o pačios mechaninės savybės bei atsparumas turi būti pritaikyti konstrukciniams poreikiams. Plėvės pluoštas sumažina susitraukimo deformacijas ir padeda išlaikyti betono plokštės vientisumą net esant ekstremalioms sąlygoms.
Praktiniai taikymo pavyzdžiai ir projektavimo principai
Lietuvoje polipropileno fibra armuotas betonas jau taikomas įvairiuose objektuose: garažai ir aikštelės sunkiajai karinei technikai, lauko aikštelės, požeminės erdvės, logistika ir kt. Projektuotojams svarbu tiksliai nurodyti objekto paskirtį, apkrovas ir eksploatavimo sąlygas. PP Baltic ir ADFIL specialistai apskaičiuoja reikalingą betono klasę, armavimą, fibrą ir plaušą, taip pat pateikia išsamią sudėties informaciją.
Polipropilenas yra atsparus aplinkos veiksniams ir mažina CO2 išmetimą grynai technologiniams sprendimams. Danijos moksliniai tyrimai rodo reikšmingą aplinkos naštos sumažėjimą naudojant polipropileno fibras. Tuo pat metu betonas su polipropilenu gali būti pritaikytas įvairioms konstrukcijoms - nuo grindų iki didelių laikančių konstrukcijų.
„PP Baltic“ atstovai pabrėžia, kad skaičiavimai ir projektiniai sprendimai atliekami nemokamai, o klientams pateikiama išsami informacija apie betono sudėtį. Armuojant polipropileno fibrą, galima sumažinti armatūros tinklų kiekį, o amountingu pagrindu pasiekti aukštesnį atsparumą bei patvaresnes konstrukcijas. Palyginus su tradicine plienine armatūra, polipropilenas išmetama mažiau CO2, todėl statiniai gali pretenduoti į tvarių žaliųjų pastatų grupę.
Techniniai diegimo niuansai
Pluoštas gali būti įdedamas tiesiai į betono maišyklę arba į transporto priemonės kibirėlį („kriaušę“). Mikro ir makro fibros turi skirtingus taikymo tikslus - makro fibra dažnai reikalinga kaip alternatyva plieninei armatūrai, o mikro plaušai naudojami mikroįtrūkimų prevencijai ir paviršiaus apsaugai. Papildomi saugumo bei naudojimo rekomendacijos padeda užtikrinti, kad betonas būtų ilgaamžis ir patikimas, ypač exteriore, kur išbandymai yra griežti dėl drėgmės, druskų ir temperatūros svyravimų.
Pasirinkus polipropilenoidą, būtina laikytis tinkamų mišinių receptų, naudoti tinkamas plastifikatorių dozes ir atsižvelgti į projekto specifiką. Šiuo metu technologijos leidžia užtikrinti, kad net sudėtingose aplinkos sąlygomis betonui nebus trūkinėjimo ir betono plokštės išliks vientisos.
Specialūs pluoštai ir jų taikymas
Monofilament - mikro pluoštas, skirtas betono mikroarmavimui; Crackstop M - atsparus rūgštims, šarmams ir druskoms; Crackstop F - didesnės tvirtumo mikropluoštas; Ignis fibra - ugniai atspari mikrosintetinė fibra; High Grade - patobulintas, pluoštas suteikiantis papildomą atsparumą dinamiškoms apkrovoms ir atsparumą cheminiams tirpams. High Grade naudojamas surenkamo g/ž gamybai, pumpuojamo ir torkretuojamo betono technologijose, tiltų ir kitose konstrukcijose. Tokie sprendimai leidžia sumažinti tradicinio armavimo poreikį ir pasiekti ypatingą paviršiaus bei vidinės masės atsparumą.
Ekonominiai ir ekologiniai aspektai
Polipropileno fibros sunaudojama daug mažiau nei plieninės fibros: 1 t plieninės fibrų gali armuoti apie 40 kub. metrų betono, o 1 t polipropileno fibrų - apie 333 kub. m. Be to, CO2 išmetimas gamybos metu yra žymiai mažesnis, o naudojimas gali pagerinti statinių tvarumą ir atitikti green building standartus.
Betono mišinių gamybos metu būtina laikytis saugumopriemonių, o portlandcementio naudojimas turi būti su atitinkamais apsaugos reikalavimais. Įvairios techninės instrukcijos ir griežti testavimo bandymai užtikrina, kad galutinis sprendimas atitiktų tiek projekto, tiek klimatinių sąlygų reikalavimus.