Kiekvienas Europoje naudojamas statybos produktas turi CE sertifikatą. Pagal EN 14889-2:2006 „Polimero pluoštai. Apibrėžimai, specifikacijos ir atitiktis“ techninis komitetas apibendrino visus darniuosius standartus (minimus ZA priede). Gamintojas turi išbandyti ir pateikti šias savybes, kad galėtų pardavinėti šiuos pluoštus Europos rinkoje. Viena iš darniųjų savybių yra skirta nustatyti pluoštų poveikį betono stiprumui. Šiuo būdu klientas gali vieno pluošto eksploatines savybes betone palyginti su kito pluoštu.
Betono plokštėse pluoštų poveikis stiprumui aprašytas 5.8 skyriuje: „Poveikis stiprumui nustatomas pagal EN 14845-2 naudojant standartinį betoną, atitinkantį EN 14845-1. Taip nustatomas pluoštų poveikis betono stiprumui naudojant konkrečią dozę. Standarte nėra nurodyta jokia MAŽIAUSIA dozė.“ Šio bandymo metu naudojamas pluoštas yra nurodyto stiprio ir ilgio, kuris yra toks pat visiems bandymams. Jei pakeičiamas to pluošto pjūvis, rezultatai bus skirtingi, todėl liekamasis lenkimo stipris bus kitoks.
Betono profilis nustatomas pagal konstrukciją, todėl reikiamas lenkimo momentas yra visuomet apskaičiuojamas ir priklauso nuo plokštės storio, grunto išlaikymo galios, betono stiprumo, pluoštų skaičiaus, apkrovos ir kt. Pluoštų bandymai yra būtini siekiant nustatyti liekamąją lenkimo jėgą. Anksčiau konstrukcijoje buvo naudojama Re,3 vertė. Re,3 vertė yra santykis tarp FAB lygiavertės lenkimo jėgos fe,3 ir paprasto betono lūžimo modulis (MOR). TR34 konstrukcijos gairių 3 leidime naudojama išeigos analizė ir Re,3, kad būtų modifikuojama didžiausia paprasto betono plokščių momentinė galia. Betono plokščių su pluoštais lenkimo jėgos padidėjimas taip pat siejamas su pluošto Re,3 parodymais. Mūsų skaičiavimai pateikiami pagal pripažintus ir galiojančius normatyvus, remiantis TR34 gairių 4 leidimu ir „Model Code 2010“.
Pluoštų bandymų, naudojant skirtingas dozes, liekamosios lenkimo jėgos yra naudojamos taikant 0,5 mm CMOD (SLS konstrukcijos atveju) ir 3,5 mm CMOD (ULS konstrukcijos atveju), siekiant apskaičiuoti FAB momentinę jėgą. Pluoštai gali būti klasifikuojami pagal jų medžiagų savybes: metalo pluoštas (plieno pluoštas, nerūdijančio pluošto pluoštai), neorganiniai pluoštai (stiklo pluoštas, anglies pluoštas, mineraliniai pluoštai) ir organiniai pluoštai (polimerai, augaliniai pluoštai).
Pluoštų tipai ir jų įtaka betono charakteristikoms
Plieniniai pluoštai - didelis betono kietumo ir tempimo stiprio augimas, bet gali kilti problemų dėl sulipimo, rūdijimo ir didelio tankio bei sunkios gamybos. Jų pagrindinė funkcija - apriboti cemento matricos įtrūkimų augimą, kai įtempta. Tačiau jų naudojimas gali būti techniškai sudėtingas dėl paskirstymo sunkumo ir didelio poveikio aspektų plokščių konstrukcijose.
Anglies pluošto pluoštai siūlo aukštą lenkimo stiprumą, atsparumą korozijai ir mažą svorį, o jų sutvirtinimo poveikis priklauso nuo pluošto kiekio cemente: 1,18% tūrio dalies reiškia tam tikrą ženklų stiprinimą, tačiau didėjant kiekiui gali kilti sklaidos problemos, dėl ko sutvirtinimo efektas gali sumažėti.
Stiklo pluoštu armuotas betonas (GFRC) pasižymi dideliu tempimo moduliu, smūgių atsparumu ir lengvu, plonų plokščių gamyba. Sutvirtinimas stiklo pluoštu padeda išvengti paviršinių įtrūkimų dėl gero pluošto pagrindų išsklaidymo per matricą.
Polipropileno pluoštas - plačiai ištirtas ir taikomas dėl lengvumo, didelio atsparumo įtrūkimams ir smūgiams. Priklausomai nuo pluošto formos, gali būti monofilamentiniai, lygiagretūs arba plėveliniai pluoštai. Pluošto įmaišymas į betoną nereikalauja didelių pakitimų mišinio, o pradinė pluošto apdirbimo (tepalavimo) procedūra padeda tolygiai paskirstyti pluoštą maišyme.
Bazalto pluoštas (CBF) - neorganinio pobūdžio, vulkaninės kilmės pluoštas, pasižymintis atsparumu aukštai temperatūrai, chemijoms, šalčiui ir senėjimui, geromis mechaninėmis savybėmis bei puikiu paviršiaus drėkinamumu su derva. Jo kaina yra palankesnė nei plieno ar anglies pluoštų, o suderinamumas su cemento matrica užtikrina stabilų mišinio tūrį ir ilgaamžiškumą.
GFRC, armatūrinis pluoštas ir jų praktinis taikymas
GFRC naudojimas leidžia kurti plonesnes, lengvesnes konstrukcijas su dideliu lenkimo stiprumu ir atsparumu smūgiams. Dėmesį reikėtų skirti pluošto paskirstymui ir sąlygoms, kurios užtikrina maksimalų sutvirtinimo efektą.
Polipropileno pluoštas tradiciškai naudojamas siekiant sumažinti susitraukimo mikrokopinės ir pagerinti atsparumą įtrūkimams. Tepaluotas pluoštas įmaišomas į betono mišinius, iki 0,8-1,0 kg/m, paprastai viršijant trumpų pluoštelių skaičių - daugiau nei 200 milijonų pluoštelių.
Praktiniai duomenys ir rekomendacijos projektavimui
- 1/50 gaminiai skirti mikrostiprinimui, priklausomai nuo pagrindo savybių, pluošto į betoną gali būti dedama 20-35 kg/m³.
- Gaminant betoninius lygintuvus, kurie veiks didelių apkrovų sąlygomis, gali būti naudojamas plieno pluoštas, o betono klasė - B25 ar aukštesnė, o vandens cemento santykis - ne daugiau kaip 0,6.
- Betono polimeriniai pluoštai - CE sertifikavimo būtinybė; pluoštų poveikis nustatomas pagal EN 14889-2/EN 14845-1 ir Re,3 bei TR34 gairių (4 leidimas) bei Model Code 2010.
- Liekančio lenkimo jėgų skaičiavimai atliekami naudojant 0,5 mm CMOD (SLS) ir 3,5 mm CMOD (ULS) testus, siekiant įvertinti FAB momentinę jėgą.
Pagal pateiktus duomenis aišku, kad pluoštų pasirinkimas priklauso nuo projekto poreikių: įtrūkimų kontrolės, kietumo augimo, svorio ir ilgaamžiškumo. Teisingai parinktas pluoštas ir dozė gali žymiai pagerinti konstrukcijų patikimumą ir sumažinti ateities priežiūros išlaidas.
Politikai ir rangovai dažnai siekia efektyvumo - bazalto pluošto pluošto gamyba siūlo balansą tarp kainos, savybių ir lengvumo montavimo. Specifinės įmonės taip pat siūlo plieno pluoštą, kuris gali būti naudojamas mikrostiprinimui, tačiau reikalauja atitinkamų technologinių sprendimų dėl paskirstymo ir atsparumo rūdijimui.
Plieno pluošto betono armatūra – kaip ji veikia?
Esant poreikiui, galima įtraukti lentelę su charakteristikų poromis, palyginant skirtingų pluoštų tipus (plauktis, atsparumas įtrūkimams, svoris, kaina, montavimo paprastumas). Tai padėtų architektams ir inžinieriams greičiau įvertinti pasirinkimą.
Naudojimo praktiniai pavyzdžiai
Mostostal-Met įmonė siūlo plieno pluoštą ir tiksliai nurodo dozavimo rekomendacijas: pluošto į betoną galima dėti nuo 20 iki 35 kg į 1 m³ mišinio. Jie teigia, kad plieno pluoštui būdingas didelis atsparumas įtrūkimams, tačiau turi trūkumų dėl sudėtingo paskirstymo ir rūdijimo rizikos.
Betono polimeriniai pluoštai, kaip pavyzdys, turi būti CE sertifikuoti; bandymai ir jų aprašymas pateiktas EN 14889-2/EN 14845-1 kontekste. Svarbu laikyti 0,5 mm CMOD SLS ir 3,5 mm CMOD ULS parametrus, kad būtų galima įvertinti FAB reikšmes.