Betonai, kurių armavimas tradiciškai buvo pagrįstas metaline armatūra, šiuolaikiniame statybų kontekste vis dažniau įtraukiami polipropileno fibrų ir mikrofibrų sprendimai. Toks pokytis atsiranda dėl poreikio didinti atsparumą išoriniams veiksniams, užtikrinti tvaresnį procesą ir mažinti kainų bei laikino remonto riziką.
Kodėl keičiasi armavimas iš metalo į plastikines fibras
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 dviejų rūšių - fibra armavimui ir mikrofibra. Speciali makro fibra turi privalumų: lengvumas ir tvirtumas. Naudojant makro fibrą metalinės armatūros apskritai nebereikia. Visa paslaptis - plastiko „šiaudelių“ išsidėstyme, kuris betone sudaro 3D tinklą, suteikiantį tvirtumą ir atsparumą išoriniams veiksniams.
Makro ir mikro fibros privalumai betonui
- Makro fibras leidžia sumažinti ar visiškai atmesti metalinę armatūrą tam tikrose konstrukcijose;
- 3D plazmos formavimas užtikrina tolygų ploto stiprinimą visoje betono masėje;
- Mikro fibros sumažina trūkinėjimą ir padidina atsparumą šalčiui, drėgmei, vandeniui, druskoms bei kitoms cheminėms medžiagoms;
- Gaminiai su polipropileno fibra gali būti naudojami lauko aikštelėse, parkavimo aikštėse, logistikoje, lėktuvų angaruose, takelių blokeliams ir kt.;
- Polipropileno pluoštas IGNIS skiriamas pasyviai priešgaisrinei apsaugai, o DURUS - armatavimui.
Polipropileno fibros taip pat gali būti naudojamos neutralioms ar nedidelėms apimties konstrukcijoms, kur reikalingas aukštas atsparumas agresyvioms sąlygoms ir sumažintas korozijos rizikos veiksnys, lyginant su metaline armatūra.
Betono tvarumas ir papildomos priemonės po betonavimo
Tiksliai planuojant betono sudėtį ir priežiūrą, galima užtikrinti ilgaamžišką grindų sistemos veikimą agresyvioje aplinkoje. Viena iš efektyviausių priemonių - betono priežiūros priemonės naudojimas po paskutinio užtrynimo. PENECO Extra - 0,2 l/m² išpurkšta ant šviežio betono po paskutinio užtrynimo. Šios priemonės naudojimas padidina viršutinio sluoksnio vienalytiškumą, betono tankumą ir atsparumą tempimui. Be to, vandens nelaidumas ir atsparumas barstomoms druskoms bei cheminių medžiagų poveikiui ženkliai padidėja.
Pagrindinis grindų paviršiaus priežiūros priemonių tikslas - apsaugoti betoną nuo trūkinėjimo ir pažeidimų, užtikrinti ilgaamžiškumą ir išlaikyti junginių stabilumą po betonavimo darbų. Tokios priemonės yra patikimiausias apsaugos būdas agresyvioje aplinkoje, kurioje grindys patiria nuolatinį mechaninį ir cheminį poveikį.
Betono mišinių sudėtis ir fibrų pasirinkimas
Betono mišiniai naudojami kartu su polipropileninėmis fibromis siekia kelių tikslų: didinti tvirtumą, sumažinti įtrūkimus bei pailginti konstrukcijų gyvavimo laiką. Pagrindiniai mikro fibros privalumai - sumažinti trūkimų riziką tiek statybos, tiek transportavimo metu; taip pat užtikrinti atsparumą karščiui, šalčiui, drėgmei, vandeniui ir cheminėms medžiagoms. Mikro fibros išlieka tolygiai išsibarstę betono masėje, todėl efektas taikomas visame mišinyje.
Skandinavijos šalių ir Jungtinės Karalystės patirtis rodo, kad galima visiškai arba dalinai pakeisti plačiai naudojamus armatūros tinklus polipropileno fibra armuotu betonu statant tunelius ir požemines perėjas. Dar daugiau: betono mišinius gali formuoti ne tik mikro, bet ir makro fibros, kurios gali visai užkirsti kelią metallinės armatūros naudojimui kai kuriuose projektuose.
Specialiai į rinką įtrauktos fibrų sistemos DURUS ir IGNIS atlieka skirtingas funkcijas: DURUS skirtas armavimui, dažnai naudojamas 2-4 kg/m³ betono, o IGNIS - mikro plaušas priskirtas priešgaisrinei apsaugai. Abiejų tipų fibrų kombinavimas gali suteikti betonui reikalingą tvirtumą ir atsparumą.
Privalumai pritaikant polipropileno fibrą įvairiose srityse
- Laikui bėgant polipropileno fibra suteikia betono konstrukcijoms didesnį atsparumą mechaniniam poveikiui ir išoriniams veiksniams;
- Gali būti formuojami kolonos, blokai, atraminės sienos ir netgi takelių blokeliai;
- Gamyba lauko aikštelėse, parkavimo aikštėse, logistikos centruose, jūrų ir oro uostuose laikui bėgant užtikrina didesnį stabilumą;
- Degimo metu polipropileno pluoštai ištirpsta, betone susidarę mikrokanalėliai leidžia išbetonso pašalinti drėgmę ir garus, taip apsaugant nuo paviršiaus spragos.
Perdirbtos medžiagos ir tvarumas betonui
Be fibrų, tvarumas betonui taip pat priklauso nuo naudojamų antrinių žaliavų. Perdirbtos užpildas iš smulkinto betono gali pakeisti natūralų užpildą mišinyje. Perdirbtas vanduo gali būti alternatyva gaminant betoną; Lietuvoje nutekėjimo vanduo beveik nenaudojamas betono gamyboje, tačiau kai kurios strategijos skatina CO2 kiekių mažinimą ir energijos taupymą.
NTSL atveju svarbiausia - papildomųjų cementinių medžiagų PCM naudojimas. Lietuvoje opoka, karbonatinė opoka, gali būti naudojama iki 20 proc. cemento klinkerio pakeitimui, degimo temperatūrą sumažinant. Toks sprendimas ženkliai sumažina CO2 išmetimus ir energijos sąnaudas. PCM gali būti ne tik uolienos, bet ir moliai, pelenai ir kitos likutinės medžiagos.
Galiausiai, projektuotojai gali optimizuoti betono kiekį statybose, derindami mišrias konstrukcijas, tinkamus kietėjimo metodus ir derindami betoną su kitomis medžiagomis. Žiedinė ekonomika statybose yra kryptis, kuria galima sumažinti poveikį aplinkai per visą statinio gyvavimo ciklą.
Technologinis požiūris į ateities betoną
In Fatis (PP Baltic) įsitikinimas: plastiko fibrų armavimas gali nukonkuruoti įprastą metalinę armatūrą. Polipropilenu armuoto betono pavyzdžiai jau naudojami oro uostuose, karinėse bazėse ir kitose atsparumo reikalaujančiose vietose. Pasak Andriaus Karpausko, skaičiavimus fibros kiekiams ruošiasi atlikti nemokamai, kad užsakovai gautų tikslius apkrovų, sluoksnių storio ir fibros kiekių duomenis.
Skandinavijos ir Vakarų Europos praktika rodo galimybę visiškai arba dalinai pakeisti armatūrų tinklus polipropileno fibrų armuotame betone statant svarbius statinius. Tuo pačiu, betoninių lubų, sienų ir grindų elementų atsparumą saugo šios technologijos, kurios sumažina koroziją ir ilgam laikui palaiko konstrukcijų stabilumą.
Taikymo sritis ir praktiniai pavyzdžiai
- Parkavimo aikštelės, logistika, jūrų ir oro uostų infrastruktūra;
- Kolonų, blokelių, atraminių sienų gamyba;
- Oro uostų takai, betono mišinių pritaikymas įvairiose statybų vietose;
- Gaisro rizikos objektai - mikro plaušelių naudojimas kaip papildoma apsauga;
Betono sudėtis ir fibrų pasirinkimas priklauso nuo projekto reikalavimų, kurios analizuoja tiek rangovas, tiek projektantas. Galiausiai sprendimai turi atitikti konkrečios vietos klimatą ir agresyvių veiksnių intensyvumą.
- Nustatyti projektines apkrovas ir aplinkos sąlygas;
- Pasirinkti tinkamą fibrų tipą (makro/mikro) ir jų derinimą;
- Pasirinkti atitinkamą betono priežiūros priemonę (pvz., PENECO Extra) ir nustatyti laiką bei technines sąlygas;
- Apsvarstyti tvarumo priemones, įskaitant PCM ir perdirbtas žaliavas;
- Įgyvendinti projektą su tiksliais skaičiavimais ir laikytis technologinių sąlygų.
| Priemonė | Kiekiams | Efektas |
|---|---|---|
| Superplastiklis STACHEMENT SP33 | 0,7% arba 0,700 kg / 100 kg cemento | užtikrina reikiamą slankumą S4 ir 90 min. konsistencijos išlaikymą |
| PENECO Extra | 0,2 l/m² | betono viršutinio sluoksnio vienalytiškumas, tankumas, atsparumas |
| PCM papildomos medžiagos | iki 20% klinkerio pakeitimo | sumažina CO2 išmetimą, energijos sąnaudas |