Kaip pluoštai apsaugo nuo betono skilinėjimo - Žinios

Betonas pasižymi itin dideliu gniuždymo stipriu, tačiau stebėtinai jis taip pat labai linkęs įtrūkti. Tiesą sakant, tyrimai rodo, kad daugiau nei 80 % betono įtrūkimų atsiranda ankstyvoje kietėjimo stadijoje. Pastebėta, kad kai kurios gerai-suprojektuotos struktūros įtrūksta tiesiog dėl netinkamo susitraukimo ir įtempių kontrolės. Kokia išeitis? Pluošto sutvirtinimas.

Nesvarbu, ar tai būtų polipropileno pluoštai, plieno pluoštai ar sintetiniai pluoštai, pluoštai vis dažniau naudojami šiuolaikiniame betone, siekiant pagerinti atsparumą įtrūkimams, ilgaamžiškumą ir ilgalaikį veikimą{0}}. Šios mažytės sutvirtinančios medžiagos yra paskirstytos visoje betono matricoje, padedančios kontroliuoti susitraukimo įtrūkimus ir tolygiau paskirstyti įtampą. Šiame vadove išnagrinėsime, kaip pluoštai apsaugo nuo betono įtrūkimų ir kodėl jie tampa itin svarbūs surenkamųjų ir konstrukcijų taikymams.

Šie įtrūkimai dažniausiai atsiranda ankstyvoje kietėjimo stadijoje. Kai ką tik išlietas betonas per greitai praranda drėgmę-dažnai dėl aukštos temperatūros, stipraus vėjo ar žemos drėgmės-paviršius pradeda trauktis, kol betonas dar neišvysto pakankamai tvirto. Dėl greito drėgmės praradimo gali atsirasti negilių įtrūkimų, kurie gali susidaryti vos per kelias valandas po betono uždėjimo.

Paprastai tai įvyksta vėlesniame etape, nes laikui bėgant sukietėjęs betonas palaipsniui praranda vidinę drėgmę. Vandeniui išgaruojant iš cemento matricos, betono tūris šiek tiek sumažėja. Jei betonas yra suvaržytas armatūros strypais, trintis su gruntu ar gretimais konstrukciniais elementais, kaupiasi vidiniai įtempiai, pradeda formuotis įtrūkimai.

Terminį įtrūkimą sukelia betono masės temperatūrų skirtumai. Hidratacijos proceso metu cementas išskiria šilumą. Kai betono vidus išlieka šiltas, o išorinis paviršius vėsta, susidaręs temperatūros gradientas gali sukurti vidinius įtempius, dėl kurių gali atsirasti įtrūkimų.

Be to, šiuos procesus gali paspartinti aplinkos veiksniai, tokie kaip temperatūros svyravimai, vėjo poveikis ir drėgmės lygis. Kartu šie veiksniai paaiškina, kodėl įtrūkimų kontrolė yra pagrindinė šiuolaikinio betono dizaino problema ir kodėl betono patvarumui pagerinti plačiai naudojamas armavimo metodas, įskaitant pluošto armatūrą.

PP fiber

Polipropileno pluoštas (PP pluoštas)

PAN Fiber

Poliakrilnitrilo pluoštas (PAN pluoštas)

Polivinilo alkoholio pluoštas (PVA pluoštas)

Poliesterio pluoštas (PET pluoštas)

Celiuliozės pluoštai

Bazalto pluoštas

Steel fibers for concrete

Plieniniai pluoštai betonui

Imitation Steel Fiber

Plieno pluošto imitacija

Susuktas polipropileno pluoštas

Pluoštas{0}}armuotas betonas (FRC) reiškia betoną, kuriame į betono mišinį dedama smulkiai išsklaidytų pluoštų, kad pagerintų jo mechanines savybes. Tradicinis betonas pasižymi dideliu gniuždymo stipriu, bet santykinai mažu tempimo stipriu, todėl jis linkęs įtrūkti veikiant įtempiams ar susitraukimui. Pridedant pluoštų į mišinį, galima pagerinti betono kietumą, atsparumą įtrūkimams ir struktūrinį vientisumą. FRC remiasi ne tik dideliais armatūros strypais, bet stiprina medžiagą iš vidaus, todėl ji yra patikimesnė tikromis statybos sąlygomis.

Maišymo metu pluoštai dedami tiesiai į betoną ir tolygiai paskirstomi visoje medžiagoje. Betonui sukietėjus, šie pluoštai lieka įterpti į matricą, sudarydami tinklinę struktūrą, kuri padidina atsparumą įtrūkimams ir pagerina bendrą patvarumą. Dėl šio derinio pluošto{2}}gelžbetonis tampa stabilesnis veikiant aplinkos poveikiui ir mechaninėms apkrovoms.

Kai pluoštai sumaišomi su šviežiu betonu, jie pasiskirsto visoje medžiagoje. Skirtingai nuo tradicinės armatūros, kuri veikia tam tikrose vietose, pluoštai sutvirtina visomis kryptimis. Šie mažyčiai elementai veikia kaip vidinės atramos, stiprina betono matricą ir pagerina jos atsparumą įtempiams ir poslinkiams.

Įtrūkimai paprastai prasideda mikroskopiniame lygyje. Skaidulos veikia užtaisydami šiuos mikro{1}}įtrūkimus, kai tik jie atsiranda. Užuot leidę įtrūkimams atsidaryti ir plisti, pluoštai sulaiko betoną kartu, sumažindami įtrūkimų plotį ir sulėtindami tolesnį įtrūkimų vystymąsi. Ši ankstyva įtrūkimų kontrolė žymiai pagerina konstrukcijos patvarumą.

Pluoštai padeda tolygiau paskirstyti vidinius įtempius visame betone. Kai atsiranda susitraukimas, temperatūros pokyčiai ar išorinės apkrovos, pluoštai sumažina lokalizuotą įtempių koncentraciją. Dėl to struktūra yra labiau subalansuota, todėl mažesnė vietinių įtrūkimų tikimybė.

Ankstyvoje kietėjimo stadijoje drėgmės praradimas gali sukelti plastikinius susitraukimo įtrūkimus. Pluoštai riboja šį judėjimą, sulaikydami betono paviršių ir palaikydami mišinio vidinę sanglaudą. Tai padeda išsaugoti paviršiaus vientisumą, kol betonas visiškai sukietėja.

Pluoštinis{0}}gelžbetonis veikia labiau kaip sudėtinė medžiaga. Jis tampa kietesnis, atsparesnis smūgiams-ir geriau atlaiko tempimo jėgas. Užuot trapus, pluoštu armuotas betonas įgauna didesnį lankstumą ir ilgalaikį atsparumą įtrūkimams.

Pluošto tipas	Medžiaga ir charakteristikos	Pagrindiniai privalumai	Tipinės programos
Polipropileno pluoštas	Sintetiniai polimeriniai pluoštai, pasižymintys geru lankstumu ir atsparumu cheminėms medžiagoms	Kontroliuoja plastiko susitraukimo įtrūkimus, pagerina ilgaamžiškumą	Plokštės, grindiniai, surenkamasis betonas, gyvenamųjų namų statyba
Plieno pluoštai	Didelio-tvirčio plieno pluoštai, turintys didelę apkrovą-atlaikomąją galią	Padidina tvirtumą, atsparumą smūgiams ir keliamąją galią	Pramoninės grindys, tuneliai, tiltų paklotai,{0}}sunkus betonas
Stiklo pluoštai	Šarmams{0}}atsparus stiklo pluoštas, skirtas betono sutvirtinimui	Pagerina atsparumą įtrūkimams ir paviršiaus patvarumą	Architektūrinės plokštės, fasado elementai, dekoratyvinis betonas
Polivinilo alkoholio pluoštas (PVA)	Didelio našumo{0}}sintetinis pluoštas, stipriai sukibęs su cemento matrica	Puikus įtrūkimų valdymas ir lankstumas	Didelio našumo{0}}betonas, remontiniai skiediniai, sukonstruoti cementiniai kompozitai
Bazalto pluoštas	Pluoštas, pagamintas iš natūralių vulkaninių bazalto uolienų kilmės medžiagų	Atsparumas aukštai temperatūrai ir atsparumas korozijai	Infrastruktūra, jūrinės konstrukcijos ir ilgalaikio betono projektai
Plieno pluošto imitacija	Sintetiniai makro pluoštai, skirti imituoti plieno pluošto veikimą	Lengva, korozijai{0}}atspari alternatyva plieno pluoštui	Pramoninės grindys, surenkami elementai, didelės plokštės

Applications of Fiber-Reinforced Concrete

Surenkamojo betono gaminiai ir plokštės

Pluoštas{0}}gelžbetonis plačiai naudojamas gaminant surenkamuosius komponentus, nes jis pagerina atsparumą įtrūkimams ir padidina konstrukcijos vientisumą transportuojant ir montuojant. Surenkamos plokštės, vamzdžiai ir architektūriniai elementai dažnai patiria valdymo įtempius prieš patekdami į statybvietę. Pluoštai padeda paskirstyti šiuos įtempius visoje betono matricoje, sumažindami ankstyvo įtrūkimo riziką.

Pramoninės grindys turi atlaikyti dideles mašinų, šakinių krautuvų ir nuolatinio eismo apkrovas. Pluošto sutvirtinimas padeda kontroliuoti susitraukimo įtrūkimus, kurie dažniausiai atsiranda dideliuose plokščių plotuose. Padidinus atsparumą tempimui ir atsparumą smūgiams, pluoštai daro betonines grindis atsparesnes nusidėvėjimui ir nuovargiui.

Smūginio betono naudojimas dažnai susijęs su sudėtingais paviršiais ir sudėtingomis statybos sąlygomis. Pluoštas{1}}armuotas betonas pagerina sanglaudą purškimo proceso metu ir padidina gatavo pamušalo struktūrinį tvirtumą.

Tiltuose ir šaligatviuose naudojamas betonas dažnai yra veikiamas eismo apkrovų, temperatūros svyravimų ir aplinkos sąlygų. Pluošto sutvirtinimas padeda apriboti įtrūkimų plitimą ir pagerinti atsparumą nuovargiui, o tai pailgina tarnavimo laiką ir sumažina priežiūros reikalavimus.

Gyvenamuosiuose ir komerciniuose projektuose pluoštinis{0}}gelžbetonis dažniausiai naudojamas važiuojamosiose dalyse, pamatuose, šaligatviuose ir grindų plokštėse. Pluoštai užtikrina papildomą įtrūkimų kontrolę kietėjimo ir priežiūros metu, padeda išlaikyti ilgalaikį -konstrukcijos patikimumą ir paviršiaus išvaizdą.

Nors betono įtrūkimai yra dažni, tai nėra neišvengiama. Pluošto armavimas yra praktiška ir efektyvi priemonė susitraukimui kontroliuoti, vidinei įtampai išsklaidyti ir betono matricai sustiprinti. Į betono mišinius įtraukdami pluoštus, statybininkai gali žymiai sumažinti įtrūkimų riziką ir pagerinti ilgaamžiškumą įvairiais atvejais – nuo surenkamųjų komponentų iki pramoninių grindų. Kadangi statybų pramonės medžiagų, turinčių didesnį stiprumą ir ilgesnį tarnavimo laiką, poreikis ir toliau auga, pluoštinis{3}}gelžbetonis tampa patikimu sprendimu, užtikrinančiu šiuolaikines konstrukcijas.

Kl .: Kokie pluoštai dažniausiai naudojami siekiant išvengti betono įtrūkimų?

A: Dažniausiai naudojami betono pluoštai yra polipropileno pluoštai, plieno pluoštai, stiklo pluoštai ir sintetiniai makro pluoštai. Polipropileno pluoštai plačiai naudojami plastikiniams susitraukimo įtrūkimams ankstyvoje kietėjimo stadijoje kontroliuoti, o plieno pluoštai pagerina konstrukcijos tvirtumą ir laikomąją{1}}galią. Sintetiniai pluoštai dažnai naudojami pramoninėse grindyse ir surenkamuose komponentuose, nes šioms reikmėms reikia didesnio patvarumo ir veiksmingos įtrūkimų kontrolės.

Klausimas: Ar pluoštai gali visiškai pašalinti betono įtrūkimus?

A: Pluoštai negali visiškai pašalinti įtrūkimų, tačiau jie gali žymiai sumažinti įtrūkimų dydį ir išplitimą. Sujungdami mikro-įtrūkimus betono matricoje, pluoštai padeda kontroliuoti įtrūkimų vystymąsi ir neleidžia mažiems įtrūkimams išsiplėsti į didesnes struktūrines problemas.

Kl.: Ar pluoštai gali pakeisti tradicinius armatūros strypus?

A: Kai kuriose srityse, ypač plokštėse ir pramoninėse grindyse, sintetiniai makro pluoštai gali iš dalies pakeisti tradicinius armatūros strypus. Tačiau konstrukciniuose elementuose, tokiuose kaip sijos ar kolonos, pluoštai dažniausiai naudojami kartu su įprastine armatūra, siekiant pagerinti įtrūkimų kontrolę ir bendrą tvirtumą.

K: Kaip į betoną dedami pluoštai?

A: Pluoštai paprastai pridedami tiesiogiai betono maišymo arba maišymo proceso metu. Tinkamas maišymas užtikrina, kad pluoštai būtų tolygiai paskirstyti visame betone, todėl jie gali veiksmingai veikti kaip vidinė armatūra.

K: Ar pluoštai turi įtakos betono stiprumui?

A: Pluoštai daugiausia pagerina betono atsparumą tempimui, kietumą ir atsparumą įtrūkimams, o ne jo stiprumą gniuždant. Valdydamas plyšių susidarymą ir tolygiau paskirstydamas įtempius, pluoštu armuotas betonas paprastai pasižymi geresniu patvarumu ir ilgalaikiu veikimu.