Najbardziej znane dodatki do betonu wzmacnianego włóknami to włókno stalowe, stalowe wici, włókno szklane, makrowłókna i mikrowłókna. Powszechnie używany termin „włókno” odnosi się do kilku z tych rodzajów.
Ale co należy wiedzieć na temat włókien do betonu i jak dokonać właściwego wyboru?
Dodawanie włókien do betonu nie jest nowym wynalazkiem. Stosowane są od dziesięcioleci, a technologia ta nieustannie się rozwija.
Warto jednak mieć jasność, zanim podejmiemy decyzję, jakiego typu włókna są nam potrzebne.
Powszechnie używane określenie „włókno” nie jest odpowiednie ani precyzyjne, ponieważ „fiber” oznacza „włókno podstawowe” (elementarne włókno). Dlatego będziemy używać terminu „włókno” tylko jako ogólnej nazwy.
Stosowanie włókien w betonie reguluje norma MSZ EN 14889. Część 1 dotyczy włókien stalowych, a część 2 odnosi się do włókien syntetycznych.
Co w skrócie powinniśmy wiedzieć o włóknach wzmacniających beton?
Włókna można podzielić głównie na dwie grupy.
- Włókna redukujące pęknięcia spowodowane skurczem świeżego betonu.
- Włókna zwiększające wytrzymałość resztkową na rozłupywanie i rozciąganie stwardniałego betonu.
Te ostatnie zazwyczaj spełniają oba wymagania.
Mikrowłókna (włókna o grubości mniejszej niż 0,3 mm) nie są statycznie wymiarowane i nie mają wpływu na trwałą wytrzymałość betonu.
Często nawet pracownicy w zakładach betonowych i operatorzy betoniarni nie zdają sobie sprawy z różnic między włóknami. Niektórzy w ogóle nie znają makrowłókien, znają tylko włókna stalowe i „boją się” ich, ponieważ mogą one uszkodzić mieszalnik i zatykać pompę. Inni sądzą, że istnieją tylko mikrowłókna, które dodaje się w ilości 1 kg na metr sześcienny betonu, i to wystarcza, aby beton był w porządku.
Wici stalowe
Cienkie włókna stalowe, które zmniejszają skłonność betonu do pęknięć związanych z kurczeniem. Niestety, łatwo korodują, mają tendencję do tworzenia grudek i wymagają stosunkowo dużych ilości, aby ich działanie było skuteczne. Z tego powodu mogą tworzyć się małe „jeżowce” w betonie, co nie tylko uszkadza mieszalnik, pojazd mieszający lub pompę betonową, ale także może prowadzić do nierównomiernego rozkładu włókien w betonie, co może negatywnie wpłynąć na ostateczny wynik.
Włókna szklane
Głównie służą do zmniejszania pęknięć skurczowych, które powstają podczas wiązania betonu. Nie korodują, są lekkie. Statycznie jednak nie są wymiarowane i nie poprawiają ostatecznej wytrzymałości betonu.
Włókna mono
Podobnie jak włókna szklane, służą do zapobiegania pęknięciom wynikającym z początkowego skurczu betonu. Przykładem jest FiberMix, którego 0,9 kg (jedno opakowanie) wystarcza na 1 m³ betonu, znacząco zmniejszając skłonność betonu do pęknięć.
Włókna fibrylowane
Specjalnie przetworzone mikrowłókna, które nie są wymiarowane statycznie, ale w niektórych przypadkach mogą zastąpić stal zbrojeniową.
Mikrowłókna fibrylowane to specjalny typ mikrowłókien, które zostały przetworzone w sposób umożliwiający stworzenie sieci cienkich włókien. Ta obróbka poprawia ich zdolność do wiązania w matrycy betonowej. Składają się z wielu cienkich włókien, które są ze sobą połączone. Służą głównie do kontrolowania pęknięć wynikających z plastycznego skurczu betonu podczas procesu wiązania, ale także przyczyniają się do zwiększenia trwałości betonu i nieco poprawiają jego wytrzymałość na zginanie i rozciąganie.
Mikrowłókna zwykle dodaje się do betonu w ilości 1 kg/m³, ale ważne jest, aby podkreślić, że mikrowłókna są odpowiednie tylko do zapobiegania pęknięciom wynikającym z początkowego skurczu betonu. Nie są wymiarowane i minimalnie wpływają na właściwości techniczne betonu.
Włókna, które można wymiarować statycznie, zwiększają trwałą wytrzymałość betonu na rozciąganie i zginanie oraz zmniejszają lub eliminują powstawanie pęknięć wynikających z początkowego skurczu.
Włókna stalowe
Zwiększają większość właściwości betonu. Mają bardzo dobry wpływ na wytrzymałość na rozciąganie i zginanie, nośność oraz wytrzymałość zmęczeniową.
Ich wadą jest to, że korodują i mogą uszkodzić koła pojazdów. Wersje odporne na korozję są bardzo drogie. Ich dodawanie do betonu jest trudne, mogą uszkodzić urządzenia do mieszania betonu. Rozmieszczenie ich w mieszance betonowej nie jest bezpieczne, istnieje ryzyko zlepiania się.
Makrofibry
Wysokowydajne syntetyczne włókna o minimalnej średnicy 0,3 mm i długości od 20 do 60 mm. Dodanie ich do betonu znacząco zwiększa trwałość, odporność na pękanie oraz wytrzymałość na rozciąganie i zginanie betonu. Ich powierzchnia jest rowkowana lub falista, co zwiększa ich odporność na wysunięcie.
Można je stosować do zastąpienia siatki zbrojeniowej tylko przy odpowiedniej dawce. Zwykle wynosi ona 2-6 kg/m3.
Im grubsza jest konstrukcja betonowa, tym mniejsze jest zapotrzebowanie na dawkę, ale im większe obciążenie spodziewane na powierzchni betonu, tym wyższa dawka jest wymagana.
Dla posadzki o grubości 5 cm lub betonu roboczego o grubości 10 cm wystarczy dawka 3 kg/m3, natomiast dla podjazdu o grubości 10 cm potrzebna będzie dawka 4 kg/m3.
WAŻNE! Zbyt niska dawka znacząco zmniejsza skuteczność. Dodanie mniejszej ilości makrofibry niż wymagane jest podobne do oszczędzania na cemencie, aby obniżyć koszt betonowania. Można spotkać się z zaleceniami dotyczącymi dawki 1-2 kg/m3. Jeśli zobaczysz takie zalecenia, zawsze uruchom sygnał alarmowy w głowie! Żadne makrofibry nie są wystarczająco lepsze od innych, aby zastąpić siatkę zbrojeniową przy dawce 1-2 kg. Zastąpienie siatki zbrojeniowej jest możliwe tylko przy odpowiedniej dawce.
Stosowana w odpowiednich dawkach, siatka ze stali zbrojeniowej może być zastąpiona w następujących przypadkach:
- Podkład płytowy (domy szkieletowe)
- Beton roboczy
- Beton podłogowy
- Chodnik
- Podjazd
- Beton brukowy
- Studzienki
- Schody na gruncie
Zalety makros włókien statycznych
- Wzmacnia beton w trzech wymiarach, na każdym punkcie, podczas gdy siatka działa tylko w jednym płaszczyźnie.
- Całkowicie eliminuje pęknięcia wynikające ze skurczu. Oznacza to, że podczas wiązania betonu nie mogą wystąpić mniejsze lub większe pęknięcia, co sprawia, że beton jest znacznie trwalszy.
- Znacząco przyspiesza proces budowlany, eliminując etapy związane z siatką zbrojeniową.
- Zwiększa bezpieczeństwo pracy, eliminując wypadki związane z używaniem zbrojenia stalowego.
- Łatwy do transportu. 500 kg siatki zbrojeniowej może zostać zastąpione 25-50 kg ArmoTec, które może dostarczyć listonosz zamiast ciężarówki.
- Łatwy w użyciu. Wystarczy dodać go do betonu, nie ma potrzeby transportu, pakowania, montażu prętów stalowych czy innych trudnych operacji.
- Nie rdzewieje. Jednym z największych problemów betonu zbrojonego stalą jest korozja stali w wyniku działania kwasów. ArmoTec eliminuje ten problem całkowicie.
- Łatwiejsze wiercenie w betonie wzmocnionym włóknami, bez ryzyka złamania wiertła.
- Jest znacznie tańszy niż siatka zbrojeniowa.
- Pozostawia mniejszy ślad ekologiczny. Produkcja i transport ArmoTec są o wiele mniej szkodliwe dla środowiska niż stalowa siatka zbrojeniowa. Dodatkowo, jeśli zamienisz stal na ten materiał, możesz zmniejszyć ilość betonu ochronnego przed korozją, co w dużym stopniu przyczynia się do ochrony środowiska. Jeśli zależy Ci na ochronie środowiska, to jest to materiał dla Ciebie.
- Badania naukowe potwierdzają, że jego zastosowanie znacznie wzmacnia beton, a nawet może zastąpić stalowe zbrojenie.
- W przypadku konstrukcji betonowych, które w co najmniej 50% służą do ochrony stali przed korozją, włókna makro eliminują tę potrzebę, co pozwala znacznie zmniejszyć ilość użytego betonu.
