Posadzki betonowe
Posadzki betonowe
zbrojone włóknami
zbrojone włóknami
stalowymi
stalowymi
Posadzki betonowe
Posadzki betonowe
zbrojone włóknami
zbrojone włóknami
stalowymi
stalowymi
Betony zbrojone włóknami stalowymi nazywane są
Betony zbrojone włóknami stalowymi nazywane są
„fibrobetonami”
„fibrobetonami”
lub
lub
„drutobetonami”.
„drutobetonami”.
Po raz pierwszy zostały użyte w 1910 roku. Zasadniczą wadą
Po raz pierwszy zostały użyte w 1910 roku. Zasadniczą wadą
betonu i zapraw cementowych jest niska wytrzymałość na rozciąganie. W wyniku
betonu i zapraw cementowych jest niska wytrzymałość na rozciąganie. W wyniku
tego powstają rysy. Zadaniem zbrojenia w postaci włókien jest przede wszystkim
tego powstają rysy. Zadaniem zbrojenia w postaci włókien jest przede wszystkim
hamowanie procesu mikro- i makro-zarysowania betonu na etapie dojrzewania i
hamowanie procesu mikro- i makro-zarysowania betonu na etapie dojrzewania i
twardnienia i pod działaniem obciążeń eksploatacyjnych
twardnienia i pod działaniem obciążeń eksploatacyjnych
Długość włókien stalowych wynosi
Długość włókien stalowych wynosi
l
l
=25-80 mm, natomiast smukłość
=25-80 mm, natomiast smukłość
l/d
l/d
=25-100.
=25-100.
Zadanie włókien jest następujące
Zadanie włókien jest następujące
:
:
•
•
ograniczenie wielkości rys powstających w wyniku odspojenia się zaprawy
ograniczenie wielkości rys powstających w wyniku odspojenia się zaprawy
od ziaren grubego kruszywa,
od ziaren grubego kruszywa,
•
•
zmiana charakteru zniszczenia elementów z kruchego na quasi-plastyczny
zmiana charakteru zniszczenia elementów z kruchego na quasi-plastyczny
(włókna się nie zrywają lecz wysuwają z betonu).
(włókna się nie zrywają lecz wysuwają z betonu).
•
•
ograniczenie pęknięć w matrycy cementowej,
ograniczenie pęknięć w matrycy cementowej,
•
•
zmniejszenie skurczu zaczynu i zaprawy,
zmniejszenie skurczu zaczynu i zaprawy,
•
•
równomierny rozkład naprężeń w elemencie (włókna przekazują naprężenia
równomierny rozkład naprężeń w elemencie (włókna przekazują naprężenia
na większy obszar betonu),
na większy obszar betonu),
Włókna poprawiają:
Włókna poprawiają:
•
•
ciągliwość
ciągliwość
,
,
•
•
wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie,
wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie,
•
•
udarność,
udarność,
•
•
odporność na zmęczenie,
odporność na zmęczenie,
•
•
odporność na ścieranie,
odporność na ścieranie,
•
•
odporność na erozyjne działanie czynników zewnętrznych,
odporność na erozyjne działanie czynników zewnętrznych,
•
•
mrozoodporność.
mrozoodporność.
a) 0%, b) 1%, c) 2%, d) 3%
a) 0%, b) 1%, c) 2%, d) 3%
a)
a)
0%, b) 0.6 %, c) 1.2%, d) 1.9%, e)
0%, b) 0.6 %, c) 1.2%, d) 1.9%, e)
2.5%, f) 3.2%
2.5%, f) 3.2%
Krzywa jednoosiowego rozciągania (A) i ściskania
Krzywa jednoosiowego rozciągania (A) i ściskania
σ
σ
-
-
ε
ε
(B) dla próbek betonu
(B) dla próbek betonu
bez włókien i z różną zawartością procentową włókien w stosunku do objętości
bez włókien i z różną zawartością procentową włókien w stosunku do objętości
betonu
betonu
A
A
B
B
Materiałem wyjściowym do produkcji włókien jest drut stalowy lub blacha o
Materiałem wyjściowym do produkcji włókien jest drut stalowy lub blacha o
granicy plastyczności 500-1500 MPa. O cechach betonu z włóknami stalowymi
granicy plastyczności 500-1500 MPa. O cechach betonu z włóknami stalowymi
decydują następujące parametry: długość włókien l, średnica włókien
decydują następujące parametry: długość włókien l, średnica włókien
d
d
, smukłość
, smukłość
l/d
l/d
, kształt, rodzaj obróbki powierzchni włókien i wytrzymałość na rozciąganie
, kształt, rodzaj obróbki powierzchni włókien i wytrzymałość na rozciąganie
stali. Najczęściej spotykanym kształtem przekroju poprzecznego jest przekrój
stali. Najczęściej spotykanym kształtem przekroju poprzecznego jest przekrój
kolisty lub do niego zbliżony. Włókna są proste lub z odgięciami, pofalowane albo
kolisty lub do niego zbliżony. Włókna są proste lub z odgięciami, pofalowane albo
z haczykami. Odgięcia, pofalowania i haczyki polepszają przyczepność włókien
z haczykami. Odgięcia, pofalowania i haczyki polepszają przyczepność włókien
do matrycy cementowej. Długość włókien stalowych
do matrycy cementowej. Długość włókien stalowych
l
l
=25-80 mm, smukłość
=25-80 mm, smukłość
l/d
l/d
=25-100.
=25-100.
Do kontroli rozkładu włókien w matrycy stosuje się następujące metody
:
a) rentgenowską (jeżeli gęstość materiału włókien jest większa od gęstości
matrycy cementowej),
b) na podstawie zliczania ilości włókien w przekroju przeciętej próbki,
c) na podstawie zmiany pola elektromagnetycznego w zależności od zawartości
włókien (badana próbka nie może być grubsza niż 100-120 mm).
Obszary urabialności betonu z dodatkiem
Obszary urabialności betonu z dodatkiem
włókien stalowych w zależności
włókien stalowych w zależności
od ilości i smukłości włókien
od ilości i smukłości włókien
Istotnym parametrem właściwości kompozytu jest stosunek objętości włókien
Istotnym parametrem właściwości kompozytu jest stosunek objętości włókien
w stosunku do objętości mieszanki.
w stosunku do objętości mieszanki. Minimalna zawartość włókien powinna
Minimalna zawartość włókien powinna
wynosić 0.5-1% w stosunku do objętości betonu.
wynosić 0.5-1% w stosunku do objętości betonu.
Za maksymalną uważa się
Za maksymalną uważa się
ilość włókien, która nie pogarsza urabialności betonu: dla wibrowania 3% i
ilość włókien, która nie pogarsza urabialności betonu: dla wibrowania 3% i
wirowania 1.2-1.4%. Za optymalną zawartość przyjmuje się taką zawartość
wirowania 1.2-1.4%. Za optymalną zawartość przyjmuje się taką zawartość
włókien, przy której nie następuje ich zbijanie w tzw. „jeże” podczas mieszania.
włókien, przy której nie następuje ich zbijanie w tzw. „jeże” podczas mieszania.
Optymalna ilość jest zależna od smukłości włókien
Optymalna ilość jest zależna od smukłości włókien
Do fibrobetonu stosuje się każde kruszywo przydatne do tradycyjnego
Do fibrobetonu stosuje się każde kruszywo przydatne do tradycyjnego
betonu. Najczęściej stosuje się kruszywo o średnicy 8-12 mm.
betonu. Najczęściej stosuje się kruszywo o średnicy 8-12 mm.
Zastosowanie kruszywa tylko o średnicy do 2 mm wymaga użycia
Zastosowanie kruszywa tylko o średnicy do 2 mm wymaga użycia
dużych ilości cementu (co zwiększa kruchość matrycy i skurcz).
dużych ilości cementu (co zwiększa kruchość matrycy i skurcz).
Maksymalny wymiar kruszywa powinien być ograniczony do jednej
Maksymalny wymiar kruszywa powinien być ograniczony do jednej
trzeciej długości stalowego włókna. Dodatek włókien zwiększa punkt
trzeciej długości stalowego włókna. Dodatek włókien zwiększa punkt
piaskowy (stosunek ilości ziaren 0-2 mm do całkowitej ilości kruszywa),
piaskowy (stosunek ilości ziaren 0-2 mm do całkowitej ilości kruszywa),
ponieważ włókna rozluźniają stos kruszywa. Dlatego też kruszywo
ponieważ włókna rozluźniają stos kruszywa. Dlatego też kruszywo
powinno mieć o 5% większą zawartość kruszywa do 2 mm, co wynika z
powinno mieć o 5% większą zawartość kruszywa do 2 mm, co wynika z
optymalnego punktu piaskowego, który przyjmuje się: dla kruszywa do
optymalnego punktu piaskowego, który przyjmuje się: dla kruszywa do
4 mm – 50-60%, dla kruszywa do 8 mm – 40-50% i dla kruszywa do 16
4 mm – 50-60%, dla kruszywa do 8 mm – 40-50% i dla kruszywa do 16
mm – 35-45%. Zaleca się także dodawanie popiołu lotnego. Zastępuje
mm – 35-45%. Zaleca się także dodawanie popiołu lotnego. Zastępuje
on częściowo cement oraz stanowi wypełniacz (w ilości do 20-40% masy
on częściowo cement oraz stanowi wypełniacz (w ilości do 20-40% masy
cementu). Polepsza on urabialność, obniża ciepło hydratacji i opóźnia
cementu). Polepsza on urabialność, obniża ciepło hydratacji i opóźnia
wiązanie. Ważną rolę spełniają domieszki upłynniające. Stosowanie ich
wiązanie. Ważną rolę spełniają domieszki upłynniające. Stosowanie ich
pozwala na lepsze rozprowadzenie włókien w betonie oraz poprawia
pozwala na lepsze rozprowadzenie włókien w betonie oraz poprawia
zagęszczalność mieszanki. Zaleca się aby wskaźnik
zagęszczalność mieszanki. Zaleca się aby wskaźnik
w/c
w/c
był w granicach
był w granicach
0.42-0.50.
0.42-0.50.
Włókna stalowe mogą być wymieszane z betonem w zakładzie
wytwarzającym beton, na placu budowy lub w betonowozie przed
podaniem go pompą. W przypadku przygotowywania mieszanki w
betonowozie dodaje się włókna na placu budowy przy obrocie bębna z
pełną prędkością w ilości 30 kg/min (podawanie bezpośrednie) lub w
ilości 60 kg/min (podawanie transporterem). Czas mieszania 3-5
minut aż do równomiernego rozmieszczenia włókien w mieszance.
Przygotowanie mieszanki w betoniarce stacjonarnej polega na
dodaniu włókien do kruszywa, wymieszaniu suchych składników
przez minutę i dodaniu pozostałych składników. Najlepsze betoniarki
to przeciwbieżne.
Lp.
Składniki
Ilość składników
na 1 m
3
1
2
3
4
5
6
CEM I 32.5R
Superplastyfikator
Woda
Piasek 0-2 mm
Żwir 2-8 mm
Żwir 8-16 mm
355 kg
8.9 kg
133.0 l
868.4 kg
849.8 kg
457.6 kg
Przykładowa receptura mieszanki betonowej o konsystencji
gęstoplastycznej klasy C25/30
u
u
u
2
2
P l
P l
M
6
f
W
2 3 bh
bh
=
=
=
×
b
e
2
tb
T l
f
bh
δ
=
Wytrzymałości mechaniczne
•
wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu:
Określa się ją na podstawie badań zginanych beleczek o przekroju (b
×
h) 150
×
150
mm i długości l=459 mm (Rys.5.7). Wytrzymałość oblicza się według wzoru:
, (
gdzie P
u
oznacza maksymalną siłę niszczącą. Nawet przy niskim dodatku włókien
stalowych do betonu (30 kg/m
3
) zwiększa się jego ciągliwość (próbka nie ulega
zniszczeniu kruchemu). Według normy JCI SF-4 i ASTM C1018 najbardziej
miarodajną cechą betonu zbrojonego włóknami stalowymi jest tzw. równoważna
wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu określona wzorem:
gdzie T
b
oznacza pracę zginania
określoną
na
podstawie
pola
powierzchni pod krzywą do miejsca
strzałki ugięcia równej
δ
tb
=l/150.
Krzywe naprężenie-odkształcenie podczas ściskania dla betonu i betonu
Krzywe naprężenie-odkształcenie podczas ściskania dla betonu i betonu
zbrojonego włóknami prostymi (2%,
zbrojonego włóknami prostymi (2%,
25/0.4 mm
25/0.4 mm
, próbki
, próbki
φ
φ
10/20 cm
10/20 cm
)
)
: a)
: a)
próbki ściskane w kierunku betonowania, b) próbki ściskane w kierunku
próbki ściskane w kierunku betonowania, b) próbki ściskane w kierunku
prostopadłym do betonowania
prostopadłym do betonowania
Jednoosiowe ściskanie: wpływ zawartości włókien i
Jednoosiowe ściskanie: wpływ zawartości włókien i
l
l
f
f
/d
/d
f
f
h
h
– wysokość próbki betonu
– wysokość próbki betonu
l
l
f
f
=25 mm (
=25 mm (
h
h
=114 mm)
=114 mm)
a)
a)
l
l
f
f
=50 mm, b)
=50 mm, b)
l
l
f
f
=25 mm (
=25 mm (
h
h
=114 mm)
=114 mm)
Wykresy zginania próbek fibrobetonowych (liczby oznaczają procentową
Wykresy zginania próbek fibrobetonowych (liczby oznaczają procentową
zawartość włókien stalowych haczykowatych o długości 50 mm i średnicy 1.0
zawartość włókien stalowych haczykowatych o długości 50 mm i średnicy 1.0
mm w stosunku do objętości betonu)
mm w stosunku do objętości betonu)
Wpływ zawartości różnych włókien stalowych haczykowatych w betonie
Wpływ zawartości różnych włókien stalowych haczykowatych w betonie
na wytrzymałość równoważną na zginanie
na wytrzymałość równoważną na zginanie
f
f
e
e
a)
b)
c)
Doświadczalne
krzywe
naprężenie-
Doświadczalne
krzywe
naprężenie-
ugięcie dla różnych belek:
ugięcie dla różnych belek:
a)
a)
beton
beton
, b)
, b)
fibrobeton
fibrobeton
Wirex (1.2%), c)
Wirex (1.2%), c)
fibribetion
fibribetion
Dramix (1.2%)
Dramix (1.2%)
Wyniki badań płyt o grubości 150 mm na podłożu gruntowym
Wyniki badań płyt o grubości 150 mm na podłożu gruntowym
Na Rys. pokazano wyniki badań wykonanych w Wielkiej Brytanii na płytach 3
Na Rys. pokazano wyniki badań wykonanych w Wielkiej Brytanii na płytach 3
×
×
3
3
m
m
2
2
o grubości 150 mm wykonanych z betonu zwykłego (oznaczonych symbolem
o grubości 150 mm wykonanych z betonu zwykłego (oznaczonych symbolem
„0”), betonu z dodatkiem włókien polipropylenowych w ilości 0.9 kg/m
„0”), betonu z dodatkiem włókien polipropylenowych w ilości 0.9 kg/m
3
3
(oznaczonych symbolem „PP”), betonu zbrojonego 2 warstwami siatki stalowej
(oznaczonych symbolem „PP”), betonu zbrojonego 2 warstwami siatki stalowej
200
200
×
×
200
200
×
×
6 (oznaczonych symbolem siatka) oraz fibrobetonu z włóknami
6 (oznaczonych symbolem siatka) oraz fibrobetonu z włóknami
stalowymi w ilości 20 kg/m
stalowymi w ilości 20 kg/m
3
3
i 30 kg/m
i 30 kg/m
3
3
i wymiarach włókien 60/1.0 mm (symbol
i wymiarach włókien 60/1.0 mm (symbol
HS 60/1.0) i 60/0.8 mm (symbol HS 60/0.8) na podłożu gruntowym. Stwierdzono
HS 60/1.0) i 60/0.8 mm (symbol HS 60/0.8) na podłożu gruntowym. Stwierdzono
wzrost siły niszczącej dla betonu z włóknami stalowymi o 11-78% przy
wzrost siły niszczącej dla betonu z włóknami stalowymi o 11-78% przy
zarysowaniu oraz 36-77% przy zniszczeniu.
zarysowaniu oraz 36-77% przy zniszczeniu.
Wyniki badań płyt o grubości 150 mm i 130 mm na podłożu gruntowym
Wyniki badań płyt o grubości 150 mm i 130 mm na podłożu gruntowym
(0 – beton zwykły, PS 19 – włókna proste o długości 19 mm, HS 60/1.0 – włókna
(0 – beton zwykły, PS 19 – włókna proste o długości 19 mm, HS 60/1.0 – włókna
haczykowate o długości 60 mm i średnicy 1 mm)
haczykowate o długości 60 mm i średnicy 1 mm)
Wpływ prędkości obciążenia
Wpływ prędkości obciążenia
Wpływ prędkości obciążenia
Wpływ prędkości obciążenia
Wpływ prędkości odkształceń log na wytrzymałość na rozciąganie w obszarze
Wpływ prędkości odkształceń log na wytrzymałość na rozciąganie w obszarze
dynamicznym
dynamicznym
f
f
t,dyn
t,dyn
w stosunku do wytrzymałości na rozciąganie w obszarze
w stosunku do wytrzymałości na rozciąganie w obszarze
statycznym
statycznym
f
f
t
t
,
,
,stat
,stat
dla różnych rodzajów włókien (N8 i N16 – beton bez włókien,
dla różnych rodzajów włókien (N8 i N16 – beton bez włókien,
h
h
– włókna ułożone poziomo,
– włókna ułożone poziomo,
v
v
– włókna ułożone pionowo)
– włókna ułożone pionowo)
Wpływ prędkości obciążenia na przebieg naprężeń rozciągających w betonie (z
Wpływ prędkości obciążenia na przebieg naprężeń rozciągających w betonie (z
maksymalną wielkością kruszywa 16 mm): a) beton bez włókien, b) beton z
maksymalną wielkością kruszywa 16 mm): a) beton bez włókien, b) beton z
włóknami Dramix (w poziomie), c) beton z włóknami Wirex (w poziomie) dla
włóknami Dramix (w poziomie), c) beton z włóknami Wirex (w poziomie) dla
obciążenia statycznego, dynamicznego i uderzeniowego
obciążenia statycznego, dynamicznego i uderzeniowego
Wpływ prędkości obciążenia
Wpływ prędkości obciążenia
Odporność na uderzenie
Wpływ zawartości i rodzaju włókien na powierzchnię zarysowań od skurczu
Wpływ rodzaju włókien na ścieralność betonu mierzoną ubytkiem masy
Wpływ rodzaju włókien na ścieralność betonu mierzoną ubytkiem masy
betonu: a, b - włókna stalowe haczykowate, PP-1 (włókna
betonu: a, b - włókna stalowe haczykowate, PP-1 (włókna
polipropylenowe o długości 12 mm i średnicy 18
polipropylenowe o długości 12 mm i średnicy 18
µ
µ
m), PP-2 (włókna
m), PP-2 (włókna
polipropylenowe o długości 20 mm i średnicy 16
polipropylenowe o długości 20 mm i średnicy 16
µ
µ
m
m
Ścieranie
Ścieranie
Skurcz
Skurcz
Krzywe obciążenie-ugięcie w różnych temperaturach
Krzywe obciążenie-ugięcie w różnych temperaturach
Płyta podwodna
Płyta podwodna
0.28
0.28
×
×
3
3
×
×
3 m
3 m
3
3
.
.
Sprężenie za pomocą 9 zakotwień (symulacja
Sprężenie za pomocą 9 zakotwień (symulacja
ciśnienia wody).
ciśnienia wody).
Płyta betonowa
Płyta betonowa
(UB1),
(UB1),
płyta fibrobetonowa,
płyta fibrobetonowa,
60 kg
60 kg
włókien
włókien
Dramix 60/0.8 (UB2)
Dramix 60/0.8 (UB2)
,
,
płyta fibrobetonowa, 4
płyta fibrobetonowa, 4
0 kg
0 kg
włókien
włókien
Dramix
Dramix
5
5
0/0.
0/0.
6
6
(UB
(UB
3
3
)
)
Szerokość rys w zależności
Szerokość rys w zależności
od liczby cykli
od liczby cykli
Krzywe obciążenie-ugięcie
Krzywe obciążenie-ugięcie
Obciążenie-ugięcie dla płyt obciążonych centrycznie
Obciążenie-ugięcie dla płyt obciążonych centrycznie
Zmiana wytrzymałości na rozciąganie
Zmiana wytrzymałości na rozciąganie
Wpływ popiołu
Wpływ popiołu
Wpływ różnych frakcji włókien
Wpływ różnych frakcji włókien
The average stress-strain relationships determined experimentally
The average stress-strain relationships determined experimentally
for plain concrete and SFAC: a) C 20, b) C30, c) C20 with 30 kg/m
for plain concrete and SFAC: a) C 20, b) C30, c) C20 with 30 kg/m
3
3
of SFs, c) C20 with 60 kg/m
of SFs, c) C20 with 60 kg/m
3
3
of SFs, c) C30 with 30 kg/m
of SFs, c) C30 with 30 kg/m
3
3
of SFs, c)
of SFs, c)
C30 with 60 kg/m
C30 with 60 kg/m
3
3
of SFs
of SFs
Jednoosiowe
Jednoosiowe
ściskanie
ściskanie
Elementy żelbetowe
Elementy żelbetowe
The average ultimate load versus mid-span deflection relationships
The average ultimate load versus mid-span deflection relationships
determined experimentally for the 3 groups SFARC beams with C20 (A)
determined experimentally for the 3 groups SFARC beams with C20 (A)
and C30 (B) class of concrete
and C30 (B) class of concrete
Zginanie
Zginanie
Steel-fibre dosage versus experimental ultimate load relationships for
Steel-fibre dosage versus experimental ultimate load relationships for
C20 and C30 classes of concrete: A) uniaxial compression, b) bending
C20 and C30 classes of concrete: A) uniaxial compression, b) bending
A)
Wpływ energii pękania
Wpływ energii pękania
Posadzki betonowe
Posadzki betonowe
zbrojone włóknami
zbrojone włóknami
polipropylenowymi
polipropylenowymi
Włókna są wykonane z polipropylenu: średnica 10-500
Włókna są wykonane z polipropylenu: średnica 10-500
µ
µ
m, długość
m, długość
6-64 mm, gęstość 0.9 g/cm
6-64 mm, gęstość 0.9 g/cm
3
3
, wytrzymałość na rozciąganie 300-700
, wytrzymałość na rozciąganie 300-700
MPa, moduł sprężystości 300-12000 GPa, wydłużenie przy
MPa, moduł sprężystości 300-12000 GPa, wydłużenie przy
zniszczeniu 15%, temperatura topienia 150
zniszczeniu 15%, temperatura topienia 150
o
o
C i przewodność cieplna
C i przewodność cieplna
0.28 W/mK [66]. W zależności od przeznaczenia rozróżniamy
0.28 W/mK [66]. W zależności od przeznaczenia rozróżniamy
następujące włókna:
następujące włókna:
•
•
włókna stosowane do tynków oraz betonu natryskowego (np.
włókna stosowane do tynków oraz betonu natryskowego (np.
Fortatech Fibre Multi 127),
Fortatech Fibre Multi 127),
•
•
włókna stosowane do fundamentów i betonu utwardzanego
włókna stosowane do fundamentów i betonu utwardzanego
powierzchniowo (np.
powierzchniowo (np.
Fortatech Fibre Multi Standard 190),
Fortatech Fibre Multi Standard 190),
•
•
włókna stosowane do wielkogabarytowych prefabrykatów,
włókna stosowane do wielkogabarytowych prefabrykatów,
posadzek
o
dużych
naciskach,
oczyszczalni
ścieków
o
posadzek
o
dużych
naciskach,
oczyszczalni
ścieków
o
powierzchniach utwardzanych powierzchniowo (np.
powierzchniach utwardzanych powierzchniowo (np.
Fortatech Fibre
Fortatech Fibre
High Grade 380),
High Grade 380),
•
•
włókna stosowane do mostów, lotnisk, elektrowni wodnych (np.
włókna stosowane do mostów, lotnisk, elektrowni wodnych (np.
Fortatech Fibre High Grade 640).
Fortatech Fibre High Grade 640).
Zadaniem włókien w betonie jest:
- eliminacja rys skurczowych,
- zwiększenie wytrzymałości na ściskanie,
- zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie,
- zmniejszenie nasiąkliwości i wodoprzepuszczalności,
- zwiększenie odporności na zmiany temperatury,
- zwiększenie odporności na przemarzanie,
- zwiększenie odporności na alkalia i korozję,
- ograniczenie segregacji mineralnych składników betonu.
Włókna polipropylenowe:
1)Fortatech Fibre Multi 127,
2)Fortatech Fibre Multi Standard
190,
3) Fortatech Fibre High Grade
380,
4) Fortatech Fibre High Grade 640
Włókna są odporne na korozje, środowisko alkaliczne, są chemicznie obojętne i nie
Włókna są odporne na korozje, środowisko alkaliczne, są chemicznie obojętne i nie
ulegają procesom gnilnym. Mieszanki z ich dodatkiem nadają się do wylewania,
ulegają procesom gnilnym. Mieszanki z ich dodatkiem nadają się do wylewania,
tłoczenia lub natryskiwania. Stosowanie ich nie wymaga wprowadzenia żadnych
tłoczenia lub natryskiwania. Stosowanie ich nie wymaga wprowadzenia żadnych
zmian w technologii betonu.
zmian w technologii betonu.
Zalecana dawka włókien 0.6-1.0 kg na 1 m
Zalecana dawka włókien 0.6-1.0 kg na 1 m
3
3
betonu. Dodaje się je prosto do
betonu. Dodaje się je prosto do
betoniarki. Jednorodność masy uzyskuje się już po 5 minutach mieszania w
betoniarki. Jednorodność masy uzyskuje się już po 5 minutach mieszania w
typowej betoniarce. Włókna nie wpływają na szybkość hydratacji i czas
typowej betoniarce. Włókna nie wpływają na szybkość hydratacji i czas
twardnienia. Podczas dodawania włókien, siły występujące w trakcie mieszania
twardnienia. Podczas dodawania włókien, siły występujące w trakcie mieszania
powodują rozpad wiązek na miliony niezależnych równomiernie rozłożonych
powodują rozpad wiązek na miliony niezależnych równomiernie rozłożonych
włókien.
włókien.
Obecność włókien polipropylenowych ogranicza powstawanie rys. Działanie
Obecność włókien polipropylenowych ogranicza powstawanie rys. Działanie
włókien ustaje po czasie, gdy wzrastający moduł sprężystości betonu
włókien ustaje po czasie, gdy wzrastający moduł sprężystości betonu
przekroczy moduł sprężystości polipropylenu.
przekroczy moduł sprężystości polipropylenu.
Wytrzymałość na
Wytrzymałość na
rozciąganie na początku
rozciąganie na początku
twardnienia
twardnienia
Odkształcenia
skurczowe
w
Odkształcenia
skurczowe
w
funkcji
czasu
dla
zwykłego
funkcji
czasu
dla
zwykłego
betonu (górna krzywa) i betonu z
betonu (górna krzywa) i betonu z
dodatkiem 1 kg/m3 włókien High
dodatkiem 1 kg/m3 włókien High
Grade
Grade
Własności mechaniczne
Właściwości
Zmiana
parametrów
mieszanki betonowej z
dodatkiem
włókien
Multi
Zmiana parametrów
mieszanki betonowej z
dodatkiem
włókien
High Grade
Zawartość powietrza w
mieszance
Wytrzymałość
na
ściskanie
Wytrzymałość
na
rozciąganie
przy
zginaniu
Odporność na mróz po
150 cyklach
Wodoszczelność
Ścieralność
Odporność na uderzenia
-2.7%
+9%
+5.3%
-8.3%
+68.7%
+9%
+13%
-8.3%
+3.8%
+7.0%
-69%
+25.3%
+18%
+11.5%
•
Wytrzymałość na ściskanie
Występuje wzrost do 10% . Wzrasta ponadto początkowa wytrzymałość.
Rodzaj
betonu
Wytrzymałość
[MPa] po 2
dniach
Wytrzymałość
[MPa] po 3
dniach
Wytrzymałość
[MPa] po 7
dniach
Wytrzymałoś
ć [MPa] po
28 dniach
Zwykły
beton
Beton z
włóknami
Multi
Beton z
włóknami
High Grade
14.3
14.8
14.5
17.3
18.9
18.0
30.4
32.2
31.7
48.6
51.6
50.7
Rodzaj betonu
Wytrzymałość na ściskanie
po 24 godz. [MPa]
Zwykły beton
Beton z włóknami
Multi
Beton z włóknami
High Grade
3.8
4.6
4.7
•
Wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu
wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu wzrasta o 10-20%.
Rodzaj betonu
Wytrzymałość
[MPa] po 2 dniach
Wytrzymałość
[MPa] po 7
dniach
Wytrzymałoś
ć [MPa] po 28
dniach
Zwykły beton
Beton z włóknami Multi
Beton z włóknami
High Grade
2.4
2.8
2.9
3.0
3.2
3.1
4.4
4.7
5.5
•
Wodoszczelność, nasiąkliwość, mrozoodporność
dodatek włókien poprawia szczelność. Przenikanie wody jest ponad dwa razy
mniejsze niż przez próbkę zwykłego betonu. Włókna przez to lepiej
zabezpieczają przed korozją zbrojenia.
Migracja wody w funkcji czasu
Migracja wody w funkcji czasu
Czas inicjacji korozji stali
Czas inicjacji korozji stali
zbrojeniowej w funkcji czasu
zbrojeniowej w funkcji czasu
(pod działaniem 15% roztworu NaCl)
(pod działaniem 15% roztworu NaCl)
Rodzaj
betonu
Wytrzymałość
na ściskanie po
1 próbie [MPa]
Wytrzymałość
na ściskanie po
2 próbie [MPa]
Wytrzymałość
na ściskanie po
3 próbie [MPa]
Zwykły beton
Beton z
włóknami
Multi
Beton z
włóknami
High Grade
5.84 (100%)
6.40 (110%)
7.24 (124%)
4.24 (73%)
6.04 (103%)
6.45 (110%)
4.44 (76%)
6.47 (111%)
6.52 (112%)
Wytrzymałość na ściskanie po działaniu roztworu soli
*Uwaga: wielkości w nawiasach odnoszą się do wartości dla zwykłego betonu
po 1 próbie (100%)
•
odporność na uderzenia
Ma miejsce wzrost odporności na uderzenia. Odporność jest mierzona średnicą
śladu odciśniętej kulki albo ilością energii potrzebną do zniszczenia próbki .
Rodzaj betonu
Odporność na
uderzenia
(średnica śladu
odciśniętej
kulki)
[mm]
Zwykły beton
Beton z włóknami
Multi
Beton z włóknami
High Grade
69
±
4
61
±
4
60
±
4
Rodzaj
betonu
Energia
[J] po 2
dniach
Energia
[J] po 7
dniach
Energia [J]
po 28
dniach
Zwykły
beton
Beton z
włóknami
Multi
Beton z
włóknami
High Grade
0.56
1.26
1.89
0.90
1.81
2.80
1.04
2.11
3.58
•
Odporność ogniowa
Obecność włókien zmniejsza ryzyko uszkodzenia elementów w czasie pożaru.
Punkt topnienia włókna wynosi 150
o
C. Pod wpływem topnienia włókien
powstają kapilary, które zapewniają miejsce dla pary wodnej pod ciśnieniem
(normalnie rozrywającej beton). Na Rys. pokazano zależność pomiędzy
temperaturą betonu na powierzchni badanej próbki, a temperaturą wewnątrz
betonu podczas działania wysokiej temperatury. W odległości 3 cm pod
powierzchnią betonu z włóknami, temperatura jest około 2-5 razy niższa niż na
powierzchni próbki.
Temperatura w ogrzewanej
Temperatura w ogrzewanej
próbce betonu z włóknami
próbce betonu z włóknami
polipropylenowymi: a) górna
polipropylenowymi: a) górna
powierzchnia, b) 3 cm pod
powierzchnia, b) 3 cm pod
powierzchnią, c) 7 cm pod
powierzchnią, c) 7 cm pod
powierzchnią
powierzchnią