3547344037

6. Betony z matrycą cementową wzmacnianą włóknami

mieszanki betonowej siły występujące w trakcie mieszania powodują rozpad wiązek na miliony niezależnych wlókienek rozkładających się równomiernie we wszystkich kierunkach [51].

Dzięki korzystnym cechom wytrzymałościowym BZWS możliwe jest zmniejszenie gabarytów konstrukcji. Bowiem np. beton z fibrą stosowany na posadzki grubości 15 cm odpowiada wytrzymałości konwencjonalnego żelbetu grubości 20 cm. Ze zmniejszonej grubości posadzek wynika ponadto mniejsza ilość prac ziemnych. Wyeliminowaniu ulega także wykonanie warstwy' wyrównawczej z chudego betonu [49], Warto też zauważyć, że zastosowanie fibrobetonu do elementów konstrukcyjnych prowadzi do znacznej redukcji zbrojenia w postaci prętów, zwłaszcza liczby i rozstawu strzemion [60]. Wszystkie te aspekty ekonomiki zastosowania fibrobetonu pow odują, że elementy z tego materiału mogą być w ujęciu kosztów inwestycyjnych tańsze o ok. 10% w porównaniu z elementami wykonanymi z betonu zwykłego. Tańsze jest też utrzymanie, a także konserwacja i naprawy konstrukcji z BZWS [23],

6.2 Betony kompozytowe zawierające włókna stalowe 6.2.1 Zmiana budowy i charakterystyki betonu

Beton zbrojony w łóknem stalowym to materiał kompozy tow y złożony z cementu, kruszywa mineralnego, piasku, wody i włókna stalowego. W odróżnieniu od żelbetu jest materiałem homogenicznym, o równomiernie rozproszonym zbrojeniu. Są to kilometry włókna w 1 nr betonu [50], Podstawowymi parametrami w łókien stalowych rzutującymi na właściwości betonu kompozytow ego są: długość włókna, jego średnica, wytrzymałość na rozciąganie stali z którego jest wykonane, a także jego geometria. Od dawna znane jest znaczenie smukłości wyrażanej stosunkiem długości włókna do jego średnicy. Pow inna ona wynosić nie mniej niż „50". Włókno o smukłości mniejszej jest zawsze technologicznie wątpliwe. Kolejną bardzo ważną cechą w łókna wpływającą wyraźnie na charaktery stykę betonu jest jego kształt. Musi on zagwarantować tak pewne, jak i podatne zakotwienie końców włókna w strukturze betonu [24], Wpływ kształtu włókna stalowego na przyczepność matrycy betonowej zostanie dokładniej omówiony w następny m punkcie.

Podstawową funkcją włókien stalowych w betonie jest zmniejszenie w nim koncentracji naprężeń. Włókna te równomiernie rozproszone w betonie. Przenoszą obciążenia jak mostki poprzez zaistniałą nieciągłość struktury', jaką jest rysa czy' pęknięcie, przejmując siły wynikłe z obciążenia. Siły te przeniesione poprzez pęknięcie z jednej na dragą jego stronę, powodują zmniejszenie naprężeń na końcu pęknięcia w wyniku znacznie w iększego modułu Younga stali w stosunku do matrycy otaczającego je betonu. Opisane zjawisko hamuje przeistaczania się mikrorys w betonie w pęknięcia prowadzące do jego zniszczenia [241. Jak rozkładają się naprężenia w takim przypadku przedstawiono na rysunku 6.1.

Zasadniczą cechą betonu zbrojonego włóknem stalowym jest jego odporność na pękanie po ukazaniu się pierwszej rysy strukturalnej pow stałej w wyniku zaistniałego obciążenia. W odróżnieniu od betonu zwykłego fibrobeton zachow uje się wtedy nie jak materiał krachy, ulegający zniszczeniu, ale jak ciało o właściwościach plastycznych. Jest podatny i przenosi dalsze obciążenie.

Stopień tej plastyczności, określany w wypadku betonu zbrojonego włóknem stalowym „odpornością na pękanie" może być kontrolowany drogą doboru właściwego rodzaju i ilości w łókna [24], Krzywa ob-ciążenie-odkształcenie uwidacznia jakże odmienny sposób zachow ania się kompozy tów z włóknem stalowym w stosunku do betonu zwykłego.

Rys. 6.1 Naprężenie w betonie z fibrą lub bez [24]

Alma Mater

J.Jasiczak, P.Mikołajczak- Technologia betonu modyfikowanego domieszkami i dodatkami