WŁÓKNA STALOWE
ZBROJENIE ROZPROSZONE
STELLBET






Konwencjonalny beton jest materiałem nieelastycznym i niejednorodnym z powodu występujących w nim mikropęknięć i rys skurczowych. Zjawiska te zostaną ograniczone dzięki zastosowaniu zbrojenia rozproszonego. Do tej grupy dodatków zalicza się między innymi włókna stalowe, z tworzyw sztucznych (polipropylenu, nylonu), rzadziej stosowane włókna węglowe oraz włókna pochodzenia organicznego (bawełny, sizalu, bambusa). Włókna rozproszone w betonie przenoszą obciążenia w miejscach nieciągłości struktury. Po związaniu przeciwstawiają się naprężeniom rozciągającym i powstawaniu pęknięć pod obciążeniami.

Duża odporność na uderzanie to główna zaleta betonów z włóknami stalowymi. Tak zmodyfikowany beton wykorzystywany jest w elementach narażonych na ścieranie, ściskanie, w elementach poddawanych obciążeniom dynamicznym, nagłym zmianom temperatury, działaniu mrozu, destrukcyjnym oddziaływaniom czynników środowiska. Stosuje się go głównie w budownictwie komunikacyjnym, przemysłowym i lądowym.

Fibro betony stanowią nowoczesną grupę kompozytów wykonanych na bazie spoiw cementowych i kruszywa mineralnego. Typowy beton należy do materiałów kruchych, których wytrzymałość na rozciąganie jest pokaźnie niższa od ich wytrzymałości na ściskanie. Wprowadzenie włókien do takiego kruchego materiału powoduje bardzo istotne zmiany jego właściwości użytkowych oraz zmian jego zachowania pod obciążeniem.


Korzyści wynikające z zastosowania włókien stalowych:

zredukowana ilość defektów materiału,
podwyższona odporność na zarysowania wywołane różnymi typami obciążeń,
istotnie podwyższona odporność na rozciąganie przy zaginaniu z równoczesnym podwyższeniem wielkości obciążenia powodującego powstanie pierwszej rysy,
zmiany w deformacji przy zaginaniu spowodowane zwiększeniem potencji potrzebnej do zniszczenia materiału,
bardzo istotny (wielokrotny) spotęgowanie odporności na wpływ czynników o charakterze dynamicznym (udarność),
istotny wzrost odporności na obciążenia o charakterze zmęczeniowym,
podwyższona mrozoodporność i odporność na podwyższoną temperaturę.


Wnioski:

w betonie zbrojonym włóknami parametry i obręb tych defektów w znacznym stopniu maleje, dzięki czemu materiał jeszcze przed podaniem go na działanie obciążeń zewnętrznych jest materiałem lepszym,
w przypadku betonu zbrojonego włóknami działania takich obciążeń powierzchniowych jak: mechaniczne (statystyczne lub dynamiczne), termiczne i inne, których wielkość wynika z funkcji elementu lub konstrukcji, sprawia, że zachowuje się on lepiej niż beton bez włókien; reakcja jego na ww. obciążenia jest korzystniejsza, jego zniszczenie następuje później i przy większej wartości obciążeń.



Przykłady zastosowań zbrojenia rozproszonego w budownictwie:

przemysłowe posadzki hal fabrycznych,
przemysłowe drogi dojazdowe oraz tereny parkingowe,
nawierzchnie nowych autostrad oraz nadlewki remontowanych autostrad,
nawierzchnie mostów,
pasy startowe lotnisk i terenów dojazdowo-postojowych samolotów,
drogi miejskie,
zbiorniki wodne,
tereny wymagające stabilizacji skal (tunele, zapory, mosty, tereny autostrad itp.),
obiekty specjalne(fundamenty pod maszyny, konstrukcje skarbców).




Charakterystyka włókien stalowych:

Zbrojenie rozproszone produkowane jest z drutu ze stali w gatunku C1010 spełniające wymagania normy, ATSM A-510 o wytrzymałości na rozciaganie nie mniejszej niż 1100 MPa i sinusoidalnym kształcie, co z jednej strony ułatwia proces homogenizacji mieszanki fibro betonowej, z drugiej zaś doskonale zapewnia zakotwienie się zbrojenia rozproszonego w betonie.
Włókna stalowe STEELBET typu 50/1,0; 60/0,8; 30/0,7 posiadają również Aprobatę Techniczną ITB AT-15-3361/99.

Typ Średnica
drutu
[mm]
Tolerancja
średnicy
[mm]
Długość
[mm]
Tolerancja
długości
[mm]
Długość
fali
[mm]
Tolerancja
fali
[mm]
S 0.7x30 Ø 0.7 ± 0.02 30 ± 1.0 6.25 ± 0.2
S 0.8x35 Ø 0.8 ± 0.02 35 ± 1.0 6.25 ± 0.2
S 0.8x60 Ø 0.8 ± 0.02 60 ± 1.0 7.5 ± 0.2
S 1.0x50 Ø 1.0 ± 0.02 50 ± 2.0 6.25 ± 0.2
S 1.0x50 Ø 1.0 ± 0.02 50 ± 2.0 8.0 ± 0.2




Przykład

Przykładowe parametry wytrzymałościowe nawierzchni zbrojonych włóknami stalowymi typu 50/1,0. Poniższa tabela określa zdolność przenoszenia momentów [kGm] w zależności od ilości włókien i grubości zbrojonej warstwy.

Ilość Włókien
[kg/m3]
Grubość fibro betonu [cm]
10 15 20 25 30 35 40 45
20 400 900 1600 2500 3600 4900 6400 8100
25 467 1050 1867 2917 4200 5717 7467 9450
30 533 1200 2133 3333 4800 6533 8533 10800