Pojawiające się na rynku włókna synte- tyczne, wykorzystywane w przygoto- waniu mieszanki betonowej, zaprojek- towano w celu polepszenia właściwości mechanicznych i podwyższenia trwałości betonu. Daje się jednak zauważyć, że włókna syntetyczne nadal budzą nieufność inwestorów, projektantów oraz wykonawców.
Wpływ na to ma ograniczona liczba przeprowadzonych badań, na podstawie których można by uzupełnić obecne wytyczne normowe dotyczące projektowania konstrukcji z dodatkiem włókien syntetycznych. Aktualne zapisy dotyczące projektowania wykazują, w porównaniu z obecnymi badaniami doświadczalnymi przeprowadzonymi m.in. w Politechnice Śląskiej, zbyt wysokie niedoszacowanie nośności płyt fibrobetonowych, a sięgające od 25% do nawet 90%.
Fot. 1. Włókno Forta-Ferro
Dobrym przykładem włókien syntetycznych obecnych na rynku polskim są włókna FORTA-FERRO® (Fot. 1). Włókna te są mieszanką włókien kopolimerowych (95%, monofilament) w postaci skręconych wiązek oraz włókien polipropylenowych (5%, fibrylowane), dzięki czemu jest redukowany lub całkowicie eliminowany skurcz plastyczny betonu. FORTA-FERRO® są lekkie (0,91 kg/dm3 ) oraz łatwe w stosowaniu. Dobrze zachowują się podczas mieszania, podawania i układania mieszanki betonowej. Rozkładają się równomiernie w mieszance betonowej, zapewniając jej homogeniczność i nie tworzą tzw. jeży (Fot. 2). Nie ma też problemów przy podawaniu mieszanki betonowej za pomocą pomp. Idealnie zachowują się podczas zacierania świeżo ułożonych powierzchni betonowych, nie wystają z betonu. Nie są wyrywane z betonu podczas nacinania dylatacji. W zależności od przeznaczenia betonu włókna FORTA-FERRO® należy dodawać w ilości 0,1–0,5% obj., co odpowiada ok. 1,0-5,0 kg włókien na 1 m3 betonu. W celu osiągnięcia szczególnych właściwości elementów i konstrukcji betonowych można zwiększyć dozowanie włókna powyżej 0,5% obj., jednak typowe dozowanie dla powierzchni drogowych w większości przypadków wynosi 2,0 kg/m3 betonu.
Fot. 2. Beton z włóknem syntetycznym
Bardzo ważny jest wpływ włókien kopolimerowych na znaczny wzrost odporności betonu na uderzenia. Przeprowadzone badania elementów betonowych wykazały, że wartość energii, jaka jest potrzebna do zniszczenia elementu betonowego zbrojonego włóknami kopolimerowymi wynosiła 34,34 J (dżuli). Dla tego samego elementu bez włókien energia ta wynosiła tylko 4,5 J. Tak więc wzrost energii niszczącej dla betonu wzmocnionego włóknami FORTA-FERRO® jest wyższy o 736% (!) w porównaniu z betonem niezbrojonym. Dodatkowo, beton modyfikowany włóknami FORTA-FERRO® wykazuje wyraźny wzrost wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu – przykładowo: użycie 2,2 kg włókien w 1 m3 betonu pozwala na uzyskanie większej wytrzymałości o ponad 13%. Obecność włókien w betonie ma istotny wpływ na wzrost ciągliwości betonu. Powoduje to, że nawet po zarysowaniu płyty betonowej jest ona w stanie przenosić obciążenia, zachowując przy tym swoją integralność (nie rozpada się na pojedyncze, niewspółpracujące ze sobą elementy).
Warto też zwrócić uwagę, że biorąc pod uwagę wzrosty wytrzymałości betonu z włóknami syntetycznymi w porównaniu z betonem bez włókien, uzyskuje się możliwość wykonywania płyt drogowych o grubości mniejszej średnio o 10%. Włókna FORTA-FERRO® cechuje chemiczna odporność na działanie wielu agresywnych substancji, m.in. soli stosowanej w drogownictwie w okresie zimowym. Włókna FORTA-FERRO® są zgodne z normą CE EN 14889-2. Włókna konstrukcyjne FORTA-FERRO® zostały zastosowane w wielu inwestycjach drogowych, m.in. Łagiewnicka Trasa Tramwajowa w Krakowie oraz budowa trasy tramwajowej do Wilanowa – to była najbardziej oczekiwana inwestycja Tramwajów Warszawskich oraz największy projekt drogi tramwajowej w Polsce. Jest to inwestycja o wyjątkowo dużym znaczeniu dla miasta stołecznego oraz jego mieszkańców. Trasa o łącznej długości blisko 19 km docelowo połączy Wolę, Odolany, Dworzec Zachodni, Ochotę, Mokotów i Wilanów (Fot. 3 i 4).
Fot. 3. Fragment trasy Wilanowskiej
W związku z rangą tej inwestycji zdecydowano się zastosować sprawdzone produkty wysokiej jakości, w tym włókna FORTA-FERRO®. Miały one zastosowanie jako zbrojenie konstrukcyjne płyt i ław fundamentowych pod torowiskami. Dozowanie włóknien wynosiło tu od 1,5 kg/m3 do 3 kg/m 3. Zbrojenie rozproszone FORTA-FERRO® zostało wybrane z uwagi na jego właściwości konstrukcyjne potwierdzone badaniami i wieloma inwestycjami w krajach Europy, Azji oraz obydwu Ameryk. Nie bez znaczenia jest również odporność tych włókien na agresję chemiczną, co w przypadku inwestycji zewnętrznych narażonych na wszelkiego rodzaju warunki atmosferyczne, odgrywa ważną rolę.
Aby przeczytać artykuł w wersji elektronicznej, musisz posiadać opłaconą PRENUMERATĘ.