Miért kerül fiber szál, betonszál, beton
szálerősítő a betonba? A szálerősített beton kiváló tulajdonságai
A szálerősítésű beton olyan kompozit anyagként definiálható, amely szálas anyagot tartalmaz a beton szerkezeti integritását elősegítendő. A szálerősített beton lényegesen erősebb, és ezért kevésbé hajlamos a repedésre, mint a normál beton. Az 1970-es évek óta használt megoldás olyan szálakat tartalmaz, amelyek „mikro-erősítésként” működnek. Kezdetben ezek az adalékanyagok többnyire acélszálak voltak, később azonban üvegszálakat is hozzáadtak. Néhány éve már léteznek szénszálas (carbon fiber) változatok is (szénbeton), és az utóbbi időben egyre gyakrabban alkalmaznak ásványi bazaltszálakat is. A beton szálerősítő anyagot fiber szál néven szokás nevezni, függetlenül annak sajátosságaitól. (Habár a félreértéseket elkerülendő, a fiber szál kifejezés néha jelzős kifejezésként szerepel – pl. carbon fiber).
A szálerősítést elsősorban a lőtt betonban, padlókhoz, járdákhoz használják, de normál betonban is alkalmazható gerendák, alapozások készítésekor. Nézzük meg részletesebben, hogyan, miért kerül fiber szál betonba, miért remek megoldás a szálerősítésű beton!
A szálerősítésű beton típusai az anyagba kerülő fiber szál sajátosságai szerint
Fiber szál betonba általában két ok miatt kerül. Betonszál segítségével vagy
- a friss beton zsugorodása miatt keletkező repedéseket szeretnénk csökkenteni, vagy
- a megkötött beton hosszú távú szilárdságát szeretnénk növelni.
Ennek függvényében változik például a szál anyaga, vastagsága. A 0,3 mm-nél vékonyabb szálak, mint az acélhaj, az üvegszál variánsok a zsugorodási repedések csökkentésére, akár megelőzésére szolgálnak. Vagyis a vékony és rövid szálak, például a rövid, hajszál alakú üvegszálak csak a beton kiöntése utáni első órákban lesznek hatékonyak. (Ugyanis csökkentik a repedés kialakulásának kockázatát, miközben a beton merevedik). Ezek ugyanakkor nem javítják a beton szakítószilárdságát.
0,3 mm-nél vastagabb makroszálak betonba adagolásával azonban az anyag szilárdsági mutatói is javíthatók. (Bár a túl hosszú szálak hajlamosak „gömbölyödni” a keverékben, és megmunkálhatósági problémákat okozhatnak.) A szálak legmodernebb típusát a szénszál, avagy carbon fiber jelenti. A carbon fiber szilárdsági és merevségi jellemzői még az acélénál is jobbak.
A szálerősítésű beton szilárdsága természetesen nagymértékben függ a benne felhasznált szálak mennyiségétől is. A szálak térfogatnövekedése ugyanis lineárisan növeli a kompozit szilárdsági tulajdonságait. A beton felhasználási területétől függően általában 1-6 kg/m³ szálat szokás a betonhoz hozzáadni.
A szálerősített beton felhasználása
Mindenekelőtt fontos leszögezni: a nagy igénybevételnek kitett, teherhordó funkciójú elemek esetében a betonkeverékhez adott puszta száladalékok nemigen helyettesíthetik a hagyományos vasalást. A fiber szál betonba történő ömlesztésével ugyanis nincs lehetőség statikailag megbízható szerkezeteket létrehozni. Mégpedig azért, mert lehetetlen pontosan meghatározni a szálak eloszlását és elhelyezkedését a betonban. Emiatt nincs mód csupán szálerősítésre alapozva teherhordó szerkezeteket tervezni. Teherbíró falakat, födémeket, gerendákat és támfalakat továbbra is vasbetonból kell készíteni, megfelelő vasalással. Ugyanakkor a szálerősítés használható kiegészítőként a vasalás mellett, kombinált megoldásként.
Akárhogy is, a szálerősítésű beton kiválóan alkalmazható ipari padlók, aljzatok, szerelőbetonok, járdák, autóbeállók, árokburkolatok, sírkövek és műkövek készítéséhez. Pincefal, síkalap, alagútelem, páncélterem építéséhez is jó alternatívát jelent. Mindazonáltal jelenleg a legelterjedtebb felhasználási terület az ipari padlók építése, főként a zsugorodásból eredő repedések elkerülése és a teherelosztás javítása érdekében.
A fiber szál egyszerűen adagolható a betonkeverőbe, nincs szükség különösebb további munkára, bár a szálerősített beton utókezelőséről javasolt nem-elfeledkezni. Nem korrodál, szemben a vasbetonnal, amely idővel rozsdásodhat. Könnyen fúrható, olcsóbb, és kisebb ökológiai lábnyomot hagy maga után, mint a betonacél. A szálak ellenállnak a nedvességnek, így vizes környezetben sem rozsdásodnak. A betonszálak lezárják a kapillárisokat, megakadályozva a víz felszívódását, ezáltal vízzáróbbá téve a betont.
Végszó
A szálerősítésű beton modern kompozit anyag, amely jelentős előnyöket kínál a hagyományos betonhoz képest. A szálakat gyakran alkalmazzák olyan területeken, ahol a beton nagy ütésnek vagy dinamikus terhelésnek van kitéve. Például ipari padlók, aknák, mezőgazdasági létesítmények és kocsibeállók esetében. A hosszú szálak segítenek a terhelés egyenletesebb elosztásában a betonban, ezáltal csökkentve a repedések kialakulásának kockázatát és javítva a beton szilárdságát és tartósságát.
Egyszóval a betonszál hozzáadásával a beton szerkezeti integritása növekszik, csökken a repedések kialakulásának valószínűsége és javul az anyag hosszú távú szilárdsága. A különböző típusú szálak, beleértve az acél-, üveg-, szén- és bazaltszálakat, specifikus előnyöket biztosítanak. Bár teherhordó szerkezetek esetén a hagyományos vasalást nemigen helyettesítheti teljesen, a betonszál – betonháló alapú anyag számos felhasználási területen kiváló alternatívát jelent.