Aplikace vláknobetonu | E15.cz

Aplikace vláknobetonu

Sdílet na Facebook Messenger Sdílet na LinkedIn
Beton může mít mnoho podob, tvarů i využití. Viditelný pokrok v technologických postupech při výrobě betonů se projevil také v oblasti betonů s rozptýlenou výztuží – tzv. vláknobetonů.

Mezi nejčastější aplikace tohoto kompozitního materiálu patřily průmyslové podlahy, letištní či parkovací plochy a základové desky. Díky jeho specifickým vlastnostem se však možnosti uplatnění vláknobetonu ve stavební praxi poslední dobou stále více rozšiřují.

#####Beton s rozptýlenou výztuží

Vláknobeton je souhrnný název pro velice širokou a různorodou skupinu kompozitních materiálů na bázi betonu či cementu s náhodně rozptýlenými vlákny v matrici. Podle druhu materiálu lze vlákna roztřídit do čtyř základních skupin: ocelová, skleněná, syntetická (polymerová) a ostatní vlákna (např. přírodního původu). Charakteristiky kompozitu lze ovlivnit nejen použitým druhem, ale i množstvím, geometrií, rozmístěním nebo orientací vláken.

Vlákna pro vyztužení materiálů používali již Egypťané a Babyloňané, kdy se sláma a peří upotřebily při výrobě hliněných cihel. Přidání slámy do hlíny zvýšilo pevnost cihel až třikrát. Koňské žíně se zase využívaly převážně do omítek. Známým a v poslední době velmi diskutovaným kompozitním materiálem s azbestovými vlákny je tzv. eternit (osinkocement), který se využíval k výrobě střešní krytiny nebo fasádních, podlahových a izolačních desek. Tento lehký, vodotěsný, mrazuvzdorný i ohnivzdorný materiál je však bohužel při vdechnutí vláken karcinogenní.

Využitím ocelových vláken do betonu (tzv. drátkobetonem) se zabývali vědci tehdejší Československé republiky na akademické půdě již od 60. let minulého století. Do povědomí širší technické veřejnosti se dostal až v 90. letech se vstupem zahraničních firem na český trh a od té doby se těší stále většímu zájmu.

Vlákna obecně mají příznivý vliv na charakteristiky a chování betonu. Základním rozdílem chování vláknobetonu v porovnání s prostým betonem je jeho schopnost přenášet zatížení i po vzniku tahových trhlin. Vlákna ztužují strukturu betonu, omezují vznik trhlin, mění charakter porušení betonu (beton přestává být křehkým materiálem, zvyšuje se jeho houževnatost), ovlivňují pevnost i modul pružnosti, zlepšují trvanlivost a deformační schopnosti. Množství vláken je obvykle mezi 0,1 a 3 % v celkovém objemu. Základním požadavkem je zajištění správné homogenity, tj. rovnoměrného rozložení vláken ve struktuře betonu.

#####Možnosti aplikace

V poslední době se výzkum v oblasti stavebnictví stále více zaměřuje na využívání nových progresivních materiálů a tím počet aplikací vláknobetonu narůstá. Své uplatnění nalezl jak v konstrukcích náročných na únosnost, tak i u nenosných prvků. Při kombinaci běžné ocelové výztuže spolu s rozptýlenou výztuží jsou přínosy často ještě výraznější (synergický efekt), což je výhodné především u náročných konstrukčních detailů, kdy je provedení běžné výztuže velmi náročné.

Velký rozvoj nastal především v polymerových vláknech, která našla uplatnění například při výrobě segmentů ostění tunelů. Přidání těchto vláken zlepšuje odolnost proti odprýsknutí za požáru, mrazuvzdornost, požární odolnost i čerpatelnost vláknobetonu.

#####Ostění tunelů i fasády domů

Prefabrikované dílce jsou pro využití vláknobetonu zvlášť vhodné v oblasti pozemních staveb i komunikací. Setkáme se s ním při výrobě kanalizačních rour, železničních pražců nebo mostních říms, které tvoří součást pohledového líce mostu. Poslední uvedená aplikace získala ocenění v soutěži Inovace roku 2008. Mostní římsa je nenosný prvek, který však musí být spolehlivě ukotven k nosné konstrukci. Vzhledem k velkému zatížení klimatickými podmínkami a působení soli jsou kladeny přísné požadavky na trvanlivost v tomto případě používaného samozhutnitelného vláknobetonu. Z výrobního programu prefabrikátů se hodí i pro výrobu schodnice nebo silničního svodidla. V případě nosných prvků nachází své využití v panelové výrobě u průmyslové výstavby. Jedná se o různé fasádní panely, nosníky, vazníky nebo střešní prvky. Řadu výhod přináší jeho využití při výrobě segmentů tunelového ostění. Jedná se o výhody jak z hlediska trvanlivosti, a tedy celkové životnosti, tak i úspor finančních nákladů spojených s realizací (úspora výztuže a energie, menší pracnost) i například omezením produkce CO2.

Pro ostění tunelů se využívá také technologie stříkaného drátkobetonu, která nachází své uplatnění především v zemích severní Evropy s kvalitním horninovým prostředím. Předností je zde výborná prostupnost směsi mezi pruty výztuže, jednodušší armování, omezení vzniku trhlin a tím zvýšení vodonepropustnosti.

#####Plovoucí vláknobeton

Netradiční a ekologicky orientovanou aplikací oceněnou v soutěži Inovace roku 2009 je plovoucí ostrůvek – plovoucí vláknobetonová plošina (hnízdiště) pro ohrožený druh ptactva – rybáka obecného. Na vybrané rybníky v okolí Tovačova bylo umístěno několik těchto plovoucích ostrůvků a ptáci se již zahnízdili. Betonové ostrůvky jsou tvořeny dutými tenkostěnnými prefabrikáty tvaru šestibokého hranolu, které lze vzájemně spojovat do větších celků. Prefabrikáty jsou vyrobeny z vysokopevnostního jemnozrnného vláknobetonu, odolného proti průsaku vody a působení mrazu a ledu. Vodotěsně uzavřená vnitřní dutina je vyplněna tvrzeným polystyrenem. I přes maximální odlehčení díky polystyrenovému jádru váží betonový ostrůvek asi 3,5 tuny.

To, že vláknobeton opravdu plave, prokazuje i kánoe vyrobená z tohoto kompozitního materiálu. Soutěž v plavbě na betonových kánoích je známá již řadu let. Organizátory jsou zahraniční vysoké školy, kde si studenti sami navrhnou a zkonstruují kánoi, se kterou pak soutěží v různých vodních disciplínách. Studenti ze Stavební fakulty ČVUT v Praze si v roce 2010 dovezli ze soutěže pět medailí a ocenění za design. Kromě rozptýlených polymerových vláken je kánoe vyztužena i sítěmi ze skelných vláken a žebry rozmístěnými po trupu lodi. Tloušťka skořepiny je 17 mm a celková hmotnost lodi je 135 kg, což jí zajišťuje dostatečnou tuhost, stabilitu a dobrou manévrovatelnost. Konkurenční lodě s váhou okolo 50 kg měly sice rychlejší start, ale o to horší ovladatelnost (náchylnost ke změně směru při záběru).

Vláknobeton lze využít i u zajímavých architektonických staveb v podobě tenkých skořepin, kdy je s ohledem na zakřivení konstrukce a omezenou tloušťku velmi obtížné instalovat dostatečné množství tradiční výztuže. V mostním stavitelství se setkáme také s aplikací vláknobetonu s ocelovými vlákny v podobě prefabrikovaného předpjatého vazníku. V Německu již bylo touto technologií vystavěno od roku 2004 několik mostů. Na základě detailních studií mohou být realizovaná rozpětí i 50 až 100 metrů. Polymerová vlákna najdou využití také pro výrobu betonů, u kterých bylo přírodní kamenivo v plné míře nahrazeno cihelnými či betonovými recykláty získanými ze stavebního a demoličního odpadu. Typovou oblastí uplatnění tohoto kompozitu jsou ztužující vrstvy v zemních konstrukcích (hráze, náspy). Tímto řešením lze získat úsporu objemu zemních prací z důvodu subtilnější konstrukce nebo prodloužení životnosti zemní hráze v případě jejího přelití při povodni. V rámci experimentů se zkoušejí pro výrobu kompozitu i vlákna nastříhaná z odpadových PET láhví, což přispívá k ekonomickým i ekologickým aspektům při realizaci.

S předplatným můžete mít i tento exkluzivní obsah

Hlavní zprávy

Nejčtenější

Video