Stalowe zbrojenie rozproszone

Włókna stalowe są dobrze znane ze zdolności przenoszenia obciążeń już przy bardzo małej rozwartości rys, co przekłada się na plastyczne zachowanie betonu i możliwość przenoszenia obciążeń w stanie po zarysowaniu. Z tego powodu beton zbrojony stalowymi włóknami rozproszonymi (SFRC) jest coraz szerzej stosowany do takich elementów jak ławy i płyty fundamentowe, czy obudowy tuneli.

SFRC staje się zatem materiałem coraz powszechniej znanym i rozpoznawanym, co naukowcy przewidywali już w latach 90. ubiegłego wieku. Projektanci, którzy dostrzegli jego wyjątkowe zalety coraz częściej stosują stalowe zbrojenie rozproszone w swojej codziennej praktyce.


Właściwości i skuteczność zbrojenia rozproszonego

Stalowe zbrojenie rozproszone w przeciwieństwie do tradycyjnych prętów zbrojeniowych ma charakter nieciągły i przestrzenny. Nie podlega przygotowaniu i pracochłonnemu montażowi, jest natomiast istotnym składnikiem mieszanki betonowej już od momentu jego domieszania.

Dostępne są różne typy stalowego zbrojenia rozproszonego. Stalowe zbrojenie rozproszone jest produkowane z różnych materiałów a także ma różne kształty i wymiary. Wpływ zbrojenia rozproszonego na właściwości betonu różni się w takim samym zakresie jak jego charakterystyki! Z tego powodu nie wolno upraszczać i mówić zbyt ogólnie wyłącznie o „betonie zbrojonym włóknem stalowym” (SFRC). SFRC powinno się zatem rozpatrywać jako materiał składający się z właściwie dobranych składników betonu oraz odpowiedniego typu i ilości stalowego zbrojenia rozproszonego.

Podobnie jak inne rodzaje zbrojenia stalowego, ilość zbrojenia rozproszonego w przekroju elementu betonowego powinna być dobrana stosownie do wymagań. Jednak proste porównanie ilości jednego typu stalowego zbrojenia rozproszonego z drugim nie prowadzi do prawidłowych wniosków. Przyczyną jest fakt, że wiele różnych czynników wpływa istotnie na skuteczność zastosowanego zbrojenia rozproszonego. Są to m.in.: kształt zbrojenia (proste, haczykowate, ondulowane, skręcane itp.), długość (od kilku do 60 mm), średnica (od ułamka do 1,3 mm), wytrzymałość na rozciąganie (od 500 do ponad 3000 N/mm2).

W przypadku tego samego kształtu (czyli zakotwienia zbrojenia w matrycy betonowej) szczególnego znaczenia nabierają długość i średnica włókna. Można w pewnym uproszczeniu powiedzieć, że skuteczność stalowego zbrojenia rozproszonego zwiększa się wraz ze wzrostem długości pojedynczego włókna oraz zmniejszaniem jego średnicy. Prostą konsekwencją zmniejszania średnicy drutu stalowego jest zwiększenie jego długości na jednostkę masy, a to z kolei prowadzi do poprawy zakotwienia włókna w betonie.

Nie można w tym momencie nie wspomnieć o praktycznej przeszkodzie w stosowaniu bardziej skutecznych, cienkich typów zbrojenia rozproszonego. Otóż wraz ze zmniejszaniem średnicy zwiększa się niebezpieczeństwo powstawania podczas dozowania tzw. „jeży” (balls) w mieszance betonowej. Z doświadczenia wiadomo, że graniczną wartością jest tzw. smukłość włókna (iloraz długość/ średnica) równa 60: przy wyższych wartościach smukłości włókna stalowego nie sposób zapobiec powstawaniu „jeży” bez zastosowania odpowiednich środków. Specjalnie zaprojektowanymi włóknami stalowymi są włókna klejone w pasma. Technologia ta skutecznie minimalizuje niebezpieczeństwo „zbijania” się włókien w betonie zapewniając jednocześnie ich równomierne rozprowadzenie w całej objętości. Klejone pasma to powszechna metoda stosowania stalowego zbrojenia rozproszonego o wysokiej wydajności, skuteczności i efektywności (relacja osiąganej poprawy wytrzymałości do ceny).

Najnowszym osiągnięciem w zakresie dozowania stalowych włókien do betonu jest system Dramix Booster, który poza całkowitą eliminacją powstawania „jeży” pozwala ponadto na precyzyjne, komputerowe dozowanie zbrojenia do betonu.


Źródło: Budownictwo Monolityczne 1/2010