Fiberarmerad betong är ett kompositmaterial som består av fibermaterial som ökar dess strukturella integritet. Det omfattar blandningar av cement, murbruk eller betong och diskontinuerliga, diskreta, jämnt utspridda lämpliga fibrer. Fibrer används vanligen i betong för att kontrollera sprickbildning på grund av plastisk krympning och torkningskrympning. De minskar också betongens genomsläpplighet och minskar därmed vattenavgången.
Fördelar med fiberförstärkt betong
- Fiberförstärkt betong kan vara användbar där hög draghållfasthet och minskad sprickbildning är önskvärt eller när konventionell armering inte kan placeras
- Det förbättrar betongens slaghållfasthet, begränsar spricktillväxten och leder till en större belastningskapacitet hos kompositmaterialet
- För industriella projekt används makrosyntetiska fibrer för att förbättra betongens hållbarhet. Dessa fibrer, som är tillverkade av syntetiska material, är långa och tjocka och kan användas som ersättning för armering i form av stänger eller tyg
- Om man lägger till fibrer i betongen förbättras dess frys- och töjningsbeständighet och bidrar till att hålla betongen stark och attraktiv under längre perioder.
- Förbättrar blandningens kohesion, vilket förbättrar pumpbarheten över långa sträckor
- Ökar motståndskraften mot plastisk krympning under härdning
- Minimerar kraven på stålarmering
- Kontrollerar sprickbredden tätt och förbättrar på så sätt hållbarheten
- Minimerar segregation och blödning av vatten
- FRC, seghet är cirka 10 till 40 gånger större än vanlig betong
- Tillägget av fibrer ökar utmattningsstyrkan
- Fibrer ökar skjuvningskapaciteten hos armerade betongbalkar
Olika typer av fiberförstärkt betong
Fibrer för betong finns i olika storlekar och former. De viktigaste faktorerna som påverkar egenskaperna hos fiberförstärkt betong är ett vatten-cementförhållande, procentandel fibrer, fiberns diameter och längd. Nedan anges olika typer av fiberförstärkt betong som används i byggandet.
Stålfiberförstärkt betong
Stålfiber är en metallförstärkning. En viss mängd stålfiber i betong kan orsaka kvalitativa förändringar i betongens fysiska egenskaper. Det kan kraftigt öka motståndskraften mot sprickbildning, slag, utmattning och böjning, hållfasthet, hållbarhet med mera. För att förbättra långsiktigt beteende, styrka, seghet och spänningsmotstånd används SFRC i konstruktioner som golv, bostäder, prefabricerade konstruktioner, broar, tunnlar, tunga beläggningar och gruvdrift. De typer av stålfibrer som definieras av ASTM A820 är, typ I: kalldragen tråd, typ II; skuren plåt, typ III: smältextraherad, typ IV: fräsad och typ V: modifierad kalldragen tråd
Polypropenfiberförstärkt (PFR) betong
Polypropenfiberförstärkt betong är också känd som polypropen eller PP. Det är en syntetisk fiber som omvandlas från propylen och som används i en mängd olika tillämpningar. Dessa fibrer används vanligtvis i betong för att kontrollera sprickbildning på grund av plastkrympning och torkningskrympning. De minskar också betongens genomsläpplighet och minskar därmed blödningen av vatten. Polypropenfibrer tillhör gruppen polyolefiner och är delvis kristallina och opolära. Den har liknande egenskaper som polyeten, men är hårdare och mer värmebeständig. Det är ett vitt robust material med hög kemisk beständighet. Polypropen tillverkas av propylengas i närvaro av en katalysator som t.ex. titanklorid. Polypropenfiber uppvisar goda värmeisolerande egenskaper och är mycket motståndskraftig mot syror, alkalier och organiska lösningsmedel.
Glasfiberförstärkt betong
Glasfiberförstärkt betong är ett material som består av många extremt fina glasfibrer. Glasfiber har ungefär jämförbara mekaniska egenskaper som andra fibrer, till exempel polymerer och kolfiber. Även om det inte är lika styvt som kolfiber är det mycket billigare och betydligt mindre sprött när det används i kompositer. Glasfibrer används därför som förstärkningsmedel i många polymerprodukter, för att bilda ett mycket starkt och relativt lätt kompositmaterial av fiberförstärkt polymer (FRP) som kallas glasförstärkt plast (GRP), även populärt känt som ”glasfiber”. Detta material innehåller lite eller ingen luft eller gas, är tätare och är en mycket sämre värmeisolator än glasull.
Polyesterfibrer
Polyesterfibrer används i fiberförstärkt betong för industri- och lagergolv, trottoarer och beläggningar samt prefabricerade produkter. Polyestermikro- och makrofibrer används i betong för att ge ett överlägset motstånd mot bildning av plastiska krympsprickor jämfört med svetsad trådväv och för att öka segheten och förmågan att leverera strukturell kapacitet när de är korrekt utformade respektive. Polyestermikro- och makrofibrer används i betong för att ge överlägsen motståndskraft mot bildning av plastiska krympsprickor jämfört med svetsad trådväv och för att öka segheten och förmågan att leverera strukturell kapacitet när de är korrekt utformade.
Kolfiber
Kolfiber är fibrer som har en diameter på cirka 5-10 mikrometer och som till största delen består av kolatomer. Kolfibrer har flera fördelar, bland annat hög styvhet, hög draghållfasthet, låg vikt, hög kemisk beständighet, hög temperaturtolerans och låg värmeexpansion. Kolfibrer kombineras vanligtvis med andra material för att bilda en komposit. När de impregneras med ett plastharts och gräddas bildas kolfiberförstärkt polymer (ofta kallad kolfiber) som har ett mycket högt hållfasthets- och viktförhållande och är extremt styv även om den är något spröd. Kolfibrer kompositeras också med andra material, t.ex. grafit, för att bilda förstärkta kolkompositer, som har en mycket hög värmetolerans.
Makrosyntetiska fibrer
Makrosyntetiska fibrer tillverkas av en blandning av polymerer och utvecklades ursprungligen för att vara ett alternativ till stålfibrer i vissa tillämpningar. Ursprungligen identifierades de som ett potentiellt alternativ till stålfibrer i sprutbetong, men ökande forskning och utveckling visade att de hade en roll att spela i utformning och konstruktion av markstödda plattor och ett stort antal andra tillämpningar. De är särskilt lämpliga som nominell armering i aggressiva miljöer, t.ex. i marina och kustnära konstruktioner, eftersom de inte drabbas av de problem med färgning och avsmalning som kan uppstå till följd av korrosion av stål. Eftersom de inte är ledande har de dessutom använts vid utveckling av spårvagnar och lätta järnvägar.
Mikrosyntetiska fibrer
Mikrosyntetiska fibrer ger ett överlägset motstånd mot bildandet av plastiska krympsprickor jämfört med svetsad trådarmering, men de kan inte ge något motstånd mot ytterligare sprickbreddningsöppningar som orsakas av torkskrympning, strukturell belastning eller andra former av stress. Dessa produkter bör dock regelbundet specificeras i alla typer av betong för att förbättra sprickbeständigheten, spaltskyddet, frost- och töjningsbeständigheten och förbättra betongens homogenitet under placeringen.
Naturfibrer
Naturfibrerna kan erhållas direkt från en animalisk, vegetabilisk eller mineralisk källa och kan omvandlas till icke-vävda vävnader, såsom filt eller papper, eller efter att de har spunnits till garn, till vävda tyger. En naturfiber kan vidare definieras som en agglomeration av celler där diametern är försumbar i förhållande till längden. Även om naturen är rik på fibermaterial, särskilt cellulosahaltiga material som bomull, trä, spannmål och halm. Användning av naturfibrer vid tillverkning av betong rekommenderas eftersom flera typer av dessa fibrer finns tillgängliga lokalt och är rikligt förekommande. Idén att använda sådana fibrer för att förbättra styrkan och hållbarheten hos sköra material är inte ny; till exempel används halm och hästhår för att göra tegel och gips. Naturliga fibrer är lämpliga för att förstärka betong och är lätt tillgängliga i utvecklingsländerna.
Cellulosafibrer
Cellulosafibrer tillverkas med etrar eller estrar av cellulosa, som kan erhållas från bark, trä eller blad från växter, eller annat växtbaserat material. Förutom cellulosa kan fibrerna även innehålla hemicellulosa och lignin, där olika procentandelar av dessa komponenter förändrar fiberns mekaniska egenskaper. De viktigaste tillämpningarna av cellulosafibrer är inom textilindustrin, som kemiska filter och som fiberförstärkningskompositer, på grund av deras liknande egenskaper som konstruerade fibrer, vilket är ett annat alternativ för biokompositer och polymerkompositer.
Användning av fiberförstärkt betong
Användningarna av fiberförstärkt betong är beroende av applikatorn och byggherren när det gäller att dra nytta av materialets statiska och dynamiska egenskaper. Några av dess användningsområden är-
- Runway
- Flygparkering
- Beläggningar
- Tunnelbeklädnad
- Slope Stabilization
- Thin Shell
- Väggar
- Rör
- Manholes
- Dammar
- Hydraulisk struktur
- Höjda däck
- Gator
- Gator
- Bryggor
- Lagerhusgolv
.
Slutsats
Hållbarhet till estetik fiber-armerad betong kan ge fördelar till ditt projekt. Fiberarmerad betong har vuxit snabbt inom hela byggbranschen sedan entreprenörer och husägare börjat inse dess många fördelar. Fiberarmerad betong får ett allt större intresse bland betongbranschen på grund av den minskade byggtiden och arbetskostnaderna. Förutom kostnadsfrågor är kvalitetsfrågor av största vikt för byggandet och fiberarmerad betong uppfyller även dessa krav.