Při použití drátků (ocelových vláken) dochází ke značnému navýšení pevnostních a nosných vlastností každého betonového tělesa. Ocelové drátky (tzv. rozptýlená výztuž) zcela nebo částečně nahrazují klasické síťové výztuže.
Co je drátkobeton?
Vyztužením betonu těmito ocelovými drátky vzniká drátkobeton. Vláknobeton resp. drátkobeton je kompozitní konstrukční materiál, který využívá všech pozitivních vlastností použitých vláken. Vláknobeton neboli drátkobeton je moderní kompozitní konstrukční materiál, který se, zjednodušeně řečeno, skládá z ocelových vláken a betonové směsi. Ocelové drátky v dostatečném množství náhodně rozptýlená ve struktuře betonu mění křehký beton na houževnatý drátkobeton s kvaziplastickými charakteristikami chování po vzniku trhlin.
Vlastnosti drátkobetonu
Na rozdíl od běžného betonu má drátkobeton schopnost odolávat tahovému napětí v ohybu i po vzniku první mikrotrhliny. Tato pevnost, která je běžně nižší než pevnost při vzniku první mikrotrhliny, je velmi důležitá a závisí na typu a dávkování ocelových drátků. Nelze proto zanedbat rozdíl mezi chováním konstrukcí se strukturou betonu vyztuženého vlákny a chováním konstrukcí z prostého nebo železového betonu.
Výhody použití drátkobetonu
- Zvýšení tahové pevnosti betonu po vzniku trhliny.
- Příznivý vliv na dotvarování a smrštění betonu.
- Extrémně vysoká rázová pevnost.
- Odolnost drátkobetonu vůči dynamické zátěži.
- Možnost lehčích konstrukcí se zvýšenou životností.
Použití drátkobetonu
V současné době nachází vláknobeton neustále další možnosti využití. Například použití ocelových vláken v konstrukci podlah podstatně zvyšuje únosnost a odolnost proti nárazu a opotřebení, je podstatně minimalizováno vyštipování betonu, neboť ocelová vlákna jsou rozptýlena v celé tloušťce betonové desky. U drátkobetonu odpadá náročná příprava armování, což investorům zkracuje realizační časy. V potaz je také nutno brát často sledovanou tvorbu trhlin u betonových podlah s klasickou výztuží.
Ocelové drátky do betonu mají ideální tvar pro vyztužení materiálu. Určena jsou zejména do betonu se statickou funkcí, například do podlah. Železné drátky do betonu o průměru 1,05 mm mají holý povrch a rovnoměrně vyztuží betonovou směs. Zvyšují tím smykovou pevnost, odolnost proti nárazu a trhlinám. Jsou také ekonomicky výhodnější než běžné ocelové výztuže do betonu. Drátky do betonu se využívají zejména pro průmyslové aplikace při řešení betonových podlah. Stavebníci a domácí kutilové volí spíše klasickou ocelovou výztuž, jež spojují fixační úvazky - nabízíme vám je v různých rozměrech. Vyberte si průměry drátů i velikost ok podle potřeb své realizace.
Čtěte také: Použití ocelových kotev v betonu
Dávkování ocelových vláken
Ocelové drátky (tzv. rozptýlená výztuž) se používají nejčastěji do průmyslových podlah. Dávkování se nejčastěji pohybuje v rozmezí 20 až 40 kg/m3 a je možné buď do míchačky nebo autodomíchávače. Způsob a doba míchání má zásadní vliv na homogenitu drátkobetonu.
Jaká vlákna vybrat do betonu?
Při stavbě betonových konstrukcí je důležité zvolit správný typ vláken, která pomáhají posílit beton a zlepšit jeho vlastnosti. Existuje několik druhů vláken dostupných na trhu, z nichž každé má specifické vlastnosti a vhodné použití. Při výběru vhodného typu vláken do betonu je důležité zvážit požadované vlastnosti betonové konstrukce a její prostředí.
Typy vláken
- Ocelová vlákna: Jsou vyrobená z ocelové slitiny a jsou často používána pro zpevnění betonu. Mají vysokou pevnost a schopnost odolávat tahovým silám. Pokud vyžadujete vysokou pevnost a zároveň žáruvzdornost, jsou pro Vás ocelová vlákna KrampeHarex® tím nejlepším řešením. Balení: Pytel 20 kg.
- Polypropylenová vlákna: Jsou vyráběna z polypropylenu a jsou oblíbená pro svou odolnost vůči chemikáliím a korozním účinkům. Polypropylenová vlákna (nejčastěji délky 12 mm) zabraňují vzniku smršťovacích trhlin v raném stadiu tuhnutí a tvrdnutí betonu. Po ztvrdnutí betonu jeho vlastnosti již prakticky neovlivňují. Nejčastěji se používají u jemnozrnných potěrů a vodotěsných betonů. Dávkování se pohybuje v rozmezí 0,6 až 0,9 kg/m3. Polypropylenová vlákna díky své vysoké jemnosti nevystupují z povrchu a vlákna jsou ošetřena tak, aby došlo k maximálnímu rozmísení vláken v čerstvé směsi a bylo zabráněno vzniku shluků. Pokud vyžadujete vysokou pevnost a zároveň žáruvzdornost, jsou pro Vás polypropylenová vlákna KrampeFibrin® tím nejlepším řešením.
- Skleněná vlákna: Jsou vyrobená z vláken skleněného materiálu a mají vynikající pevnost a odolnost vůči korozi. Skleněná vlákna omezují vznik mikrotrhlin v raném stadiu tuhnutí betonové směsi. Společnost SKLOCEMENT BENEŠ s.r.o. se věnuje především prodeji škály specializovaných výztužných výrobků z alkalivzdorných skleněných vláken Cem-FIL.
- Basaltová vlákna: Jsou vyrobená z bazaltové horniny a jsou známá svou vysokou odolností proti teplotním vlivům a chemické korozi.
Polymerové makrovlákno BeneSteel
Sklocement Beneš s. r. o. vyvinula polymerové makrovlákno do betonu druhé generace ze speciální směsi polypropylenu a polyetylénu, nazývané také polymerní ocel se statickým účinkem v betonu. Vlákna BeneSteel 55 zajišťují v betonu tzv. reziduální pevnost a beton s těmito vlákny je na rozdíl od prostého betonu posuzován jako tzv. Vlákna BeneSteel 55 se používají v betonových podlahách - deskách na zemním podloží, kde umožňují redistribuci napětí a tím plné využití pevnosti desky.
Kompozitní výztuž do betonu
Kompozitní výztuž do betonu se stala stavebním výrobkem stanoveným k povinnému ověřování podle zákona č. 22/1997 Sb. ve znění pozdějších předpisů a nařízení vlády č. 163/2002 Sb. ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a č. 215/2016 Sb. Tato výztuž existuje ve více odlišných typech a podle toho má i významně odlišné vlastnosti, které je nutné při jejím použití důsledně respektovat.
Výroba kompozitní výztuže
Kompozitní výztuž se vyrábí pultruzí ze svazku anorganických vláken, pojených vhodnou polymerní pryskyřicí. Po vytvrzení pryskyřice se tažená tyč buď řeže na příslušnou délku, nebo u menších průměrů se navíjí do svitku podobně jako předpínací drát. Právě možnost dodávky výztuže nebo i sítí ve formě svitků umožňuje ukládat a dělit výztuž na místě spotřeby na přesnou délku bez zbytečných prořezů a stykování. A s ohledem na možnou variabilitu výroby a globalizované obchodní možnosti nelze vyloučit ani použití jiných typů vláken případně jejich kombinací, účelně využívajících rozdílné vlastnosti jednotlivých druhů vláken.
Čtěte také: Ocelové pruty a beton
Vlastnosti kompozitní výztuže
Mechanické a fyzikální vlastnosti kompozitní výztuže jsou přímo závislé na použitém typu vláken nebo jejich kombinaci a samozřejmě také na vlastnostech pryskyřice použité jako matrice. Při návrhu je nutné buď stanovit potřebné vlastnosti kompozitní výztuže a tomu přizpůsobit výběr jejího konkrétního typu nebo naopak vycházet z vlastností konkrétního typu kompozitní výztuže a tomu přizpůsobit návrh konstrukce nebo výrobku.
Pevnost v tahu a tažnost
Pevnost v tahu a tažnost kompozitní výztuže jsou přímo závislé na typu vláken použitých pro její zhotovení, případně i lokalitě zhotovení. Například z jiných sklovláknových výrobků je známo, že tzv. E-sklo, které se ze surovinových důvodů vyrábí v Evropě, má lepší počáteční pevnosti než tzv. K-sklo, vyráběné v Číně a dalších zemích jihovýchodní Asie, ale naopak horší odolnost vůči alkáliím. Podle uvedených důvodů se pevnost v tahu kompozitní výztuže udává u výrobků na bázi skleněných vláken v širokém rozpětí od cca 550 MPa až po 1300 MPa, tažnost při přetržení od 1 % do cca 4 %. Právě vysoká pevnost výztuže na bázi uhlíkových vláken je důvodem pro používání kombinace skleněných a uhlíkových vláken v jednom profilu. Nosné jádro takové výztuže tvoří uhlíková vlákna, skleněná vlákna ve vnější části průřezu slouží ke zvětšení obvodu a dosažení lepšího přenosu tahové síly z výztuže do betonu.
Modul pružnosti
Stejně jako pevnost v tahu, tak i modul pružnosti kompozitní výztuže je přímo závislý na typu použitých vláken. Z pracovního diagramu je zřejmé, že právě modul pružnosti a nikoliv pevnost v tahu bude limitujícím prvkem pro použití kompozitní výztuže.
Soudržnost s betonem
U kompozitní výztuže dosud k podobné konvenci nedošlo a tak se lze na trhu setkat s kompozitní výztuží o nejrůznějších povrchových úpravách, které mají zajistit její soudržnost s betonem. Na trhu je výztuž s povrchem zcela hladkým, s povrchem hladkým se spirálovým ovinutím, s povrchem opatřeným pískovým posypem, s ovinutím a pískovým posypem i s povrchem žebírkovaným. Z uvedeného důvodu je nutné návrh konstrukce nebo dílců na bázi kompozitní výztuže upravit podle soudržnosti s betonem konkrétního typu výztuže. Soudržnost s betonem konkrétního typu výztuže bude stanovována v rámci ověřování vlastností výrobku podle NV pro stavební výrobky a bude možné ji najít v dokumentaci vystavené za tím účelem autorizovanými osobami podle zákona č. 22/1997 Sb.
Interlaminární smyková pevnost
Kompozitní výztuž je tvořena svazkem jednotlivých vláken, která jsou vzájemně spojena polymerickou pryskyřicí. Při přenesení tahových napětí z výztuže do okolního betonu tak v povrchové vrstvě výztuže hraje velmi důležitou roli interlaminární smyková pevnost mezi vlákny. Obecně lze říci, že tato pevnost je u kompozitní výztuže dosti nízká a nelze proto uvažovat s přímým napojováním kompozitní výztuže pomocí tuhých spojek na bázi závitu.
Čtěte také: Důležité aspekty montáže ocelových sloupků
Odolnost vůči korozi
Velkou výhodou kompozitní výztuže je její odolnost vůči korozi oxidací. Této vlastnosti bude možné s výhodou využít zejména u konstrukcí vystavených účinkům vody nebo agresivních látek, případně u konstrukcí zhotovených z mezerovitých betonů, záměrně propouštějících vodu nebo vzduch.
Reakce na oheň
Ocel je nehořlavý materiál a její reakcí na oheň se při navrhování konstrukcí na účinky požáru nikdo nemusí z toho důvodu zabývat. Ne tak kompozitní výztuž, k jejíž výrobě je použito významné množství polymerické pryskyřice.
Odolnost vůči cyklickým změnám napětí
Některé typy vláken, zejména vlákna skleněná, špatně odolávají opakovaným změnám napětí, ke kterým dochází v cyklicky nebo dokonce dynamicky namáhaných konstrukcích.
Výhody a nevýhody kompozitní výztuže
Kompozitní výztuž do betonu je relativně nový a pro některá použití jistě velmi zajímavý a výhodný výrobek. Odlišné vlastnosti kompozitní výztuže lze s výhodou využít například zejména tam, kde ocelová výztuž nevyhovuje z důvodu koroze. Naopak bezmyšlenkovitá náhrada ocelové výztuže tou kompozitní může vést k pozdějším velmi závažným poruchám. Otvírají se rovněž nová použití kompozitní výztuže, například v asfaltobetonových vozovkách, kde ocelová výztuž na rozdíl od kompozitní činí závažnou překážku při případných pozdějších opravách.
Kontrola kvality
Všechny výše uvedené složky betonu jsou na betonárnách kontrolovány podle Kontrolního a zkušebního plánu, který je souvisejícím dokumentem Příručky jakosti. Na všechny uvedené složky betonu (kromě vody) se vztahují požadavky zákona č. 22/1997 Sb.
tags: #ocelove #dratky #do #betonu #informace