Naslovna Kamen mermer granit Evolucija betona u armirani i mikroarmirani beton

Evolucija betona u armirani i mikroarmirani beton

0
Vlakna u mikroarmiranom betonu su uniformno raspoređena i nasumično orijentisana

Beton je jedan od osnovnih građevinskih materijala. Iako među najstarijim materijalima, ekspanziju je doživeo tek u prošlom veku, sa modernim pokretom. Danas pokriva preko 50% graditeljskih potreba u svetu, a u Evropi čak preko 70%. Veliki udeo u gradnji betonom imaju specijalne vrste. Koji beton odabrati?

Današnji beton nastao je početkom 19. veka. Ipak, masovnija primena usledila je tek sa izumom armiranog betona, u drugoj polovini 19. veka. Prvih stotinjak godina beton je bila više manje nepromenjena smesa agregata, cementa i vode. Voda, koja u vezivanju betona ima dvojnu ulogu – omogućuje hidrataciju cementa a time i očvršćivanje betona.

Pomaže njegovoj obradivosti i ugradivosti,ali nosi i značajnu negativnu posledicu. Njenom kasnijom evaporacijom povećava se i poroznost ovog materijala, što mu dalje smanjuje čvrstoću i trajnost. Kako bi se negativne posledice svele na minimum, otpočelo je eksperimentisanje sa njegovim sastojcima. Tehnološke i tehničke mogućnosti i granice betona se konstantno ispituju i usavršavaju.

Betone razlikujemo na osnovu nekolicine kriterijuma. Prema načinu ugradnje, sadržaju vode ili na osnovu zapreminske mase. Teški betoni su svi oni koji imaju zapreminsku masu veću od 2500km/m2. Ona se postiže upotrebom teških agregata: barit, rude gvožđa, opiljci ili specijalno izrađene kuglice od gvožđa i čelika. Među najrasprostranjenijima je armirani beton, sa kojim i počinje masovna primena betona kao građevinskog materijala.

Vlakna u mikroarmiranom betonu mogu biti od čelika, stakla, sintetičkih i prirodnih materijala

Još davne 1845. godine nastao je armirani cement, i to korišćenjem žice i maltera kako bi se dobili rezerovari i sadilice za pomorandže. Pola veka kasnije podnet je patent armiranog betona. To je monolitna celinu betona, odnosno agregata, cementa i vode, i čelika. U ovoj simbiozi, beton prima naprezanja na pritisak, dok čelične šipke podnose naprezanja na zatezanje i smicanje. Takav spoj povećao je nosivost materijala i do nekoliko desetina puta.

Postavljanje betona zajedno sa čeličnim šipkama, odnosno armaturom, omogućeno je jer beton i čelik približno isto reaguju na temperaturne promene, a i beton dobro prianja na armaturu i štiti je od korozije, kao i od uticaja požara. Što je beton veće gustine, pod uslovom da je pravilno armiran, kvalitetniji je i poseduje veću čvrstoću i nosivost.

Ipak, i pored ovih ojačanih karakteristika, ni jedan materijal nije savršen niti otporan na uticaj vremena. U poslednjih nekoliko godina, naročito na području Bliskog i Srednjeg Istoka, zabeležen je veliki broj armirano betonskih konstrukcija koje zahtevaju ozbiljne sanacije posle manje od dve decenije. Trajnost armiranog betona prvenstveno je ugrožena korozijom armature.

Pri određenim namenama, moguće je izbeći korišćenje klasično armiranog betona i odlučiti se za mikroarmirani

Nekolicina faktora utiče na trajnost ovih konstrukcija. Među njima su zapreminska masa, upijanje vode, vodonepropustljivost, otpornost na dejstvo mraza, pukotine, ali i homogenost koja zavisi kod svežeg betona od pravilnog projektovanja sastava, kvaliteta i dužine mešanja u mešalici tokom proizvodnje. Kod ugrađenog, homogenost zavisi od izbora načina ugradnje, odnosno načinu zbijanja.

Kao alternativa čeličnim armaturnim šipkama ili mrežama, došlo se na ideju mikroarmiranja betona. Mikroarmirani beton je onaj koji ima tzv. mikroarmaturu u vidu različitih tipova vlakana. Kao zamena armaturnom ili prenapregnutom čeliku, upotrebom vlaknastih materijala izbegava se problem korozije. Takođe, ova vlakna nose i neke druge poboljšane karakteristike u odnosu na čelik.

Trajnost armiranog betona prvenstveno je ugrožena korozijom armature

Vlakna u mikroarmiranom betonu su uniformno raspoređena i nasumično orijentisana. Na taj način dobija se diskontinualna armatura. Ona ne služi da zamene standardnu armaturu, već da poboljša određena svojstva betona. Ipak, pri određenim namenama, moguće je izbeći korišćenje klasično armiranog betona i odlučiti se za mikroarmirani.

Mikroarmirani beton svoju najčešću primenu nalazi kod podova, naročito industrijskih. Primenjuje se i kada se od betona ne zahteva povećana žilavost, kao što je primena ispod kote terena, kod trotoara, parkinga, bazena, prefabrikovanih elemenata i slično.

Kod izbora tipa vlakana mikroarmiranog betona treba voditi računa da modul elastičnosti vlakana bude veći od modula elastičnosti čistog betona. Kako bi spoj mikroarmature i betona dao odgovor na sve tehničke izazove, čvrstoće pri zatezanju i izduženja pri kidanju upotrebljenih vlakana moraju biti znatno veće nego kod betona.

752-Pravilnim-odabirom-mikroarmature-dobija-se-beton-veće-žilavosti-od-betona-bez-dodatka-vlakana

Na kvalitet vlakana utiče i njihov oblik, struktura, dužina i hemijska otpornost, a moraju da imaju i malo tečenje, jer u protivnom dolazi do relaksacije napona u njima. Pored uloge preuzimanja napona zatezanja, vlakna sprečavaju i širenje pukotina do kojih može doći pri opterećenju materijala. Pravilnim odabirom mikroarmature dobija se beton veće žilavosti od betona bez dodatka vlakana.

Vlakna u mikroarmiranom betonu mogu biti od čelika, stakla, sintetičkih i prirodnih materijala. Najčešće su upotrebi čelična i sintetička vlakna. Čelična vlakna daju veću čvrstoću materijalu, smanjuju potrebnu količinu armature i povećavaju duktilnost. Sa druge strane, sintetička vlakna, najčešće napravljena od polipropilena, sprečavaju skupljanje betona i nastanak pukotina, poboljšavaju otpornost na temperaturne cikluse i poboljšavaju koheziju betonske smese.

Voda, koja u vezivanju betona ima dvojnu ulogu – omogućuje hidrataciju cementa a time i očvršćivanje betona

Moguće je kombinovanje ova dva tipa vlakana radi postizanja boljih i željenih performansi.

Primena mikroarmiranog betona u izvesnoj meri može smanjiti troškove ugradnje jer nema manipulacije klasičnom armaturom. Ipak, performanse ova dva tipa betona se uveliko razlikuju, i armirani beton je moguće zameniti mikroarmiranim samo kada ispunjava zahteve koji se od primenjenog materijala očekuju, odnosno kada se od njega ne očekuje žilavost, povećana čvrstoća i da trpi značajna opterećenja.