Kako beton ojačan vlaknima može stvoriti čvršću i lakšu konstrukciju

Upotreba betona datira još iz antičkog Rima. Takozvani “rimski beton” sastavljen je od vapnenca, vulkanskog pepela i morske vode koji je dozvoljavao izgradnju akvadukata, autocesta i hramova; (mnogi od njih i danas postoje). Nedavno je otkrivena originalna mješavina koja tvori mineral koji se zove aluminijski tobermorit, a koji s vremenom postaje sve čvršći. Od tada je beton trpio razne inovacije. Osnovni proizvod je Portland Beton, koji je izrađen od vapnenastog kamena zagrijanog na 1.450 ° C, a patentiran je u 19. stoljeću. Bitno je spomenuti da je čisti beton prirodno krhak. Francuski vrtlar, Joseph Monier, razvio je armirani beton kombinujući zateznu čvrstoću metala i pritisnu čvrstoću betona, čime je ovaj materijal mogao izdržati velika opterećenja. Na taj način, pravilna mješavina betona, pijeska, šljunka i vode s odgovarajućim metalnim okvirom omogućila je decen ijama izgradnju čvrstih i otpornih građevina.

Iako prošli zapisi pokazuju da su Rimljani već koristili konjsku vlas kako bi smanjili pukotine i naprsline u svojim konstrukcijama, ugradnja vlakana u betonsku mješavinu bez potrebe za okvirom tek se počela testirati prije otprilike 50 godina u Evropi. U tu svrhu koriste se prirodna vlakna, metalna (čelik), sintetička (polimeri) i mineralna (ugljik ili staklo). Ona djeluju kao sredstvo za sprječavanje pukotina u betonu zbog povlačenja plastike i procesa sušenja, a također smanjuju njegovu propusnost. Kad je konstrukcija izložena velikom naprezanju od vanjskih opterećenja, promjena temperature ili vlažnosti, vlakna koja prolaze kroz nju stvaraju strukturalna mikro pojačanja koja sprečavaju širenje pukotina. Sve u svemu, vlakna značajno poboljšavaju performanse betona i maltera pod zateznim i smičućim naprezanjem.

Koristeći sličnu metodu izrade, armirani beton od staklenih vlakana sastoji se od maltera, od betona, pijeska, staklenih vlakana otpornih na alkalije i vode. Plastičnost je jedna od glavnih kvaliteta materijala, što omogućava oblikovanje fasadnih ploča slijedeći arhitektonski dizajn koji omogućava izradu vitkijih i lakših komada. Na primjer, ovo je materijal koji je Zaha Hadid koristila u centru Hejdara Alijeva, a koristi se i za primjenu složenih oblika Gaudijeve crkve Sagrada Familije.

Neke su kompanije već razvile proizvode koji koriste svojstva vlakana u betonu. Osim fasadnih ploča i namještaja, primjena vlaknastog betona povezuje se i sa radovima osnovnog konstruisanja i transporta, poput asfaltiranja i tunela, također u krutim tlima, industrijskim podovima i konstrukcijskim armaturama. Vrijedno je spomenuti da usprkos svojoj širokoj primjeni –  za proizvodnju ovog materijala potrebna je stroga laboratorijska kontrola i tačna tehnička znanja.

m-Kvadrat

print