Introducere
Mulți oameni cred în mod eronat că adăugarea de fibre în beton poate elimina fisurarea. Cu toate acestea, în proiectele reale de construcție, fisurile pot apărea în continuare chiar și în betonul-armat cu fibre. În acest ghid, vom explica cele mai frecvente cauze ale fisurilor în betonul-armat cu fibre și vom arăta cum selecția adecvată a materialelor, proiectarea amestecului și practicile de construcție pot ajuta la reducerea eficientă a riscurilor de fisurare.
Recomandări cheie
Betonul poate crapa în continuare chiar și după adăugarea fibrelor, deoarece fisurarea este adesea cauzată de mai mulți factori, cum ar fi proiectarea amestecului, practicile de construcție și întărire, tensiunile externe și limitările de performanță ale fibrelor în sine. Rolul principal al fibrelor este de a îmbunătăți duritatea betonului și de a reduce micro-fisurarea timpurie, dar nu pot elimina fisurile structurale sau legate de suprasarcină-. În aplicațiile practice, selectarea tipului de fibre adecvat, optimizarea amestecului de beton și respectarea procedurilor adecvate de construcție și întărire sunt esențiale pentru reducerea eficientă a riscurilor de fisurare și îmbunătățirea durabilității și stabilității structurale pe termen lung-.
Cauzele fisurii betonului:
Limitări ale performanței fibrelor
Deși fibrele pot îmbunătăți duritatea betonului și pot ajuta la reducerea micro-crăcării timpurii, performanța lor are încă limitări. Fibrele de polipropilenă au un modul de elasticitate mult mai mic decât betonul, astfel că sub tensiune de tracțiune sau termică, deformarea fibrelor și a matricei de beton nu pot rămâne complet sincronizate. Ca urmare, se pot dezvolta în continuare micro-fisuri. Fibrele de oțel oferă o rezistență mai mare, dar se pot rupe în continuare în condiții de stres extreme.
În plus, beneficiile fibrelor pentru controlul-fisurilor sunt eficiente în principal în timpul etapei plastice a betonului. Fibrele au rezultate bune în reducerea fisurilor de contracție din plastic, dar au o eficacitate limitată împotriva fisurilor de temperatură în faza ulterioară, a fisurilor de tasare sau a fisurilor structurale legate de suprasarcină-. Fibrele nu pot înlocui armătura de oțel în suportarea sarcinilor structurale primare.
Selectarea nerezonabilă a materiei prime și designul amestecului
Materialul de ciment în exces poate crește stresul de contracție în beton. Pentru a îndeplini cerințele de pompare și de lucrabilitate, unele amestecuri de beton folosesc un conținut mai mare de ciment și nisip. Cu toate acestea, prea mult material de ciment poate intensifica deformarea prin contracție în timpul întăririi, depășind-capacitatea de control a fisurilor a fibrelor și conducând la fisurare.
Selecția necorespunzătoare a agregatelor și a aditivilor poate afecta și rezistența la fisurare. Conținutul ridicat de noroi, gradarea slabă a agregatelor sau utilizarea incorectă a aditivilor pot reduce densitatea betonului, pot crea puncte de concentrare a tensiunilor interne și pot crește riscul de fisurare.
În plus, tipul de fibră trebuie să se potrivească cu mediul proiectului. Fibrele diferite sunt potrivite pentru diferite condiții, cum ar fi structuri de-încărcări grele, medii cu temperatură scăzută-sau zone umede și corozive. Dacă este selectată o fibră greșită, performanța acesteia nu poate fi atinsă pe deplin, iar betonul se poate fisura în continuare.
Practici de construcție necorespunzătoare
Dispersia neuniformă a fibrelor este o cauză comună a fisurilor. Dacă ordinea de alimentare este greșită sau timpul de amestecare este prea scurt, fibrele se pot aglomera, lăsând unele zone slab întărite și mai probabil să se crape.
Turnarea și vibrațiile necorespunzătoare reduc, de asemenea, rezistența la fisuri. Înălțimea excesivă de cădere poate provoca segregare, supra-vibrația poate aduce fibre la suprafață, iar vibrația insuficientă poate reduce densitatea betonului. Adăugarea de apă suplimentară la fața locului slăbește și mai mult amestecul și reduce legarea fibrelor.
Finisarea slabă poate crea defecte de suprafață. Finisarea prea devreme deranjează betonul, în timp ce finisarea prea târziu face mai dificilă închiderea micro-fisurilor timpurii. Fără o întărire adecvată, pierderea rapidă de umiditate poate duce la uscarea fisurilor de contracție.
Întărire și factori externi de mediu
Întărirea insuficientă este o cauză majoră a fisurării betonului armat cu fibre-. Dacă suprafața nu este acoperită sau udată la timp după turnare, mai ales în condiții de căldură sau vânt, umiditatea de suprafață se poate evapora rapid. Acest lucru creează o diferență de umiditate între suprafață și interior, ceea ce duce la uscarea fisurilor de contracție. O perioadă scurtă de întărire poate afecta, de asemenea, hidratarea cimentului și poate slăbi legătura dintre fibre și matricea de beton.
Schimbările de temperatură și umiditate pot crește, de asemenea, riscurile de fisurare. În betonul în masă, căldura de hidratare poate crea o diferență mare de temperatură între interior și suprafață, rezultând stres termic. Ciclurile de îngheț-dezgheț în timpul iernii, temperaturile ridicate în timpul verii și ciclurile repetate de umezeală-uscare pot, de asemenea, să reducă-performanța pe termen lung atât a betonului, cât și a fibrelor.
Sarcinile externe sunt un alt factor. Asezarea neuniformă a fundației, încărcăturile vehiculelor grele și impacturile vibrațiilor pot provoca deformarea structurii. Fibrele pot îmbunătăți duritatea, dar nu pot rezista pe deplin fisurilor structurale cauzate de tasare sau supraîncărcare.
Cum să reduceți fisurarea în betonul armat cu fibre
Selectați tipul de fibră potrivit
Fibră de polipropilenăeste potrivit pentru controlul fisurilor de contracție din plastic și este utilizat în mod obișnuit în pardoseli, straturile de suprafață și în aplicații generale de control-fisurilor.Fibră de oțelsau fibra sintetică macro este mai potrivită pentru proiectele de-încărcări grele,-rezistente la impact și de-rezistență ridicată. În medii speciale, trebuie luate în considerare și rezistența la coroziune și stabilitatea-pe termen lung.
Tipuri de armătură cu fibre de beton
Fibră de polipropilenă (fibre PP)
Fibră de poliacrilonitril (fibră PAN)
Fibră cu alcool polivinilic (fibră PVA)
Fibră de poliester (fibră PET)
Fibre de celuloză
Fibră de bazalt
Fibre de otel pentru beton
Fibră de oțel imitație
Fibră răsucită din polipropilenă
Controlați doza corectă de fibre
Dacă doza este prea mică, nu se poate forma o rețea eficientă de control al fisurilor-. Dacă doza este prea mare, lucrabilitatea poate scădea, provocând aglomerarea fibrelor și creșterea golurilor. Doza ar trebui determinată pe baza designului amestecului de beton, a metodei de construcție și a cerințelor proiectului, mai degrabă decât să crească pur și simplu cantitatea orbește.
Optimizați designul amestecului și calitatea materiilor prime
Conținutul excesiv de ciment, proporția nerezonabilă de nisip, gradarea slabă a agregatelor sau conținutul ridicat de noroi pot crește riscurile de contracție și fisurare. Conținutul de material cimentar trebuie controlat corespunzător, trebuie selectați aditivi adecvati, iar calitatea agregatului trebuie să rămână stabilă.
Controlați cu strictețe raportul de apă-ciment
Adăugarea aleatorie de apă pe șantier poate reduce rezistența betonului, crește contracția și slăbește legătura dintre fibre și pasta de ciment. Lucrabilitatea ar trebui îmbunătățită printr-un design adecvat al amestecului și al aditivilor, nu prin adăugarea de apă suplimentară.
Asigurați o dispersie uniformă a fibrelor
Secvența de alimentare necorespunzătoare sau amestecarea insuficientă pot cauza cu ușurință aglomerarea fibrelor, lăsând unele zone fără protecție eficientă împotriva fisurilor. Ar trebui utilizat un proces de amestecare adecvat pentru a se asigura că fibrele sunt distribuite uniform pe tot betonul.
Standardizați turnarea, vibrația și finisarea
Înălțimea excesivă de turnare poate provoca segregarea. Vibrația insuficientă reduce compactitatea, în timp ce supra-vibrația poate face ca fibrele să plutească la suprafață. Timpul de finisare trebuie, de asemenea, controlat în mod corespunzător și poate fi folosită mistria secundară atunci când este necesar pentru a reduce fisurile de contracție prin uscare la suprafață.
Îmbunătățiți pregătirea suportului și proiectarea rosturilor de control
Subsolul trebuie să fie plat, stabil și bine compactat pentru a preveni fisurarea ulterioară. Controlul distanței îmbinărilor, adâncimea și timpul de tăiere ar trebui să respecte cerințele de proiectare pentru a ghida mișcarea de contracție și pentru a reduce fisurarea aleatorie.
Întăriți întărirea după turnare
După turnare, betonul trebuie acoperit, udat sau tratat cu compuși de întărire la timp pentru a preveni pierderea rapidă a umidității de la suprafață. În aplicațiile cu beton cald, vântut, rece sau în masă, reținerea umidității, izolarea și controlul diferenței de temperatură sunt deosebit de importante.
Rezumat
Betonul se mai poate crăpa după adăugarea fibrelor, de obicei din cauza unei combinații de limitări de performanță a fibrelor, design necorespunzător al amestecului, practici proaste de construcție și întărire și încărcări externe. Fibrele pot spori duritatea betonului și pot atenua micro-fisurile timpurii, dar nu pot înlocui proiectarea structurală adecvată și practicile de construcție standardizate. În proiectele practice, selectarea tipului potrivit de fibre, optimizarea designului amestecului, controlul calității construcției și consolidarea întăririi sunt esențiale pentru reducerea riscurilor de fisurare și îmbunătățirea stabilității structurale și a durabilității-pe termen lung.
Întrebări frecvente
Î: Fibra de beton poate preveni complet fisurarea?
R: Nu. Fibra de beton poate reduce micro-fisurile și fisurile de contracție din plastic, dar nu poate preveni complet toate tipurile de fisuri. Fisurile structurale, fisurile de tasare, fisurile de temperatură și fisurile legate de suprasarcină-încă necesită control prin proiectare adecvată, armături din oțel, îmbinări de control și întărire adecvată.
Î: Adăugarea mai multor fibre reduce întotdeauna crăparea mai bine?
R: Nu neapărat. Prea puțină fibre nu poate forma o rețea-de control eficientă a fisurilor, în timp ce prea multă fibre poate reduce lucrabilitatea, poate cauza aglomerarea fibrelor, crește golurile și chiar poate afecta calitatea betonului. Doza trebuie determinată în funcție de designul amestecului și de cerințele proiectului.
Î: Ce tipuri de fisuri pot controla în principal fibra de beton?
R: Fibra de beton este eficientă în principal în controlul fisurilor de contracție din plastic, a micro-fisurilor timpurii și a fisurilor de suprafață cauzate de pierderea rapidă de umiditate. De asemenea, poate îmbunătăți duritatea și rezistența la impact, făcându-l utilizat în mod obișnuit în podele, trotuare și componente prefabricate din beton.
Î: Poate fi fibra să înlocuiască armătura din oțel?
R: În majoritatea proiectelor structurale, nu. Fibra poate îmbunătăți rezistența la fisurare și duritatea, dar nu poate înlocui complet armătura din oțel pentru a suporta sarcini structurale primare. Structurile portante-încărcăturii necesită, de obicei, armătură de armătură sau plasă.
Î: De ce este importantă dispersia fibrelor?
R: Dispersia neuniformă a fibrelor slăbește-performanța de control al fisurilor. Dacă fibrele se adună, unele zone pot conține prea multe fibre, în timp ce alte zone sunt lipsite de protecție, ceea ce face ca acele zone slabe să se spargă mai întâi.
Î: Cum poate fi redusă fisurarea-betonului armat cu fibre?
R: Alegeți tipul și dozajul adecvat de fibre, optimizați designul amestecului, controlați raportul de apă-ciment, asigurați o dispersie uniformă a fibrelor, pregătiți corect suportul, tăiați corect rosturile de control și întăriți întărirea după turnare.
