Flexibilní beton: Co ho dělá elastickým, ale zároveň super pevným?

Každý, kdo se někdy zabýval betonem, ví, že tento materiál jen stěží vydrží ohybové zatížení. Aby nedocházelo k prasklinám, a tudíž k destrukci, je třeba do ní umístit výztuž. Jinak. dát elasticitu. Existují technologie, díky kterým je beton flexibilní. Tento článek o nich bude diskutovat.

Zdálo by se, proč vůbec opouštět posilování? Kovový rám zpevňuje beton tak, aby vydržel po mnoho desetiletí. Tato technologie má ale své nevýhody. V první řadě se jedná o zvýšení hmotnosti monolitu, což výrazně komplikuje stavbu. Základ, který přenáší zatížení z těžké podlahové desky přes stěny, je třeba posílit, což, jak se říká, „stojí pěkný cent“. A hardware sám o sobě není levný.

Navíc i ta nejkvalitnější ocelová výztuž časem zreziví a ničí beton zevnitř. A konečně, pokládání rámu je poměrně pracný proces, který vyžaduje čas, úsilí a peníze.

Stavitelé se s těmito nepříjemnostmi už dávno smířili a přijímají je jako samozřejmost, ale inovátoři vidí svět jinak. Pokud výztuž vytváří problémy a zpomaluje pracovní procesy, musí být odstraněna.

Přesně to si mysleli vědci z NTU’s School of Civil and Environmental Engineering (Singapur). Po dlouhém procesu pokusů a omylů vyvinuli unikátní přísadu, která beton nejen zpevňuje, ale také ho činí pružným.

Mluvíme o speciálním ultratenkém vláknu, které se přimíchává do roztoku. Ale to není obvyklé vlákno používané v pórobetonu. Nejjemnější hedvábná vlákna neulpívají na cementu, ale kloužou po těle monolitu. Právě to mu dodává pružnost a umožňuje nám obejít se bez použití výztuže.

Když jsou všechny věci stejné, pružný beton vyztužený ultrajemnými vlákny je téměř třikrát pevnější než běžný beton.

Nový beton dostal název ConFlexPave. Kromě výztužného vlákna byla do jeho složení přidána přísada, která zdrsňuje povrch desky. Mimořádně důležité jsou protiskluzové vlastnosti, protože materiál byl původně určen pro povrchy vozovek. Později se začal používat při stavbě domů odolných proti zemětřesení a také automobilových mostů. Není to důkaz vysoké pevnosti? Pružný beton se dnes poměrně aktivně používá v Japonsku a USA. Není pochyb o tom, že ho čeká skvělá budoucnost.

Pro spravedlnost je však třeba poznamenat, že pružný beton není dokonalý. Jeho hlavní nevýhodou je jeho vysoká cena. Upravené složení stojí třikrát více než to obvyklé. To zpomaluje její distribuci, ale existuje důvod se domnívat, že vývojáři časem najdou způsob, jak technologii zlevnit.

V Rusku samozřejmě probíhá i výzkum tvorby pružného betonu. Již nějakou dobu existují některé pozoruhodné produkty. Například, přísada “Elastobeton”, certifikovaná GOST ISO 9001-2011. Slouží nejen k dodání pružnosti materiálu, ale také ke zvýšení pevnosti, mrazuvzdornosti a odolnosti proti opotřebení. Jeho použití navíc umožňuje snížit tloušťku betonového potěru, ušetřit množství směsi a urychlit jeho tvrdnutí.

Přísada “Elastobeton” umožňuje lití betonu při teplotách až -5°C bez obav ze ztráty pevnosti v důsledku zmrznutí směsi

Modifikátor se aktivně používá při výrobě betonových podlah vystavených velkému zatížení. Především v průmyslových objektech jako jsou sklady, garáže a výrobní objekty.

Existují tři druhy přísad, které zvyšují elasticitu a pevnost betonu. “Elastobeton-A” se používá k vytváření betonových potěrů o tloušťce 40 mm. Umožňuje zkrátit dobu tvrdnutí betonu na 7 dní. To znamená, že již týden po nalití směsi může být podlaha vystavena zatížení. “Elastobeton-B” určený pro vytváření vyztužených vazeb o tloušťce 15 mm. Tento typ podlahy lze uvést do provozu již za 5 dní. a nakonec, “Elastobeton-S” — tloušťka potěru od 8 mm, resp. 5-6 dnů.

Na závěr tématu pružného betonu vám povíme o dalším zajímavém vývoji. Ukazuje se, že materiál může být nejen elastický, ale také se naučit, aby se sám obnovil. Existuje tzv samoopravný elastický beton, kterou vytvořili vědci z Nizozemska (Henk Jonkers a Erik Schlangen). Kromě cementu, písku a modifikačních přísad obsahuje granule biologicky rozložitelného plastu s mléčem vápenatým a bakteriálními sporami, které se jím živí. Mikroorganismy uchované v těle desky zůstávají nečinné, dokud je monolit neporušený. Jakmile se ale objeví praskliny, vlhkost probudí bakterie a ty se začnou živit plastem. A výsledkem jejich životně důležité činnosti je kalcit (vápenec) vyplňující poškození.

Tento slibný vývoj zatím nenašel široké uplatnění kvůli své vysoké ceně, ale stejně jako v případě jednoduchého flexibilního betonu se časem stane dostupnější.

Porovnání běžného a samoopravitelného betonu

Problém deformace stavebních materiálů znepokojuje řemeslníky po staletí. Moderní technologie však umožňují zvýšit pevnost a hustotu různých kompozic. Například betonové směsi, které se používají při opravách silnic, výstavbě obytných, obchodních a skladových objektů. Faktor mechanického poškození lze eliminovat využitím současných přístupů ve výrobě stavebních materiálů. Samoopravitelný beton je nyní aktuální. Jedná se o unikátní směs, která má mnoho výkonnostních výhod. Hlavním znakem je odolnost proti deformaci a zachování původních fyzikálních a chemických vlastností.

Hlavní vlastnosti elastického betonu

Co je to samoopravný elastický beton? Pokračuje výzkum vytvoření univerzálního stavebního materiálu, který nepodléhá deformaci. Lze pouze poznamenat, že do roku 2023 se ve stavebnictví začaly aktivně používat nové materiály. Charakteristiky betonové směsi odpovídají ustanovením GOST. Jsou zde jasné požadavky na složení, strukturu a výrobní podmínky (zejména stupeň tuhnutí materiálu). Unikátní betonová směs vyniká přidáním plísní, které se postupně přizpůsobují alkalickému prostředí a zlepšují vlastnosti hotového roztoku. Právě změna složení umožnila zlepšit vlastnosti betonu. Bakterie produkují látky, které ovlivňují rychlou obnovu povrchů železobetonových výrobků a konstrukcí.

Technologie výroby samoopravného betonu

Klíčovou vlastností samoopravitelného betonu je přítomnost biologických složek, bakteriálních spor a plísní ve směsi. Vývoj nových stavebních materiálů probíhá v mnoha výzkumných centrech v Rusku, EU, USA a Velké Británii. Objevuje se velké množství metod výroby betonových směsí. První techniku ​​však vytvořil vědec a popularizátor vědy Henk Jonkers z Nizozemska. Jeho řešením bylo přidat do kompozice malé plastové granule.

Provedené studie ukázaly, že když se v materiálu vytvoří trhliny, vlhkost se dostane dovnitř a rozpustí plast. V důsledku toho bakterie absorbují laktát a množí se. Zlepšuje se povrchové a hloubkové fyzikální a chemické vlastnosti směsi. Mezi hlavní metody výroby samoopravného betonu patří:

• Přidání různých hub do kompozice (tyto látky produkují vápenec při interakci s vodou);
• Použití nano-prášků s různými vlastnostmi;
• Výroba vápence pomocí látek z mořských lastur;
• Přídavek nitrifikačních bakterií (částečná přeměna sloučenin dusíku na dusitany);
• Použití plastového kompozitu, který souvisí s cementem-polymerem.

Přes širokou škálu dostupných technologií je nejčastěji používaná metoda Hanka Yonkerse. Může za to přítomnost desítek důkazů dokazujících účinnost jeho metody. Bylo rozhodnuto zavést bakterie do kompozice ve stavu pozastavené animace (udržují ji po dobu 160-180 let). Vzniká unikátní prostředí, které má pozitivní vliv na vlastnosti betonu a betonových prefabrikátů.

Výhody a nevýhody

Nový beton je méně náchylný na mechanické a silové zatížení a různé druhy deformací. Roztoky vytvořené pomocí nových technologií mají oproti běžným směsím schopnost regenerace. Právě pro tuto vlastnost se elastický beton stal oblíbeným a nyní se aktivně studuje a používá v průmyslu a stavebnictví. Mezi výhody materiálu patří také vysoká odolnost proti náhlým změnám teplot a srážkám, dodatečná ochrana proti chemikáliím a korozi. To vše zvyšuje životnost hotových konstrukcí z betonu nebo železobetonu. Jedinou nevýhodou betonu je riziko vzniku defektů (např. povrch může začít praskat). Ale použití biologické betonové směsi tento problém řeší. Za nevýhodu samoopravitelného betonu jsou v současnosti považovány potíže s vývojem.

Aplikace samoopravného betonu

V posledních letech se samoopravný beton používá k vytváření mozaikových podlah ve skladech, obchodních a průmyslových objektech. Používá se k výrobě různých konstrukcí, které mají vysoké požadavky na hustotu, spolehlivost a pevnost. Materiál se používá také v kapalném a pevném stavu. V prvním případě je možné zaplnit jakékoli výklenky a ve druhém postavit velké prefabrikované a monolitické konstrukce (vytvoření spolehlivého základu, opravy železobetonových komunikací, odstranění poškození železobetonových výrobků).

Uložte si ho pro sebe, bude se vám hodit!