Blog budowlany

Człowiek od początku swojej działalności, którą można nazwać inżynierską, miał do czynienia z materiałem konstrukcyjnym. Początkowo był to oczywiście materiał występujący w stanie naturalnym, jak drewno i kamień, później materiały wytworzone sztucznie, takie jak cegła, beton, stal. Rozwój cywilizacyjny i przemysłowy powodował potrzebę tworzenia coraz bardziej odpowiedzialnych i skomplikowanych konstrukcji, a te z kolei wymagały stosowania bardziej zaawansowanych technologicznie materiałów. Starano się zatem ulepszać materiały, tak przez doskonalenie technologii ich wykonania, jak również przez łączenie różnych materiałów ze sobą.

I.

Jednym z pierwszych zbrojeń, jeszcze w starożytności, była słoma. Zauważono że wiążąc ją z gliną uzyskiwano większą wytrzymałość cegieł na rozerwanie. Dziś powszechnie stosowanym materiałem budowlanym jest tzw. żelbet, który dzięki wprowadzonym dodatkowo wkładkom stalowym, ma dużo większą wytrzymałość na rozciąganie, niż sam beton. Idea łączenia różnych materiałów była podstawą tworzenia kompozytów.

W 1930 roku opracowanie metod wytwarzania włókien szklanych oraz syntetycznego otrzymywania żywic zapoczątkowała rozwój inżynierii materiałowej w zakresie tworzenia materiałów kompozytowych. Przyczynkiem do rozwoju tej dziedziny były działania wojenne związane z II wojną światową jak również okres zimnej wojny i rywalizacja o podbój kosmosu. Potrzeby lotnictwa, marynarki wojennej i techniki rakietowej przyspieszyły poszukiwanie wytrzymałych tworzyw sztucznych. Dzięki temu w latach 60 uzyskano włókna węglowe, w latach 70 włókna aramidowe, a w latach 80 włókna polietylenowe. Odkryto kierunkowe własności włókien co otworzyło zastosowania w przemyśle. Kompozyt mączki drzewnej z polietylenem, polipropylenem i z polichlorkiem winylu zaowocowało w latach 90 powstaniem tworzywa WPC używanego do wyrobu między innymi sztucznych desek.


Żelbet jako materiał budowlany jest stosowany od XIX wieku. Pierwszy most żelbetonowy powstał w 1894 roku w Szwajcarii, w tym samy roku wybudowano żelbetonowy most na kanale elbląskim.

II.

Kompozytowe pręty zbrojeniowe powstały dla potrzeb budownictwa przemysłowego, gdzie ciągła wilgoć i bliskość związków chemicznych powodowała szybką korozję zbrojenia stalowego. Najwcześniej takimi rozwiązaniami zainteresowała się amerykańska marynarka wojenna. Chodziło o skuteczną ochronę konstrukcji nabrzeży i doków przed działaniem słonej wody morskiej. Zbrojenia mostów, płyty lotniskowe w pobliżu wybrzeży szybko niszczyły się z uwagi na łatwość z jaką woda słona przyspieszała korozję stalowych prętów zbrojeniowych. Dodatkowo niekorzystnie na osłabienie zbrojenia stalowego wpływa zmienność temperatury. W zasadzie dopiero poznajemy zastosowanie włókien kompozytowych. Chodzi nie tylko o zbrojenie prętami wykonanymi z tworzywa, ale dodawanie włókien rozproszonych bezpośrednio do betonu. Tak wykonany beton ma większą wytrzymałość zarówno udarową jak i termiczną. Ściany wykonane z dodatkiem włókien są bardziej ognioodporne na powstawanie pęknięć i rys.


Podstawowe zalety prętów kompozytowych to lekkość, odporność i znacznie wyższe parametry wytrzymałościowe. Dziewięciokrotnie niższa waga znacznie obniża koszty transportu. Pręty kompozytowe mogą być cieńsze o około 30% od prętów stalowych. Pręty kompozytowe mają dużo większą zdolność adhezji z betonem. Beton lepiej przylega do tworzywa i nie zmienia się do z czasem, tak jak to się dzieje z korodującym prętem zbrojeniowym ze stali.

III.

Liderem w zastosowaniu zbrojenia kompozytowego jest tu na pewno Japonia, USA, Kanada, Chiny, Turcja, Francja, Dania, Wielka Brytania, Włochy i Niemcy. Państwa te są także liderami w ogóle w stosowaniu kompozytów polimerowych w różnych dziedzinach. Generalnie na dzień dzisiejszy najpopularniejsze są dwie metody budowy mostów z udziałem zbrojenia kompozytowego, jest to metoda tradycyjna poprzez zastosowanie prętów kompozytowych podobnych do stalowych i konstruowanie koszy i siatek zbrojących na placu budowy.

IV.

Z uwagi na lekkość zbrojenia możliwa jest do stosowania powszechnego druga metoda polegająca na przygotowaniu w zakładzie produkcyjnym gotowych prefabrykowanych kompozytowych modułów, które następnie przewiezione na plac budowy są montowane w gotowy obiekt i zalewane betonem. W technologii budowy mostów modułowych używane są nie tylko pręty kompozytowe do zbrojenia betonu lecz także różnego rodzaju profile i laminaty. Każdy z modułów może być wyposażony w gotowe elementy infrastruktury drogowej takie jak np. barierki ochronne, gniazda lamp oświetleniowych i inne. Może tu jest przyczyna dlaczego w Polsce nie potrafimy szybko budować autostrad, a mosty rozpadają się zanim zaczną po niej jeździć samochody.

V.

W Polsce mamy dostępne zarówno włókna rozproszone jak i pręty kompozytowe na bazie włókien bazaltowych jak i szklanych. Włókna bazaltowe są produkowane przez firmy zachodnioeuropejskie, natomiast pręty wykorzystujące włókna szklane są z firm rosyjskich i białoruskich. Cena po uwzględnieniu korzyści wynikających z wydajności prętów kompozytowych w porównaniu ze stalowymi jest zbliżona.

VI.


Fot:
I. bleskovky.sk
II. gliwiczanie.pl
III, IV. bcontinent.com
IV. prety.strefa.ru
V. comfibertec.eu


Zobacz też:
Prety zbrojeniowe
Ogłoszenia budowlane - pręty zbrojeniowe
Co to są pręty kompozytowe i czy nadają się na każdy fundament?
Pustak ceramiczny Porotherm czy Max 220? Co wybrać na konstrukcję ścian zewnętrznych?