Vláknobeton je druh cementového betonu , ve kterém jsou vlákna /vlákna poměrně rovnoměrně rozmístěna jako výztužný materiál.
Vláknobeton je kompozitní stavební materiál pro monolitické konstrukce, získaný přidáním vláken do betonu. Vlákno je mikrovýztuž, která rovnoměrně vyztužuje beton ve všech rovinách, zvyšuje třídu betonu, pevnost, houževnatost a omezuje vznik smršťovacích trhlin. Ocelové vlákno je výrobek z ocelového drátu s ohnutými konci (kotvami) na koncích, které pevně přilnou k betonu a absorbují vzniklá pnutí.
Vlákno se do betonu přimíchává bezprostředně před litím nebo přímo na betonárně při výrobě betonové směsi, což je technologicky optimální.
Vláknobeton se používá v prefabrikovaných a monolitických konstrukcích pracujících na střídavé zatížení. Nejdůležitější charakteristika vláknobetonu – pevnost v tahu – je nejen přímá charakteristika materiálu, ale také nepřímá a odráží jeho odolnost vůči dalším vlivům. Další důležitou vlastností vláknobetonu je jeho trvanlivost. Z hlediska díla zkázy může vláknobeton překonat beton 15–20krát [1] .
Hlavní složkou sklovláknitého betonu, která určuje jeho jedinečné vlastnosti a výjimečné vlastnosti, je sklolaminát , který působí jako výztuž v matrici betonu. Betonové matrice na bázi portlandského cementu mají přitom významnou alkalitu , která je v betonu přítomna nejen ve fázi jeho výroby, ale zůstává v něm i poté. Při použití skleněných vláken jako výztužného materiálu v kombinaci s portlandským cementem musí vlákno dlouhodobě odolávat obsahu alkálií v cementu. Vlákno z běžného hlinitokřemičitého skla není stabilní v alkalickém prostředí betonu, proto se pro vyztužení používá sklo jiného chemického složení – na bázi zirkonia [2] .
Ocelovláknitý beton je stavební kompozitní materiál , kterým je beton vyztužený ocelovými vlákny . Beton s ocelovými vlákny se skládá ze tří složek: hrubé kamenivo ( drť ), ocelová vlákna (vlákna) a pojivo (malta). Pevnost betonu s ocelovými vlákny závisí na třídě původního betonu - matrici, typu a velikosti ocelového vlákna, povaze jeho povrchu, geometrii a velikosti průřezu prvku. Nárůst pevnosti v tlaku je přímo úměrný obsahu vláken a dosahuje 140-150% při 2-3% vyztužení. V obecném případě se mez odolnosti proti trhlinám u tohoto typu betonu zvyšuje z 30 na 80 % ve srovnání s vyztuženým betonem , - s trhlinami otevíranými do 0,05 mm 6-10krát.
Výztuž ocelovými vlákny se používá v monolitických železobetonových konstrukcích a prefabrikovaných prefabrikovaných konstrukcích.
Přes širokou škálu dostupných velikostí ocelových vláken, převážně používaná ocelová vlákna různých tvarů mají průměr 0,2-1,2 mm a délku 5 až 12 cm, nelze z různých faktorů uspokojivě použít k vytváření tenkovrstvých povlaků. . Experimentálně tedy bylo potvrzeno, že průměr použitého vlákna určuje počáteční šířku otevření trhliny v kompozitu: při použití ocelových vláken Ø 0,3 mm mají trhliny charakter lokálních zlomů, jejich velikost nepřesahuje 1-3 mikrony. ; zvětšení průměru vlákna na Ø 0,9 mm vede za stejných podmínek ke zvětšení počáteční šířky trhliny až na 7-10 µm [3] .
Kvůli slabé adhezi kovu a cementové matrice se kovová vlákna pro zvýšení ukotvení vyrábějí v různých konfiguracích: zvlněná, se zploštělými a ohnutými konci.
Má vysoký modul pružnosti a dobrou pevnost v tahu. V posledních desetiletích byla vyvinuta nová technologická řešení, která umožňují zlevnit výrobu čedičového vlákna, proto je v současné době poměrně vážnou konkurencí ocelových vláken [4] .
Hlavním rozlišovacím znakem čedičového betonu je jeho vysoká pevnost pro všechny typy napěťových stavů a schopnost snášet velké deformace v elastickém stavu [5] . Čedičové betonové konstrukce mají vyšší pevnost a deformovatelnost než podobné armované cementové konstrukce s ocelovou výztuží, protože čedičové vlákno , které je vyztužuje, nejenže překonává ocelové sítě v těchto parametrech, ale také poskytuje vyšší stupeň disperze výztuže cementového kamene .
Je třeba poznamenat, že během tvrdnutí cementového kamene se povrch tenkého čedičového vlákna ničí. Pevnost vlákna klesá, nicméně vytvořené slupky zvyšují adhezní pevnost cementového kamene a vlákna, v důsledku čehož se zvyšuje i pevnost samotného výrobku. Při použití silných vláken se jejich pevnost nemění.
Skleněná zirkoniová jemná vlákna o průměru 8-10 mikronů svou pevností odpovídají za studena taženému vysoce uhlíkovému drátu, ale jejich hustota je několikanásobně menší. Modul pružnosti je přibližně třikrát vyšší než modul pružnosti matrice. Výroba jemných vláken a jejich spojování do složitých nití však vyžaduje drahé vybavení [6] . Kromě toho se při výrobě skla používá vícesložková náplň , která ovlivňuje cenu vláken. Rovnoměrná distribuce takových vláken ve směsi vyžaduje speciální metody (stříkání, kontaktní tvarování) a zařízení, které zvyšují náklady na stavbu.
Polypropylenová vlákna se vyznačují spolehlivou přilnavostí k betonové matrici, ale zároveň se vyznačují zvýšenou deformovatelností, protože modul pružnosti takových vláken není větší než 1/4 modulu pružnosti betonové matrice. Taková vlákna proto nelze použít jako účinnou nosnou výztuž a používají se zpravidla pro dodatečné (konstruktivní) vyztužení, které pomáhá předcházet poškození a proražení betonu při přepravě a instalaci výrobků, částečnému zvýšení rázové houževnatosti, otěruvzdornost apod. Zároveň bylo v průběhu mnohaletého výzkumu [7] , zjištěno, že výrobky vyztužené polypropylenovými vlákny se vyznačují výraznými deformacemi i při nízkém tahovém zatížení, což se vysvětluje nízkou přilnavostí polypropylenu v cementové matrici. Navíc takové výrobky časem ztrácejí své pevnostní vlastnosti a mají vysokou povrchovou abrazi .