1

MIKROARMIRANI MIKROARMIRANI BETONI I MALTERIBETONI I MALTERI

VRSTE VLAKANA ZA MIKROARMIRANJE VRSTE VLAKANA ZA MIKROARMIRANJE MALTERA I BETONAMALTERA I BETONA

PrirodnogPrirodnog poreklaporekla

±± celuloznacelulozna±± pamupamuččnana±± jutanajutana±± odod konopljekonoplje±± odod bambusabambusa, i dr., i dr.

VeVešštataččkogkog poreklaporekla

±± ččelieliččnana ((odod obiobiččnognog iliili nerđajunerđajuććegeg ččelikaelika))±± polimernapolimerna ((polipropilenskapolipropilenska, , najlonskanajlonska, ,

polietilenskapolietilenska, , karbonskakarbonska, , itditd.).)±± mineralnamineralna ((staklenastaklena, , azbestnaazbestna i dr.) i dr.)

VLAKNA

2

MMikroarmirani betoni i malteri obiikroarmirani betoni i malteri običčno podrazumevajuno podrazumevaju::±± kompozitkompozitee na na bazibazi sitnog agregata (peska) krupnositnog agregata (peska) krupnoćće od 0/4 mme od 0/4 mm

ii krupnog agregata (maksimalne krupnokrupnog agregata (maksimalne krupnoćće zrna do 16 mm), e zrna do 16 mm), ±± zatim veziva (pri zatim veziva (pri ččemu se uglavnom radi o cementu),emu se uglavnom radi o cementu),±± uz dodatak neke vrste mikroarmature uz dodatak neke vrste mikroarmature -- vlakana. vlakana. ±± KoliKoliččina vlakana koja se primenjuje znaina vlakana koja se primenjuje značčajno varira, u ajno varira, u

zavisnosti od vrste vlakana i zavisnosti od vrste vlakana i žželjenih karakteristika betona, eljenih karakteristika betona, odnosno maltera, i kreodnosno maltera, i krećće se u rasponu od 0,1% pa sve do 5% u e se u rasponu od 0,1% pa sve do 5% u odnosu na ukupnu zapreminu. odnosu na ukupnu zapreminu.

±± UUobiobiččajene koliajene količčine ine ččelieliččnih vlakana variraju između nih vlakana variraju između 20 i 80 kg 20 i 80 kg po 1mpo 1m33 svesvežžeg ugrađenog betona eg ugrađenog betona ((ššto predstavlja 0,25to predstavlja 0,25--1,0 % 1,0 % zapreminski). zapreminski). ŠŠto se tito se tičče upotrebe polimernih vlakana, e upotrebe polimernih vlakana, uglavnom se preporuuglavnom se preporuččuje niuje nižži sadri sadržžaj ovog tipa mikroarmature, aj ovog tipa mikroarmature, limitiran u velimitiran u veććini sluini sluččajeva na svega 0,1ajeva na svega 0,1--0,2 %, tj. na oko 10,2 %, tj. na oko 1--2 2 kg/mkg/m33 svesvežžeg ugrađenog betona eg ugrađenog betona (ili maltera).(ili maltera).

SASTAV MIKROARMIRANIHSASTAV MIKROARMIRANIHKOMPOZITAKOMPOZITA

±± povepoveććanje anje ččvrstovrstoćće pri pritisku je slabo izrae pri pritisku je slabo izražženo,eno,±± promene vrednosti modula elastipromene vrednosti modula elastiččnosti su zanemarljivo male,nosti su zanemarljivo male,±± izuzetno veliki porast izuzetno veliki porast žžilavosti i duktilnosti, ilavosti i duktilnosti, ±± znaznaččajan porast ajan porast ččvrstovrstoćće pri zatezanju, e pri zatezanju, ččvrstovrstoćće pri savijanju i e pri savijanju i

ččvrstovrstoćće pri smicanju,e pri smicanju,±± smanjenje apsorpcije vode smanjenje apsorpcije vode ––ččime se poveime se poveććava otpornost na dejstvo ava otpornost na dejstvo

mraza, kao i otpornost na penetraciju soli za odmrzavanje,mraza, kao i otpornost na penetraciju soli za odmrzavanje,±± smanjenje zapreminskih dilatacija skupljanja, a narosmanjenje zapreminskih dilatacija skupljanja, a naroččito plastiito plastiččne ne

komponente ove reolokomponente ove reološške karakteristike,ke karakteristike,±± kontrola prslina kontrola prslina –– u smislu manjih dimenzija i sporije propagacije,u smislu manjih dimenzija i sporije propagacije,±± sprespreččavanje nekontrolisanog izdvajanja vode na povravanje nekontrolisanog izdvajanja vode na površšini sveini svežžeg eg

ugrađenog kompozita ugrađenog kompozita (tzv. (tzv. ″″bleedingbleeding″″),),±± povepoveććanje otpornosti na habanje, bolja athezija za podlogu na anje otpornosti na habanje, bolja athezija za podlogu na

kontaktu kontaktu ″″starogstarog″″ i i ″″novognovog″″ betona, povebetona, poveććanje otpornosti pri anje otpornosti pri dinamidinamiččkim uticajima, povekim uticajima, poveććanje otpornosti na dejstvo poanje otpornosti na dejstvo požžara i dr.ara i dr.

FIZIFIZIČČKOKO--MHANIMHANIČČKA SVOJSTVA KA SVOJSTVA MIKROARMIRANIH KOMPOZITAMIKROARMIRANIH KOMPOZITA

3

Mehanizam izdvajanja vode iz sveMehanizam izdvajanja vode iz svežžeg eg

betonabetona iliili malteramaltera

Efekat poveEfekat poveććanja duktilnosti (anja duktilnosti (žžilavosti) ilavosti) prilikom ispitivanja prilikom ispitivanja ččvrstovrstoćće pri pritiskue pri pritisku

BetonskiBetonski cilindricilindri nakonnakon ispitivanjaispitivanja ččvrstovrstoććee pripri pritiskupritisku::kompozit bez dodatka vlakana (levo) i mikroarmirani beton (desnokompozit bez dodatka vlakana (levo) i mikroarmirani beton (desno))

4

OsnovnaOsnovna svojstvasvojstva ččelieliččnih nih vlakanavlakana deklarisanadeklarisana odod

stranestrane proizvođaproizvođaččaa -- firmefirme ″″SPAJISPAJIĆĆ″″

4,5 ± 1 mmDužina savijenog dela (C)

20 ± 1 mmDužina dela koji nije savijen (B)

0,6 ± 0,1 mmDebljina (E)

30 ± 2 mmUkupna dužina (A)

min. 45°Ugao savijanja na krajevima

cca. 1500°CTačka topljenja

min. 1100 MPaČvrstoća pri zatezanju

KružniPoprečni presek

Čelična vlakna savijena na krajevimaVrsta i oblik

DEKLARISANA SVOJSTVAPARAMETRI

EKSPERIMENTALNO ISEKSPERIMENTALNO ISPIPITTIVAIVANJENJE BETONA BETONA

NA BAZI NA BAZI ČČELIELIČČNIH VLAKANA NIH VLAKANA ″″SPAJISPAJIĆĆ″″

Spravljene su dve serije uzoraka i to:

±± betonbeton I (etalon) i I (etalon) i betonbeton II (II (mikroarmiranmikroarmiranii betonbeton) ) identiidentiččnnog sastavaog sastava, u , u smislusmislu primenjenihprimenjenih vrstavrsta i i kolikoliččinaina osnovnihosnovnih komponentnihkomponentnih materijalamaterijala --vodevode, , cementacementa i i agregataagregata. .

±± JedinaJedina razlikarazlika odnosilaodnosila se se nana dodatakdodatak naprednapred prikazanihprikazanih ččelieliččnihnih vlakanavlakana(faktor oblika l/d = 50) (faktor oblika l/d = 50) betonubetonu oznakeoznake II, u II, u kolikoliččiniini odod 25 kg/m25 kg/m33 ((tjtj. 0,3% . 0,3% u u odnosuodnosu nana zapreminuzapreminu betonabetona). ).

±± S S obziromobzirom dada se se zaza spravljanjespravljanje mikroarmiranihmikroarmiranih betonabetona u u principuprincipu koristekoristeagregatiagregati sasa krupnokrupnoććomom zrnazrna kojakoja jeje manjamanja negonego kodkod klasiklasiččnihnih betonabetona, , usvojusvojen jeen je trofrakcijskitrofrakcijski rereččnini agregatagregat ″″MoravacMoravac″″, , sasa nominalnonominalnonajkrupnijimnajkrupnijim zrnomzrnom D=16 mm. D=16 mm.

±± Kao Kao osnovniosnovni uslovuslov kvalitetakvaliteta betonabetona usvojenausvojena jeje markamarka betonabetona MB30, MB30, kaokaonajnajččeeššććee primenjivanaprimenjivana markamarka u u okviruokviru armiranobetonskiharmiranobetonskih konstrukcijakonstrukcija. U . U funkcijifunkciji praktipraktiččnene primeneprimene usvojenausvojena jeje plastiplastiččnana konzistencijakonzistencija, , šštoto znaznaččiidada jeje projektovanaprojektovana meramera sleganjasleganja premaprema AbramsuAbramsu iznosilaiznosila 66--10 cm. 10 cm.

5

IspitivanjeIspitivanje ččvrstovrstoćće pri smicanjue pri smicanju

Uzorak betona nakon ispitivanjaUzorak betona nakon ispitivanja

6

IspitivanjeIspitivanje deformacionihdeformacionih svojstavasvojstava betonabetona

σσ--εε dijagramdijagrami etalona i mikroarmiranog i etalona i mikroarmiranog betonabetona

05

1015202530354045505560

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3

Dilatacija - ε (%)

Nap

on

(MPa

)

Mikroarmirani betonEtalon

7

REZULTATIREZULTATI ISISPIPITTIVAIVANJNJA BETONA NA BAZI A BETONA NA BAZI

ČČELIELIČČNIH VLAKANA NIH VLAKANA ″″SPAJISPAJIĆĆ″″

±± Ispitivanja fiziIspitivanja fiziččkoko--mehanimehaniččkih svojstava mikroarmiranog betona kih svojstava mikroarmiranog betona pokazala su znapokazala su značčajno poveajno poveććanje anje ččvrstovrstoćće pri smicanju, koje je u e pri smicanju, koje je u konkretnom slukonkretnom sluččaju iznosilo cca 61% (u odnosu na etalon aju iznosilo cca 61% (u odnosu na etalon -- beton beton bez dodatka vlakana). bez dodatka vlakana).

±± U neU neššto manjoj meri, dodatak to manjoj meri, dodatak ččelieliččnih vlakana doprineo je i rastu nih vlakana doprineo je i rastu ččvrstovrstoćće pri savijanju betona (cca 17%), dok je njihov uticaj na e pri savijanju betona (cca 17%), dok je njihov uticaj na ččvrstovrstoćću pri pritisku bio znatno manji (cca 10%). u pri pritisku bio znatno manji (cca 10%).

±± ŠŠto se tito se tičče ispitivanja deformacionih svojstava, rezultati e ispitivanja deformacionih svojstava, rezultati ispitivanja pokazali su da je armiranje cementne matrice ispitivanja pokazali su da je armiranje cementne matrice ččelieliččnimnimvlaknima vlaknima ″″SpajiSpajićć″″ doprinelo znadoprinelo značčajnom poveajnom poveććanju anju žžilavosti i ilavosti i duktilnosti betona. Sa zajedniduktilnosti betona. Sa zajedniččkog kog σσ--εε dijagrama modijagrama možže se videti e se videti da je duktilnost mikroarmiranog betona da je duktilnost mikroarmiranog betona -- koja se mokoja se možže definisati i e definisati i kao povrkao površšina ograniina ograniččena ena σσ--εε linijom i linijom i ee--osom, viosom, viššestruko veestruko većća a (cca 12 puta) od duktilnosti etalona, tj. betona bez dodatka (cca 12 puta) od duktilnosti etalona, tj. betona bez dodatka vlakana. vlakana.

MONOFILAMENTNMONOFILAMENTNAA I FIBRILIZOVANI FIBRILIZOVANAAPOLIPROPILENSKA POLIPROPILENSKA VLAKANAVLAKANA ""FIBRINFIBRIN""

MonofilamentnaMonofilamentna FibrilizovanaFibrilizovana

8

REZULTATI ISPITIVANJA REZULTATI ISPITIVANJA MALTERA NA MALTERA NA BAZI PP VLAKANA BAZI PP VLAKANA ""FIBRINFIBRIN""

±± Eksperimentalna ispitivanja predviđala su spravljanje pet razliEksperimentalna ispitivanja predviđala su spravljanje pet različčitih vrsta itih vrsta maltera na bazi dodatka polipropilenskih vlakana. maltera na bazi dodatka polipropilenskih vlakana.

±± Radi lakRadi lakšše klasifikacije, pojedini tipovi maltera oznae klasifikacije, pojedini tipovi maltera označčeni su rimskim eni su rimskim brojevima (I brojevima (I –– V), od kojih svaki broj predstavlja oznaku serije maltera. V), od kojih svaki broj predstavlja oznaku serije maltera. Pri tome, serija I odnosi se na malter spravljen bez dodatka Pri tome, serija I odnosi se na malter spravljen bez dodatka polipropilenskih vlakana (etalon). Serije II, III, IV i V spravlpolipropilenskih vlakana (etalon). Serije II, III, IV i V spravljene su sa jene su sa dodatkom monofilamentnih polipropilenskih vlakana tipa dodatkom monofilamentnih polipropilenskih vlakana tipa ″″FibrinFibrin″″. .

±± Tako je, u okviru serije II upotrebljeno 600 g/mTako je, u okviru serije II upotrebljeno 600 g/m33, a u okviru serije III , a u okviru serije III 900 g/m900 g/m33 vlakana tipa vlakana tipa ″″Fibrin 623Fibrin 623″″ (du(dužžine 6 mm). Serija IV bila je ine 6 mm). Serija IV bila je spravljena sa dodatkom 600 g/mspravljena sa dodatkom 600 g/m33 vlakana vlakana ″″Fibrin 23Fibrin 23″″ (du(dužžine 12 mm), a ine 12 mm), a serija V sa 900 g/mserija V sa 900 g/m33 istih vlakana. istih vlakana.

±± Pri tome su uPri tome su uččeeššćća cementa, vode i agregata bila konstantna kod svih a cementa, vode i agregata bila konstantna kod svih tretiranih serija maltera. Taktretiranih serija maltera. Takođeođe, nije menjan ni tip cementa, niti vrsta i , nije menjan ni tip cementa, niti vrsta i granulometrijski sastav agregata (regranulometrijski sastav agregata (reččnog peska). nog peska).

DIJAGRAM SKUPLJANJA DIJAGRAM SKUPLJANJA PREDMETNIH MALTERAPREDMETNIH MALTERA

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91

Vreme (dani)

Dila

taci

je s

kupl

janj

a (‰

)

Serija ISerija IISerija IIISerija IVSerija V

9

ANALIZA REZULTATA ISPITIVANJAANALIZA REZULTATA ISPITIVANJA

±± Na Na uzorcimauzorcima malteramaltera spravljenihspravljenih sasa dodatkomdodatkom polipropilenskihpolipropilenskih vlakanavlakanatipatipa "Fibrin" ("Fibrin" (serijeserije II, III, IV i V) II, III, IV i V) registrovanregistrovanoo jeje smanjenje smanjenje ukupnukupnihihdilatacijdilatacijaa skupljanjaskupljanja uu odnosuodnosu nana etalonetalon -- uu iznosiznosu od cca 7u od cca 7 –– 1717 % % ((pripri starostistarosti odod 90 90 danadana).).

±± BoljiBolji efektiefekti, u , u smislusmislu smanjenjasmanjenja dilatacijadilatacija skupljanjaskupljanja, , mogumogu se se postipostiććiiprimenomprimenom veveććee kolikoliččineine polipropilenskihpolipropilenskih vlakanavlakana odod 900g/m900g/m33 ((serijeserijeIII i V), III i V), madamada jeje određenoodređeno poboljpoboljššanjeanje zzabeleabeležženoeno i i kodkod uzorakauzorakamalteramaltera spravljenihspravljenih sasa minimalnomminimalnom kolikoliččinominom vlakanavlakana odod 600g/m600g/m33

((serijeserije II i IV), II i IV), šštoto bi i bi i sasa ekonomskogekonomskog stanovistanovišštata bilobilo svrsihodnosvrsihodno..±± NeNešštoto ninižžee vrednostivrednosti dilatacijadilatacija skupljanjaskupljanja postipostižžuu se se prilikomprilikom upotrebeupotrebe

dudužžihih vlakanavlakana tipatipa "Fibrin 23", u "Fibrin 23", u odnosuodnosu nana uzorkeuzorke sasa istomistom kolikoliččinominomvlakanavlakana manjemanje dudužžineine, , tipatipa "Fibrin 623"."Fibrin 623".

MikroarmiraniMikroarmirani maltermalter nana bazibazipolipropilenskihpolipropilenskih vlakanavlakana i i recikliranereciklirane opekeopeke

±± MeMeššavinaavina A A -- nana bazibazi opekarskogopekarskog lomaloma frakcijafrakcija 0/2, 0/4 i 4/8 mm.0/2, 0/4 i 4/8 mm.±± MeMeššavinaavina B B -- nana bazibazi opekarskogopekarskog lomaloma frakcijafrakcija 0/2, 0/4 i 4/8 mm 0/2, 0/4 i 4/8 mm sasa

dodatkomdodatkom 900 g/m3 900 g/m3 monofilamentnihmonofilamentnih polipropilenskihpolipropilenskih vlakanavlakana tipatipa″″FibrinFibrin″″..

±± MeMeššavinaavina C C -- nana bazibazi opekarskogopekarskog lomaloma frakcijafrakcija 0/2, 0/4 i 4/8 mm i 0/2, 0/4 i 4/8 mm i frakcijefrakcije rereččnognog agregataagregata -- peskapeska krupnokrupnoććee 0/4 mm.0/4 mm.

±± MeMeššavinaavina D D -- nana bazibazi opekarskogopekarskog lomaloma frakcijafrakcija 0/2, 0/4 i 4/8 mm i 0/2, 0/4 i 4/8 mm i rereččnognog agregataagregata frakcijefrakcije 0/4 mm 0/4 mm sasa dodatkomdodatkom 900 g/m3 900 g/m3 monofilamentnihmonofilamentnih polipropilenskihpolipropilenskih vlakanavlakana tipatipa ″″FibrinFibrin″″. .

±± MeMeššavinaavina E E -- nana bazibazi opekarskogopekarskog lomaloma frakcijafrakcija 0/2, 0/4 i 4/8 mm 0/2, 0/4 i 4/8 mm sasa2% 2% superplastifikatorasuperplastifikatora pod pod nazivomnazivom ″″IriplastIriplast″″ ((proizvođaproizvođačč: Iris, : Iris, SkopljeSkoplje, R. , R. MakedonijaMakedonija).).

±± MeMeššavinaavina F F -- nana bazibazi opekarskogopekarskog lomaloma frakcijafrakcija 0/2, 0/4 i 4/8 mm 0/2, 0/4 i 4/8 mm sasadodatkomdodatkom vlakanavlakana ((istoisto kaokao pod B) i pod B) i superplastifikatorasuperplastifikatora ((istoisto kaokao E).E).

10

Rezultati ispitivanja mRezultati ispitivanja mikroarmiraniikroarmiranihhmaltermalteraa nana bazibazi vlakanavlakana i i recikliranereciklirane opekeopeke

±± RezultatiRezultati ispitivanjaispitivanja pokazalipokazali susu dada dodatakdodatak polipropilenskihpolipropilenskih vlakanavlakanautiutiččee povoljnopovoljno nana poboljpoboljššanjeanje mehanimehaniččkihkih karakteristikakarakteristika predmetnihpredmetnihkompozitakompozita. .

±± TakoTako nana primer, primer, pripri istojistoj konzistencijikonzistenciji malteramaltera, , povepoveććanjeanje ččvrstovrstoććee pripripritiskupritisku iznosiloiznosilo jeje odod 5 do 16 %, a 5 do 16 %, a ččvrstovrstoććee pripri savijanjusavijanju odod 4 do 25 %, u 4 do 25 %, u odnosuodnosu nana etalonetalon. . OvajOvaj procenatprocenat povepoveććanjaanja ččvrstovrstoććee variraovarirao jeje i u i u funkcijifunkciji primenjenogprimenjenog agregataagregata, , tjtj. . zavisnozavisno odod toga toga dada lili jeje upotrebljenaupotrebljenasamosamo drobljenadrobljena opekaopeka iliili drobljenadrobljena opekaopeka u u kombinacijikombinaciji sasa rereččnimnimpeskompeskom. .

±± ŠŠtoto se se titiččee vremenskihvremenskih deformacijadeformacija, , kojekoje susu popo pravilupravilu uvekuvek veveććee kodkodkompozitakompozita spravljenihspravljenih nana bazibazi recikliranereciklirane opekeopeke, , pokazalopokazalo se se dada se se šštetnitetniefektiefekti skupljanjaskupljanja mogumogu u u određenojodređenoj merimeri redukovatiredukovati upotrebomupotrebommikroarmaturemikroarmature. . OvakavOvakav stavstav potvrđenpotvrđen jeje i i prilikomprilikom predmetnihpredmetnihlaboratorijskihlaboratorijskih ispitivanjaispitivanja, , kodkod kojihkojih jeje maksimalnomaksimalno smanjenjesmanjenje skupljanjaskupljanjaiznosiloiznosilo ccacca 17%. 17%.

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26