Zastosowanie siatek kompozytowych do zbrojenia pianobetonu

 

  • Poziom gotowości technologicznej TRL: 3
  • Syntetyczny opis: Pianobeton jest materiałem o świetnej izolacyjności termicznej i akustycznej. Jego zastosowanie konstrukcyjne, podobnie jak w klasycznym żelbecie, wymagałoby wprowadzenia zbrojenia, jednakże z uwagi na przyczepność, nie może to być klasyczne zbrojenie prętami. Proponowana koncepcja polega na wprowadzeniu zbrojenia w formie sztywnych siatek kompozytowych. Dotychczasowe doświadczenia autorów rozwiązania pokazują, że można w ten sposób uzyskać kilkukrotny wzrost nośności na zginanie oraz znaczny wzrost sztywności.

Autorzy:

  • dr hab. inż. Jacek Hulimka, prof. Pol. Śl.
  • dr inż. Rafał Krzywoń
  • dr inż. Agnieszka Jędrzejewska
  • inż. Tomasz Hahn

Korzyści z wdrożenia:

Dotychczasowe doświadczenia dotyczące zbrojenia pianobetonu w sposób tradycyjny okazały się mało skuteczne z uwagi na niewielką przyczepność prętów zbrojeniowych. Pianobeton jest materiałem miękkim i porowatym z bardzo ograniczoną zawartością kruszyw łamanych, przez co nie zapewnia zbrojeniu zakotwienia w sposób klasyczny, czyli przez adhezję oraz zakleszczanie się karbów pręta na krawędzi ziaren kruszywa. Dodatkowo, z uwagi na niewielką szczelność, pianobeton nie zapewnia ochrony stali zbrojeniowej.
Proponowane rozwiązanie pozbawione jest wspomnianych wyżej wad. Poprzeczne pręty siatek kompozytowych są w stanie zapewnić wystarczające zakotwienie dla efektywnego wykorzystania zbrojenia; dodatkowo, zbrojona konstrukcja może pracować wielokierunkowo. Wprowadzenie kompozytów typu FRP o dobrych właściwościach mechanicznych aż kilkukrotnie podnosi nośność elementów. Odporność korozyjna tego typu siatek również jest niepodważalną zaletą w stosunku do siatek stalowych. Dodatkowo, aby potanić rozwiązanie, w miejsce klejonych siatek z prętów kompozytowych (szklanych lub węglowych) wykorzystane mogą być georuszty, powszechnie stosowane w geotechnice, lecz o właściwościach mechanicznych podwyższonych przez wprowadzenie włókien organicznych.
Wprowadzenie rozwiązania pozwoli na wykonywanie samonośnych konstrukcji pianobetonowych. Dotychczas musiały one być wzmacniane przez stosowanie dodatkowych warstw w formie płyt żelbetowych lub blach stalowych.

Zastosowania:

Warstwy posadzek, płyty ciepłych fundamentów, elementy ścienne, prefabrykacja w budownictwie – elementy średnio i wielkowymiarowe, płyty dachowe, izolacja termiczna przegród budowlanych, szybkosprawna podbudowa dróg.

Szczegóły techniczne:

Zbrojenie w formie siatki kompozytowej typu FRP wprowadzone w strefy elementu konstrukcyjnego, w których mogą pojawić się naprężenia rozciągające.

Słowa kluczowe:

Pianobeton, siatki kompozytowe, georuszty, włókna węglowe, włókna bazaltowe.


Projekt Współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego z programu „Inkubator Innowacyjności +” w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, Działanie 4.4 Zwiększenie potencjału kadrowego sektora B+R