|
Na rozdíl od již 30-tileté historie sklocementu jsou aplikace skleněných vláken do betonu mnohem mladší (druhá polovina 90-tých let). Je tomu tak proto, že dříve nebyly k dispozici vhodné typy pramenů alkalivzdorných skleněných vláken použitelných do betonové směsi. Skleněná vlákna do cementových hmotSklo ve tvaru kontin uálních vláken má vlastnosti, které jej předurčují jako velmi vhodnou výztuž.
Roztavená sklovina o teplotě až 1560 °C protéká přes platinoiridiové perforované destičky. Vzniklá monovlákna rychle chladnou a je na ně ihned nanášena povrchová lubrikace, která je spojuje do pramenů a je rozhodující pro další použití vláken. Technologie výroby kontinuálních vláken umožňuje zajistit i zdravotní bezpečnost výrobku. Kritérium karcinogenity pro vlákna stanovuje jako kritický průměr vláken do 3 µm. Průměry skleněných vláken typu Cem-FIL jsou 14 µm, což je vysoko nad požadovanou hranicí.
Hmoty na cementové bázi však kladou ještě další požadavek na skleněné vlákno a tím je odolnost proti silně alkalickému prostředí (Ph 12 až 14). Koncem 60-tých let bylo ve Velké Británii vyvinuto alkalivzdorné skleněné vlákno Cem-FIL tzv. zirkoničitého typu. Alkalirezistence vláken je měřena speciální zkouškou SIC (strand in cement). Výsledkem zkoušky je pevnost vlákna v tahu po expozici v alkalickém prostředí cementového tělíska ve vodě za vysokých teplot. Běžné skleněné vlákno typu E (eutalové) je v prostředí cementové matrice rychle napadáno a velmi rychle zcela ztrácí výztužnou schopnost.
Kromě složení skloviny má pro alkalivzdornost velký význam i výše zmíněná lubrikace vláken. Speciální lubrikace Cem-FIL druhé generace problém alkalivzdornosti prakticky vyřešily. Lubrikace kromě této ochranné funkce plní ještě jednu, pro aplikace do betonu a malt stejně podstatnou roli a tou je zajištění rovnoměrného rozmíšení ve směsi ve tvaru, který je pro vyztužován í nejvýhodnější.Dva rozdílné požadavky na vlákno Lubrikacemi jsme schopni přizpůsobit typ skleněné mikrovýztuže na míru. Použití vláknité mikrovýztuže do betonu se dá v zásadě rozdělit na dvě oblasti. První je zabránit, nebo výrazně omezit vznik trhlin v betonu nebo maltách během zrání. Druhou je zvýšení pevností vyzrálého betonu. Ochrana betonu proti trhlinám během zrání Aby pro toto určení byla vláknitá mikrovýztuž účinná, musí být v krychlovém metru přítomna ve stovkách milionů kusů, musí být tak dlouhá, aby překlenovala v matrici dostatečně velkou vzdálenost a zároveň musí být dobře a rovnoměrně rozmístěná v objemu. Jako pro každou výztuž, platí i zde, že modul pružnosti výztuže musí být vyšší než modul pružnosti vyztužované hmoty. Nízkomodulová orga nická vlákna nejsou schopna beton vyztužovat a jejich účinnost je omezena pouze na několik prvních hodin tuhnutí a tvrdnutí betonu viz TRHLINY. Lubrikace také musí zajišťovat tzv. cementonosnost – schopnost smáčení v cementové pastě a pozitivně ovlivňovat reologii směsi.
Výrobkem tohoto typu jsou prameny s rozplavitelnou lubrikací typu ANTI-CRAK HD . Tato lubrikace umožňuje, že se nasekané prameny tvořené z výroby 800 ks monovláken rozvolní ve směsi na jednotlivé velmi jemné fibrilky.Na rozdíl od ní zkomodulových organických vláken je tato skleněná mikrovýztuž funkční i ve vyzrálém betonu a ovlivňuje příznivě především jeho trvanlivostní parametry.Skleněná rozptýlená výztuž Druhou oblastí použití skleněných alkalivzdorných vláken je zvýšení pevnosti betonu v tahu za ohybu, rázu a houževnatosti. Zde již musí jemná vlákna působit v prameni. U skleněných pramenů do betonu mimořádně stoupá význam lubrikace pramene. Ve výrobě kontinuálních skleněných vláken se používá řada lubrikací specifikovaných podle technologických požadavků na použití pramenů. Pro aplikace do betonu musí prameny odolat tření při míchání s kamenivem a stejně tak je tomu i při výrobě suchých s měsí. Došlo-li by při míchání k rozbití pramene, mohou vznikat shluky rozbitých vláken, jejichž výztužná schopnost je prakticky nulová. Lubrikace musí zároveň umožnit, aby pramen byl při míchání ohebný a aby nedocházelo k jeho zlomení. Obvykle lubrikace sehrává i roli další dodatečné ochrany vlákna proti alkalitě v cementové hmotě.Speciálním typem skleněných pramenů s otěruvzdornou lubrikací určenou do betonu a suchých směsí jsou prameny ANTI-CRAK HP. Pramen je tvořen 100 kusy monovláken a jejich spojení lubrikací je zároveň dostatečně odolné otěru a dostatečně poddajné, aby nedocházelo ke zlomení pramene. Navíc tato lubrikace výrazně zvyšuje alkalivzdornost pramenů na nejvyšší světovou úroveň (Cem-FIL 2).
Pozitivní vliv otěruvzdorné integrální lubrikace pramenů na zpracovatelnost betonové směsi ukazuje obr. 6. Prameny ANTI-CRAK HP výrazně méně snižují sednutí Abramsova kužele ve srovnání s polypropylénovými vlákny.
Ve srovnání s ocelovými drátky jsou prameny ANTI-CRAK HP velmi jemné. Jejich množství je ve srovnání v kg řádově vyšší a to díky svým rozměrům, ale i nižší objemové hmotnosti. Příznivé parametry skleněných vláken viz. tabulka se projevují v účinnosti vyztužení viz. obr. 7.
Oba typy ANTI-CRAK jsou u nás již běžně používány. Rozplavitelný typ ANTI-CRAK HD se používá především do podlah, které se snadno strojně zahlazují a vlákna netrčí z povrchu (z v elkých realizací např. podlahy v Carrefour Hradec Králové) a do opravných hmot na beton. V délkách 3 nebo 6 mm i do kosmetiky betonu a tmelů. ANTI-CRAK HP jako účinnější rozptýlená výztuž nachází uplatnění rovněž v betonových podlahách (např. podlahy v objektu Inocomtrans CZ v Praze, rekonstrukce podlah Slovanského domu v Praze, rekonstrukce Janáčkova divadla v Brně atd. ), opravách vodních děl např. jez na Ostravici v Ostravě – Vítkovicích, mostech, potěrech, stříkaných betonech, samonivelačních hmotách a jako náhrada konstrukční výztuže v malých prefabrikátech. Velkou předností je, že skleněné prameny nepotřebují krycí vrstvy, protože nepodléhají korozi. Snadno se zapracovávají a netrčí z povrchu.Hybridní výztuže ze skleněných vláken Dva výše popsané základní typy pramenů – rozplavitelný a integrální antiabrazivní působí v betonu jakoby odděleně. Rozplavitelný typ je díky své mnohočetnosti monovláken velmi účinný při zachycování napětí během zrání betonu. Integrální antiabrazivní typ se chová jako vláknitá rozptýlená výztuž zvyšující pevnost v tahu, ohybu, houževnatost, rázovou pevnost atp. Není překvapením, že se oba typy kombinují. Pro potěry, zvláště při opravách balkonů se v zahraničí (Německo, Dánsko atd.) a nyní rovněž i u nás používá hybridní výztuž ANTI-CRAK HDP - kombinace výše uvedených pramenů HD a HP v délkách 12 mm.Pro speciální hmoty jako jsou samonivelační stěrky je nutná kombinace délek pramenů. Vyšší dávkování pramenů ANTI-CRAK HP v délce 12 mm vede ke snížení roztékavosti stěrky. Proto je při zachování vysoké vyztužovací schopnosti používána kombinace délek 6 a 12 mm v poměru, který zaručuje optimální vlastnosti. Tato hybridní výztuž je dodávána v sáčcích po 250 g pod názvem ANTI-CRAK HLP Plošné výztuže ze skleněných vláken Relativně nové je uplatnění plošných výztuží z AR vláken, které lze rozdělit na mřížky -sítě, orientované prameny a rohože. Plošné výztuže z alkalivzdorných vláken jsou používány v technologiích výroby desek na linkách např. technologie Durapac t. Mimo tuto oblast se v zahraničí a v posledních letech i u nás nejvíce používají rohože Cem-MAT. Jedná se o plošnou výztuž z 50 mm dlouhých pramenů Cem-FIL o plošné hmotnosti 120 g spojených dohromady ve vodě rozpustným lepidlem. Tato mimořádná vlastnost umožňuje, že rohož nemusí být kotvena k podkladu a že případné vzedmutí vln po rozvinutí role zmizí jakmile je rohož zalita směsí. Zároveň to umožňuje uložit do vrstvy díky délce pramenů velmi účinně zakotvenou v rovině náhodně orientovanou vláknitou výztuž. Skleněné prameny této délky totiž nelze do směsi vmíchat. Rohože se používají především do tenkovrstvých samonivelačních stěrek. Oblast použití samonivelačních hmot rozšiřují i na problematické podklady jako jsou dřevěné nebo jinak nerovnoměrné podklady. Podrobněji v stěrky s Cem-MAT. Použití rohože Cem-MAT a pramenů ANTI-CRAK HLP zcela mění vlastnosti původní stěrky. Vzniká houževnatý sklocementový kompozit (nyní v normách ne zcela vhodně pojmenovaný jako sklovláknobeton) o němž byla zmínka úvodem. Díky této speciální rohoži, hybridní výztuži HLP a samozřejmě samonivelačním hmotám, je to však zcela jiná technologie než klasické ruční stříkání při výrobě sklocementových tenkostěnných dílců.Ing. Teodor Beneš, CSc. |
