ფიბრობეტონი
ფიბრობეტონი (ლათ. fibra ბოჭკო, ძარღვი და ფრანგ. béton ბეტონი < ლათ. bitūmen მინერალური ფისი; ასფალტი) – ახალი კონსტრუქციული მასალა, დაარმატურებული წვრილი არაორგანული ან ორგანული ბოჭკოებით – ფიბრათი, რომელიც თანაბრადაა განაწილებული ბეტონის მოცულობაში. დისპერსიული ფიბრა, ცემენტის ქვის სიმტკიცეს გაჭიმვასა და ღუნვაზე 50-200%-ით ადიდებს. დისპერსიული დაარმირება ბეტონის მოცულობაში შეიძლება მიმართული იქნეს ორიენტირებულად ან გაბნეული ქაოტურად. ორიენტირებული დაარმირება ხორციელდება ნაქსოვი და უქსოვი ბადით, გაუხშოებელი ქსოვილით, ფოლადის ბოჭკოთი როცა დაყალიბება ხდება მაგნიტურ ველში და სხვა. ყველაზე უკეთესი მაჩვენებელი აქვს 0,1-0,5 მმ დიამეტრის ფოლადის ფიბრით დაარმირებულ ბეტონს. ფიბრის სიგრძეა 10-50 მმ და ის შეადგენს ბეტონის მასის 3-9%, რაც იძლევა 70-200 კგ-ს 1 მ3 ბეტონზე. ფიბრის სიგრძის გაზრდა იწვევს ბეტონის ნარევის ადვილჩაწყობადობის გაუარესებას.
ფიბრის ბეტონთან შეჭიდულობის გაზრდის მიზნით იყენებენ პერიოდული პროფილის მავთულს და ფიბრას მოღუნული ბოლოებით.ფიბრის ჩაწყობა ბეტონში ხდება დაბეტონებამდე უშუალოდ ობიექ-ტზე ან ბეტონის ქარხანაში ბეტონის ნარევის მომზადებისას, რაც წარმოადგენს ოპტი-მალურს ტექნოლოგიურობის თვალსაზრისით.
ფიბრობეტონის დაარმირებისათვის ასევე გამოიყენება მინის, ცელულოზის, ჯუტის, ნეილონის, ბაილონის, პოლიეთილენისა და სხვ. ბოჭკო, რომელიც არ განიცდის კოროზიას ჰიდრატირებული ცემენტის ტუტე გარემოში. ფიბრობეტონს იყენებენ კონსტრუქციაში, რომელსაც მუშაობა უხდება გაჭიმვაზე, ღუნვაზე, ცვეთაზე, განიცდის დარტყმას, აფეთქებასა და ვიბრაციულ დატვირთვას. დისპერსიული ბოჭკოს გამოყენება ყველაზე ეფექტურია წვრილმარცვლოვან ბეტონში, ექსპლუატაციის განსაკუთრებულ პირობებში, არის გამოცდილება მისი გამოყენებისა ხიმინჯის თავის დაბეტონებისათვის.
ფიბრობეტონებში ძირითადად გამოიყენება ფოლადის, ბაზალტის, მინისა და სინთეზური (პოლიპროპილენი, ნეილონი, პოლიეთილენი) ფიბრები.
ფოლადის ფიბრის არმატურა გამოიყენება ქარხნული წარმოების მონოლითურ და ასაწყობ რკინაბეტონის კონსტრუქციებში. ფიბრის დიამეტრია – 0,2-1,2 მმ, სიგრძე – 50-120 მმ. გამოყენებული ფიბრის დიამეტრი მნიშვნელოვნად განსაზღვრავს კონსტრუქციაში ბზარწარმოქმნის ხასიათს. ექსპერიმენტულად დადგენილია, რომ კომპოზიტში გამოყენებული ფიბრული ბოჭკოს დიამეტრი განსაზღვრავს ბზარების გახსნის საწყის სიგანეს: 0,3 მმ დიამეტრის ფოლადის ფიბრის გამოყენებისას ბზარის გახსნის საწყისი სიგარძეა 1-3 მკმ, 0,9 მმ-ის დროს – 7-10 მმ და ა.შ.
ბაზალტის ბოჭკოებზე დამზადებული ბეტონები ყველა დაძაბული მდგომარეობისათვის გამოირჩევა მაღალი სიმტკიცითა და უნარით აიტანოს დიდი დეფორმაციები დრეკად მდგომარეობაში (ბაზალტს აქვს მაღალი დრეკადობის მოდული და სიმტკიცის კარგი მაჩვენებლები გაგლეჯაზე). ის უკეთეს მაჩვენებლებს იძლევა ფოლადის ბადეებით დაარმირებულ ანალოგიურ არმოცემენტის კონსტრუქციებთან შედარებით, რადგან ბაზალტის ბოჭკო არა მარტო აჭარბებს ფოლადის ბოჭკოს მითითებული პარამეტრებით, არამედ უზრუნველყოფს ცემენტის ცომის დაარმირების დისპერსიულობის ხარისხს.
ჩვეულებრივი ალუმინბორსილიკატური მინა არ არის მედეგი ბეტონის ტუტე გარემოს მიმართ, ამიტომ მინაფიბრობეტონებში გამოიყენება ცირკონიუმის მინაბოჭკო დიამეტრით 8-10 მმ, რომელიც სიმტკიცით შეესაბამება მაღალნახშირბადიან ცივჭიმულ მავთულს, სიმკვრივით კი რამდენჯერმე ნაკლებია. დრეკადობის მოდული სამჯერ აჭარბებს კომპოზიტის მატრიცის დრეკადობის მოდულს. არსანიშნავია ისიც, რომ ასეთი წვრილი ბოჭკოების წარმოებას და შემდეგ მის შეხვევას კომპლექსურ ძაფად, სჭირდება ძვირადღირებული მოწყობილობა. თვით ცირკონიუმის მინის წარმოება ძვირადღირებულია (სჭირდება მრავალკომპონენტიანი შიხტა), რაც საბოლოო ჯამში აისახება მინის ფიბრის ფასსზე. მათი ბეტონში თანაბარი განთავსებაც რთული პოცესია (ამტვერება, კონტაქტური ფორმირება), რაც კიდევ უფრო ზრდის მინაფიბრობეტონის ღირებულებას, ამიტომ, მიუხედავად შესანიშნავი ტექნიკური მახასიათებლებისა, მინის ფიბრების გამოყენება ფიბრობეტონებში ჯერჯერობით შეზღუდულია, თუმცა ვხვდებით არაერთ არქიტექტურულად შესანიშნავად გაფორმებულ შენობის ფასადებს, სადაც წარმატებითაა გამოყენებული მინაფიბრობეტონის დადებითი მხარეები.
პოლიპროპილენის ბოჭკოებს ახასიათებთ კარგი შეჭიდულობა ბეტონის მატრიცასთან, თუმცა საკმარისად დეფორმადია, რადგან მისი დრეკადობის მოდული ოთხჯერ ნაკლებია მატრიცის დრეკადობის მოდულთან შედარებით. ამიტომ, ასეთი ბოჭკოების გამოყენება ეფექტურ მზიდ არმატურად მიზანშეუწონელია და ის, როგორც წესი, გამოიყენება დამატებითი (კონსტრუქციული) დაარმირებისათვის, რათა თავიდან იქნეს აცილებული კონსტრუქციის დაზიანებები ტრანსპორტირებისა და მონტაჟის დროს, ნაწილობრივ ამაღლდეს დარტყმითი სიმტკიცე, წინაღობა ცვეთისადმი და სხვ. ცალკე აღნიშვნის ღირსია ის ფაქტი, რომ მცირე გამჭიმავი ძაბვების არსებობისაც კი, პოლიპროპილენის ბოჭკოებით დაარმირებული ელემენტები განიცდიან შედარებით დიდ დეფორმაციებს, რაც გამოწვეულია პოლიპროპილენის დაბალი ადჰეზიით ცემენტის მატრიცასთან. გარდა ამისა, ნაკეთობა დროთა განმავლობაში კარგავს სიმტკიცეს და ზედაპირი ხდება მაღალცვეთადი.
მინაფიბრობეტონით გაფორმებული მეჩეთის ფასადი
მინაფიბრობეტონი
