A szálerősítésű beton egyfajta cementbeton , amelyben a szálak /szálak erősítőanyagként meglehetősen egyenletesen oszlanak el .
A szálbeton egy összetett építőanyag monolit építkezéshez, amelyet rostanyag betonhoz való hozzáadásával nyernek. A Fiber egy mikroerősítés, amely minden síkban egyenletesen megerősíti a betont, növeli a beton osztályát, szilárdságát, ütésállóságát és csökkenti a zsugorodási repedések kialakulását. Az acélszál olyan acélhuzalból készült termék, amelynek végein hajlított végek (horgonyok) vannak, amelyek szilárdan tapadnak a betonhoz és felveszik a keletkező feszültségeket.
A szálat közvetlenül öntés előtt, vagy közvetlenül a betonüzemben a betonkeverék gyártása során keverik a betonba, ami technológiailag optimális.
A szálerősítésű betont váltakozó terhelésen működő előregyártott és monolit szerkezetekben használják. A szálerősítésű beton legfontosabb jellemzője - a szakítószilárdság - nem csak az anyag közvetlen jellemzője, hanem közvetett is, és tükrözi más hatásokkal szembeni ellenálló képességét is. A szálerősítésű beton másik fontos jellemzője a tartóssága. A roncsolási munka szempontjából a szálerősítésű beton 15-20-szor haladhatja meg a betont [1] .
Az üvegszálas beton fő összetevője, amely meghatározza egyedi tulajdonságait és kivételes teljesítményét, az üvegszál , amely a beton mátrixának megerősítéseként működik. Eközben a portlandcement alapú betonmátrixok jelentős lúgossággal rendelkeznek , amely nemcsak a gyártás szakaszában van jelen a betonban, hanem később is benne marad. Ha üvegszálakat használnak erősítőanyagként portlandcementtel kombinálva, a szálnak hosszú ideig el kell viselnie a cement lúgtartalmát. A közönséges alumínium-boroszilikát üvegszálak a beton lúgos környezetében nem stabilak, ezért erősítéshez eltérő kémiai összetételű üveget használnak - cirkónium alapú [2] .
Az acélszálas vasbeton építési kompozit anyag , amely acélszálakkal megerősített beton . Az acélszálas vasbeton három összetevőből áll: durva adalékanyagból ( zúzott kő ), acélszálakból (szálak) és kötőanyagból (habarcs). Az acélszálas beton szilárdsága függ az eredeti beton osztályától - a mátrixtól, az acélszál típusától és méretétől, felületének természetétől, az elemszelvény geometriájától és méretétől. A nyomószilárdság növekedése egyenesen arányos a száltartalommal, és 2-3%-os megerősítéssel eléri a 140-150%-ot. Általános esetben az ilyen típusú betonok repedésállósági határa 30-ról 80%-ra nő a vasbetonhoz képest , - 0,05 mm-ig nyíló repedéseknél 6-10-szeresére.
Az acélszál erősítést monolit vasbeton szerkezetekben és előre gyártott előregyártott szerkezetekben alkalmazzák.
Annak ellenére, hogy az acélszálak méretei széles választéka áll rendelkezésre, a főként használt, különböző formájú acélszálak 0,2-1,2 mm átmérőjűek és 5-12 cm hosszúak, különböző tényezők miatt nem használhatók kielégítően vékonyréteg-bevonatok készítésére. . Így kísérletileg bebizonyosodott, hogy a felhasznált szál átmérője határozza meg a kezdeti repedésnyílás szélességét a kompozitban: Ø 0,3 mm-es acélszálak használatakor a repedések lokális törés jellegűek, méretük nem haladja meg az 1-3 mikront. ; a szál átmérőjének Ø 0,9 mm-re történő növelése azonos feltételek mellett a kezdeti repedésszélesség 7-10 µm-re történő növekedéséhez vezet [3] .
A fém és a cementmátrix gyenge adhéziója miatt a fémszálak különböző konfigurációkban készülnek a lehorgonyzás fokozására: hullámosak, lapított és hajlított végekkel.
Magas rugalmassági modulussal és jó szakítószilárdsággal rendelkezik. Az elmúlt évtizedekben olyan új technológiai megoldások születtek, amelyek lehetővé teszik a bazaltszál gyártási költségeinek csökkentését , ezért jelenleg meglehetősen komoly verseny az acélszálakkal [4] .
A bazaltszál-erősítésű beton fő megkülönböztető jellemzője a nagy szilárdsága minden típusú feszültségi állapotban, valamint az a képesség, hogy rugalmas állapotban nagy alakváltozásokat képes elviselni [5] . A bazaltbeton szerkezetek szilárdsága és deformálhatósága nagyobb, mint a hasonló, acélhálós erősítésű vasbeton szerkezetek, mivel az őket megerősítő bazaltszál nem csak ezekben a paraméterekben felülmúlja az acélhálókat, hanem nagyobb fokú cementkő erősítés diszperziót is biztosít.
Meg kell jegyezni, hogy a cementkő keményedése során a vékony bazaltszál felülete megsemmisül. A szál szilárdsága csökken, azonban a kialakult héjak növelik a cementkő és a szál tapadási szilárdságát, aminek következtében magának a terméknek a szilárdsága is nő. Vastag szálak használatakor szilárdságuk nem változik.
A 8-10 mikron átmérőjű finom cirkónium üvegszálak szilárdságában megfelelnek a magas széntartalmú hidegen húzott huzalnak, de sűrűségük többszöröse. A rugalmassági modulus körülbelül háromszor nagyobb, mint a mátrix rugalmassági modulusa. A finom szálak előállítása és összetett szálakká való kombinálása azonban drága berendezéseket igényel [6] . Ezenkívül az üveggyártás során többkomponensű töltetet használnak , ami befolyásolja a szálak költségét. Az ilyen szálak egyenletes eloszlásához a kompozícióban speciális módszerekre (permetezés, kontaktformázás) és olyan berendezésekre van szükség, amelyek növelik az építési költségeket.
A polipropilén szálakat a betonmátrixhoz való megbízható tapadás jellemzi, ugyanakkor fokozott deformálhatóság jellemzi őket, mivel az ilyen szálak rugalmassági modulusa nem haladja meg a betonmátrix rugalmassági modulusának 1/4-ét. Ezért az ilyen szálak nem használhatók hatékony teherhordó megerősítésként, és általában kiegészítő (konstruktív) megerősítésre használják, ami segít megelőzni a beton sérülését és átlyukasztását a termékek szállítása és felszerelése során, valamint az ütési szilárdság részleges növekedését, kopásállóság stb. Ugyanakkor sokéves kutatás [7] során azt találták, hogy a polipropilén szálakkal erősített termékekre már kis húzóterhelés mellett is jelentős alakváltozások jellemzőek, ami a polipropilén alacsony tapadóképességével magyarázható a cementmátrixban. Ezenkívül az ilyen termékek idővel elveszítik szilárdsági tulajdonságaikat, és nagy felületi kopásúak .