Макро-синтетични фибри за армиране на бетонни сегменти за тунел

По доклад на Andrew ridout, Elasto Plastic Concrete (EUROPE)

През последните няколко години, армировката за пръскан бетон на база макро-синтетични фибри е предпочитана за прилагане в минното и тунелното строителство.

Бързият растеж на тази индустрия се дължи на няколко фактора: в много от приложенията, експлоатационните характеристики на съвременните макро-синтетични фибри се изравняват с тези на стоманените фибри и заварената армираща мрежа; необходимост от намиране на алтернативи на стоманената, предвид спецификата на експлоатационните условия, например морска среда, която предполага проблеми с корозията; недостига на стоманена мрежа или стоманени фибри. Всичко това принуждава конструкторите да търсят различни решения за армиране.

Последните публикации на Асоциацията по бетона TR65(1) отбелязват най-съществените области за приложение на макро-синтетичните фибри, включително информация за процедурите на изпитване. Тази документация подпомага потенциалните потребители при използване на продуктите.

От 1-ви юни 2008 г. полимерните синтетични фибри за конструктивно и неконструктивно армиране на бетони, хоросани или запълващи разтвори, трябва да отговарят на EN (БДС) 14889-2(2), действащ в повечето европейски страни. Съответствието с него трябва да увери крайните клиенти, че фибрите са произведени съгласно критериите записани в сертификационния документ. Не е задължително това да означава, че изискванията към експлоатационните характеристики за някоя конкретна употреба са покрити, така че, при нужда, приложимостта им трябва да бъде оценена, като те бъдат подложени на специфични изпитвания.

Примерите по-долу илюстрират използването на макро-синтетичните фибри за две различни приложения при производството на бетонни елементи.

„Последните законови разпоредби в някои европейски страни изискват, като условие за безопасност, редуциране или напълно изключване на стоманената армировка с оглед намаляване на електропроводимостта в посока от вътрешността на конструкцията към външната среда.“

Тунелни облицовки
В зависимост от геоложките условия, тунелните облицовки могат да бъдат от предварително отлети бетонни сегменти или отлят на място крепеж, неармирани или армирани със стоманени пръти и/или стоманени фибри. Поради факта, че могат да предложат по-голяма ефективност в процеса на строителство и по-голяма издръжливост (здравина), стоманените фибри са в употреба от 25 години.

Високите експлоатационните характеристики на някои макро-синтетични фибри правят възможно те да бъдат заместител на стоманените фибри.

В Северна Испания се намира един от първите тунели в Европа с диаметър 5.6 м, с лята на място бетонна облицовка, чиято единствена армировка е от макро-синтетични фибри. Крайното предназначение на прокопаната с ТПМ 7-километрова тунелна проходка е осигуряване на напояването в региона. Поради някои спорни въпроси, свързани влиянието на водата върху стоманената армировка, избягването на риска от корозия, както и добавяне на здравина, беше решено за армиране на първичната облицовка от предварително отлетите дънни сегменти и финалната лята на място облицовка да бъдат използвани макро-синтетични фибри.

„Използването на макро-синтетични фибри като алтернатива на стоманената армировка намери множество приложения през последните няколко години. Разработването на нови типове фибри означава разкриване на нови възможности за прилагане на тази армировка в бъдещето.“

Преди използването на макро-синтетичните фибри беше направена пълна оценка на ефекта от прилагането им в този конкретен случай. Това включва:
- Провеждане на експериментално смесване на макро фибрите с пръскания и летия бетон.
- Провеждане на сравнителни тестове за оценка степента на поглъщане на енергия, съгласно EFNARC(3) - тест с плоча, които показаха, че при дозировка 5 кг/м3 фибри BarChip Shogun 48mm, се постигат сравними експлоатационни характеристики с тези на 25 кг/м3 стоманени фибри със закривени краища.
- Провеждане на полеви тестове за полагане на пръскан и лят бетон.

По-нататъшното развитие позволи използването макро-синтетични фибри за армиране на някои от сегментните тунелни облицовки с голям диаметър. Например, при изграждането на тунелна облицовка с дължина 1.3 км, направена от сегментни пръстени с вътрешен диаметър 9.1 м и дебелина 320 мм, армировка от стоманени фибри със закривени краища, при дозировка 25 кг/м3, беше заменена с 5 кг/м3 макро-синтетични фибри с дължина 48 мм.

Едно от изискванията към експлоатационните характеристики на армировката от фибри в бетон с якост на натиск 60 MPa включваше осигуряване остатъчна якост от 2.9 MPa при 3 мм (деформация), тестван по стандарта NBN B 15-238, 239(4).

ЛШйф ГрсЯа