Beton zbrojony czy beton zbrojony włóknami: czy wibrowanie nadal jest niezbędne? | ENAR

Beton zbrojony czy beton zbrojony włóknami: czy wibrowanie nadal jest niezbędne?

Na placach budowy receptury betonu rozwijają się bardzo szybko: betony o wysokiej płynności, betony samozagęszczalne, betony zbrojone włóknami... Powoduje to czasami wrażenie, że wibrowanie betonu należy już do przeszłości.

Jednak normy i doświadczenie zdobyte na budowach pokazują coś zupełnie przeciwnego: w zdecydowanej większości przypadków beton zbrojony nadal oznacza beton zagęszczany przez wibrację.

Przyjrzyjmy się bliżej, z punktu widzenia Państwa realizacji:

• Kiedy wibrowanie jest obowiązkowe.
• W jakich przypadkach można z niego zrezygnować (prawdziwy beton samozagęszczalny oraz niektóre specjalne receptury betonu zbrojonego włóknami).
• Jak dobrać odpowiedni sprzęt do wibracji (wraz z kilkoma konkretnymi przykładami z oferty ENAR).

Beton zbrojony, beton zbrojony włóknami i beton wibrowany – podstawowe pojęcia

Beton zbrojony: standard konstrukcyjny

Beton zbrojony jest betonem, do którego dodaje się zbrojenie stalowe w celu przenoszenia naprężeń rozciągających. Jego projektowanie i wykonanie regulują Eurokod 2 (NF EN 1992-1-1) oraz DTU 21 dotyczący wykonywania konstrukcji budowlanych.

W praktyce obejmuje to:

• Fundamenty, belki fundamentowe i stopy fundamentowe.
• Słupy, ściany, płyty i belki.
• Obiekty inżynierii lądowej.

Beton wibrowany: tradycyjna metoda wykonywania

Termin „beton wibrowany” odnosi się do betonu zagęszczanego mechanicznie za pomocą drgań (buława wibracyjna, wibrator zewnętrzny, listwa wibracyjna itp.). Norma NF EN 13670 dotycząca wykonywania konstrukcji betonowych przypomina, że odpowiednie zagęszczenie za pomocą buław wibracyjnych lub wibratorów powierzchniowych jest niezbędne do:

• prawidłowego otulenia zbrojenia,
• uniknięcia wad powierzchniowych betonu,
• osiągnięcia wymaganej wytrzymałości i trwałości.

Zalecenia branżowe idą w tym samym kierunku: wszystkie betony układane na miejscu powinny być wibrowane, z wyjątkiem betonów samozagęszczalnych.

Beton zbrojony włóknami: beton, który nie zawsze zastępuje zbrojenie

Beton zbrojony włóknami to beton, do którego dodawane są włókna stalowe, polimerowe lub mineralne w celu poprawy kontroli zarysowań oraz wybranych właściwości mechanicznych.

Do typowych zastosowań należą:

• Posadzki przemysłowe, drogi i parkingi.
• Płyty fundamentowe domów jednorodzinnych, tarasy i garaże (beton z włóknami stosowany jako częściowe lub całkowite zastępstwo siatki zbrojeniowej).
• Elementy prefabrykowane oraz betony zbrojone włóknami o bardzo wysokich parametrach (BFUP).

Wibrowanie betonu zbrojonego: kiedy jest bezdyskusyjnie konieczne?

W zdecydowanej większości realizacji z wykorzystaniem betonu zbrojonego wibrowanie jest niezbędne.

Jeżeli tradycyjny beton zbrojony (S2, S3, a nawet S4) jest układany w stopach fundamentowych, płytach fundamentowych, ścianach (nawet lekko zbrojonych), słupach, belkach, płytach konstrukcyjnych lub balkonach, wibrowanie jest konieczne, aby usunąć uwięzione powietrze, umożliwić betonowi dotarcie do silnie zbrojonych stref, zapewnić odpowiednią przyczepność między betonem a stalą, zagwarantować właściwą otulinę zbrojenia oraz uniknąć gniazd żwirowych, pustek i wad powierzchniowych.

Same przepisy określają minimalne odstępy pomiędzy prętami zbrojeniowymi, aby zapewnić odpowiednią przestrzeń do przepływu betonu – właśnie dlatego, że zakłada się jego wibrowanie.

Płynny beton zbrojony, ale nie samozagęszczalny: czy należy go wibrować?

Wytwórnie betonu towarowego oferują coraz więcej betonów płynnych lub bardzo plastycznych (S4, S5), a także betonów o ułatwionej aplikacji.

Dopóki jednak taki beton nie jest wyraźnie sprzedawany jako beton samozagęszczalny (SCC) zgodny z normą NF EN 206/CN, a jego karta techniczna nie wskazuje jednoznacznie możliwości układania bez wibracji, zalecenia branżowe pozostają jasne: beton należy wibrować.

Dlaczego?

Ponieważ bardzo płynny beton może sprawiać wrażenie prawidłowo ułożonego, a jednocześnie zawierać znaczną ilość uwięzionego powietrza. Obecność zbrojenia, elementów osadzanych oraz otworów technologicznych tworzy strefy trudne do całkowitego wypełnienia bez zastosowania wibracji.

Niedostateczne zagęszczenie często ujawnia się dopiero podczas rozszalowania lub po wystąpieniu uszkodzeń takich jak pęknięcia, odpryski czy korozja.

Bardzo płynny, ale niewystarczająco zagęszczony beton: realne zagrożenie

Nawet w przypadku betonu o bardzo dobrej płynności mogą pojawić się poważne problemy wynikające z niedostatecznego zagęszczenia:

• Gniazda żwirowe za koszami zbrojeniowymi.
• Kieszenie powietrzne wokół przepustów i elementów osadzanych.
• Obszary o niewystarczającej otulinie, narażone na korozję.

Wytyczne dotyczące wibrowania betonu przypominają, że czas wibracji zależy od konsystencji mieszanki, objętości układanego betonu i gęstości zbrojenia.

Wibrowanie należy zakończyć, gdy:

• Beton przestaje się osiadać.
• Pęcherzyki powietrza przestają wydostawać się na powierzchnię.
• Na powierzchni pojawia się cienka, jednorodna warstwa mleczka cementowego.
• Dźwięk pracy buławy wibracyjnej stabilizuje się.

Na budowach wiele wad wynika z dwóch częstych błędów:

1. Polegania na pozornej płynności betonu i rezygnacji z jego wibrowania.
2. Wykorzystywania buławy wibracyjnej do przemieszczania betonu zamiast wyłącznie do jego zagęszczania.

Jaki sprzęt wybrać do prawidłowego wibrowania betonu zbrojonego i betonu zbrojonego włóknami?

Jakość zagęszczenia w dużej mierze zależy od zastosowania odpowiedniego systemu wibracji dla konkretnego zastosowania. Chociaż większość betonów zbrojonych i betonów zbrojonych włóknami wymaga wibrowania, nie wszystkie wymagają tego samego sprzętu.

W tradycyjnych elementach konstrukcyjnych, takich jak stopy fundamentowe, belki, ściany czy słupy, najczęściej stosowanym rozwiązaniem pozostają wewnętrzne buławy wibracyjne. Pozwalają one usuwać uwięzione powietrze, poprawiają otulenie zbrojenia oraz zapewniają równomierne zagęszczenie betonu.

Podczas pracy z betonami o bardzo wysokiej płynności lub przy dużym zagęszczeniu zbrojenia często zaleca się stosowanie wibratorów wysokiej częstotliwości. Tego typu urządzenia skuteczniej upłynniają beton, ułatwiają jego przepływ pomiędzy prętami zbrojeniowymi i poprawiają usuwanie pęcherzyków powietrza bez konieczności wydłużania czasu wibracji.

W przypadku betonów zbrojonych włóknami wibrowanie pozostaje konieczne w większości receptur. Należy jednak unikać nadmiernego wibrowania, które mogłoby prowadzić do segregacji składników lub nierównomiernego rozmieszczenia włókien. Z tego względu częściej stosuje się buławy o odpowiedniej średnicy oraz kontrolowany czas wibracji niż zwiększanie intensywności wibrowania.

W przypadku płyt i posadzek, zwłaszcza o niewielkiej grubości, listwy wibracyjne oraz wibratory powierzchniowe stanowią skuteczne rozwiązanie zapewniające jednorodne zagęszczenie i dobre wypoziomowanie przed wykończeniem za pomocą zacieraczki mechanicznej.

W elementach prefabrykowanych lub skomplikowanych szalunkach, gdzie zastosowanie buław wibracyjnych jest utrudnione, wibratory zewnętrzne do szalunków umożliwiają przenoszenie energii drgań z zewnątrz oraz uzyskanie powierzchni o wysokiej jakości wykończenia.

Podsumowując, nie istnieje jedna uniwersalna zasada. Dobór sprzętu powinien uwzględniać konsystencję betonu, obecność zbrojenia lub włókien, geometrię elementu oraz wymagane wykończenie. Najważniejsze nie jest wibrowanie mocniej, lecz prawidłowe wibrowanie przy użyciu odpowiedniego sprzętu do danego zastosowania.

ENAR oferuje kompleksową gamę rozwiązań do wibracji betonu:

• Wewnętrzne buławy wibracyjne (wahadłowe, wysokiej częstotliwości i pneumatyczne).
• Wibratory zewnętrzne do szalunków i prefabrykacji.
• Przenośne rozwiązania zasilane akumulatorowo.
• Przetwornice elektroniczne, silniki elektryczne i silniki spalinowe.

Zarówno w przypadku betonów zbrojonych, betonów zbrojonych włóknami, jak i mieszanek o bardzo wysokiej płynności, nie chodzi o rezygnację z wibracji, lecz o jej opanowanie i dostosowanie do konkretnego zastosowania.

Wybierając niezawodny i wydajny sprzęt do wibracji, chronią Państwo jakość swoich konstrukcji, terminowość realizacji oraz reputację firmy – projekt po projekcie. Decyzja należy do Państwa: traktować wibrację jako kolejny obowiązek… czy uczynić z niej prawdziwe narzędzie zapewniające najwyższą jakość.