Fűr-Kovács Adrienn: Szintetikus szálerősítésű, kompozit pályaszerkezetek
A szálerősítésű kompozitok robbanásszerű fejlődése a hatvanas években indult el. Ez a tendencia tovább erősödött az új anyagok és felhasználási területek terjedésével. A szálerősítés a betontechnológiát már a kezdetektől megérintette, de tömeges alkalmazása a nyolcvanas-kilencvenes évekre tehető. Az erősítő szál anyaga kezdetben az acél és az üvegszál volt, majd a polimer-technológia fejlődésével a műanyag szálak alkalmazása is előtérbe került. Az acélszál erősítésű betonok tapasztalatait használták fel a szintetikus szálak fejlesztése kapcsán, azzal a céllal, hogy a beton szívósságát növeljék. A polimer szálak kiváló olvasztó só- és korrózióállósága miatt ma már megkerülhetetlenek sok építészeti alkalmazás esetén.
Műanyag szálak alkalmazása
A több évtizedes tapasztalat és a fejlesztéssel járó vizsgálatok alapján választhatjuk ki a projektnek megfelelő szál típusát és szükséges mennyiségét. Az alkalmazásra kerülő szál típusát az igénybevétel nagysága és körülményei, de leginkább gazdaságossági számítások határozzák meg. Rendkívül sikeresnek bizonyultak a fibrillált szálak az elmúlt húsz évben, de nagyobb igénybevételeknél a makró polimer szálak előnyösebbek. Szálerősítéses beton alkalmazásával - a hagyományos vasbetonhoz képest - idő és pénz takarítható meg. A műanyag szálak alkalmazása magas hajlító-húzó szilárdságú betont eredményez, amely az acélszállal erősített betont is meghaladhatja. A szálak feladata és előnye egyben a repedésérzékenység csökkentése, a beton szívósságának növelése, a vasszerelési munkák megtakarítása, továbbá a beton kopásállóságának növekedése.
CONCRIX, a bikomponensű makrószál
A svájci Brugg Contec AG legújabb fejlesztésű makrószála, a betonok szerkezeti megerősítésére alkalmazható Concrix szál. A nagy szakítószilárdságú magot a cementpéphez jól tapadó prégelt polipropilén köpeny vesz körül. A szál mérete Φ500 μm × 50 mm, szakítószilárdsága 618 N/mm². Egy kg kb. 120 000 db szálat tartalmaz.
Durva felülete biztosítja a hatékony lehorgonyzódását a megszilárdult betonban, míg a szál vízben oldódó PVA kötegelése garantálja a gyors, egyenletes, „labdásodás mentes”, háromdimenziós eloszlást a keverés során a friss betonban. Bevizsgált és dokumentált műszaki paraméterei statikai méretezésre alkalmassá teszik. Közel félezer méretezett és kivitelezett projekt Magyarországon és világ szerte már a számítástechnikai hátteret is oly mértékben kifinomította, hogy a számítási dokumentációk a leggazdaságosabb verziót tartalmazzák.
A Concrix makrószállal készült szálerősítésű beton számos helyen szolgál akár 100%-ban betonacél- vagy acélszál helyettesítésre. A Concrix makró műanyag szál a nyers szálbeton keverékben csökkenti a roskadást. Kiválóan ellenáll agresszív környezetnek, ahol az acélbetét vagy acélhaj korróziójával számolni kellene, pl. olvasztó só, vagy vékony betonlemezek, amelyeknél a betontakarás kritikus lenne. Az acélbetétek elhagyásával, esetlegesen a betontakarás figyelembevételének lehetőségével a szerkezet tömege lényegesen csökkenhet. A Concrix szál adagolása az igénybevételtől, betonminőségtől függően kb. 2,0-7,5 kg/m³. Felhasználási területek: előregyártás, híd - szerkezet, alaplemez, betonfal, padlószerkezet, pályalemez (pl. villamos pálya, vasútpálya, betonút), speciális betonszerkezetek, szivattyúzott beton, daruzott betonszerkezet, lövellt beton, alagút építés során és vízzáró betonszerkezetek esetén. A vizsgálati eredmények és a referenciák alapján a Concrix szálas beton ideális alternatívája lehet a hagyományosan vasalt vasbetonszerkezeteknek, pl. útépítésnél, ahol az úttest sózásnak van kitéve.
Concrix makrószál alkalmazása a fonódó villamos pálya építés során
A szintetikus szálerősítés fent említett előnyeiből adódóan döntött úgy a Swietelksy Vasúttechnika Kft., hogy a fonódó villamospálya projektnél az általa meghatározott pályalemezek Concrix szálerősítéssel készüljenek el. A projektet több mint fél éves előkészítés előzte meg. A teszteredményeken kívül döntő volt továbbá a Concrix szál gyártójának, a Brugg Contec AG-nak a tapasztalata a kötöttpályás közlekedés betonszerkezeteinek kapcsán, mint például a németországi Augsburg város villamospályáinak, és számos olaszországi sínpályarendszer beton pályalemezeinek kapcsán, melyek ugyanezzel a szállal készültek el.
A fonódó villamos pályalemez statikai méretezése nagyon érdekes feladatnak bizonyult, számos egyeztetés és számítás végeredménye a 32 cm vastag, C30/37 betonminőségű, 4 kg/m³ Concrix száladagolású pályalemez. A CDM sínkamra éleiből kiindulható kritikus feszültségcsúcsok miatti repedések megelőzésére a profil köré egy könnyű, hajlított acélhálót helyeztünk el kiegészítő vasalatként. A tervezés során egy gyorsan kivitelezhető kompozit pályalemezt hoztunk létre, ami ötvözi a hagyományos vasalat és szintetikus szálerősítés előnyeit.