Artykuły

Zbrojenie niemetaliczne określa się również pojęciem „niekonwencjonalne”. Obejmuje ono wszystkiego rodzaju zbrojenia betonu, które są wykonane z materiałów innych niż stal, w tym szczególnie z kompozytów polimerowych zbrojonych włóknami, nazywanych z ang. fiber reinforced polymer – FRP. Pod tym terminem należy rozumieć zbrojenie nieaktywne tzn. niesprężane oraz niestanowiące zbrojenia rozproszonego, np. służącego do wykonywania fibrobetnów.

Zbrojenia niemetaliczne, zaliczane są do materiałów kompozytowych, które są już znane w Polsce, choć ich praktyczne zastosowania są nadal unikatowe. Przede wszystkim używane są do wzmacniania konstrukcji.

Taśmy i maty z kompozytów

Najczęściej wykorzystywane w budownictwie materiały kompozytowe to taśmy i maty. Zazwyczaj są wykonane z kompozytu polimerowego zbrojonego włóknem węglowym (CFRP). Jedną z pierwszych polskich konstrukcji, w której zastosowano taśmy i maty kompozytowe, był most nad rzeką Wiar, w ciągu drogi krajowej nr 4, prowadzącej do przejścia granicznego w Medyce. W tym przypadku powstała konieczność wzmocnienia konstrukcji obiektu w celu podniesienia jego nośności. Prace te wykonano w 1997 roku. - System taśm CFRP jest łatwy i szybki w aplikacji – zaznacza Przemysław Mossakowski z Instytutu Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej. Skuteczność tych rozwiązań w zakresie podniesienia nośności sprawdzaliśmy za pomocą prostego badania polegającego na obciążeniu belki żelbetowej. Wynik tego badania wskazał, że wzrost nośności takiej belki po zastosowaniu tej taśmy wyniósł 300 procent – podkreśla efekt.

Przykładem obiektu, w którym elementy konstrukcyjne w całości lub w części zostały wykonane z kompozytów, to kładka komunikacyjna na terenie Grupowej Oczyszczalni Ścieków w Łodzi (rozpiętość 20 m). Tu dla całej konstrukcji wykorzystano kompozyt GFRP, czyli zbrojony włóknem szklanym. Kładkę wykonano w 1997 roku.

Oczyszczalnie są jednym z tych miejsc, gdzie stosowanie kompozytów najlepiej się sprawdza. Środowisko otoczenia jest tam bowiem agresywne. - Jako przykład podam kładkę stalową, która powstała w tym samym czasie, a która funkcjonując w podobnych warunkach musiała być już trzykrotnie malowana, co też było problemem ze względu na silną jej korozję. Natomiast kładka z kompozytem nie wymagała dotąd żadnych zabiegów konserwacyjnych. Fakt, że była kilkakrotnie droższa od stalowej – zaznacza Przemysław Mossakowski.

Kolejnym przykładem zastosowań kompozytów jest kładka dla pieszych nad drogą S11 w Gądkach koło Poznania. Pomost wykonano z płyt kompozytowych GFRP, a więc zbrojonych włóknem szklanym (typ Plank HD – firmy Fiberline). Kładka została oddana do użytku w 2008 roku. Rozpiętość przęsła z pomostem kompozytowym wynosi 40 m. – Do pomostu użyto 190 m kwadratowych płyt kompozytowych, co stanowi o tym, że jest to jedna z większych takich realizacji w Europie. Nieco więcej tego materiału zużyto w Holandii do budowy kładki służącej do badań zachowań kompozytu z upływem czasu – mówi Przemysław Mossakowski.

Przytoczone przykłady są na razie jedynymi praktycznymi zastosowaniami w Polsce.
- Większość projektów w tym zakresie jest w fazie badań laboratoryjnych, a więc na etapie analizowania i rozwiązywania problemów związanych ze stosowaniem tych materiałów – zastrzega Przemysław Mossakowski.

Kładka testowa, choć niewielka (rozpiętość 3,52 m), funkcjonuje przy Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. Jej dźwigary i pomost wykonano z elementów kompozytowych zbrojonych włóknem szklanym. W prowadzonych obserwacjach analizowane są cechy materiałowe oraz  sprawdzane jest jej zachowanie pod różnym obciążeniem. Wnioski z tych badań będą wskazaniami do projektowania i eksploatacji obiektów wykonanych z materiałów kompozytowych.

Tweet