Betonas yra dažniausiai pasaulyje naudojama statybinė medžiaga, kurios patvarumas įrodytas įvairiomis sąlygomis. Dėl keleto neseniai Europos tuneliuose įvykusių gaisrų ir padidėjusios terorizmo grėsmės visuomenės dėmesys sutelktas į konstrukcijų eksploatacines savybes ir virš žemės, ir po žeme. Pasyvi priešgaisrinė apsauga apima ir žmonių, ir konstrukcijų saugumą. Struktūrinis vientisumas gaisro atveju taip pat turės įtakos žmonių saugumui, kai ant žmonių krenta sunkūs objektai ir/ arba karštas atskilęs betonas.
„PP Baltic“ prekinį ženklą valdanti įmonė UAB „IN FATIS“ yra oficiali Jungtinės Karalystės – Belgijos polipropileno fibros ir plaušo gamintojos „Adfil“ atstovė Lietuvoje, Latvijoje ir Estijoje, siūlanti šiuolaikiškus sprendimus betonavimo darbams, t.y. pakeisti šiuo metu plačiai naudojamą metalinę fibrą ir armatūros tinklus į polipropileno fibrą. Bendrovės siūlomas polipropileno pluoštas „IGNIS“, esantis betoninėse sienose, kolonose, tuneliuose, gerokai padidina pasyviąją priešgaisrinę apsaugą.
Nors betonas yra nedegus ir pasižymi mažu šilumos laidumo koeficientu, tačiau gaisro metu jis atskyla dėl sprogimo, kurį sąlygoja akutėse susikaupęs slėgis ir vidinė įtempimo jėga. Taigi, gaisro atveju polipropileno plaušeliai ištirpsta ir taip betone atsiranda mikro kanalai, per kuriuos iš betono pašalinamas spaudimas ir drėgmė. Taip išvengiama betono sproginėjimo ir betono gaminys išlieka nepakitusios struktūros ir nepraranda savo savybių.
Praėjusio amžiaus dešimto dešimtmečio pradžioje „Heidrun“ naftos platformos projekto metu buvo naudotas 18 mikronų polipropileno pluoštas. Daugiau nei 23 000 m³ betono buvo sutvirtinta, naudojant polipropileno pluoštą, siekiant sumažinti žalą gaisro atveju. Nuo tada buvo sudarytos įvairios sutartys dėl tunelių statybos Europoje, naudojant „IGNIS“ sutvirtintą betoną. Konstrukcijų bandymų išvados rodo, kad betonas, kurio sudėtyje yra polipropileno pluošto, ateityje bus būtinybė.
Betono skilimo mechanizmas
Betono skilimo priežastys | Betono skilimo sumažinimas, naudojant polipropileno pluoštą | |||
Aukštos kokybės tankus betonas reiškia, kad drėgmė negali atsitraukti pakankamai greitai ir tokiu metu tuštumos permirksta | Drėgmė, atsitraukianti nuo karščio šaltinio |
Karščio šaltinis | Pluoštas pradės lydytis, esant 160 ºC | Karščio šaltinis |
Karšta sritis greitai apima drėgną sritį. Iš drėgmės pradeda susidaryti garai ir slėgis betono akutėse padidėja | Arti prie paviršiaus esantis betonas yra slegiamas |
Karščio šaltinis | Kai temperatūra pakyla iki 360 ºC, pluoštas suirs ir betone susidarys tuštumos | Karščio šaltinis |
Karščio šaltinis |
Garų slėgis išleidžiamas pro naujai susidariusias tuštumas Skilimas dėl sprogimo |
Karščio šaltinis |
Per paskutinius keletą metų „IGNIS“ svarba buvo įrodyta nepriklausomose laboratorijose, tokiose kaip TNO Olandijoje ir BRE Anglijoje. Bandymai atlikti tiek su purškiamu betonu tiek su betono gaminiais.
Bandymai (1 kg pluošto, 2 kg pluošto 3 kg pluošto):
TNO – 1999 m.TNO įrodė, kad, naudojant vienagijį pluoštą, pasiekiami geriausi rezultatai, sumažinant skilimą dėl sprogimo, lyginant su fibriliuotu pluoštu. Po metų TNO panaudojo RWS gaisro kreivę, atlikdami bandymus su daugybe betono mėginių,kurių sudėtyje buvo 1, 2 ir 3 kg/m³ polipropileno pluošto. Tada mėginiai buvo apkrauti iki 6,5 N/mm². RWS gaisro kreivė modeliuoja angliavandenilinį gaisrą ir vos po 10 minučių temperatūra pakilo iki 1200 ºC. Temperatūra buvo dar padidinta iki 1350 ºC, todėl mėginiai 2 valandas buvo veikiami ekstremalios temperatūros sąlygomis. Mėginys, kurio sudėtyje pluošto nebuvo, buvo smarkiai suardytas, tuo tarpu plokštė, kurios sudėtyje buvo 3 kg pluošto, iš esmės atrodė visiškai nepažeista.
BRE – mėginiai, kurių sudėtyje buvo granito užpildo ir vienagijo polipropileno pluošto buvo veikiami didelio angliavandenilinio gaisro, kai kreivė staigiai pakyla iki 800 ºC per 3 minutes ir pasiekia aukščiausią tašką, kuris yra 1100 ºC. Bandymo metu mėginius veikė slėgio jėga, kuri atitiko Kanalo tunelio geležinkelio jungties projekte numatomas tunelio modelio klojiniui teksiančias apkrovas. Paprastas kontrolinis mėginys nukentėjo nuo ženklaus skilimo dėl sprogimo iki 120 mm gylio, tuo tarpu mėginio, kurio sudėtyje buvo PP pluošto, atveju po 2 valandas trukusio bandymo nesimatė jokių skilimo požymių. Net ir mišinių, kurių sudėtyje buvo lengvojo užpildo (kurie visiškai suiro pradinių bandymų metu), atveju, pridėjus PP pluošto, nesimatė jokių skilimo požymių.
Atvejo tyrimai:
- a) Kentish miesto kabelių tunelis. The National Grid pradėjo didžiulį inžinerijos projektą, kurio tikslas – iškasti 2 km tunelį 40 metrų žemiau žemės lygio Šiaurės Londone. Tuneliai ir šachtos buvo pastatyti, naudojant blokinius tunelio segmentus, sutvirtintus 2 kg/m³ patentuotu „IGNIS“ polipropileno pluoštu.
- b) North Downs tunelis, Kentas. 3,2 km North Downs tunelis sudaro Kanalo tunelio geležinkelio jungties, kuri tęsiasi nuo Folkestone, Kente iki St. Pancras Londone, dalį. Pradinis tunelio klojinys sudarytas iš purškiamo betono. Tada 1 kg „IGNIS“ polipropileno pluoštas buvo įmaišytas į antrinį 60 N/mm² betono klojinį. Klojinys buvo paklotas vietoje, suformuojant apsauginį sluoksnį.
- c) T5, Heathrow oro uostas. „IGNIS“ polipropileno pluoštu papildytas C60 rūšies betonas, kuris buvo naudotas pagal įvairias šio prestižinio projekto sutartis. „IGNIS“ sutvirtintas betonas naudotas vietoje, purškiant betoną, juo taip pat papildyti blokiniai žiedų segmentai, sumontuoti „Ridham Docks“ gamykloje.
- d) Kanalo tunelio geležinkelio jungtis (220/ 240/ 320 sutartys). Kanalo tunelio geležinkelio jungtis yra greitaeigė linija, kuria važiuojama 68 mylių (108 km) greičiu. Projektas apima daugiau nei 25 mylias gręžtinių tunelių, išklotų blokinio betono segmentais. Buvo pastatytos blokinio betono gamyklos, kuriose gaminami blokinių žiedų segmentai, sudaryti iš C60 rūšies betono ir 1 kg „IGNIS“ polipropileno pluošto.
- e) De Westersc helde tunelis, Olandija. Klientas „Maafroute BV“ nurodė blokinį betoną gaminantiems rangovams papildyti C 40 betoną 1 kg „IGNIS“, kuris buvo panaudotas, gaminant betonines dalis, naudotas apsauginių išėjimų, apsauginių barjerų ir jungiamųjų tunelių statybai.
- f) Dublino uosto tunelis, Airija. Šis 4 juostų požeminis greitkelis suprojektuotas, siekiant iš Dublino gatvių pašalinti sunkiasvorių transporto priemonių eismą ir nukreipti jį tiesiai iš uosto į žiedinį kelią, autostrada vedantį į miesto pakraščius. 275 mm storio klojinys virš tunelio arkos yra neatraminis apsauginis betonas, kurio sudėtyje yra 1–2 kg „IGNIS“ polipropileno pluošto.
Polipropileno fibros pritaikomumas:
- Kelių ir geležinkelių tuneliai.
- Aukšti pastatai.
- Kabelių tuneliai.
- Tiltai.
- Požeminės / daugiaaukštės automobilių stovėjimo aikštelės.
- Ugniai atsparūs gaminiai.
Polipropileno pluošto privalumai:
- Sumažinta betono trūkimo galimybę pirminėje betono stingimo stadijoje.
- Sumažinta betono sproginėjimo galimybę gaisro atveju.
- Padidintas betono atsparumas aplinkos veiksniams, tokiems kaip šaltis, karštis, vanduo, druskos ir kt.
- Betono gaminių apsauga nuo skilimo ir trupėjimo transportuojant.