Gyorsuló világunk technológiai fejlődésének kulcsa a gazdaságos megoldások keresése. Egy-egy eljárás tömeges alkalmazásának feltétele a versenyképes ár és a gyorsabb, egyszerűbb kivitelezés.

Az építőipar területén ilyen termék az ipari padlók megerősítésére használatos fibrillált polimer szál, a High Grade szál. A technológiai fejlődés az építőiparban is kulcsfontosságú, de a fejlődési ütem léptéke lényegesen lassúbb, mint más ágazatokban. Míg az elektronikában, számítástechnikában egy-egy termék 2-3 év alatt elavul, addig az építőiparban elvárás, hogy a beépített anyag 40-50 év múlva is tartós, használható maradjon.

Ezzel a fejlődési ritmussal az építőiparban alkalmazott technológiai újításnak is arányban kell állnia, vagyis ugyanennyi idő áll rendelkezésre a technológiai váltásra a gyártóknál. Épületeinket Európában általában 50–100 évre tervezzük, a technológiai váltások üteme sem lehet ettől sokkal rövidebb.

A svájci Brugg Contec AG több, mint húsz éves tapasztalattal rendelkezik a fibrillált szálerősítésű betonszerkezeteket illetően, ami számszerűsítve közel 20 000 000 m² elkészült, használatban lévő ipari padlót és térbetont jelent Európa-szerte. A High Grade fibrillált szálerősítés sikerének elsődleges kulcsa a padozat vasalatának komplett elhagyásában vagy nagyobb terhelés esetén a vasalat és a szálerősítés kombinálásában, ezzel a vasalat és költségek optimalizálásában rejlik. A High Grade fibrillált szállal épített padló jelenleg a legköltséghatékonyabb megoldás a piacon. A technológia legrégebbi magyarországi referenciája a budaörsi Tesco hipermarket közel 20 000 m² ipari padlója.

MELYIK A MEGFELELŐ SZÁL?

A szálak kategorizálása során sokszor halljuk a fibrillált műszál, mikro- vagy makroszál kifejezéseket. Mi is a különbség közöttük? Egyes műszálgyártók szerint a beton megerősítésének egyetlen módja a makroszál alkalmazása. Természetesen, ha valaki kizárólag makroszálat gyárt, akkor nincs is más alternatívája. Tegyünk mégis különbséget, és nézzük meg, hogy mikor melyik szálnak van létjogosultsága. Elismerve természetesen azt, hogy a makroszálakra nagy jövő vár, mégis azt kell mondanunk, hogy a kiforrott és leggazdaságosabb megoldás a fibrillált mikroszálakhoz kötődik. A betonszerkezetekben a nyers beton zsugorodás okozta repedéseinek megelőzésére vitathatatlanul az egyik leghatékonyabb megoldás a mikroszálak alkalmazása. De vajon erősíti-e a betont a mikroszál vagy a fibrillált szál?

Mindenekelőtt tisztázzuk a szálak átmérőivel kapcsolatos definíciót, mert ezzel a gyakorlatban ritkán találkozhatunk. Az MSZ EN 14889-2 szabvány értelmében mikroszálnak nevezünk egy szálat, ha annak átmérője kisebb, mint 0,3 mm (300 μm), illetve makroszálnak, ha átmérője nagyobb, mint 0,3 mm. (Összehasonlításul: a selyemszál átmérője például 9–12 μm, a pamutszálé 15-20 μm, a gyapjúszálé 15–25 μm. Az átlagos emberi hajátmérő pedig 50 és 110 μm közötti.)

Szerencsés helyzetben voltak az eternit típusú szálcement lapok gyártói, hogy nem befolyásolta őket a fejlesztés során olyan „szakértő", aki szerint a mikroszálak alkalmatlanok a cementmátrix megerősítésére, mert különben nem alkalmaznák azt sikeresen a mai napig. Nehéz lenne őket meggyőzni, mert 20 N/mm² feletti húzó-hajlító szilárdságokat érnek el a mikroszálakkal, például a „hullámpalánál".

A High Grade fibrillált műszál egy speciális fajtája a polimer szálaknak, amelyet többnyire fóliából szálasítanak. Átmérője 80 μm, így a mikroszálak kategóriájába esik. Mégis ezzel a száltípussal készült betonszerkezetekből találhatunk a legtöbb és legrégebbi referenciákat. Feltehetően azért, mert ez a szálfelület adja az egyik legjobb mechanikai kötést a cementmátrixhoz, ezáltal nagyon kellemes duktilitást kölcsönözve a betonnak.

E szálfajta felhasználói az elmúlt 20 évben több ezer tonna acélt és ezáltal rengeteg pénzt és időt takarítottak meg.

NÉHÁNY KÜLÖNLEGES PÉLDA A FIBRILLÁLT SZÁLERŐSÍTÉSRE

Egyre nagyobb teret hódít a mezőgazdasági létesítmények építése során a High Grade fibrillált szál alkalmazása állattartó telepek, térbetonok, silótárolók, betonutak esetében. Fontos szempont, hogy nemcsak gazdaságilag, de műszakilag is kiváló megoldást tudunk kínálni a megrendelők részére. A betonvassal és acélszállal ellentétben a High Grade szál nem korrodál, sav- és lúgálló. Ennek eredménye, hogy a betonszerkezet élettartama megnő. Ilyen mezőgazdasági létesítmények készültek többek között Kazsokon, Tiszaalpáron, Tiszasülyön, Bugyin és még számos helyen.

2013-ban Nyíregyházán épült LEGO játékelemgyár a méretei és ezáltal a műszaki megoldások – a különböző módú és mértékű terhelések – sokszínűsége miatt különleges a fibrillált szálerősített ipari padlók között. Közel 120.000 m² padozat készült el High Grade szálerősítéssel, amit azóta is üzemszerűen használnak. A gyártócsarnokoknál igény volt a nagytáblás padló készítése. A szálbeton technológia alkalmazásának nagy előnye a kivitelezési idő jelentős mértékű csökkenése.

Multifunkciós terek padlóinak megerősítésére is egyre gyakrabban alkalmazzák a High Grade szálerősítést. Ilyen padlórendszerrel készült például a tavaly év végén átadott – Magyarország egyik legmodernebb sportarénája – a győri Audi Aréna is. A sportlétesítmény 5500 fő befogadására alkalmas. A multifunkcionális csarnok újdonsága többek között abban rejlik, hogy küzdőtere az eltolható mobil lelátóknak köszönhetően átalakítható lesz, keresztben három szabályos méretű kézilabdapálya fér el. Továbbá a Tüskecsarnok vagy a Várkert Bazár multifunkciós terének padlója is High Grade szállal készült.

2011-ben készült el az ausztriai Wacker Neuson munkagépgyártó ausztriai üzeme, ahol 40.000 m² padlólemezt és 20.000 m² térbetont készítettek el fibrillált szálerősítéssel. Az ágyazat Ev₂ = 150 MPa volt talajstabilizációval, a padló vastagsága a gyártócsarnokon belül 22 cm, az alkalmazott betonminőség C30/37 volt. A gyártócsarnok padozatának bizonyos részei kizárólag fibrillált szállal vannak erősítve, illetve – terheléstől függően: megoszló terhelés 58–95 kN/m² – hálóval kombinált szálerősítésű ipari padló is készült. A High Grade szál adagolása mindenhol 1 kg/m³.

Elgondolkodtató a makro- és mikroszálak tekintetében az a régen megfigyelt paradoxon, hogy minél vékonyabbra húznak egy szálat, annál erősebb és annál nagyobb a hajlékonysága (A. Griffith). Vagyis 1 kg alapanyagból minél hosszabb szálat húznak, annál nagyobb lesz annak egységnyi keresztmetszetre vonatkoztatott szakítóereje, -szilárdsága. Érthető, hogy a szálgyártók többsége 100 μm és 10 μm közötti mérettartományban, közelebb a 10 μm-hez gyártják a szálakat. Gondoljunk csak a műszálas emelőkötelekre!

Mindezek a tapasztalatok azt mutatják, hogy a mikro-, makroszálak és a fibrillált szálak helyes használata a kulcsa a jó minőségű betonszerkezetek tervezésének és kivitelezésének. Ugyanez a folyamat zajlódott le a betonadalékszerekkel a '90-es évektől napjainkig. A professzionális felhasználók mára tisztában vannak azzal, hogy mikor melyik adalékszert alkalmazzák a betonreceptúra összeállítása során. Remélhetőleg a különböző típusú szálak alkalmazásában is ugyanez a tisztulási folyamat következik be a közeljövőben a betonszerkezetek megerősítése során.

Fűr-Kovács Adrienn
Avers Fiber Kft.
www.avers.hu