TEHNOLOŠKI IN EKONOMSKI VIDIKI UPORABE …

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

Danijel Ivajnšič

TEHNOLOŠKI IN EKONOMSKI VIDIKI UPORABE MIKROVLAKEN V BETONU

Projektna naloga

Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje

Sveti Jurij ob Ščavnici, december 2012

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu I

Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje


Študent: Danijel IVAJNŠIČ

Študijski program: univerzitetni, gospodarsko inženirstvo

Smer: gradbeništvo

Mentor FG izr. prof. dr. Andrej Štrukelj

Mentorica EPF doc. dr. Karin Širec

Sveti Jurij ob Ščavnici, december 2012

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu II

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju dr. Andreju Štruklju iz

Fakultete za gradbeništvo Maribor ter mentorici

doc. dr. Karin Širec iz Ekonomsko-poslovne

fakultete Maribor za pomoč in vodenje pri izdelavi

projektne naloge. Zahvala gre tudi dr. Nataši

Šuman ter Zoranu Pučku za pomoč pri analizah

cene.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu III


Ključne besede: gradbeništvo, mikroarmatura, mikroarmirani beton, beton, armatura,

mikrovlakna, jeklena vlakna, polipropilenska vlakna, steklena vlakna.

UDK: 691.328.43 (043.2)

Povzetek

Projektna naloga vsebuje opis in področja uporabe mikrovlaken v betonu. V prvem

vsebinskem poglavju so predstavljene osnovne značilnosti mikrovlaken in njihova delitev.

Nato smo opisali mehanske lastnosti betona, ki se z dodajanjem mikrovlaken izboljšajo.

Predstavljeni so najpogostejši primeri uporabe mikroarmature in njihov način vgrajevanja.

Narejena je tudi stroškovna analiza uporabe klasične armature in mikrovlaken ter

vrednostna analiza glede na različne lastnosti materiala in načine vgrajevanja. V sklepu so

podane glavne ugotovitve iz projektne naloge.

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu IV

TECHNOLOGICAL AND ECONOMY ASPECTS OF FIBER USAGE IN CONCRETE

Key words: civil engineering, micro fixture, fiber reinforced concrete, concrete, fixture,

fibers, steel fibers, polypropylene fibers, glass fibers.

UDK: 691.328.43 (043.2)

Abstract

This project assignment describes fibers and the fields of usage of fibers in concrete. In the

first chapter the basic characteristics of fibers and their division are described. Next the

mechanical characteristics of concrete, which are strengthened with adding fibers, were

described. The most common ways of micro fixture and the manner of its integration are

presented. We also made a cost analysis of usage of classic fixture and fibers and a cost

analysis based on different characteristics of material and ways of integration. Basic

findings from this project assignment are presented in the conclusion.

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu V

VSEBINA

1 UVOD ........................................................................................................................... 1

2 SPLOŠNO O MIKROARMIRANEM BETONU ..................................................... 2

2.1 KOVINSKA VLAKNA ................................................................................................ 4

2.2 SINTETIČNA VLAKNA .............................................................................................. 5

2.3 MINERALNA VLAKNA ............................................................................................. 6

2.4 NARAVNA VLAKNA ................................................................................................. 7

3 MEHANSKE LASTNOSTI MIKROARMIRANEGA BETONA .......................... 8

3.1 ŽILAVOST, UTRUJENOST, UDARNA TRDNOST ........................................................... 9

3.2 TLAČNA IN NATEZNA TRDNOST ............................................................................. 11

3.3 ODPORNOST PROTI ZUNANJIM VPLIVOM ............................................................... 11

4 UPORABA MIKROARMIRANEGA BETONA .................................................... 13

4.1 INDUSTRIJSKI TLAKI.............................................................................................. 13

4.2 BRIZGANE BETONSKE OBLOGE .............................................................................. 14

4.3 BETONSKI IZDELKI ................................................................................................ 16

4.4 SANACIJE BETONSKIH KONSTRUKCIJ ..................................................................... 18

4.5 STANOVANJSKA GRADNJA .................................................................................... 18

5 STROŠKOVNA PRIMERJAVA UPORABE KLASIČNE ARMATURE IN

MIKROVLAKEN ...................................................................................................... 19

5.1 DOLOČANJE CENE GRADBENIH OBJEKTOV ............................................................ 19

5.2 ANALIZA CENE KLASIČNO ARMIRANEGA ESTRIHA ................................................ 21

5.3 ANALIZA CENE ESTRIHA, ARMIRANEGA Z JEKLENIMI VLAKNI ............................... 22

5.4 ANALIZA CENE ESTRIHA, ARMIRANEGA S POLIPROPILENSKIMI VLAKNI ................. 23

5.5 PRIMERJAVA MED RAZLIČNIMI VRSTAMI ARMATURE ............................................ 24

6 VREDNOSTNA ANALIZA IZVEDBE ESTRIHA Z RAZLIČNIMI VRSTAMI

ARMATURE .............................................................................................................. 26

6.1 ZBIRANJE IDEJ ZA VARIANTNE PREDLOGE ............................................................. 26

6.2 DOLOČITEV POTREBNIH FUNKCIJ IN LASTNOSTI .................................................... 27

6.3 OCENA LASTNOSTI IN RELATIVNIH VREDNOSTI ..................................................... 27

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu VI

6.4 IZBOR NAJPRIMERNEJŠE VARIANTE ....................................................................... 31

7 SKLEP ........................................................................................................................ 32

8 LITERATURA........................................................................................................... 33

9 PRILOGE ................................................................................................................... 36

9.1 SEZNAM SLIK ........................................................................................................ 36

9.2 SEZNAM PREGLEDNIC ........................................................................................... 36

9.3 PREDKALKULACIJA CENE ZA NAPRAVO CEMENTNE MALTE ZA KLASIČNO ARMIRAN

ESTRIH .................................................................................................................. 37

9.4 PREDKALKULACIJA CENE ZA NABAVO AGREGATA, CEMENTA IN ARMATURE ........ 37

9.5 PREDKALKULACIJA CENE ZA NAPRAVO CEMENTNE MALTE ZA ESTRIH, ARMIRAN Z

JEKLENIMI VLAKNI ................................................................................................ 39

9.6 PREDKALKULACIJA CENE ZA NAPRAVO CEMENTNE MALTE ZA ESTRIH, ARMIRAN S

POLIPROPILENSKIMI VLAKNI ................................................................................. 40

9.7 NASLOV ŠTUDENTA .............................................................................................. 40

9.8 KRATEK ŽIVLJENJEPIS........................................................................................... 41

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu VII

UPORABLJENE KRATICE

SIST – Slovenski nacionalni organ za standarde

EN – Evropski standard

SIFCON – Slurry infiltrated fiber concrete

MABB – Mikroarmirani brizgani beton

pH – Merilo za kislost oziroma alkalnost raztopine

ASTM – Ameriški organ za standarde

OZS – Obrtna zbornica Slovenije

Tehnološki in ekonomski vidiki uporabe mikrovlaken v betonu Stran 1

1 UVOD

Eden najbolj uporabljenih gradbenih materialov na svetu je beton. Njegova najboljša

lastnost je velika tlačna trdnost, ostale lastnosti pa lahko z različnimi dodatki izboljšamo.

Zato so se tudi začela uporabljati vlakna, katera betonu najbolj povečajo žilavost, udarno

trdnost, odpornost na utrujanje in odpornost proti zunanjim vplivom. Začetek uporabe

vlaken sega daleč v zgodovino, saj so ljudje že nekoč pri gradnji glini dodajali slamo ali

malti lase in konjsko dlako. Sodoben razvoj vlaken za mikroarmiranje pa se je začel v

šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Delno se je razvoj novih vlaken povečeval tudi zaradi

ugotovljenih vplivov na zdravje azbestnih vlaken, katera so se v preteklosti veliko

uporabljala. Na začetku so se uporabljala le ravna jeklena vlakna, kasneje pa so se z

razvojem začele uporabljati različne vrste vlaken. Danes se v svetu mikrovlakna vse več

uporabljajo. K temu pripomorejo tudi različni tehnološki načini vgrajevanja betona in

dokaj nizka cena, ki je dostopna širšemu krogu uporabnikov.

V projektni nalogi bomo najprej predstavili osnovne značilnosti mikroarmiranega betona

ter kakšna vlakna se uporabljajo za mikroarmiranje. Nato bomo predstavili mehanske

lastnosti, ki se izboljšujejo z dodajanjem mikrovlaken. Opisali bomo področje uporabe

mikroarmiranega betona ter tehnologijo izvedbe. Izvedbo estriha s klasično armaturo in z

uporabo mikrovlaken bomo tudi stroškovno primerjali, kjer predvidevamo, da bo izvedba z

uporabo mikrovlaken cenejša. Na koncu bomo napravili še vrednostno analizo, kjer bomo

različne načine armiranja primerjali po različnih kriterijih in določili najprimernejši način

izvedbe.


2 SPLOŠNO O MIKROARMIRANEM BETONU

Mikroarmirani beton je beton, ki je narejen iz cementov, z drobnim ali z drobnim in

grobim agregatom ter z nekontinuiranimi in nepovezanimi vlakni. Čeprav je uporaba

vlaken namenjena izboljšanju natezne trdnosti in povečanju duktilnosti betona, pa je

potrebno poudariti, da mikroarmatura v principu ne zamenjuje armature. Največji želeni

efekti se dosežejo prav s kombinacijo armature in mikroarmature (Zajc, 1994).

Za proizvodnjo betonov sta v Sloveniji obvezna za uporabo produktna standarda SIST EN

206-1 in pripadajoči standard SIST 1026. Za beton je predpisan tudi sistem ugotavljanja

skladnosti 2+, pri katerem mora proizvajalec betona izvajati lastno kontrolo proizvodnje,

preskušanje vzorcev in začetno tipsko preskušanje. V uporabi pa sta tudi standarda SIST

EN 14889-1 in SIST EN 14889-2, katera določata definicije, specifikacije in skladnost za

jeklena in polimerna vlakna (Seznam akreditiranih metod certifikacijskega organa ZAG,

2012).

Za normalno uporabo se uporablja mikroarmatura z vsebnostjo manj kot 1 % vlaken glede

na prostornino betona. Pri tem ni večjih težav pri mešanju ter vgrajevanju. Za zahtevnejše

izdelke se dodaja betonu do 5 % vlaken, kar pa zahteva izboljšano tehnologijo vgrajevanja

ter mešanja, saj se lahko pojavijo kepe vlaken. Vlakna v vsebnosti od 5 do 15 % se

uporabljajo le za specialne izdelke. Vgrajujejo se po principu prepaktiranja, kar pomeni, da

se vlakna nasujejo v opaž, nato pa se na vlakna izliva redka cementna pasta (Balaguru,

Shah, 1992). Primer takšnega kompozita z visokim deležem vlaken je SIFCON. Na sliki

2.1 je prikazano obnašanje betonov, mikroarmiranih z različnimi količinami in različnimi

vrstami vlaken.

Vključitev vlaken v beton zmanjša obdelavnost sveže betonske mešanice. Zato se dodajajo

tudi dodatki – najpogosteje plastifikatorji in superplastifikatorji, kateri izboljšajo

obdelovalnost svežega betona. Z dodajanjem drugih dodatkov pa lahko izboljšamo

sprijemljivost med vlakni in cementno matrico, trdnost ter pospešimo ali zavlačujemo


vezanje cementa. Več o mehanskih lastnostih mikroarmiranega betona bomo spoznali v

poglavju 3.

Slika 2.1: Delovni diagrami betonov, mikroarmiranih z različnimi količinami vlaken

različnih tipov

(Zajc, 1994)

Uporabljajo se predvsem sledeča vlakna:

kovinska vlakna,

sintetična vlakna,

mineralna vlakna,

naravna vlakna.


2.1 Kovinska vlakna

Kovinska vlakna so največ uporabljena med vsemi vrstami in so iz ogljikovega ali

nerjavečega jekla. So dolžine od 20 do 60 mm in premera do 1 mm ter imajo faktor oblike

od 20 do 100. Faktor oblike je razmerje med dolžino in premerom vlakna. Manjši kot je

faktor oblike, lažje se vlakna vmešavajo v betonsko mešanico. Za doseganje dobrih

mehanskih lastnosti bi bila učinkovita daljša vlakna, toda potem pride do težav pri

mešanju, saj se v betonski mešanici pojavijo kepe. Oblika konic vlaken omogoča dobro

sidranje v betonu, kar povečuje upor proti iztrganju in s tem tudi žilavost betona. Več o

oblikah vlaken bomo povedali v poglavju 3. Ponavadi je vsebina vlaken v betonu od 0.25

do 2 % glede na volumen. Za lažjo uporabo jeklenih vlaken so na voljo vlakna, ki so

zlepljena v snopiče z vodotopnim lepilom (slika 2.2). Pri mešanju se snopiči porazdelijo na

določeno lokacijo, po približno minuti mešanja pa lepilo začne popuščati in posamezna

vlakna se optimalno razporedijo po volumnu betona. Fizikalne lastnosti kovinskih in tudi

ostalih vlaken, ki jih bomo obravnavali v nadaljevanju, so prikazane v preglednici 2.1.

Slika 2.2: Kovinska vlakna

(Norik kovinska vlakna, 2012)


Preglednica 2.1: Fizikalne lastnosti vlaken

(Ivanič, 2011)

2.2 Sintetična vlakna

Sintetična vlakna so umetna vlakna, ki so plod raziskav v kemični in tekstilni industriji.

Poznamo več vrst sintetičnih vlaken (Fibre reinforced concrete, 2010): akril, aramid,

karbon, najlon, poliester, polietilen, polipropilen.

Akril se lahko vključi tudi v običajen beton z majhnim volumnom, da se zmanjšajo

razpoke zaradi krčenja. Aramidna in karbonska vlakna imajo odlične mehanske lastnosti,

vendar je zaradi visokih stroškov njihova uporaba omejena na zahtevne posege. Najlon ima

dobro odpornost proti udarcem, žilavost in dobro prenaša obremenitve tudi po prvi razpoki.

Vlakna iz poliestra se uporabljajo pri nizkih vsebnostih (0.1 %) za nadzor razpok zaradi

krčenja betona, niso pa primerna za nadomeščanje armature. Polietilen se uporablja za

izboljšanje duktilnosti, odpornosti na udarce in odpornosti na utrujenost. Polietilenska,

akrilna in aramidna vlakna se uporabljajo kot nadomestilo azbestnih vlaken.


Polipropilenska vlakna imajo nekatere slabe lastnosti, kot so nizko tališče, gorljivost, nizki

modul elastičnosti in slaba sprijemljivost s cementno matrico, toda zaradi nizke cene so

kljub temu največ uporabljena sintetična vlakna. Njihova uporaba zmanjša pojavljanje

razpok zaradi krčenja betona, poveča vodotesnost betona in izboljša druge mehanske

lastnosti betona. V uporabi so tudi negorljiva polipropilenska vlakna, ki se uporabljajo za

protipožarno gradnjo.

Slika 2.3: Polipropilenska vlakna

(Norik polipropilenska vlakna, 2012)

2.3 Mineralna vlakna

Pod mineralna vlakna štejemo steklena vlakna. Najprej so se uporabljala E-stekla, katera

pa niso bila obstojna v cementni matrici, ki je zelo alkalna (pH>12.5). Zato so začeli

razvijati steklo, ki bo obstojno v alkalni matrici. Danes se uporabljajo alkalno obstojna

stekla, ki vsebujejo okrog 16 mas. % ZrO2 (cirkonijev dioksid). Steklena vlakna se

uporabljajo v pramenih s skupnim številom posameznih vlaken do 200. Po zamešanju in

vgraditvi obvija cementna matrica samo zunanja vlakna pramena. Med hidratacijo

cementne paste se hidratacijski produkti zmanjšujejo in prodirajo med posamezna vlakna.

Po približno šestih mesecih se zapolnijo vsi vmesni prostori med vlakni s cementnim

kamnom (Štukelj, Šušteršič, Zajc, 1994). Normalna vsebnost vlaken v kompozitu je okrog

5 % teže kompozita, vlakna pa so dolga od 38 do 50 mm (Balaguru, Shah, 1992).


Slika 2.4: Steklena vlakna

(Iran Composites Association, 2012)

2.4 Naravna vlakna

Uporaba naravnih vlaken je v cementnih kompozicijah najmanj razširjena. V preteklosti so

se naravna vlakna veliko uporabljala, npr. slama v ilovnatih hišah. Material je bil lahko

dostopen in poceni. Toda danes so to v veliki meri nadomestila jeklena, steklena in

polipropilenska vlakna. Slaba lastnost naravnih vlaken je njihova težnja po razpadu v

alkalnem betonu. Poznamo nepredelana in predelana naravna vlakna. Med nepredelana

spadajo bambus, juta, sisal, sladkorni trs, kokos in les. Problem teh vlaken je obstojnost.

Predelana naravna vlakna pa so celulozna vlakna, katera imajo najboljše mehanske

lastnosti (Page, 2007).

Slika 2.5: Celulozna vlakna

(Dezhou Liyuan Building Materials)


3 MEHANSKE LASTNOSTI MIKROARMIRANEGA BETONA

Betonu se dodajajo vlakna, da se izboljšajo njegove lastnosti. Te so pa odvisne predvsem

od interakcije med vlakni in krhko matrico. Parametri, ki vplivajo na to interekcijo so (Zajc

1994):

stanje matrice, ki je lahko brez razpok ali pa je razpokana,

sestava matrice,

oblika – geometrija vlaken,

tip vlaken,

lastnosti površine vlaken,

togost vlaken v primerjavi s togostjo matrice,

orientacija vlaken,

volumski delež vlaken v kompozitu,

velikost obremenitve,

obstojnost vlaken v kompozitu in spreminjanje lastnosti vlaken s časom.

V kolikor mikroarmirani beton natezno obremenimo, bo krhka matrica prenesla del

obtežbe na vlakna, ki imajo visoko natezno trdnost. Zaradi razlike v togosti vlaken in

matrice pa se v matrici pojavijo mikrorazpoke. Te so dovolj majhne, da ne dovoljujejo

vdora zunanjih vplivov, kar bi lahko slabo vplivalo na obstojnost betona. Vlakna prenašajo

napetosti preko razpok in preprečujejo njihovo širjenje. Da pa vlakna prenesejo te

napetosti, je zelo pomembna sprijemljivost med vlakni in matrico. Prepričanje, da bi bilo

možno z dodajanjem vlaken povečati trdnost kompozita, ne drži popolnoma, saj so študije

pokazale, da v takih primerih ni prišlo do znatnega povečanja trdnosti. Ta je odvisna od

sestave matrice, od površine vlaken ter oblike in vrste vlaken. Za izboljšanje karakteristik

vpetja lahko vlakno po njegovi dolžini modificiramo s povečanjem hrapavosti površine ali


z mehansko deformacijo (Ivanič, 2011). Nekatere tipične geometrije vlaken so prikazane

na sliki 3.1.

Slika 3.1: Primeri različnih prerezov in geometrij vlaken

(Ivanič, 2011)

V nadaljevanju bomo opisali najpomembnejše lastnosti, ki se izboljšajo z dodajanjem

vlaken.

3.1 Žilavost, utrujenost, udarna trdnost

Eden od osnovnih razlogov, da dodajamo vlakna betonu je izboljšanje njegove sposobnosti

absorbiranja energije, ki jo imenujemo žilavost. Ocenimo jo lahko tako, da določimo

področje pod krivuljo napetost – deformacija (slika 3.2).


Slika 3.2: Odvisnost napetosti in deformacij za mikroarmirani in navaden beton

(Fibre reinforced concrete, 2010)

Sposobnost kompozitov, da prenesejo večje deformacije pred porušitvijo se pogosto meri s

pomočjo indeksa žilavosti, ki predstavlja ekvivalentno trdnost. Beton bo imel večjo

odpornost proti širjenju razpoke do izbrane širine razpoke, če bo imel večjo ekvivalentno

trdnost do te širine razpoke. Pri širjenju razpoke se ekvivalentne trdnosti povečujejo s

povečevanjem količine dodanih vlaken, kar kaže slika 3.3 (Šušteršič, 2002). Širina

odprtine razpoke in žilavost se merita po navodilih ameriškega standarda ASTM C 1098-

97.

Izboljšanje žilavosti tudi pomeni izboljšanje obnašanja materiala proti utrujenosti in

izboljšanje udarne trdnosti – od 5 do 10 krat v primerjavi z betonom brez vlaken

(Balaguru, Shah, 1992).


Slika 3.3: Zmanjševanje in povečevanje ekvivalentne trdnosti v odvisnosti od širine razpoke,

do širine razpoke 0,4 mm, glede na količino betonu dodanih vlaken – od 0 do 2 %

(Šušteršič, 2002)

3.2 Tlačna in natezna trdnost

Vlakna nimajo velikega vpliva na tlačno in natezno trdnost betona. S prostorninskim

deležem vlaken, nižjim od 2 % bistveno ne vplivamo na trdnost. Ta se poveča le, če za

mikroarmiranje uporabimo precejšnje količine visoko trdnih vlaken. Tako lahko tlačne

trdnosti povečamo do največ 25 % in natezne do največ 200 % (Zajc, 1994). Metoda

določanja tlačne trdnosti je opisana v standardu SIST EN 12390-3, natezna trdnost pa se

meri po metodi pull-off, ki je opisana v standardu SIST EN 1542 (Laboratorij ZRMK,

2012).

3.3 Odpornost proti zunanjim vplivom

Kot smo že povedali, vlakna preprečujejo širjenje razpok v betonu, zato je ta tudi boljše

zaščiten pred zunanjimi vplivi. Betoni, mikroarmirani z jeklenimi vlakni so zelo odporni na

obrus in abrazijo, saj je izguba mase s časom manjša, kot je to pri običajnih betonih (slika


3.4). Odpornost je tem večja, s čim večjim volumskim deležem vlaken so betoni

pripravljeni, kajti najprej zunanjim silam kljubuje le površinska malta, kasneje pa tudi

vlakna. Mikroarmiranje s polimernimi vlakni ima bistveno manjšo tovrstno odpornost. Do

korozije jeklenih vlaken, ki so bili dolgo časa izpostavljeni zelo agresivnemu okolju, pa

pride samo v zelo tanki plasti na površini vzorcev (Zajc, 1994). Preiskušanje odpornosti na

obrus je opisano v standardu SIST 1026 – dodatek 6, medtem ko pa se abrazija preiskuša

po metodi, standardizirani v ZDA – ASTM C1138 (Šušteršič, 2004).

Slika 3.4: Razmerje med izgubo mase pri abraziji in časom za mikroarmirani in navaden beton

(Šušteršič, 2008)


4 UPORABA MIKROARMIRANEGA BETONA

Mikroarmirani beton se največ uporablja v naslednjih primerih:

industrijski tlaki,

brizgane betonske obloge,

proizvodnja betonskih izdelkov,

sanacije betonskih konstrukcij,

stanovanjska gradnja.

4.1 Industrijski tlaki

Cementnobetonski industrijski tlak je skupni pojem za tlake za večnamensko industrijsko

uporabo, kot npr.: transportne poti v obratih, skladiščne površine, tlake v delavnicah,

obratnih prostorih, hladilnicah, rampah, parkiriščih, laboratorijih in podobno. V najširšem

pomenu spadajo med industrijske tlake vsi tlaki, ki se nahajajo v javnih prostorih,

ustanovah, trgovinah, voznih poteh, zunanjih sprehajališčih, pločnikih, garažah in ki se ne

uporabljajo kot ceste zunaj industrijskih hal. Industrijski tlak je v okviru objekta najbolj

obremenjena in še to tanka ploskovna konstrukcija, ki je zato zelo občutljiva na poškodbe

ter deformacije in se zato pri njej zahteva največja pozornost pri projektiranju, pripravi,

izvedbi in vzdrževanju. Pri betonih industrijskih plošč pride v poštev konsistenca betona

od normalno plastične do tekoče stopnje in maksimalna zrna agregata velikosti 16 ter 32

mm. Plošče se praviloma izdelujejo v minimalni debelini 12 cm (Jamšek, 2007).

Mešanje mikroarmiranega betona za tlake se izvaja z enakimi mešalniki kot za običajen

beton. V kolikor se vlakna vmešajo v beton že v betonarni, se le ta dodajo skupaj z

agregatom, če pa se vlakna dodajajo v avtomešalnik, pa se dodajo zadnja. Pri mešanju je

potrebno paziti na enakomerno dodajanje vlaken, da se ne tvorijo kepe. Vlakna pa se lahko


dodajajo ročno ali preko tekočega traku. Vgrajevanje mikroarmiranega betona za

industrijske tlake je podobno kot pri navadnem betonu – najpogosteje preko črpalke ali

drče avtomešalnika (slika 4.1). Površina tlaka se zgladi in zgosti z vibriranjem in s

kovinsko gladilko. V kolikor potrebujemo popolnoma gladko površino, se beton obdela še

z rotacijsko gladilko. Za bolj zahtevne tlake se na koncu posipa in zagladi mineralni posip,

ki predvsem pripomore k boljši odpornosti proti obrusu. Nega mikroarmiranega tlaka se

izvaja na enak način kot pri običajnemu betonu in sicer s pokrivanjem s PVC folijo ali z

mokro nego (Brodnik, 2010).

Mikroarmirani beton visokih zmogljivosti se uporablja tudi za tankoslojne preplastitve kot

hidroizolacijski obrabni sloj mostov.

Slika 4.1: Vgradnja betona za industrijski tlak

(Norik – armiranje industrijskih tlakov, 2012)

4.2 Brizgane betonske obloge

Mikroarmirani beton se veliko uporablja tudi za zaščito izkopov kot mikroarmirani

brizgani beton (MABB) in je skoraj v celoti zamenjal klasično izvedbo zaščite izkopa z

brizganim betonom, armiranih z jeklenimi mrežami. Brizgani beton je beton, ki ga z visoko

hitrostjo nanašamo na podlago. Takšna izvedba je tudi ekonomično upravičena, saj mreže


niso več potrebne, poraba brizganega betona je manjša, za delo porabimo manj časa in tudi

delovni pogoji so bolj varni (Ukrainczyk, 1994). Mikroarmirani brizgani beton se

uporablja pri gradnji predorov, hidrotehničnih objektov, lupinastih kupol, pri zavarovanju

visokih brežin ali pri ojačitvi objektov.

Poznamo mokri in suhi postopek brizganja. Pri mokrem postopku se betonska mešanica

doda v napravo za črpanje, od koder se material po cevi s pomočjo črpalke ali stisnjenega

zraka prenese do izhodne šobe. Na šobo se dodaja stisnjen zrak, ki poveča hitrost in

izboljša razporeditev delcev. Tako material zapusti izhodno šobo pri visoki hitrosti in

zavzame svojo končno lego. Pri suhem postopku brizganja pa vse sestavine betonske

mešanice razen vode premešamo in jih dodamo v napravo za črpanje. Od tam se material

po cevi prenese do izhodne šobe s pomočjo dozirnega sistema v napravi ali stisnjenega

zraka. V šobo je vgrajen sistem, ki v suho mešanico dovaja vodo in dodatke pod pritiskom,

tako da se sestavine dobro premešajo. Nato material kot pri mokrem postopku zapusti

izhodno šobo pri visoki hitrosti in zavzame svojo končno lego (Rajh, 2009). Na sliki 4.2 je

prikazano brizganje betona. Razvite so tudi posebne izhodne šobe, pri katerih vlakna

dodajamo šele na koncu mešanici brez vlaken. Tak način je zelo uporaben pri večjem

volumskem deležu vlaken ali pri uporabi daljših vlaken, saj je preprečeno tvorjenje kep.

Slika 4.2: Brizganje betona

(Advancedshotcrete Inc., 2012)


4.3 Betonski izdelki

Zaradi potrebe po izboljšanju nekaterih mehanskih lastnosti betonskih izdelkov, so le te

začeli izdelovati tudi iz mikroarmiranega betona. Omenili bomo tri izdelke, ki so v veliki

meri spremenili način gradnje, seveda pa obstaja še veliko izdelkov, pri katerih se

uporablja mikroarmatura.

Prednapeti betonski prag iz mikroarmiranega betona

Prednapeti železniški prag iz mikroarmiranega betona je izkazal bistveno izboljšane

mehanske lastnosti v primerjavi s prednapetimi betonskimi pragovi iz običajnega betona.

Ker so njegove mehanske lastnosti direktno povezane s sestavo betona iz katerega je

izdelan, je možno prirejati mehanske lastnosti betonskih pragov potrebam, glede na

zahteve na železniških progah. Zaradi poligonalnega poteka kablov in oblike naležne

ploskve praga je bil razvit tudi nov stroj za proizvodnjo takih pragov (Korla, Zajc,

Šušteršič, 1994).

Slika 4.3: Železniški pragovi

(Poslovni razgledi, 2012)

Mikroarmirani jamski paneli

V preteklosti so se uporabljali klasični armirano betonski paneli, pri katerih je prihajalo do

porušitev. Z uporabo jeklenih vlaken v kombinaciji s klasično armaturo smo dobili panele


z večjo nosilnostjo in duktilnostjo v primerjavi s klasično armirano betonskimi paneli

(Šušteršič et al. 1994).

Slika 4.4: Jamski paneli

(Steel fibre reinforced concrete panels for roadway support, 2012)

Tanke prednapete plošče

Tanke prednapete plošče, debeline 4 cm, narejene iz mikroarmiranega betona z jeklenimi

vlakni, se uporabljajo kot izgubljeni opaž pri gradnji ločnih mostov. Zanimivo je, da se

plošče izdelajo na ravni površini v proizvodnem obratu, nato pa se jih v 24 do 48 urah od

vgraditve betona ukrivi v obliki loka, brez pojava razpok. Do sedaj se tanke prednapete

plošče uporabljajo pri razponih do 40 m. Njihov potencial še ni polno izkoriščen (Brodnik

2010).

Slika 4.5: Ravne in v loku oblikovane tanke prednapete plošče v proizvodnem obratu

(Brodnik, 2010)


4.4 Sanacije betonskih konstrukcij

Ker se mikroarmirani beton lahko vgrajuje v tankih plasteh, je idealen kompozit za

izvajanje sanacij. Ima dobro sposobnost sprijetja s starimi betoni in dobro odpornost proti

širjenju razpok. Pri sanacijah se pogosto uporablja kombinacija več vrst vlaken, predvsem

polimernih in jeklenih. Sanacije z mikroarmiranim betonom se uporabljajo pri energetskih,

hidrotehničnih, premostitvenih, kulturno-zgodovinskih objektih, uspešno pa se sanirajo

tudi v požaru poškodovane konstrukcije, predori in cestišča (Brodnik 2010).

4.5 Stanovanjska gradnja

V stanovanjski gradnji se mikroarmirani beton lahko uporablja za talne plošče, kletne

zidove, temelje, estrihe, zunanje dovozne površine ali bazene. Vlakna se uporabljajo

samostojno ali v kombinaciji s klasično armaturo. Ker ni toliko polaganja armature, je

gradnja enostavnejša in tudi hitrejša, obenem pa dobimo še boljše lastnosti kompozita.


5 STROŠKOVNA PRIMERJAVA UPORABE KLASIČNE

ARMATURE IN MIKROVLAKEN

5.1 Določanje cene gradbenih objektov

Na trgu so gradbena podjetja navzoča z gradbeno proizvodnjo, ki jo v tržnem smislu lahko

delimo na:

proizvodnjo gradbenih objektov (storitve),

gradnjo stanovanj in stanovanjskih objektov,

proizvodnjo gradbenih izdelkov in materialov.

Gradbeni objekti so objekti posamične in serijske proizvodnje. Za njihovo proizvodnjo je

značilno, da je kupec znan že pred začetkom gradnje. Gradbena podjetja pri tem opravljajo

le gradbene, obrtniške in inštalacijske storitve. Na podlagi najugodnejše ponudbe investitor

izbere gradbena podjetja za izvajalce.

Gradbeni proizvodi morajo imeti v tržnem smislu takšne lastnosti, da zadovoljujejo

določeno vrsto potreb uporabnikov. Te lastnosti se kažejo v:

uporabni vrednosti proizvoda,

kakovosti (kvaliteti) proizvoda,

ceni proizvoda,

asortimentu proizvoda,

pakiranju proizvoda,

imidžu (zunanji podobi) proizvoda.

Pri stroškovni primerjavi nas najbolj zanima oblikovanje cene, ki mora biti tržno

oblikovana tako, da je v normalnem sorazmerju s konkurenčnimi cenami podobnih


proizvodov in substitutov. Ponudbene cene gradbenih objektov se določajo s pomočjo

gradbenih kalkulacij, kamor pri določanju ponudbenih cen za gradbene objekte sodijo

naslednji načini in postopki izdelave:

popisi gradbenih, obrtniških in inštalacijskih del,

predizmere za gradbena, obrtniška in inštalacijska dela,

projektantski predračuni gradbenega objekta,

približni predračuni gradbenih objektov,

ponudbeni predračuni gradbenih objektov.

Podjetja najpogosteje določajo ponudbene cene gradbenih objektov s pomočjo ponudbenih

predračunov gradbenih objektov. Izračunane so za vsako predračunsko postavko

predračuna posebej in za objekt kot celoto. V ponudbenih predračunih so določene

ponudbene cene za gradbena, obrtniška in inštalacijska dela, v nekaterih primerih pa še

ponudbene cene za naprave in opremo. Ponudbena cena gradbenih storitev in gradbenih

objektov je sestavljena iz neposrednih in posrednih stroškov.

Neposredni stroški so:

porabljena sredstva izdelave,

bruto osebni dohodki pri izdelavi,

terenski dodatki,

pripravljalna dela.

Posredni stroški so:

režija gradbišča,

režija poslovne enote,

režija podjetja.

Posredni stroški v gradbenem podjetju predstavljajo določen odstotek od vsote bruto

osebnih dohodkov proizvodnih delavcev.


Neposredne stroške gradbenih storitev izračunamo s pomočjo predkalkulacij in na podlagi

glavnih analiz za posamezne predračunske postavke, ki jim pravimo tudi glavne

kalkulacije predračunskih postavk.

S predkalkulacijami ocenjujemo stroške za:

amortizacijo osnovnih sredstev,

materiale fco gradbišče,

notranji transport na gradbišču,

mokre mešanice in polizdelke.

Z glavno analizo cen pa določamo neposredne stroške za material in bruto osebne dohodke

posameznih predračunskih postavk in objekta kot celote. Lotimo se je šele, ko imamo

izdelane predkalkulacije. Potrebujemo še podatke o bruto osebnih dohodkih posameznih

skupin delavcev, o amortizacijah ali najemnih cenah mehanizacije in o zunanjem

transportu ter projekte za razpis s popisi, predizmerami in projektantskim predračunom

gradnje objekta. Ko so izračunane vse interne cene za material in bruto osebne dohodke

vseh predračunskih postavk, s seštevkom izračunamo še ceno za gradbeni objekt (povzeto

po Pšunder, 2008).

V stroškovni primerjavi bomo primerjali ceno izdelave cementnega estriha s klasično

armaturo, z jeklenimi vlakni in s polipropilenskimi vlakni. Izračune smo delali za 1m3

estriha, debeline 5 cm. Analiza je narejena s pomočjo normativov OZS in s pomočjo

normativov v programu Gkal (gradbeništvo – kalkulacije in pokalkulacije, podjetja

HERMES d.o.o.). Stroški dela so pridobljeni iz Indeksov za obračun razlike v ceni

Gospodarske zbornice Slovenije. Vse cene so brez DDV.

5.2 Analiza cene klasično armiranega estriha

V preglednici 5.1 je prikazana analiza cene estriha, armiranega s klasično armaturo.

Predkalkulacija cene za pripravo cementne malte je prikazana v prilogi 9.3. Prav tako so v

prilogi 9.4 narejeni izračuni za nabavo in transport agregata za malto, cementa ter

armature. Pri izračunu potrebne armature za 1m3 estriha smo upoštevali debelino estriha 5

cm in 10 % povečanje količine armature zaradi prekrivanja. Izbrali smo mrežno armaturo


Q196, z okenci 10 krat 10 mm in debelino 5 mm. Urna postavka uporabe motorne gladilke

je pridobljena iz programa Gkal.

Preglednica 5.1: Analiza cene estriha, armiranega s klasično armaturo

Analiza cene po enoti

Nadroben

opis

Merska

enota Količina

Za enoto (€) Za celoto (€)

Material Delo Material Delo

Izdelava plavajoče podloge, armirane s klasično armaturno mrežo, debeline 5 cm, raztezanje,

ravnanje ter strojna zagladitev

a) MATERIAL

Cementna malta 1:3 m3 1 77,50 12,10 77,50 12,10

Mreža Q196 kg 68,56 0,722 49,50

Žica za vezanje fi 1,4 kg 0,02 1,136 0,023

b) POMOŽNI

MATERIAL

Motorna gladilka h 1,8 18,778 33,80

c) DELO

PK – izdelava estriha h 7,8 4,55 35,49

KV – armiranje h 0,343 5,45 1,87

PK – armiranje h 0,686 4,55 3,12

Skupaj 160,82 52,58

Skupna cena izvedbe estriha, armiranega s klasično armaturo znaša 213,40 €, od tega je

160,82 € stroškov materiala in 52,58 € stroškov dela.

5.3 Analiza cene estriha, armiranega z jeklenimi vlakni

Preglednica 5.2 prikazuje analizo cene estriha, armiranega z jeklenimi vlakni. Za armiranje

uporabimo jeklena vlakna NORIK tip NIKO 36/0,9 v razsutem stanju. Po navodilih

prodajalca za 1m3 uporabimo 13 kg vlaken. Predkalkulacija cene za pripravo cementne

malte z dodanimi jeklenimi vlakni se nahaja v prilogi 9.5.


Preglednica 5.2: Analiza cene estriha, armiranega z jeklenimi vlakni

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Izdelava plavajoče podloge z jeklenimi vlakni, debeline 5 cm, raztezanje, ravnanje ter strojna

zagladitev

a) MATERIAL

Cementna malta 1:3 z

dodanimi jeklenimi vlakni m

3 1 96,90 14,42 96,90 14,42

b) POMOŽNI

MATERIAL


c) DELO

PK h 7,8 4,55 35,49

Skupaj 130,70 49,91

Skupna cena izvedbe estriha, armiranega z jeklenimi vlakni, znaša 180,61 €, od tega je

130,70 € stroškov materiala in 49,91 € stroškov dela.

5.4 Analiza cene estriha, armiranega s polipropilenskimi vlakni

Analiza cene estriha, armiranega s polipropilenskimi vlakni, je prikazana v preglednici 5.3.

Za armiranje smo uporabili vlakna FIBRILs F 120, katera so pakirana v vrečke po 0,91 kg,

kar zadostuje za 1m3 estriha. Predkalkulacija cene za cementno malto z dodanimi

polipropilenskimi vlakni je prikazana v prilogi 9.6.


Preglednica 5.3: Analiza cene estriha, armiranega s polipropilenskimi vlakni

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Izdelava plavajoče podloge s polipropilenskimi vlakni, debeline 5 cm, raztezanje, ravnanje ter

strojna zagladitev

a) MATERIAL

Cementna malta 1:3 z

dodanimi polipropilenskimi m

3 1 84,55 14,42 84,55 14,42

b) POMOŽNI MATERIAL


c) DELO

PK h 7,8 4,55 35,49

Skupaj 118,35 49,91

Skupna cena izvedbe estriha, armiranega s polipropilenskimi vlakni, znaša 168,26 €, od

tega je 118,35 € stroškov materiala in 49,91 € stroškov dela.

5.5 Primerjava med različnimi vrstami armature

Primerjava med različnimi vrstami dodane armature pokaže, da je gradnja s klasično

armaturo najdražja. Če pogledamo v odstotkih, je estrih z dodanimi jeklenimi vlakni za

dobrih 15 % cenejši od klasične armature, estrih z dodanimi polipropilenskimi vlakni pa

kar za dobrih 21 % (slika 5.1). Takšna razlika v ceni se pojavi na račun razlike v porabi

materiala in dela. Za 1m3

smo namreč porabili kar slabih 69 kg armaturne mreže pri

armiranju s klasično armaturo, 13 kg jeklenih vlaken pri armiranju z jeklenimi vlakni in le

0,91 kg polipropilenskih vlaken pri armiranju s polipropilenskimi vlakni. Pojavi se tudi

razlika v ceni dela, saj je za armiranje z armaturno mrežo potrebnega približno dvakrat več

dela kot za dodajanje vlaken. Armiranje z mrežami je namreč lahko zelo zahtevno, saj se

dela v različno velikih prostorih in je prenašanje mrež skozi majhne odprtine kar zahtevna

naloga. V nasprotju pa je vgrajevanje mikroarmirane cementne malte lažje, saj v prostoru

ni armaturnih mrež in razgrinjanje ter ravnanje poteka enostavneje.


Slika 5.1: Analiza stroškov izvedbe klasično armiranega estriha, v primerjavi z estrihom, armiranim z

jeklenimi in polipropilenskimi vlakni

Glede na to, da gre pri estrihu za nenosilno konstrukcijo, je največja prednost uporabe

mikrovlaken v lažjem in hitrejšem načinu dela, poveča se odpornost na obrabo, omejeno je

nastajanje mikrorazpok in izboljšana je udarna trdnost. Ker se izboljšajo naštete lastnosti,

je konstrukcija tudi trajnejša in kasnejše sanacije ne bodo potrebne tako hitro, kot bi to bilo

brez mikroarmature.

100%

84,6% 78,88%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Estrih s klasično

armaturo

Estrih z jeklenimi

vlakni

Estrih s

polipropilenskimi

vlakni


6 VREDNOSTNA ANALIZA IZVEDBE ESTRIHA Z RAZLIČNIMI

VRSTAMI ARMATURE

Vrednostna analiza se uporablja za ocenjevanje ekonomičnosti gradbenih izdelkov in

materialov. Z njo poskušamo izmed več variant izdelkov izbrati tistega, ki je

najprimernejši. Bistvo vrednostne analize lahko zapišemo z enačbo:

(6.1)

kjer je:

V – vrednost

F – funkcija

S – stroški

V našem primeru je pojem vrednosti uporabna vrednost izdelkov. Funkcije izdelkov so

njihove lastnosti, zaradi katerih potrošniki povprašujejo po njih, stroški pa so v denarju

izražena poraba za material, mehanizacijo in opremo, za tekoče delo in angažiranost

poslovnih sredstev (Pšunder, 2008). V nadaljevanju so prikazani koraki izvedbe vrednostne

analize za izvedbo estriha. Prvi korak je zbiranje pomembnih informacij o izdelku.

Informacije o funkcijah, lastnostih in stroških izdelave estriha smo že predstavili v

prejšnjih poglavjih.

6.1 Zbiranje idej za variantne predloge

Drugi korak je zbiranje idej za variantne predloge. V našem primeru bomo analizirali

primere izvedbe estriha, ki smo jih obravnavali že pri stroškovni analizi izvedbe estriha.

Variantni predlogi so predstavljeni v preglednici 6.1.


Preglednica 6.1: Variantni predlogi

Varianta Opis variante

1. Estrih, armiran s klasično armaturno mrežo

2. Estrih, armiran z jeklenimi vlakni

3. Estrih, armiran s polipropilenskimi vlakni

6.2 Določitev potrebnih funkcij in lastnosti

Da lahko pravilno ocenimo variantne predloge, moramo opredeliti potrebne funkcije in

lastnosti. V našem primeru smo določili naslednje primerjalne kriterije:

način vgrajevanja,

pojavljanje razpok zaradi krčenja,

odpornost proti udarcem,

žilavost,

odpornost proti zunanjim vplivom,

tlačna trdnost.

6.3 Ocena lastnosti in relativnih vrednosti

a) Vrednotenje kriterijev in določitev ponderja

Kriterije smo primerjali in ovrednotili po principu, da vsak kriterij primerjamo z vsakim in

mu dodelimo vrednost (Preglednica 6.2). Vrednotenje kriterijev podaja ponderje, izražene

kot odstotke pomembnosti posamezne lastnosti za izdelek.


Preglednica 6.2:Vrednotenje kriterijev in določitev ponderja

Kriterij a) b) c) d) e) f) Skupaj Ponder (%)

a) Način vgrajevanja 1 0 0 0 0 0 1 2,78

b) Pojavljanje razpok zaradi krčenja 2 1 0 0 0 0 3 8,33

c) Odpornost proti udarcem 2 2 1 1 1 1 8 22,22

d) Žilavost 2 2 1 1 1 1 8 22,22

e) Odpornost proti zunanjim vplivom 2 2 1 1 1 1 8 22,22

f) Tlačna trdnost 2 2 1 1 1 1 8 22,22

Skupaj 36 100

2 – pomembnejši kriterij napram primerjanemu

1 – enako pomemben kriterij napram primerjanemu

0 – manj pomemben kriterij napram primerjanemu

b) Ocena vrednosti variant

Za vsako varianto posebej moramo ugotoviti, v kolikšni meri izpolnjuje zahteve potrebnih

lastnosti za posamezne fizikalne enote in kot varianta v celoti. Posamezne lastnosti

ocenjujemo s količnikom K, ki ima lahko vrednosti od 0,00 do 1,00. Ker pa vse lastnosti

niso enako pomembne, jih ponderiramo s ponderjem, ki smo ga izračunali pod točko a.

Ocena lastnosti variant je prikazana v preglednici 6.3.


Preglednica 6.3: Ocena lastnosti variant

Varianta a) Način vgrajevanja b) Pojavljanje razpok

zaradi krčenja

c) Odpornost proti

udarcem

R p K T R p K T R p K T

1. Klasično

armiran estrih

3 2,78 0,8 2,22 3 8,33 0,7 5,83 3 22,22 0,9 20,00

2. Estrih armiran z

jeklenimi vlakni

1 2,78 1 2,78 1 8,33 1 8,33 1 22,22 1 22,22

3. Estrih armiran s

polipropilenskimi

vlakni

1 2,78 1 2,78 1 8,33 1 8,33 1 22,22 1 22,22

Varianta d) Žilavost e) Odpornost proti

zunanjim vplivom

f) Tlačna trdnost

R p K T R p K T R p K T

1. Klasično

armiran estrih

3 22,22 0,8 17,78 3 22,22 0,7 15,56 1 22,22 1 22,22

2. Estrih armiran

z jeklenimi vlakni

1 22,22 1 22,22 1 22,22 1 22,22 1 22,22 1 22,22

3. Estrih armiran s

polipropilenskimi

vlakni

1 22,22 1 22,22 2 22,22 0,8 17,78 1 22,22 1 22,22


Varianta SKUPAJ

∑T Absolutni rang

1. Klasično

armiran estrih

83,61 3

2. Estrih armiran z

jeklenimi vlakni

99,99 1

3. Estrih armiran s

polipropilenskimi vlakni

95,55 2

p = ponder

R = rang

K = ocena lastnosti

T = število točk posameznih lastnosti

∑T = število točk variant

c) Ocena relativnih vrednosti variant

Da bi izbrali najprimernejšo varianto, moramo oceniti še relativne vrednosti posameznih

variant tako, da oceno lastnosti posameznih variant delimo še s pripadajočimi stroški

(preglednica 6.4).


Preglednica 6.4: Ocena relativnih vrednosti variant

Varianta Ocena lastnosti

(T)

Stroški

(S)

(€/m3)

V=T/S*100 Relativni rang

1. Klasično

armiran estrih

83,61 213,40 39,18 3

2. Estrih armiran z

jeklenimi vlakni

99,99 180,61 55,36 2

3. Estrih armiran s

polipropilenskimi

vlakni

95,55 168,26 56,79 1

6.4 Izbor najprimernejše variante

Najprimernejša varianta je tista, ki je dosegla 1. rang relativne vrednosti in hkrati tudi 1. ali

vsaj 2. rang lastnosti. Tedaj, kadar v številu točk relativne vrednosti ni bistvenih razlik med

variantami, lahko izberemo tudi varianto 2. ranga iz ocene relativne vrednosti, pod

pogojem, da ta varianta dosega 1. rang iz ocene lastnosti (Pšunder, 2008).

V našem primeru je najprimernejši estrih, armiran s polipropilenskimi vlakni, saj dosega 1.

rang relativne vrednosti in hkrati 2. rang lastnosti. Lahko pa bi izbrali tudi estrih, armiran z

jeklenimi vlakni, ki dosega 2. rang relativne vrednosti in se ne razlikuje veliko od 1. ranga

ter hkrati dosega 1. rang lastnosti.


7 SKLEP

V projektni nalogi smo ugotovili, da mikroarmatura v principu ne zamenjuje klasične

armature, ampak do najboljših rezultatov pridemo s kombinacijo obeh. Toda v veliko

primerih se uporablja armiranje samo z mikrovlakni. Največ so v uporabi jeklena in

polipropilenska vlakna.

Najpomembnejša lastnost, ki jo mora izkazovati mikroarmirani beton, je dobra

sprijemljivost med vlakni in betonom, saj je večina mehanskih lastnosti odvisna od tega,

kako dolgo se vlakno upira iztrganju iz betona ali prelomu. To pa povečamo z obliko

vlaken, ki ima hrapavo površino ter so različno oblikovana in z dodajanjem dodatkov za

boljšo sprijemljivost. Z dodajanjem vlaken betonu se najbolj izboljša žilavost, udarna

trdnost ter odpornost proti zunanjim vplivom in utrujenosti, medtem ko se natezna in tlačna

trdnost vidno izboljšata le z dodajanjem velikih količin vlaken.

Mikroarmatura se največ uporablja pri gradnji industrijskih tlakov, predorov, proizvodnji

gradbenih izdelkov, sanaciji objektov ali v stanovanjski gradnji. Pri vsaki vrsti gradnje je

potrebno biti previden pri pravilni tehnologiji izvedbe. Vlakna je potrebno dozirati

enakomerno, da ne pride do tvorjenja kep in so vlakna enakomerno razporejena v betonu.

Vgrajevanje in nega betona pa poteka podobno kot v betonu brez vlaken.

V delu, kjer smo stroškovno primerjali izvedbo estriha s klasično armaturo ali z

mikrovlakni, smo ugotovili, da je izvedba z mikrovlakni, tako kot smo predvidevali,

cenejša. Razlika v ceni nastane zaradi količine porabljenega materiala in porabljenih

delovnih ur. Tudi vrednostna analiza je pokazala, da četudi poleg cene primerjamo še

druge pomembne lastnosti estriha, je najprimernejše armiranje z mikrovlakni. Med

jeklenimi in polipropilenskimi vlakni so nastale majhne razlike, tako da sta sprejemljiva

oba. Ker pa pri estrihu gre za nenosilno konstrukcijo, ki jo kasneje prekrijemo, je dovolj,

če uporabimo polipropilenska vlakna. Torej z uporabo mikrovlaken za nižjo ceno dobimo

podobne oziroma nekatere še boljše lastnosti konstrukcije kot z uporabo klasične armature,

kar prav gotovo pripomore k vedno večjemu obsegu uporabe teh materialov.


8 LITERATURA

1) Advanced Shotcrete Inc. 2012. Dostopno na:

< http://advancedshotcrete.com/About_Shotcrete.html> [5.10.2012].

2) Armatura, tovarna kovinskih izdelkov d.o.o. 2012. Dostopno na:

<http://www.armatura.si/> [16.10.2012].

3) Balaguru, PN, Shah, SP 1992, Fiber-reinforced cement composites, McGraw-Hill,

New York.

4) Brodnik, A 2010, Tehnološki in organizacijski vidik gradnje z mikroarmiranimi

betoni z jeklenimi vlakni, diplomska naloga, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za

gradbeništvo in geodezijo, Ljubljana.

5) Cening, gradbena dela 2009, Inženiring biro Marinko, Ljubljana.

6) Dezhou Liyuan Building Materials 2012. Dostopno na:

<http://www.dzly-buildingmaterials.com/> [5.10.2012].

7) Fibre reinforced concrete 2010, Cement&concrete institute. Dostopno na:

<http://www.cnci.org.za/Uploads/Fibre%20Reinforced%2001102010.pdf>

[2.12.2012].

8) Gokop ceniki 2012. Dostopno na:

<http://www.gokop.si/gradbenistvo/ceniki-beton/>[16.10.2012].

9) Indeksi za obračun razlike v ceni gradbenih storitev 2012, Gospodarska zbornica

Slovenije, Ljubljana.

10) Iran Composites Association 2012. Dostopno na:

< http://ircomas.org/upload/E-letter/Persian/No_177.htm> [5.10.2012].


11) Ivanič, A 2011, Novi mehanizem vpetja vlaken v kompozitnih materialih,

doktorska disertacija, Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, Maribor.

12) Jamšek, Z 2007, Cementnobetonski industrijski tlaki (1.del), Gradbenik, vol. 10,

str. 10-12. Dostopno na:

<http://www.tkk.si/filelib/prakticni_nasveti/clanki/gr_10-07.pdf> [5.10.2012].

13) Korla, J, Zajc, A, Šušteršič, J 1994, Prednapeti betonski prag iz mikroarmiranega

betona, 1. Slovenski kolokvij o betonih: Mikroarmirane malte in betoni, IRMA,

Ljubljana.

14) Norik podjetje za prodajo in proizvodnjo d.o.o. 2012. Dostopno na:

< http://www.norik.si/> [5.10.2012].

15) Normativi za betonska in armiranobetonska dela 2005, Gospodarska zbornica

Slovenije, Sekcija gradbincev, Ljubljana.

16) Laboratorij ZRMK, 2012. Dostopno na:

<http://www.gi-zrmk.si/LAB/Storitve.aspx> [21.11.2012].

17) Page, CL, Page, MM 2007, Durability of concrete and cement composites, CRC

Press, Boca Raton.

18) Poslovni razgledi 2012. Dostopno na:

<http://www.poslovni-razgledi.si/revija/2010/34/razgled/168> [5.10.2012].

19) Pšunder, M 2008, Ekonomika gradbene proizvodnje, III. dopolnjena izdaja,

Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, Maribor.

20) Rajh, G 2010, Pomen zgodnje trdnosti mikroarmiranih brizganih betonov pri

projektiranju betonskih oblog predorov, diplomska naloga, Univerza v Ljubljani,

Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Ljubljana.

21) Salonit Anhovo, proizvodi in storitve 2012. Dostopno na:

<http://www.salonit.si/proizvodi_in_storitve/cementi/> [16.10.2012].

22) Seznam akreditiranih metod certifikacijskega organa ZAG Ljubljana 2012, Zavod

za gradbeništvo Slovenije. Dostopno na:

<http://www.zag.si/dl/akreditirane_metode_zag.pdf> [22.11.2012].


23) SIST 1026, 2008, Beton - 1. del: Specifikacija, lastnosti, proizvodnja in skladnost –

Pravila za uporabo SIST EN 206-1, Slovenski inštitut za standardizacijo, Ljubljana.

24) SIST EN 206-1, 2003, Beton - 1.del: Specifikacija, lastnosti, proizvodnja in

skladnost, Slovenski inštitut za standardizacijo, Ljubljana.

25) Steel fibre reinforced concrete panels for roadway support, 2012. Dostopno na:

<http://www2.arnes.si/~quark/Quark98i5/IRMA/Qu98page114.html> [5.10.2012].

26) Štukelj, T, Šušteršič, J, Zajc, A 1994, Lastnost steklocementnega kompozita, 1.

slovenski kolokvij o betonih: Mikroarmirane malte in betoni, IRMA, Ljubljana.

27) Šušteršič, J 2002, Določanja odpornosti betona proti širjenju razpok, 9. slovenski

kolokvij o betonih: Razpoke v betonu, IRMA, Ljubljana.

28) Šušteršič, J 2004, Abrazijsko odporni betoni, 11. slovenski kolokvij o betonih:

Gradnja z betoni visokih zmogljivosti, IRMA, Ljubljana.

29) Šušteršič, J. 2008, Dosežki IRMA v tehnologiji betona v obdobju 1993-2008, 15.

Slovenski kolokvij o betonih: Industrijski tlaki, IRMA, Ljubljana.

30) Šušteršič, J, Ribarič, M, Riček, F, Prša, M 1994, Mikroarmirani jamski paneli, 1.

Slovenski kolokvij o betonih: Mikroarmirane malte in betoni, IRMA, Ljubljana.

31) Ukrainczyk, V 1994, Obloga predorov iz mikroarmiranega betona, 1. slovenski

kolokvij o betonih: Mikroarmirane malte in betoni, IRMA, Ljubljana.

32) Zajc, A 1994, Mikroarmirani betoni, 1. slovenski kolokvij o betonih:

Mikroarmirane malte in betoni, IRMA, Ljubljana.


9 PRILOGE

9.1 Seznam slik

Slika ‎2-1: Delovni diagrami betonov, mikroarmiranih z različnimi količinami vlaken ..........................................3

Slika ‎2-2: Kovinska vlakna ..................................................................................................................................4

Slika ‎2-3: Polipropilenska vlakna ........................................................................................................................6

Slika ‎2-4: Steklena vlakna ....................................................................................................................................7

Slika ‎2-5: Celulozna vlakna .................................................................................................................................7

Slika ‎3-1:‎Primeri‎različnih‎prerezov‎in‎geometrij‎vlaken ....................................................................................9

Slika ‎3-2: Odvisnost napetosti in deformacij za mikroarmirani in navaden beton .............................................. 10

Slika ‎3-3: Zmanjševanje‎in‎povečevanje‎ekvivalentne‎trdnosti‎v‎odvisnosti‎od‎širine‎razpoke, ............................ 11

Slika ‎3-4:‎Razmerje‎med‎izgubo‎mase‎pri‎abraziji‎in‎časom‎za‎mikroarmirani‎in‎navaden‎beton ....................... 12

Slika ‎4-1: Vgradnja betona za industrijski tlak .................................................................................................. 14

Slika ‎4-2: Brizganje betona ............................................................................................................................... 15

Slika ‎4-3:‎Železniški‎pragovi.............................................................................................................................. 16

Slika ‎4-4: Jamski paneli..................................................................................................................................... 17

Slika ‎4-5: Ravne‎in‎v‎loku‎oblikovane‎tanke‎prednapete‎plošče‎v‎proizvodnem‎obratu ....................................... 17

Slika ‎5-1:‎Analiza‎stroškov‎izvedbe‎klasično‎armiranega‎estriha,‎v‎primerjavi‎z‎estrihom,‎armiranim‎z‎

jeklenimi in polipropilenskimi vlakni ................................................................................................................. 25

9.2 Seznam preglednic

Preglednica ‎2-1: Fizikalne lastnosti vlaken .........................................................................................................5

Preglednica ‎5-1:‎Analiza‎cene‎estriha,‎armiranega‎s‎klasično‎armaturo ........................................................... 22

Preglednica ‎5-2: Analiza cene estriha, armiranega z jeklenimi vlakni ............................................................... 23

Preglednica ‎5-3: Analiza cene estriha, armiranega s polipropilenskimi vlakni .................................................. 24

Preglednica ‎6-1: Variantni predlogi .................................................................................................................. 27

Preglednica ‎6-2:Vrednotenje‎kriterijev‎in‎določitev‎ponderja ............................................................................ 28

Preglednica ‎6-3: Ocena lastnosti variant ........................................................................................................... 29

Preglednica ‎6-4: Ocena relativnih vrednosti variant ......................................................................................... 31


9.3 Predkalkulacija cene za napravo cementne malte za klasično armiran estrih

Predkalkulacija cene cementa in agregata se nahaja v prilogi 9.4. Cena urne postavke

mešalnika za malto je pridobljena iz programa Gkal.

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Strojna naprava cementne malte 1:3

a) MATERIAL

Cement t 0,47 105,7 49,68

Agregat m3 1.01 22,39 22,61

Voda m3 0.35 0,86 0,301

b) POMOŽNI

MATERIAL

El. Energija KWh 3,52 0,27 0,95

Mešalnik za malto 250 l h 1,9 2,086 3,96

c) DELO

PK h 2.66 4,55 12,10

Skupaj 77,50 12,10

9.4 Predkalkulacija cene za nabavo agregata, cementa in armature

Pri določanju cene agregata upoštevamo prostorninsko težo 1,70 t/m3 in transport na

razdalji 10 km. Cene so določene kot fco naloženo na separaciji (cenik podjetja Gokop).


Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Nabava in transport agregata

a) MATERIAL

Agregat 0-4 mm m3 1 19,14 19,14

b) PREVOZ t 1,7 1.91 3.25

Skupaj 22,39

Cena cementa in prevoz sta pridobljena na spletni strani proizvajalca gradbenih materialov

Salonit Anhovo. Prevoz se obračunava do Maribora, kraj nakladanja je Anhovo. Za prevoz

agregata, cementa ter armaturnih mrež privzamemo, da je razkladanje vključeno v prevoz,

saj se v večini primerov to opravlja strojno s kipanjem oziroma razkladanjem z dvigalom.

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Nabava in transport cementa

a) MATERIAL

Cement 42,5 - osnovni t 1 99 99

b) PREVOZ t 1 6,7 6,7

Skupaj 105,7

Cene armaturne mreže so pridobljene iz spletne strani podjetja Armatura, tovarna

kovinskih izdelkov Celje. Za prevoz privzamemo razdaljo 10 km, ceno pa povzamemo po

ceniku GZS.

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Nabava in transport armaturne mreže Q196

a) MATERIAL

Mreža Q196 t 1 720 720

b) PREVOZ t 1 2,42 2,42

Skupaj 722,42


Ceno jeklenih vlaken smo pridobili iz spletne strani podjetja Norik, podjetje za prodajo in

proizvodnjo. Prevoz računamo po ceniku GZS, na razdalji 10 km.

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Nabava in transport jeklenih vlaken NORIK tip NIKO 36/0,9

a) MATERIAL

Jeklena vlakna NORIK

tip NIKO 36/0,9 kg 1 1,49 1,49

b) PREVOZ t 0,001 2,42 0,0024

Skupaj 1,4924

9.5 Predkalkulacija cene za napravo cementne malte za estrih, armiran z jeklenimi

vlakni

Stroški nabave in transporta jeklenih vlaken so prikazani v prilogi 9.4. Stroški dela za

doziranje vlaken znašajo 0,51 ure na 1m3 in so povzeti po Cening gradbena dela 2009.

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Strojna naprava cementne malte 1:3 z dodanimi jeklenimi vlakni

a) MATERIAL

Cement t 0,47 105,7 49,68

Agregat m3 1.01 22,39 22,61

Voda m3 0.35 0,86 0,301

Jeklena vlakna NORIK tip

NIKO 36/0,9 kg 13 1,4924 19,40




c) DELO

PK – mešanje malte h 2.66 4,55 12,10

PK – dodajanje vlaken h 0,51 4,55 2,32

Skupaj 96,90 14,42


9.6 Predkalkulacija cene za napravo cementne malte za estrih, armiran s

polipropilenskimi vlakni

Ceno polipropilenskih vlaken smo pridobili iz spletne strani podjetja Norik, podjetje za

prodajo in proizvodnjo. Prevoza v ceno nismo vračunali, saj na 1m3 porabimo le 0.91 kg

vlaken, tako da so stroški prevoza zanemarljivi.

Nadroben

opis

Merska

enota Količina



Strojna naprava cementne malte 1:3 z dodanimi polipropilenskimi vlakni

a) MATERIAL

Cement t 0,47 105,7 49,68

Agregat m3 1.01 22,39 22,61

Voda m3 0.35 0,86 0,301

Polipropilenska vlakna

FIBRILs F 120 kg 0,91 7,75 7,05




c) DELO

PK – mešanje malte h 2.66 4,55 12,10

PK – dodajanje vlaken h 0,51 4,55 2,32

Skupaj 84,55 14,42

9.7 Naslov študenta

Danijel Ivajnšič

Kočki Vrh 8

9244 Sveti Jurij ob Ščavnici

Telefon: 031 688 443

e-mail: [email protected]

mailto:[email protected]


9.8 Kratek življenjepis

Rojen: 26. 05. 1989 (Maribor)

Šolanje: 1996-2004 (Osnovna šola Cerkvenjak)

2004-2008 (Srednja ekonomska šola Maribor – smer ekonomski tehnik)

2008-2012 (Fakulteta za gradbeništvo Maribor/Ekonomsko poslovna fakulteta

Maribor – gospodarsko inženirstvo – smer gradbeništvo)

Documents

TEHNOLOŠKI IN EKONOMSKI VIDIKI UPORABE …