Tillämpningar av fiberarmerad betong med hög fibervolymhalt – utblick i framtiden. Fiktion eller framtida verklighet?

Artikel i övrig tidskrift, 2010

Ralejs Tepfers Sammanfattning I en snar framtid kan det bli möjligt att låta stålfibrer helt ersätta vanliga stålarmeringsstänger i betongkonstruktioner. Med dagens teknik är det svårt att under gjutning anpassa fibermängden till behovet i konstruktionen, då en viss mängd fibrer tillsätts betongsatsen i pumpbehållaren och gjutaren vet inte när betongsatsen slutar vid gjutrörets utlopp. Då således fibermängden i betongen inte kan varieras, bestäms den av den maximala existerande dragspänningen i konstruktionsdelen, vilket leder till fiberslöseri med fibrer även i tryckzoner. Om rätt mängd fibrer skulle kunna tillsättas betongen vid pumpens utlopp, så skulle en framtidsvision vara att i realtid förena konstruktionens beräkningsresultat gjord med FEM med produktionen. Signaler från beräkningarna sänds då till pumpsystemet för tillsättning av rätt mängd fibrer för de faktiska dragspänningarna i den aktuella konstruktionsdelen. Gjutläget i konstruktionen kunde bestämmas med hjälp av GPS horisontellt och vertikalt med laser. Utvecklingen av integrerad dimensionering av betongkonstruktion och produktion är en utmaning. FEM-analysen måste baseras på materialegenskaper hos enbart fiberarmerad betong. Detta innebär att draghållfasthet och styvhet i provkroppar av olika betong med varierande fiberinnehåll måste bestämmas i tester och inlämmas i FEM-analysen. FEM-analysen måste genomföras före gjutningen och kontrolleras. Sedan kan den användas som bas för tillsättning av rätt mängd fiber i varje konstruktionsdel. Systemet för tillsättning av rätt fibermängd måste utvecklas. Fibrerna måste tillsättas vid pumprörets utlopp. Det kan kanske vara lämpligare att använda sprutbetong, där systemet då har elektroniskt styrd fibermatning? Läget där betongen kommer på plats i konstruktionen måste elektroniskt registreras och skickas till FEM systemet, som då omedelbart skickar tillbaka information om rätt mängd fibrer i denna punkt. Detta kräver mycket av signal systemutveckling, men bör inte vara omöjlig. Ett integrerat system för beräkning och tillverkning av betongkonstruktioner utan tunga arbeten med stålarmeringsstänger kunde utvecklas. Resultatet kunde bli: • Inga ordinära beräkningar av moment- och skjuvarmering. • Inga detaljerings- och förankringkrav för stålstänger. • Inga armeringsritningar. • Inga armeringsstänger. • Inga tunga arbeten med armering. Slutligen måste undersökas hur rivning av fiber armerade betongkonstruktioner bäst utförs och hur man kan återanvända materialet. Fragment av fiber armerad betong kan vara vassa och utgöra ett problem i naturen. Recirkulationen av fiberbetongen måste lösas.