Фибробетон что это: состав, характеристики и технология изготовления

Содержание

состав, характеристики и технология изготовления

На рынке стройматериалов предлагают новый материал – фибробетон. Он являет собой бетон, который в своем составе имеет частицы фиброволокна, от названия которых и исходит название бетона. Эти волокна исполняют роль арматуры, которая применяется с целью повышения прочности бетонного раствора. Фибробетонные вкрапления одинаковы по длине и толщине. Это позволяет равномерно распределить их во всей структуре бетона. Существует много преимуществ фибробетона. Ниже мы детально обсудим их.

Понятие и состав фибробетона

Фибробетон – это мелкозернистый материал, одним из составляющих которого является армирующий наполнитель. В прошлом с расчетом на снижение хрупкости и количества появления трещин, предпринимались меры по повышению прочности бетона. Так, строители добавляли дисперсные волокна и распределяли их равномерно по всей бетонной массе. В результате этих работ характеристики полученного бетона улучшались:

  • прочность повышалась до 30%;
  • стойкость к физическим нагрузкам возросла;
  • трещины образовывались реже.

Различают две группы фибры:

  • металлическая – исходным веществом является сталь, которая имеет различную форму и размеры;
  • неметаллическая – производится из таких материалов, как стекло, акрил, хлопок, базальт, полиэтилен, карбон, углевод и другие.

Самыми популярными волокнами являются стеклянные и металлические. Однако с каждым днем все большую популярность приобретает полипропиленовая фибра. Что касается материалов из базальта и углерода, то они применяются крайне редко в связи с высокой стоимостью.

Волокна хлопка, вискозы и нейлона предают специфические особенности бетону, армированному фиброй из стали. Структура фибробетона являет собой однородную конструкцию, которая со всех сторон пронизана волокнами из различных материалов. Именно они определяют технические характеристики бетона, создают эффект армирования.

Вернуться к оглавлению

Технические характеристики

Свойства бетона зависят в первую очередь от используемого стройматериала в производстве. Рассмотрим характеристики основных видов фибробетона. Стальная фибра – самый распространенный наполнитель. Он обладает повышенной прочностью к нагрузкам, не усаживается и не образует трещин во время службы. Наиболее примечательные его качества – длительный срок эксплуатации, плотность и стойкость к износу. Кроме того, данный фибробетон не теряет свойства под действием низких температур, влаги и огня.

Следующее в рейтинге популярности волокно из стекла. Бетон этого типа обладает высокими качествами упругости, что наделяет его пластичностью. Однако щелочная среда вредна этому материалу. Стойкость к химическому влиянию обеспечивается полимерной пропиткой, путем добавления в бетон добавок на основе глиноземистого раствора. Именно он связывает щелочи и препятствует повреждению фибробетона. В конечном варианте вы получаете раствор с высокой прочностью, устойчивостью к высоким температурам, гидроизоляцией, стойкостью к воздействию химических средств и истиранию.

Асбестовая фибра характеризуется долговечностью, стойкостью к щелочной среде, нагрузкам и термозащитными качествами. Бетон на основе базальта имеет повышенную прочность. Больше всего он подходит для конструкций, которые подвержены постоянным нагрузкам, деформации и вокруг которых существуют факторы для появления трещин.

Общие характеристики остальных типов волокон – это защита от воздействия химических веществ, прочность на деформацию, стойкость к перепадам температур и неспособность проводить электричество. Благодаря синтетичной природе материалов вес бетона снижается.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки

Каждый материал имеет плюсы и минусы. Фибробетон не является исключением.

Вернуться к оглавлению

Преимущества

Бетон с фиброволокном является лучшим материалом для решения многих строительно-ремонтных задач.

Выделяют следующие достоинства фибробетона:

  • снижение затрат на строительство при использовании фибры для армирования вместо армирующей сетки или каркаса;
  • высокая продуктивность работы по фибробетону;
  • расход бетона с применением фибры значительно меньше;
  • в отличие от остальных видов бетона фибробетон не теряет своих технических характеристик даже после окончания срока службы, поскольку благодаря фибре материал становится вязким;
  • фибробетон обладает хорошими адгезионными качествами;
  • фибра может применяться как в газо-, так и в пенобетонных конструкциях;
  • в ходе армирования в газобетоне происходит процесс поризации и как следствие наблюдается его устойчивость;
  • фибра в пенобетоне повышает его прочность.
Вернуться к оглавлению

Недостатки

На удивление, минус у этого бетона только один, а именно, высокая стоимость, если сравнивать с обычным бетонным раствором. Однако этот недостаток легко компенсируется долговечностью стройматериала и его стойкостью к износу.

Вернуться к оглавлению

Области применения

Учитывая вышеперечисленные технические характеристики фибробетона, этот материал стал популярным на рынке. Он применяется в конструкциях, на которые оказывается сильное давление со стороны окружающей среды. Эти конструкции могут быть как промышленного, так и бытового характера. Каждый исходный материал имеет свою сферу применения. Стальной фибробетон чаще всего применяется:

  • шпалы, фундамент, мостовое покрытие, берегозащитные полосы;
  • полы, тоннели;
  • дороги, полосы для взлета и посадки на аэродромах, тротуары;
  • тротуарная плитка, бордюрный материал;
  • каркас конструкции, монолитные сооружения;
  • каналы для водоотвода, шахты колодцев под канализацию, плотины, водоочистные системы;
  • фибробетонные полы.

Бетон со стекловолокном используется при устройстве:

  • щитов для шумозащиты;
  • гидроизоляции для очистительных сооружений;
  • декоративных изделий небольшого веса для отделки покрытий;
  • фасадной отделки фибробетоном жилых конструкций;
  • промышленных помещений, покрытия в которых подвержены загрязнению;
  • заборов, скамеек, цветочных клумб и других объектов.

Базальтовый бетон является незаменимым при строительстве:

  • перекрытий, фундамента, дорог;
  • резервуаров, дамб, конструкций железнодорожного характера.

Фибробетон из полипропилена необходим для создания:

  • конструкций из пеноблоков;
  • ячеистого бетона;
  • объектов небольшого веса.

Хлопковые и вискозные материалы используются при замешивании текстильбетона.

Вернуться к оглавлению

Фибробетонные полы

Фибробетон часто применяется для устройства фибробетонных полов. На практике этот бетон обрел большую популярность благодаря низкому показателю хрупкости. Напольная стяжка из фибробетона и ее вид зависит напрямую от требований и марки применяемого цемента.

В процессе заливки полов наибольший перепад в 2 метра равен 2 мм. Благодаря этому затраты на строительство снижаются, как и последующие работы по готовому материалу. Кроме того, процесс заливки происходит быстро, что обеспечивается благодаря пневмооборудованию.

Фибробетонные полы устраиваются в следующих типах помещений:

  • промышленные и производственные;
  • склады;
  • автомастерские, паркинги, гаражи;
  • залы для выставок и торговли;
  • аэродромные и грузовые ангары;
  • конструкции под офисы.
Вернуться к оглавлению

Технология изготовления бетона

Фибробетон может быть приготовлен как по стандартной промышленной технологии, так и своими руками. Второй способ — своими руками — имеет особенности. Процесс изготовления требует применения бетономешалки и дробилки. На первом этапе происходит расчет и дробление исходного материала. Песок и цемент может добавляться как после измельчения, так и в процессе перемешивания.

В первом случае равномерное распределение фибры происходит быстрее в отличие от второго варианта, который требует большего количества времени.

Именно качественное распределение арматуры по всему объему раствора – это ключевое условие его качества. Изготавливая бетон своими руками, следует контролировать отсутствие скоплений фибры. С этой целью замешивание должно длиться на 30-50% дольше обычного. В процессе необходимо иногда проверять качество раствора. При соблюдении инструкции созданный бетон будет идентичен промышленному.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Вышеизложенные факты дают право утверждать, что фибробетон обладает множеством положительных свойств. Кроме того, для его изготовления и применения не требуется специальная техника. Это дает возможность данному бетону справедливо конкурировать с другими типами бетонов.

Характеристики фибробетона позволяют использовать его при различных строительных работах. В качестве фибры могут выступать как металлические, так и неметаллические волокна.

что это такое, изделия из стеклофибробетона для фасада, архитектурный материал для декора

Технический прогресс обильно снабжает людей все новыми и новыми материалами для строительных работ. Среди относительно свежих разработок такого рода стоит отметить фибробетон. Особенности этого материала полезно знать даже тем, кто не собирается им пользоваться – просто для общего развития.

Описание

Фибробетон – это такой подвид бетона, который армируется по всей площади с использованием металлических и неметаллических вкраплений. Для упрочнения материала активно применяют стальную проволоку и волокна углерода, полиамида, стекла, акрила, полиэфира, вискозы, нейлона, базальта. Востребованнее других оказалось прочное волокно из стали, которое получают, нарезая проволоку сечением 0,1–0,5 мм на участки от 10 до 50 мм. Лишь немного уступает ему стекловолокно, популярное благодаря значительным техническим качествам. Применение других синтетических материалов помогает сделать технологический процесс более экономным и придать материалу разнообразные характеристики.

Фибробетон по сравнению с бетоном обычного вида:

  • лучше сопротивляется растяжению и разрыву;
  • имеет более высокую упругость;
  • не усаживается;
  • устойчивее к образованию трещин;
  • стоек к действию холода;
  • невосприимчив к токсинам и атмосферным стихиям;
  • мало истирается.

При этом прочность и пластичность материала тоже находятся на достойном уровне. Если затвердевший пласт разрезать, будет видна однородная структура, которая на всю толщину пронизана тонкими нитями, идущими в произвольном направлении.

Специалисты могут уверенно сказать, видя особенности включений, каковы свойства образца и как именно он получен.

Кроме технологических нюансов, есть и общепринятые условия, такие как:

  • сочетаемость исходного бетона с используемым волокном;
  • строго заданная пропорция между ними;
  • однородное рассредоточение волокон в массе.

Назначение

Изделия из фибробетона применяются в самых разных областях. Он находит применение и в основаниях небоскребов, и в дорожном строительстве, и в возведении гидротехнических сооружений. Если добавляется стекловолокно, можно применять такой материал для сдерживания шума, для очистки воды и для декора фасадов.

Даже самые нагруженные механически конструкции с использованием фибробетона проработают в 10–20 раз дольше обычного литого камня.

Среди архитектурных декоративных элементов из рассматриваемого материала немаловажное место занимают карнизы.

Для их получения применяется разновидность на основе стекловолокна. Специалисты подбирают технологию и определяют нюансы с учетом высоты конструкции и ее отдаления от стены. Иногда карниз делят на несколько блоков с разной высотой, если вынос велик, монтаж проводится на подсистеме из металлических элементов. Стенки делают от 2 до 4 см в толщину, а длина единичного элемента может составлять 70–100 см. Для монтажа карнизов используются часто детали из черных металлов, из оцинковки либо нержавейки.

Для крепления карнизов применяются сквозной, скрытый или смешанный метод. Фибробетонные колонны – отличное решение для тех, кто желает позаботиться не только о внешнем виде фасада, но и об интерьере помещения. Основная часть колонн принимает ощутимую долю нагрузки, снижая давление, оказываемое на иные элементы строений. Потому кроме чисто оформительских преимуществ, эти детали позволяют сооружать массивные постройки. Они косвенно влияют и на восприятие фасадов, понижая вероятность образования трещин.

Виды

Чтобы правильно применить фибробетон, нужно основательно разбираться в особенностях отдельных его видов. Самые ранние образцы этого материала были получены еще до Первой мировой войны. Тогда особого разнообразия синтетических материалов еще не было, и потому эксперименты материаловедов проходили с нарезанной проволокой. Фибра сегодня нормирована требованиями государственного стандарта. Стальная начинка делится на анкерную и волновую группу, концы отрезков в этих двух случаях обязательно загибаются.

Чтобы получить металлическое волокно для каркаса, чаще всего обрабатывают сырье чисто механически, на волочильных станках, прокатных станах или режущем оборудовании. Выбирают технологию в зависимости от того, какой диаметр волокна необходимо получить. Исключительно тонкие нити делаются пропуском стали через отверстия в алмазных деталях.

Стальная фибра хороша по прочности, но она тяжелая. Ввиду большой склонности к коррозии для фасада такой материал почти не подходит.

Минеральная фибра получается из расплавленных вулканических пород, обычно базальта. Свойства сырья влияют на характеристики материала, он отличается стойкостью к механическому воздействию, к контакту со щелочами и кислотой. Базальтовая фибра не загорается и делает бетон, в который она добавлена, втрое прочнее обычного раствора.

Изготовленные на основе такой смеси добавки применяются для самых разных целей:

  • несъемной опалубки;
  • стеновых панелей;
  • малых архитектурных форм;
  • подготовки фонтанов;
  • производства деталей при реконструкции домов;
  • лепнины в карнизах;
  • плит при строительстве дорог.

Стеклофибробетон производят, вытягивая расплавленную массу стекла при помощи специального оборудования. Поскольку стекло довольно сильно отличается по составу, может гибко варьироваться, конструкторы могут добиться впечатляющих механических характеристик. Дисперсная арматура собирается в жгуты заданного диаметра. Углеродную фибру делают, обрабатывая сырье при значительном нагреве. Такой материал обладает целым рядом превосходных характеристик:

  • стойкостью к механическому воздействию;
  • невосприимчивостью к агрессивным химическим факторам;
  • малым удлинением при нагреве;
  • отсутствием риска коррозии и изумительной адгезией;
  • негорючестью.

Проблема с углеродной нитью связана только с ее высокой ценой. Полипропиленовый фибробетон превышает по устойчивости к ударной нагрузке любой образец без армирования. Но при этом растяжение и сжатие переносится куда хуже. Также полипропилен недостаточно стоек при высокой температуре, и велик риск приобрести откровенно некачественное сырье. Дело в том, что разброс характеристик у материала огромен, а отличить стандартный продукт от отходов на глаз не сможет и профессионал.

Характеристики

Российский ГОСТ предусматривает выпуск самых разных видов фибробетона. Химический и фракционный состав смеси прямо влияют на ее практические параметры. Так, добавление стекловолокна обеспечивает:

  • удельную массу от 1700 до 2250 кг на 1 куб. м;
  • теплопроводность не ниже 0,52 и не выше 0,75 Вт/см2 х°С;
  • прочность при изгибающем растяжении – 210–320 кг на 1 кв. см.

Эти свойства позволяют сократить толщину изготавливаемых конструкций и ощутимо понизить ее массу. А сочетание уменьшенной нагрузки с экологической безопасностью значительно расширяет пространство применения изделий. Наибольшую популярность фибробетон имеет там, где требуется минимальный риск возникновения трещин и отличное сопротивление ударам. Для напольных покрытий трудно найти лучшее решение. Малый вес фибробетонных блоков упрощает их использование и для отделки зданий декоративными элементами различного вида.

Пропорции смеси на основе полистирола зависят от необходимой плотности. Так, если она составляет 200 кг на 1 куб. м, понадобится 100 л, 200 кг самого цемента и 0,84 куб. м раскрошенного полистирола. Количество крошки при увеличении плотности меняться не будет, только добавляется дополнительная вода и вяжущее вещество. Полученная смесь отлично подойдет и для заливки пола, и для использования внутри опалубки.

Подробнее ознакомиться с процессом производства изделий из фибробетона вы сможете, посмотрев следующее видео.

Обзор производителей

Производство фибробетона налажено в России на довольно высоком уровне. Нет никаких веских причин, чтобы предпочитать импортную продукцию. Отличный результат приносит использование смесей марки «3ДБетон», также специалисты рекомендуют ориентироваться на бренды «РОСПАН» и LTM. Благодаря современному оборудованию и новейшим технологическим приемам удается соответствовать той планке, которую на мировом рынке задают японские концерны. Выбор между производителями можно делать, отталкиваясь всего лишь от логистики, потому что практического различия между их товарами обнаружить не удается.

Как выбрать?

Гораздо важнее, нежели надписи на этикетке, будут видовой состав и концентрация добавляемой фибры. Так, если требуется добиться наивысшей прочности, рекомендуется покупать бетон, куда ввели металлическую фибру в смеси со стекловолокном. Тогда можно будет ограничиться минимально возможной толщиной стен, а значит, облегчить фундаментные работы и удешевить их. Описанная рецептура также позволяет фибробетону:

  • оставаться прочным под разрывающей нагрузкой;
  • сохранять свои ценные качества под действием различных веществ и погодных условий;
  • не терять полезности при высокой температуре воздуха и при сильном нагреве самого камня;
  • многократно переживать заморозку и разморозку без ущерба для характеристик.

Подобный композит способен выдержать даже нагрузку, возникающую при движении железнодорожного транспорта, при взлете и посадке летательных аппаратов. Стеклянная фибра позволяет использовать бетонную смесь для покрытия фасадов, для отделки производственных построек, неспособной вбирать грязь и легко отмывающейся при засорении. Стальная начинка применяется, если нужно оформить полы крытых и площадки открытых автостоянок, покрытие дороги, упрочненный фундамент. Из такого фибробетона можно построить также второстепенные гидротехнические комплексы, бетонные резервуары.

Смеси на основе полипропилена рекомендуется применять в получении пеноблоков, пористого композита и незначительных по площади построек. Благодаря разнообразному цветовому спектру фибробетона потребители могут выбрать какой угодно внешний вид его – даже идеальную имитацию природного камня. Если нужно изготавливать текстильбетон, иногда применяют вискозу и хлопок.

Важно: фибробетон стоит дороже простого раствора, потому придется максимально тщательно рассчитывать потребность в нем и очень точно выбирать подходящий вид смеси. Не менее значимы сведения о качественных характеристиках сырья: опытные покупатели всегда требуют предоставлять документы о лабораторных проверках.

Варианты использования

Изготовление фибробетона для гидротехнических сооружений оправдано потому что более высокий модуль упругости, крепость на сжатие и растяжение позволяют уменьшить напряжения в слое облицовки.

По данным лабораторного тестирования, на практические свойства влияют не только вид примененной фибры, но и длина волокон, их диаметр. Максимально улучшить механические свойства помогает дисперсное армирование.

Получение фибробетона своими руками требует использовать как бетономешалку, так и дробильное устройство. Добавление песка и цемента сразу после измельчения (а не при размешивании) способствует достижению максимальной однородности смеси.

Ручное изготовление фибробетона означает, что необходимо тщательно контролировать отсутствие чрезмерной концентрации фибры в отдельных местах. Само это затягивает процесс на 30% как минимум по сравнению с механизированным процессом. Но если соблюдать все технологические нормы, можно гарантировать соответствие тем же характеристикам, что и при серийном производстве. Из фибробетона делается даже мебель – каменные столешницы, раковины и другие изделия. Разработчики и дизайнеры умеют создавать на основе этого материала действительно впечатляющую продукцию.

Красивые примеры в интерьере и экстерьере

Вот так может выглядеть отделка внутренней части квартиры при помощи фибробетона. Сначала она кажется серой и невзрачной, но стоит присмотреться, как становится понятно – в этом есть своя особенная прелесть.

Можно и не выбирать столь темный сюжет, ничуть не хуже проявляют себя фактурные плитки светлых тонов с интересным продуманным орнаментом.

Стеклофибробетон отлично выглядит даже снаружи зданий – вот на этом фасаде он смотрится именно так, как натуральная лепнина классического образца.

При желании можно заказать и одноцветную стену, украшение которой обеспечивается только за счет рельефа поверхности.

Арки и колонны, встречающиеся в оформлении фасадов зданий, являются наиболее сложными разновидностями декора. Но фибробетон не только упрощает их создание, он еще и гарантирует прочность, длительную службу. Из того же материала, кстати, неплохо получаются и надежные декоративные перила. На основе фибробетонных смесей можно создать и обильный растительный декор, соответствующий стилю рококо. Устойчивость к влаге и механическому разрушению позволит вам долго наслаждаться дизайнерскими достижениями.

Фибробетон. Состав и виды фибры.Применение и плюсы.Особенности

Фибробетон – это цементный бетон, дополнительно армированный фиброволокном, что увеличивает его устойчивость к растрескиванию. Он применяется для монолитного строительства, изготовления железобетонных конструкций, тоннелей, дамб и других ответственных сооружений.

Из чего состоит фибробетон
При производстве фибробетона смешиваются:
  • Цемент.
  • Фибра.
  • Вода.
  • Песок.
  • Щебень.
  • Пластификаторы.

Фактическое отличие фибробетона от обычного бетона заключается только в присутствии фибры. В зависимости от ее технических характеристик это позволяет увеличить прочность материала на 30%, иногда и больше. Такой бетон отличается более высокой стойкостью к физическим нагрузкам и гораздо реже подвергается растрескиванию.

Соотношение компонентов фибробетона строго регламентировано в зависимости от назначения материала. Это обусловлено снижением качества бетона как при малом, так и при чрезмерном включении фибры. Ее недостаток уменьшает механическую прочность, а избыток усложняет удобоукладываемость раствора. Для решения последней проблемы требуется увеличение соотношения воды и цемента для обеспечения более правильного ориентирования волокон в растворе. Это сопровождается более высокой усадкой при высыхании, чем наблюдается при применении обычного бетона.

Фибробетон является не единственным материалом, в качестве армирующей добавки в котором применяется фибра. Также существует фиброгазобетон и фибропенобетон. Это легкие пористые бетоны, содержащие микрополости, что обеспечивает их высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные качества. При этом пористая структура снижает фактическую прочность, что частично компенсируется добавлением фибры.

Особенности включения фибры при приготовлении бетона

При самостоятельном изготовлении фибробетона требуется обязательное использование бетономешалки. При ручном замешивании сложно добиться качественного распределения армирующих волокон по всей массе. Изначально рекомендуется закладывание в бетономешалку песка, отсева, щебня или других наполнителей. Далее засыпается фибра. После начала перемешивания наполнителей она распределяется равномерно. При этом вода не добавляется, чтобы армирующие волокна не слипались между собой в комок. После тщательного перемешивания выполняется добавление цемента и воды. Также могут включаться пластификаторы и прочие химические добавки. К примеру, для повышения морозоустойчивости бетона.

Виды фибры для добавления в бетон

Под понятием фибра подразумевается несколько разновидностей армирующих добавок, применяемых для укрепления композитного бетона.

Существующие строительные нормы, а также государственные стандарты, позволяют использование следующих разновидностей фибры:
Фибра из стали

Данная добавка представляет собой короткие тонкие металлические стержни из проволоки длиной 10-50 мм. Для лучшего сцепления с бетоном они имеют характерные загибы по краям или волнообразную форму. Для их изготовления применяются протяжные станки, придающие проволоке характерные изгибы, и разделяющие ее на короткие волокна. Более редким способом производства является разрезка стальной фольги на соломку.

Фибробетон армированный стальными вставками применяется приоритетно для строительства промышленных объектов. Именно данный материал начали производить первым. Еще в начале 20-го века. Он очень прочный, но уступает прочим разновидностям фибры по ряду технических параметров.

В первую очередь использование стальных стержней значительно повышает себестоимость производства фибробетона. Кроме этого армирующие волокна имеют низкую устойчивость к коррозии. При содержании бетонной конструкции в сырости, ее внутреннее наполнение постепенно ржавеет, поддается разрушению. Также недостатком считается низкое сцепление стальной проволоки с бетонным основанием. Она удерживается в толще материала только за счет нескольких точек фиксации на изгибах.

Базальтовая фибра

Это минеральное фиброволокно неорганического происхождения. Оно получается путем расплавления вулканического базальта. Технология производства подобна получению стекла из кварцевого песка. Применение волокон из базальта обеспечивает существенное увеличение стойкости бетона к механическим нагрузкам, и полностью исключает коррозию армирующей добавки. Материал нормально переносит щелочную и кислотную среду, он не горит. Несмотря на внешнюю легкость, фибра из базальта способна увеличить крепость бетона к растрескиванию в 3 раза.

Фибробетон с базальтовыми волокнами может применяться для изготовления конструкций и сооружений, эксплуатируемых во влажной среде. Примером этого являются котлованы фонтанов и бассейнов, дорожные плиты, уличные и речные скульптуры.

Фибра из стекловолокна

Данный материал имеет внешнее сходство с базальтовой фиброй, но имеет белый цвет. Он получается путем расплавления и вытягивания волокна со стеклянной массы. Технические параметры стекловолокна напрямую зависят от технологий его производства, а также химического состава стекла. Фибра из стекловолокна представляет собой пучки ниток. Их длина строго регламентируется в зависимости от марки бетона, в которую планируется добавление.

Фибра из углеродного волокна

Данный материал отличается от базальтового волокна и стекловолокна черным цветом. Он также выглядит как короткие пучки нитей. Данное вещество получается путем термической обработки углеродного сырья. Углеволокно имеет очень высокие показатели механической прочности. Оно практически не растягивается, имеет нейтральную химическую реакцию с кислотной средой, обладает высокой адгезией к бетону. Фибра не подвержена коррозии, не горит, сохраняет свои свойства при заморозке и сильном нагреве. Единственный недостаток углеволоконной фибры в ее стоимости, что вызвано дороговизной производства.

Полипропиленовая фибра

Фибра из полипропилена имеет белый цвет, поэтому очень похожа на стекловолокно. Она состоит из волокон толщиной всего 0,02–0,038 мм. Они получаются в результате скручивания полипропиленовой пленки. При попадании в раствор пленка разматывается, создавая сетчатую структуру. Это увеличивает связку с армированной массой.

В отличие от прочих разновидностей фибры, полипропиленовое волокно имеет достаточно много недостатков. В первую очередь оно менее устойчивое к растяжению и сжатию. Такая армировка плохо переносит повышение температуры. Для производства полипропиленовой фибры применяется вторсырье, поэтому зачастую уровень ее прочности отличается в зависимости от партии поставляемого сырья.

Целлюлозная фибра

Для изготовления целлюлозной фибры применяется специальный углеводородный полимер. Для него не страшен контакт с кислотами и другими химическими веществами. Армировка данным материалом позволяет выдавливать избыточную влагу из внутренних слоев бетона на его поверхность.

Преимущества использования фибробетона
Применение фибробетона в строительстве имеет целый ряд достоинств:
  • Уменьшение затрат на стеклопластиковую или металлическую арматуру.
  • Снижение расхода бетона.
  • Повышенная адгезия поверхности.
  • Увеличение прочности.

Благодаря тому, что фибробетон содержит мелкие армирующие частицы, он меньше растрескивается, обладает высокой механической устойчивостью к разлому, растяжению. Эти качества позволяют снизить затраты на количество применяемой в толще фибробетона арматуры. В тех же случаях, где обычно применяется чистый бетон без вставок, использование вместо него фибробетона дает возможность обойтись меньшим слоем материала.

Зачастую изделия из фибробетона имеют слегка шероховатую поверхность, поэтому обладают более высокой адгезией. К ним лучше прилипают штукатурные составы, клеи.

Фибробетон полностью лишен недостатков. Включение фибры не влечет никаких негативных последствий для бетона, кроме небольшого увеличения его себестоимости.

Сфера применения

Фибробетонные конструкции имеют очень широкое назначение. При этом сфера применения материала зависит от используемой в нем фибры.

Фибробетон со стальными волокнами применяются для заливки:
  • Фундаментов.
  • Тоннелей.
  • Черновой стяжки.
  • Каналов водоотвода.
  • Колец для колодцев.
  • Бордюров.
  • Тротуарной плитки.
Бетонная масса со стекловолокном применяется для устройства:
  • Декоративных изделий.
  • Бетонных заборов.
  • Гидроизоляция.
  • Фасадной отделки.
Бетон с базальтовым волокном используется для строительства:
  • Межэтажных перекрытий.
  • Фундаментов.
  • Автомобильных дорог.
  • Железобетонных конструкций.
Фибра из полипропилена добавляется в бетон для строительства:
Покупка фибробетона

Добавление фибры в бетон стало распространенной практикой, особенно если это касается включения стекольных, углеродных и базальтовых волокон. Практически все бетонные заводы предлагают в продаже готовый фибробетон. Также его можно найти в каждом строительном магазине в виде сухой смеси, предлагаемой в мешках 25 и 30 кг. Зачастую на лицевой части этикетки товара не присутствует информация о присутствие в составе фибры, поскольку ее наличие является нормой и не может считаться выдающимся преимуществом товара. Почти все сухие бетонные смеси для стяжки полов содержат фибру, ее можно встретить даже в кладочных смесях.

Похожие темы:

что это такое, состав фибробетона, характеристики, применение

Фибробетон – это бетонная смесь с добавлением металлических или неметаллических волокон, обеспечивающих объемное армирование. В затвердевшем виде в разрезе такой бетон имеет структуру, пронизанную тонкими волокнами, располагаемыми во всех направлениях. Усиление конструкций фиброй является, как правило, вспомогательным мероприятием, дополняющим традиционное армирование стальными или полимерными композитными стержнями. Вид фибры оказывает влияние на эксплуатационные характеристики готового продукта.


Характеристики стальных волокон

Наиболее популярной является стальная фибра, в качестве которой выступают отрезки стальной проволоки диаметром 0,1-0,5 мм, длиной 10-50 мм. Они обеспечивают строительному материалу повышенные:

  • прочность на растяжение и разрыв;
  • устойчивость к усадке;
  • водонепроницаемость;
  • морозостойкость;
  • жаропрочность.

Бетон со стальной фиброй востребован при строительстве каркасов зданий, монолитных железобетонных конструкций, при устройстве канализационных колодцев, резервуаров для очистки воды, плотин, полов объектов индустриального назначения, подвергаемых значительным нагрузкам.

Разновидности неметаллических фиброволокон

Популярными являются стекловолокна, обеспечивающие высокий модуль упругости. Для таких стройматериалов характерна низкая стойкость к щелочным средам. Для устранения этого недостатка полученный продукт пропитывают полимерными составами, обеспечивающими химическую стойкость, или в процессе приготовления в бетон добавляют вещества, связывающие щелочи. Стеклофибробетон востребован для изготовления конструкций, к которым предъявляют повышенные требования по шумоизоляционным характеристикам, а также скамеек, козырьков, ограждений, декоративных малогабаритных изделий.

Прекрасные эксплуатационные характеристики бетону обеспечивают базальтовые и углеродные волокна. Однако из-за высокой стоимости их применение ограничено только строительством объектов, подвергаемых высоким нагрузкам: автостоянок, бетонных перекрытий, дорожных покрытий, дамб, резервуаров, ЖД конструкций.

Помимо перечисленных выше, применяют волокна:

  • полипропиленовые – для изготовления ячеистых бетонов, пеноблоков;
  • вискозные, хлопковые – востребованы в основном за рубежом при изготовлении текстильных бетонов;
  • полиэфирные, акриловые, нейлоновые, полиамидные.

Технология изготовления фибробетона

Процесс приготовления этого строительного материала мало отличается от производства обычной бетонной смеси.

Особенности:

  • Правильный подбор типа армирующего волокна. Зависит от планируемых эксплуатационных условий и свойств матрицы – исходного бетона.
  • Необходимость равномерного распределения фибры по объему продукта. Для этого перемешивание осуществляют дольше, по сравнению с классическим процессом.
  • Необходимость обеспечения устойчивости фибры (например, стекловолоконной) к щелочной среде путем проведения дополнительных технологических мероприятий.

Способы добавления фибры в бетонную смесь:

  • В цемент. Обеспечивает равномерное распределение усиливающих волокон в приготавливаемой смеси.
  • В бетономешалку. Оптимальный результат получают при увеличении длительности перемешивания на 15-30%.
  • На месте производства работ, в миксер бетоновоза. После добавления фибры в миксер процесс перемешивания должен длиться не менее 5-10 минут.


Объемное армирование фиброволокнами – перспективное направление в получении прочных строительных материалов, соответствующих эксплуатационному назначению.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

состав, характеристики и технология изготовления

Дата: 30 декабря 2018

Просмотров: 6079

Коментариев: 0

Требования к прочности конструкций способствовали появлению нового направления строительной отрасли. Возникла потребность в применении композиционных материалов с равномерно распределенной в массиве фибровой арматурой. Фибробетон отличается от традиционно используемого бетона специальными волокнами, выполняющими роль арматуры.

Использование металлических и синтетических армирующих элементов одинаковой длины, сечения значительно повышает прочность бетонного массива, применяемого при возведении объекта. Эффект достигается за счёт компенсации недостатков традиционного состава, который отличался пониженной сопротивляемостью к воздействию растягивающих усилий, повышенной хрупкостью.

Производство фибробетона имеет много общего с изготовлением бетонного состава, включает стадию подготовки ингредиентов с дальнейшим смешиванием. Специфика технологии повышает прочность фибробетона, который по главным показателям превосходит бетон.

В данной статье рассмотрим, что такое фибробетон. Остановимся подробно на составе, характеристиках, области применения, преимуществах и недостатках, технологии изготовления бетонного композита.

На рынке стройматериалов предлагают новый материал – фибробетон

Особенности

Знаете ли вы, что такое фибробетон, каковы его особенности? Материал – разновидность бетона, в массиве которого присутствует фибра. Бетонный состав отличается уменьшенной зернистостью, равномерным распределением следующих видов наполнителя:

  • металлических элементов, произведенных из стальной проволоки, отличающейся размерами, конфигурацией;
  • синтетической арматуры из базальта, стекла, акрила, асбеста, полиамида.

По степени популярности лидируют стальные волокна, выполненные из одинаковых фрагментов проволоки длиной 10-50 мм, диаметром до 0,5 мм. Повышенные характеристики обеспечивает композиту введение стекловолокна. Растет популярность полипропиленовых наполнителей.

Введение различных волокон позволяет улучшить следующие свойства материала:

  • Прочностные характеристики.
  • Стойкость к растягивающим нагрузкам.
  • Устойчивость к появлению трещин.

Строители комбинируют и одновременно со стальной фиброй вводят в массив хлопковые нити, вискозу, нейлон, что усиливает эффект армирования и придает материалу комплекс дополнительных свойств, снижает себестоимость изготовления.

Свойства бетона зависят в первую очередь от используемого стройматериала в производстве

Состав и концентрация вводимой в бетон фибры определяет прочностные характеристики массива. Популярны в строительстве фибробетоны, классифицируемые от В20 до В25. Повышение прочностных характеристик массива обеспечивает одновременное введение металлической фибры со стекловолоконным наполнителем.

Отличительные характеристики

Понимая, что такое фибробетон, и каковы его характеристики, можно выбрать композит для выполнения поставленных строительных задач. Использование композиционного материала позволяет возводить строительные объекты, обладающие повышенной прочностью при уменьшенной толщине стен. Строители подтверждают, что это уменьшает затраты, связанные с возведением объекта.

Используемая при изготовлении бетона рецептура, применяемый тип фибры определяет эксплуатационные характеристики массива, отличительными свойствами которого являются:

  • способность сохранять прочность под воздействием разрывающих усилий;
  • устойчивость к воздействию атмосферных факторов, агрессивным реагентам;
  • способность воспринимать перепады температуры, связанные с многократными циклами замораживания и оттаивания;
  • стойкость к воздействию прямого нагрева, повышенной температуре, способствующая увеличению пожарной прочности конструкций;

Наиболее примечательные его качества – длительный срок эксплуатации, плотность и стойкость к износу

  • повышенные упругие характеристики;
  • сохранение первоначального объема, позволяющего избежать нежелательной усадки;
  • устойчивость к воздействию механических истирающих усилий, образованию трещин;
  • способность противодействовать проникновению воды вглубь массива;
  • повышенный коэффициент пластичности, значительная ударная прочность.

Комплекс положительных характеристик обеспечивает возможность использования материала в различных областях.

Сфера использования

Область применения армированного фиброй композита отличается в зависимости от особенностей наполнителя.

Усиленный стальной фиброй композит применяется для сооружения:

  • Железнодорожных шпал, оснований зданий, покрытий мостов, волнорезов.
  • Транспортных тоннелей и полов, способных выдерживать значительные усилия.
  • Тротуарного, дорожного покрытия, оснований аэродромов.
  • Декоративной плитки, бордюров.
  • Монолитных конструкций, каркасов зданий.
  • Подземных водоотводящих магистралей, специальных коммуникационных колодцев, гидротехнических сооружений, водоочистных конструкций.

Он позволяет получать прочные и относительно легкие архитектурные элементы любой конфигурации

Бетон с добавлением стеклянной фибры отличается сферой использования. Он незаменим для следующих целей:

  • изготовления шумозащитных конструкций, устанавливаемых вдоль интенсивных магистралей;
  • гидроизоляционной защиты водоочистных сооружений;
  • производства декоративных отделочных изделий;
  • отделки фасадов жилых зданий;
  • отделки помещений производственного назначения, которые не впитывают грязь, легко моются;
  • изготовления декоративных элементов, применяемых при решении задач, связанных с ландшафтным дизайном, ограждений, козырьков.

Композит на фибровой основе востребован при выполнении строительных мероприятий. На его основе возводятся конструкции из бетона, воспринимающие значительные усилия:

  • Основания стоянок автомобильного транспорта, дорожные покрытия, усиленные фундаменты ответственных объектов.
  • Сооружения гидротехнического назначения, бетонные емкости, объекты железнодорожной сферы.

Применение полипропиленового наполнителя обеспечивает возможность использования композитного бетона при изготовлении:

  • пеноблочных изделий;
  • пористых бетонных композитов;
  • малогабаритных сооружений.

Цветовая гамма фибробетона очень широка, что позволяет создавать конструкции, полностью имитирующие натуральный камень

Использование волокон вискозы, добавление хлопка имеет ограниченное применение при изготовлении текстильбетона.

Достоинства и недостатки

Не все еще знакомы с перспективным строительным материалом, которым является наполненный волокнами композит. Застройщики часто задают вопросы, что такое фибробетон, каковы его достоинства, насколько серьезны недостатки?

Специалисты подтверждают, что это материал с высокими эксплуатационными свойствами, превосходящий по ресурсу эксплуатации, прочностным характеристикам и качеству традиционный бетон. Продукция из бетона, наполненного металлическими и синтетическими волокнами, отличается повышенной устойчивостью к воздействию разрывных усилий, растяжению, устойчива к воздействию агрессивных сред, механическим воздействиям.

Рассмотрим преимущества фибробетона, основными из которых являются:

  • Уменьшение сметных расходов на выполнение строительных мероприятий. Применение волокон в качестве армирующих элементов позволяет отказаться от использования металлических сеток, стальных каркасов, что уменьшает трудозатраты, сокращает время выполнения работ.
  • Повышенная прочность изделий, которые не подвержены сколам. Фактор связан с однородным распределением волокон в массиве бетона. Использование стандартной арматуры не позволяет обеспечить аналогичные прочностные характеристики и целостность бетонного состава.

Фибробетон – это мелкозернистый материал, одним из составляющих которого является армирующий наполнитель

  • Стойкость к температурным перепадам, которая актуальна при выполнении строительных мероприятий в условиях северных районов.
  • Устойчивость к воздействию открытого огня, непроницаемость водой обеспечивают возможность использовать состав для специальных технологических целей, решения гидротехнических задач.
  • Ускоренные темпы возведения зданий за счёт использования легких композитных бетонов, обладающих небольшой массой.
  • Уменьшение расхода бетонного состава, связанное с введением фибры в качестве наполнителя. Возможность уменьшения толщины строительных конструкций с сохранением прочности.
  • Повышенный, по сравнению с бетоном, в десятки раз срок эксплуатации фибробетонных конструкций, обладающих значительной твердостью.

Обладая комплексом положительных свойств, материал имеет единственный недостаток, связанный с повышенной стоимостью фибробетонного состава. Производство фибробетона характеризуется необходимостью дополнительных затрат, связанных с приобретением сырья. Это компенсируется улучшенными эксплуатационными характеристиками композита, длительным ресурсом эксплуатации, механической стойкостью.

Как изготавливают композит?

Основными факторами, влияющими на эффективность технологического процесса, качество продукции, являются:

  • Правильный подбор технологии, учитывающий особенности используемых волокон, требуемые эксплуатационные характеристики.

Фибробетон может быть приготовлен как по стандартной промышленной технологии, так и своими руками

  • Использование проверенной рецептуры.
  • Тщательное смешивание состава, введение специальных пластификаторов для обеспечения однородности распределения волокон в массиве.

Узнав, что такое фибробетон, неизбежно следует ознакомиться с процессом приготовления состава, формирование которого осуществляется по двум методикам:

  • путем добавления волокон фибры в цементно-песчаную сухую смесь и эффективного перемешивания состава с последующим добавлением воды. Процесс отличается простотой, не требует привлечения дополнительных рабочих;
  • методом ведения фиброволокон в предварительно подготовленный, перемешанный с водой раствор цемента и песка. Способ позволяет обеспечить повышенную прочность композита, сократить продолжительность цикла изготовления.

Независимо от выбранного способа с целью получения качественной продукции необходим обязательный контроль качества в процессе изготовления. Правильно подобранная рецептура, введение компонентов в необходимых соотношениях, соблюдение технологии – определяющие факторы, характеризующие качество фибробетона.

Количество вводимой фибры зависит от требований, предъявляемых к композиту. В зависимости от вида волокон, на 1 кубический метр бетонного раствора вводится от 300 грамм до 25 кг фибры. Состав основных видов фибробетона предусматривает введение до 1,5 кг волокон, входной контроль качества которых обязателен.

Качественная оценка сырья осуществляется в лабораторных условиях предприятия-изготовителя фибробетона. Немаловажен при лабораторном контроле и изготовлении контроль влажности синтетической фибры. Это определяет адгезию волокон с бетонным массивом, прочностные характеристики композита.

Самостоятельное изготовление бетонного массива возможно с использованием измельчителя для дробления компонентов и бетономешалки для смешивания состава.

Заключение

Ознакомившись с материалом статьи, получив информацию о том, что такое фибробетон, можно уверенно утверждать, что наполненный волокнами композит – перспективный строительный материал, обладающий множеством достоинств. Производство фибробетона не требует специального оборудования, что позволяет композиту успешно конкурировать с другими видами бетонов.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

состав, характеристики и технология изготовления

В строительной отрасли внедряются прогрессивные технологии и используются новые материалы. Один из них – фибробетон. Не все знают, что это композит, отличающийся от бетона повышенной прочностью. Материал содержат специальные волокна, которые пропорционально распределены в бетонном массиве, выполняя функцию арматуры. Применение фибры стандартных размеров, изготовленной из металла или синтетических материалов, существенно повышает прочностные характеристики. Разберемся, что такое фибробетон. Остановимся на свойствах материала, технологии изготовления.

Что такое фибробетон

На вопрос, что такое фибробетон, многие затрудняются дать правильный ответ. Что это такое? Материал является разновидностью традиционного бетона, усиленного путем добавления в бетонную смесь фибры. Для бетонного состава характерна пониженная зернистость, а также равномерная концентрация в массиве различных видов армирующих элементов:

  • металлического наполнителя в виде стальной проволоки, которая может иметь разную конфигурацию и размеры;
  • синтетической фибры, изготовленной из базальтового волокна, стеклянных нитей, асбеста, полиамидного наполнителя или акрила.

Обеспечение повышенных прочностных характеристик достигается путем введения в состав металлических волокон. Их диаметр не превышает полмиллиметра, а длина элементов составляет от 1 до 5 см. Стальная проволока – наиболее популярная разновидность наполнителя. Одновременно с ней растет популярность стеклянных волокон и различных наполнителей на основе полипропилена.

На рынке стройматериалов предлагают новый материал – фибробетон

Насыщение бетонного массива наполнителем улучшает эксплуатационные характеристики композита:

  • прочностные свойства;
  • устойчивость к воздействию растягивающих усилий;
  • стойкость к образованию трещин.

Технология изготовление стройматериала позволяет одновременно использовать различные виды фибры:

  • вискозное волокно;
  • нейлоновые материалы;
  • хлопчатобумажные нити.

Они повышают эффективность армирования, позволяют достичь новых характеристик без увеличения себестоимости производства. Тип применяемых волокон и их концентрация влияют на прочность бетона. В строительной отрасли распространен фибробетон с маркировкой В25. Увеличенный запас прочности достигается путем смешивания стальной проволоки со стеклянными волокнами.

Эксплуатационные свойства материала

Выбирая композит для решения специальных задач в строительной сфере важно разбираться, что такое фибробетон, какие свойства для него характерны. Повышенные прочностные характеристики композитного бетона обеспечивают возможность возведения из него зданий, которые имеют повышенную устойчивость при пониженной толщине капитальных стен. Специалисты уверены, что это снижает объем расходов на постройку объекта. Проверенная на практике рецептура применяется при изготовлении бетонного композита. Вид используемой фибры влияет на эксплуатационные свойства.

Эти волокна исполняют роль арматуры, которая применяется с целью повышения прочности бетонного раствора

Главные характеристики композитного бетона:

  • способность массива сохранять целостность под влиянием значительных растягивающих нагрузок;
  • нейтральность к воздействию агрессивных веществ, стойкость к влиянию природных факторов;
  • морозостойкость с сохранением структуры массива при многократных и резких колебаниях температуры;
  • устойчивость к интенсивному нагреву, обусловленному воздействием высокой температуры и открытого огня;
  • сохранение исходного объема массива, после набора твердости не вызывающего усадку;
  • стойкость к абразивному износу, истиранию, растрескиванию, воздействию крутящих моментов;
  • влагостойкость, обусловленная своеобразной структурой, которая затрудняет проникновение влаги вглубь композита;
  • увеличенная пластичность бетонного массива, повышенная прочность к воздействию ударных нагрузок.

Благодаря указанным свойствам, материал применяется для решения широкого круга задач в строительной отрасли.

Область применения

Введение в бетон различных типов фибры позволяет изменить свойства материала, который может использоваться для решения различных задач.

Бетон с фиброволокном является лучшим материалом для решения многих строительно-ремонтных задач

Введение стальной проволоки позволяет значительно повысить прочность бетона, который используется для строительства:

  • фундаментов строений, волнорезов, дорожных покрытий и шпал для железнодорожных путей;
  • тоннелей и бетонных оснований, которые способны воспринимать значительные нагрузки;
  • пешеходных дорожек, покрытий мостов и взлетных полос с повышенной несущей способностью;
  • бордюров для автодорог, а также декоративной плитки и изделий для ландшафтного дизайна;
  • строений из монолитного железобетона и несущих значительную нагрузку каркасов многоэтажных зданий;
  • объектов гидротехнического назначения, водоочистных станций, специальных колодцев и подземных магистралей.

Сфера использования усиленного бетона, в массиве которого содержится стеклянная фибра, отличается. Он используется для решения следующих задач:

  • изготовления шумоизоляционных щитов, которые монтируются вдоль автомобильных магистралей;
  • обеспечения повышенной гидроизоляции бетонных емкостей на объектах, осуществляющих водоочистку;
  • фасадной отделки зданий жилого и производственного назначения, обладающей повышенной прочностью;
  • производства различных видов отделочной продукции, предназначенной для декорирования;
  • формирования влагостойкой основы для коммерческих, производственных и общественных помещений;
  • изготовления прочных элементов декора, используемых оформителями в ландшафтном дизайне.

Фибробетон с добавлением базальтовых волокон также популярен в строительной сфере.

Он применяется в конструкциях, на которые оказывается сильное давление со стороны окружающей среды

Он способен воспринимать значительные нагрузки и используется для следующих целей:

  • сооружения автостоянок, укрепленных фундаментов, а также покрытий автомагистралей;
  • постройки гидротехнических объектов, бетонных резервуаров для хранения жидкостей.

Полипропилен также используется в качестве наполнителя. Бетонная смесь с добавлением полипропилена применяется при производстве:

  • вспененных блоков;
  • ячеистых бетонов;
  • малогабаритных построек.

Реже применяется вискоза и хлопок, область использования которых ограничена.

Плюсы и минусы фибробетона

Фибробетон является довольно новым и перспективным стройматериалом. Вполне закономерно, что не все застройщики имеют представления, что такое фибробетон. Планируя использовать его для строительства, полезно узнать о преимуществах и слабых сторонах фиброволоконного композита. Материал, усиленный стальной проволокой или синтетическими нитями, отличается повышенными эксплуатационными характеристиками.

На практике этот бетон обрел большую популярность благодаря низкому показателю хрупкости

Рассмотрим главные достоинства армированного композита:

  • снижение уровня затрат на производство строительных работ. При укреплении бетона фиброволокнами отпадает необходимость применения стальных сеток, арматурных каркасов, что снижает трудоемкость, сокращает продолжительность строительных работ;
  • повышенные прочностные характеристики продукции, которая не растрескивается. Устойчивость к сколам связана с равномерным расположением фибры в бетонном массиве. При стандартном усилении бетона арматурой проблематично достигнуть аналогичной прочности;
  • устойчивость к резким колебаниям температуры. Влага не может проникнуть в армированный фиброй бетон. Он сохраняет целостность массива при резком охлаждении и дальнейшем оттаивании;
  • пожаробезопасность. Усиленные фиброволокнами композиты воспринимают воздействие повышенной температуры и открытого огня без нарушения структуры массива и образования трещин;
  • небольшой вес. Легкие фибробетонные блоки несложно доставить на строительную площадку. Кладка осуществляется ускоренными темпами, что позволяет оперативно ввести объект в эксплуатацию;
  • снижение потребности в стройматериалах. Оно связано с добавлением в смесь усиленного фиброй наполнителя. Повышенная прочность массива позволяет уменьшить толщину стен, сохранив при этом их устойчивость;
  • увеличенный ресурс эксплуатации. Усиленный композит превосходит стандартный бетон по долговечности, сохраняя эксплуатационные характеристики на протяжении длительного времени.

На фоне множества достоинств материала, имеющийся недостаток кажется несущественным. Минус – увеличенная цена фибробетона. Осуществляя производство фибробетона, приходится приобретать дорогостоящее сырье, нести дополнительные расходы. Однако в результате повышенных затрат материал приобретает уникальные эксплуатационные свойства, механическую прочность и долговечность.

Фибробетон обладает множеством положительных свойств

Производство фибробетона – технология, состав и рецептура

Технология, обеспечивающая производство фибробетона, имеет свои особенности. Ее эффективность зависит от ряда факторов:

  • подбора определенных видов волокон в зависимости от требуемых эксплуатационных свойств композита;
  • равномерности перемешивания ингредиентов и введения модификаторов для обеспечения однородной структуры массива;
  • особенностей применяемой рецептуры, в том числе одновременного использования различных видов фибры.

Важно правильно подготовить композитный состав, используя проверенные методы:

  • введение фиброволокон в сухую смесь из песка и цемента с последующим смешиванием ингредиентов и добавлением воды. Отличие способа – простота, а также отсутствие необходимости привлечения дополнительной рабочей силы;
  • добавление волокон фибры в готовую перемешанную смесь из цемента, воды и песка. Метод позволяет повысить прочностные характеристики композита, сократить производственный цикл изготовления.
Процесс изготовления требует применения бетономешалки и дробилки

На прочность и свойства бетонного композита влияют следующие факторы:

  • состав применяемых материалов;
  • правильно выбранная рецептура;
  • соблюдение технологического процесса.

В зависимости от требуемых свойств композита изменяется концентрация вводимых фиброволокон. Доля волокон в общем объеме варьируется от 0,5 кг до 20 кг в зависимости от их типа. Наиболее распространенные марки фибробетона содержат до 2 кг фибры. Оценка качества сырья производится лабораторным методом.

Она включает:

  • входной контроль применяемых материалов;
  • проверку влажности синтетического наполнителя.

Использование качественного сырья улучшает адгезию фибры, положительно влияет на прочность бетона. Технология позволяет в бытовых условиях самостоятельно подготовить усиленный фибробетонный состав. Для этого потребуется бетоносмеситель и дробилка для измельчения наполнителя.

Подводим итоги

Изучив, что такое фибробетон, можно сделать вывод, что армированный фиброй композит является перспективным стройматериалом. Он обладает комплексом неоспоримых преимуществ, позволяет решать множество серьезных задач в строительной отрасли. Уникальные свойства армированного бетона по достоинству оценили профессиональные строители и частные застройщики. Характеристики композита, усиленного металлической проволокой или синтетической фиброй, позволяют ему уверенно конкурировать со стандартными марками бетона.

Что такое фибробетон: характеристики, преимущества, применение

Для того чтобы снизить ударную вязкость бетона (способность материала поглощать механическую энергию) и повысить его трещиностойкость, были предприняты попытки улучшить прочность на растяжение всего объема бетонной массы, путем добавления дисперсных волокон (фибры) в смесь. Это и есть фибробетон. Повышенные характеристики трещиностойкости и возможность его «работы» при значительном раскрытии трещин являются основными отличительными особенностями фибробетона от железобетона. Вот почему в последние годы внимание специалистов привлекает вопрос о возведении сооружений с применением фибробетона.

В настоящее время фибра для бетона делится на две группы: металлическая и неметаллическая. Металлическая производится из стали, может иметь различную конфигурацию и размеры (ее диаметр может составлять от 0,1 – 0,5 мм, а длина 10 – 50 мм). Неметаллическая фибра может быть представлена волокнами следующих материалов: стекло, полиэтилен, хлопок, акрил, базальт, карбон и др.

Характеристики фибробетона

С точки зрения монтажа монолитных зданий, процесс конструирования является одним из наиболее долгих и трудозатратных процессов, но применение фибробетона помогает ускорить процесс возведения зданий, а также повысить их несущую способность и способность сооружений воспринимать динамические воздействия. Вот в чем и состоит основное преимущество фибробетона.

Рассмотрим отдельные свойства и характеристики различных видов фибры.

Стальная фибра – самый распространенный наполнитель. Он обладает повышенной прочностью к нагрузкам, не усаживается и не образует трещин во время службы. Кроме того, данный фибробетон со стальным наполнителем не теряет свойства под воздействием низких температур, влаги и огня.

Стекловолокно имеет высокий модуль упругости, что положительно влияет на такое свойство бетона, как пластичность. Однако оно неустойчиво к щелочной среде бетонной смеси, поэтому приходится пропитывать бетон полимерами и добавлять вещества, связывающие щелочи. В результате получается уникальный материал, обладающий высоким сопротивлением к ударам, температуре, истиранию, воздействию влаги и химических веществ.

Базальтовая фибра улучшает показатели ударной вязкости, трещинообразования и стойкости к деформациям.

Асбестовая фибра улучшает такие свойства как прочность, долговечность, стойкость к воздействию щелочей и высоких температур.

Синтетическая фибра (полиэтилен, полипропилен и другие синтетические волокна) повышает устойчивость бетона к растяжениям, воздействию химических веществ и значительно снижает его электропроводность. Кроме этого, фибра из синтетики заметно снижает вес бетонных конструкций.

Экспериментальное определение характеристик сталефибробетона

Интерес к новым видам бетона, в том числе и фибробетону, подтверждается тем, что и по сей день ведутся разработки новых видов и проводятся опыты по улучшению отдельных свойств бетона. Так, в результате испытаний, проведенных Московским государственным строительными университетом, было выявлено, что прочность фибробетона на растяжение с использованием стальной фибры повышается в 3,67…4,54 раза, а на сжатие до 20 % относительно базового класса бетона. Также было достигнуто увеличение воспринимаемых напряжений до момента трещинообразования в 2…3 раза.

Если сравнить эти данные с характеристиками железобетона, то очевидно, что прочности дисперсного бетона на растяжение недостаточно для возведения элементов несущего остова здания. Поэтому предложено использование сталефибробетонных конструкций с комбинированным видом армирования (стержневая арматура + фибра).

Применение фибробетона

Учитывая, что использование фиброволокна в качестве наполнителя повышает трещиностойкость бетона, то нельзя упустить возможность внедрения и использования технологически более эффективных конструктивных решений. Благодаря повышенным трещиностойкости, ударной прочности, вязкости разрушения, износостойкости, морозостойкости (СП 52-104-2006 «Сталефибробетонные конструкции») фибробетон часто используют в конструкциях, эксплуатируемых в экстремальных условиях:

  • резервуары; 
  • фундаменты под оборудование динамического и ударного действия; 
  • устройство бронированных и огнестойких перегородок в банковских хранилищах;
  • реакторные отделения атомных станций; 
  • здания в зонах с высокой сейсмической активностью.

В домостроении фибробетон применяют там, где характеристики обычного бетона не обеспечивают необходимые требования к конструкциям зданий. Часто фибробетон используют при строительных работах, в которых заложено условие по понижению веса здания. В отличие от обычного бетона, в основу которого необходимо закладывать армирующие элементы, фибробетон может быть использован в строительстве зданий с достаточно тонкими стенами, так как требуемый защитный слой фибробетона меньше чем у железобетона (10мм – фибробетон, 20мм – железобетон в закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности). Также данный материал применяют там, где следует предотвратить риски, связанные с появлением и последующим расширением трещин в конструкциях зданий. Успешно используется стеклофибробетон в качестве шумозащитных экранов, расположенных вдоль автомагистралей и железных дорог. Высокая химическая стойкость позволяет использовать его в качестве материала для водоотводных лотков, канализационных коллекторов и гидроизоляционных покрытий.

 

Фибробетон – это бетон, в котором по всей его структуре распределяются фиброволокна. Эти волокна применяется с целью повышения прочности бетона на растяжение. Фибробетонные вкрапления одинаковы по длине и толщине. Это позволяет равномерно распределить их во всей структуре бетона.

Главными особенностями данного материала являются: способность воспринимать динамические нагрузки, высокая скорость монтажа, морозостойкость и износостойкость, которые непосредственно связаны с его повышенной тещиностойкостью.

Учитывая вышеперечисленные технические характеристики фибробетона, неудивительно, что этот материал стал популярным на рынке. Он применяется в конструкциях, эксплуатируемых в условиях агрессивной окружающей среды. Эти конструкции могут быть как промышленного, так и бытового характера.

Очевидно, что варианты применения фибробетона различны, но не стоит останавливаться на достигнутом, ведь впереди человечество ждут новые открытия и, возможно, новые, более инновационные материалы, кроме уже открытых видов бетона.

Бетон, армированный волокном — типы, свойства и преимущества

Бетон, армированный волокном

, можно определить как композитный материал, состоящий из смесей цемента, строительного раствора или бетона и подходящих дискретных, однородно распределенных волокон. Фибробетоны бывают разных типов и свойств со многими преимуществами. Непрерывные сетки, тканые материалы и длинные проволоки или стержни не считаются отдельными волокнами.

Волокно — это небольшой кусок армирующего материала, обладающий определенными характеристическими свойствами.Они могут быть круглыми или плоскими. Волокно часто описывается удобным параметром, называемым «соотношение сторон». Форматное соотношение волокна — это отношение его длины к диаметру. Типичное соотношение сторон составляет от 30 до 150.

Фибробетон (FRC) — бетон, содержащий волокнистый материал, повышающий его структурную целостность. Он содержит короткие дискретные волокна, которые равномерно распределены и беспорядочно ориентированы. Волокна включают стальные волокна, стеклянные волокна, синтетические волокна и натуральные волокна.Внутри этих различных волокон характер бетона, армированного волокнами, изменяется в зависимости от бетона, волокнистых материалов, геометрии, распределения, ориентации и плотности.

Фиброармирование в основном используется в торкретбетоне, но может применяться и в обычном бетоне. Нормальный бетон, армированный волокном, в основном используется для наземных полов и тротуаров, но может применяться для широкого спектра строительных деталей (балки, плоскогубцы, фундаменты и т. Д.) Как отдельно, так и с арматурой, связанной вручную

Бетон, армированный волокнами (которые обычно представляют собой стальные, стеклянные или «пластиковые» волокна), дешевле, чем арматурный стержень, связанный вручную, но при этом многократно увеличивает предел прочности на разрыв.Форма, размер и длина волокна важны. Тонкое и короткое волокно, например стекловолокно с коротким ворсом, будет эффективным только в первые часы после заливки бетона (уменьшает растрескивание, пока бетон застывает), но не увеличивает прочность бетона на растяжение

Влияние волокон в бетоне

Волокна обычно используются в бетоне для предотвращения растрескивания при пластической усадке и растрескивании при усадке. Они также снижают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают утечку воды.Некоторые типы волокон обладают большей устойчивостью к ударам, истиранию и разрушению в бетоне. Как правило, волокна не повышают прочность бетона на изгиб, поэтому они не могут заменить сопротивляющуюся моменту или конструкционную стальную арматуру. Некоторые волокна снижают прочность бетона.

Количество волокон, добавленных в бетонную смесь, измеряется в процентах от общего объема композита (бетон и волокна), называемого объемной долей (V f ). V f обычно колеблется от 0.От 1 до 3%. Соотношение сторон (l / d) рассчитывается путем деления длины волокна (l) на его диаметр (d). Волокна с некруглым поперечным сечением используют эквивалентный диаметр для расчета соотношения сторон.

Если модуль упругости волокна выше, чем у матрицы (вяжущего для бетона или строительного раствора), они помогают выдерживать нагрузку за счет увеличения прочности материала на разрыв. Увеличение удлинения волокна обычно сегментирует прочность на изгиб и вязкость матрицы. Однако слишком длинные волокна имеют тенденцию «комковаться» в смеси и создавать проблемы обрабатываемости.

Некоторые недавние исследования показали, что использование волокон в бетоне имеет ограниченное влияние на ударопрочность бетонных материалов. Это открытие очень важно, поскольку традиционно люди думают, что пластичность увеличивается при армировании бетона волокнами. Результаты также показали, что микроволокна обладают лучшей ударопрочностью по сравнению с более длинными волокнами.

Необходимость фибробетона

  1. Повышает прочность бетона на разрыв.
  2. Уменьшает воздушные и водяные пустоты, присущую гелю.
  3. Повышает прочность бетона.
  4. Волокна, такие как графит и стекло, обладают отличным сопротивлением ползучести, в то время как для большинства смол это не так. Следовательно, ориентация и объем волокон имеют значительное влияние на характеристики ползучести арматурных стержней / арматуры .
  5. Сам по себе железобетон — это композитный материал, в котором арматура действует как укрепляющая фибра, а бетон — как матрица.Следовательно, крайне важно, чтобы поведение двух материалов при термических напряжениях было одинаковым, чтобы минимизировать дифференциальные деформации бетона и арматуры.
  6. Было признано, что добавление к бетону мелких, близко расположенных и равномерно распределенных волокон будет действовать как трещиноизоляция и существенно улучшит его статические и динамические свойства.

Факторы, влияющие на свойства бетона, армированного волокнами

Бетон, армированный волокном, представляет собой композитный материал, содержащий волокна в цементной матрице в упорядоченном или случайном порядке.Его свойства, очевидно, будут зависеть от эффективной передачи напряжения между матрицей и волокнами. Эти факторы кратко описаны ниже:

1. Относительная жесткость матрицы волокна

Модуль упругости матрицы должен быть намного ниже, чем у волокна для эффективной передачи напряжения. Низкий модуль упругости волокна, такого как нейлон и полипропилен, поэтому вряд ли приведет к повышению прочности, но способствует поглощению большой энергии и, следовательно, придает большую степень прочности и сопротивления.Высокомодульные волокна, такие как сталь, стекло и углерод, придают композиту прочность и жесткость.

Межфазное соединение между матрицей и волокном также определяет эффективность передачи напряжения от матрицы к волокну. Хорошее сцепление важно для повышения прочности композита на разрыв.

2. Объем волокон

Прочность композита во многом зависит от количества используемых в нем волокон. На рис. 1 и 2 показано влияние объема на ударную вязкость и прочность.Из фиг.1 видно, что с увеличением объема волокон примерно линейно увеличиваются прочность на разрыв и ударная вязкость композита. Использование более высокого процента волокна может вызвать сегрегацию и жесткость бетона и раствора.

Рис.1: Влияние объема волокон при изгибе

Рис.2: Влияние объема волокон при растяжении

3. Соотношение сторон волокна

Еще одним важным фактором, влияющим на свойства и поведение композита, является соотношение сторон волокна.Сообщается, что до соотношения сторон 75, увеличение соотношения сторон линейно увеличивает конечный бетон. При превышении 75 относительная прочность и вязкость снижаются. Таблица-1 показывает влияние соотношения сторон на прочность и ударную вязкость.

Таблица-1: Соотношение сторон волокна

Марка бетона Соотношение сторон Относительная прочность Относительная вязкость
Обычный бетон 0 1 1
с 25 1.5 2,0
Случайно 50 1,6 8,0
Дисперсные волокна 75 1,7 10,5
100 1,5 8,5

4. Ориентация волокон

Одно из различий между обычным армированием и волокнистым армированием состоит в том, что при обычном армировании стержни ориентированы в желаемом направлении, а волокна ориентированы произвольно.Чтобы увидеть эффект случайности, были испытаны образцы раствора, усиленные 0,5% объема волокон. В одном наборе образцов волокна были выровнены в направлении нагрузки, в другом — в направлении, перпендикулярном направлению нагрузки, а в третьем — случайным образом.

Было замечено, что волокна, выровненные параллельно приложенной нагрузке, обладают большей прочностью на разрыв и ударной вязкостью, чем случайно распределенные или перпендикулярные волокна.

5. Технологичность и уплотнение бетона

Введение стальной фибры значительно снижает удобоукладываемость.Такая ситуация отрицательно сказывается на уплотнении свежей смеси. Даже длительная внешняя вибрация не способствует уплотнению бетона. Объем волокна, при котором достигается эта ситуация, зависит от длины и диаметра волокна.

Еще одним следствием плохой обрабатываемости является неравномерное распределение волокон. Обычно удобоукладываемость и стандарт уплотнения смеси улучшаются за счет увеличения водоцементного отношения или за счет использования каких-либо добавок, снижающих уровень воды.

6.Размер крупного заполнителя

Максимальный размер крупного заполнителя должен быть ограничен 10 мм, чтобы избежать заметного снижения прочности композита. Волокна также действуют как агрегат. Хотя они имеют простую геометрию, их влияние на свойства свежего бетона сложное. Трение между частицами между волокнами и между волокнами и агрегатами контролирует ориентацию и распределение волокон и, следовательно, свойства композита. Добавки, снижающие трение, и добавки, улучшающие когезионную способность смеси, могут значительно улучшить ее.

7. Смешивание

При смешивании фибробетона необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать комкования волокон, расслоения и, в целом, затруднений при однородном смешивании материалов. Увеличение соотношения сторон, процентного содержания объема, размера и количества грубого заполнителя усиливают трудности и тенденцию к комкованию. Содержание стальной фибры более 2% по объему и коэффициент пропорциональности более 100 трудно смешать.

Важно, чтобы волокна были равномерно распределены по всей смеси; это может быть сделано путем добавления волокон перед добавлением воды.При перемешивании в лабораторном смесителе введение волокон через корзину из проволочной сетки поможет равномерно распределить волокна. Для использования в полевых условиях необходимо использовать другие подходящие методы.

Различные типы бетона, армированного волокном

Ниже приведены различные типы волокон, обычно используемые в строительной отрасли.

  1. Бетон, армированный стальным волокном
  2. Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)
  3. GFRC Бетон, армированный стекловолокном
  4. Асбестовые волокна
  5. Углеродные волокна
  6. Органические волокна

1.Бетон, армированный стальным волокном

В качестве арматуры доступно несколько типов стальной фибры. Круглые стальные волокна, обычно используемые, производятся путем резки круглой проволоки на короткие отрезки. Типичный диаметр находится в диапазоне от 0,25 до 0,75 мм. Стальные волокна прямоугольной формы получают путем заиливания листов толщиной около 0,25 мм.

Волокно из тянутой проволоки из мягкой стали. Соответствие IS: 280-1976 с диаметром проволоки от 0,3 до 0,5 мм практически используется в Индии.

Круглые стальные волокна производятся путем резки или рубки проволоки, плоские листовые волокна, имеющие типичную с / с толщиной от 0,15 до 0,41 мм и ширину от 0,25 до 0,90 мм, получают путем заиливания плоских листов.

Также доступны деформированные волокна, которые неплотно связаны водорастворимым клеем в виде пучка. Поскольку отдельные волокна имеют тенденцию группироваться вместе, их равномерное распределение в матрице часто затруднено. Этого можно избежать, добавив пучки волокон, которые разделяются в процессе смешивания.

Также читают:

Применение бетона, армированного стальным волокном

Приготовление и использование бетонной смеси, армированной стальным волокном

2. Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)

Полипропилен — один из самых дешевых и широко доступных полимеров. Полипропиленовые волокна устойчивы к большинству химикатов и представляют собой цементирующую матрицу, которая сначала разрушается при агрессивном химическом воздействии.Его температура плавления высокая (около 165 градусов по Цельсию). Так что рабочий темп. Ас (100 градусов по Цельсию) может выдерживаться в течение коротких периодов времени без ущерба для свойств волокна.

Полипропиленовые волокна, являющиеся гидрофобными, легко смешиваются, так как они не нуждаются в длительном контакте во время смешивания, и их нужно только равномерно растереть в смеси.

Полипропиленовые короткие волокна с небольшими объемными долями от 0,5 до 15, коммерчески используемые в бетоне.

Фиг.3: Цементный раствор и бетон, армированные полипропиленовым волокном

3. GFRC — Бетон, армированный стекловолокном

Стекловолокно состоит из 200-400 отдельных нитей, которые легко склеиваются, образуя подставку. Эти подставки можно разрезать на разную длину или объединить в матерчатый коврик или ленту. Используя обычные методы смешивания для обычного бетона, невозможно смешать более 2% (по объему) волокон длиной 25 мм.

В основном стекловолокно используется для усиления цементных или строительных матриц, используемых при производстве тонколистовых изделий. Обычно используемые разновидности стекловолокна — это электронное стекло. В армированном пластмассе и стекле AR E-стекло имеет недостаточную стойкость к щелочам, присутствующим в портландцементе, тогда как стекло AR имеет улучшенные характеристики устойчивости к щелочам. Иногда в смеси также добавляют полимеры для улучшения некоторых физических свойств, таких как движение влаги.

Фиг.4: Бетон, армированный стекловолокном

4. Асбестовые волокна

Доступное в природе недорогое минеральное волокно, асбест, успешно комбинируется с портландцементной пастой с образованием широко используемого продукта, называемого асбестоцементом. Асбестовые волокна обладают термомеханической и химической стойкостью, что делает их пригодными для изготовления труб из листового проката, черепицы и гофрированных кровельных элементов. Асбестоцементная плита примерно в два или четыре раза больше, чем неармированная матрица.Однако из-за относительно небольшой длины (10 мм) волокна обладают низкой ударной вязкостью.

Рис.5: Асбестовое волокно

5. Углеродные волокна

Углеродные волокна последнего поколения и, вероятно, наиболее впечатляющее дополнение к ассортименту волокон, доступных для коммерческого использования. Углеродное волокно обладает очень высоким модулем упругости и прочности на изгиб. Они обширны. Их характеристики прочности и жесткости превосходят даже характеристики стали.Но они более уязвимы к повреждениям, чем даже стекловолокно, и, следовательно, обычно обрабатываются полимерным покрытием.

Рис.6: Углеродные волокна

Также читайте: Бетон, армированный стекловолокном (GFRC) — Свойства и применение в строительных работах

6. Органические волокна

Органическое волокно, такое как полипропилен или натуральное волокно, может быть химически более инертным, чем стальное или стеклянное волокно. Также они дешевле, особенно если они натуральные.Для получения композитного материала с множественным растрескиванием можно использовать большой объем растительного волокна. Проблема смешивания и однородного диспергирования может быть решена добавлением суперпластификатора.

Рис.7: Органическое волокно

Подробнее:

Факторы, влияющие на долговечность бетона, армированного волокном (FRC)

Бетон, армированный волокном, в тротуарах

.

Что такое бетон, армированный волокном? (с иллюстрациями)

Обычный фибробетон, иногда называемый FRC, представляет собой бетон, усиленный путем добавления к мокрой смеси кусков других материалов. Бетон довольно хрупкий; у него очень хорошая прочность на сжатие, но сравнительно небольшая прочность на растяжение, что делает его склонным к растрескиванию при многих условиях. Это приводит к дальнейшему повреждению. Армированный бетон имеет меньшую вероятность растрескивания, чем стандартный бетон.

Рабочий бетон может гарантировать его прочность и ровность.

Использование волокон для усиления других материалов — идея не нова. Фактически, это практикуется в течение тысяч лет, когда солому смешивают с глиняными кирпичами, а конский волос добавляют в раствор. В первые годы 20 века в бетон добавляли асбестовые волокна. К 1960-м годам использовались различные материалы, такие как полипропилен, стекло и стальные волокна.

Микроволокна смешиваются с бетоном, чтобы обеспечить устойчивость фундамента здания.

Текущие исследования показывают, что микроволокна, а не длинные волокна, лучше всего увеличивают прочность на разрыв. Однако добавление этих волокон вызывает относительно небольшое улучшение ударопрочности. Полипропиленовые волокна уменьшают повреждение от циклов замораживания-оттаивания и уменьшают вероятность растрескивания или взрыва в случае пожара.Целлюлозные волокна из генетически модифицированной сосны также показали многообещающие результаты в ходе испытаний.

Фибробетон получают путем смешивания кусков других материалов с влажным бетоном перед заливкой.

Бетон, армированный стекловолокном, который содержит устойчивое к щелочам стекловолокно, особенно устойчив к обычным повреждениям, вызываемым условиями окружающей среды.Это также экологически чистый материал, поскольку стекловолокно изготовлено из натуральных материалов и требует сравнительно мало энергии для производства.

Строительный раствор можно армировать волокнами, чтобы придать ему дополнительную прочность.

Бетон этой формы обычно используется на уровне земли для изготовления тротуаров и полов.Его также можно использовать в фундаментах, столбах, сборных железобетонных изделиях и балках, особенно в сочетании с традиционным армированием, таким как арматура или стальная сетка.

Последние исследования в области фибробетона были связаны с разработкой инженерных цементных композитов (ECC). Эти композиты являются гибкими как из-за включенного волокна, так и из-за материалов, из которых состоит сам бетон.В 2005 году Мичиганский университет представил формулу, которая на 40% меньше обычного бетона и в 500 раз менее подвержена растрескиванию. Он использовался для строительства в Японии, Корее, Швейцарии, Австралии и США

. Волоконная арматура может использоваться вместе с традиционной арматурой..

Гибридный бетон, армированный волокном — Типы, преимущества и применение

Гибридный бетон, армированный волокном, представляет собой композит из двух или более волокон в бетоне. Обсуждаются типы, пропорции смеси, преимущества и применение гибридного фибробетона.

История гибридного фибробетона (HFC)

Концепция использования волокон в качестве арматуры в бетонной смеси — не новое исследование. Использование волокон ведется с древних времен.

Существуют различные типы бетона, армированного волокнами, которые подразделяются на категории в зависимости от используемого волокна.Если используется стальная фибра, получается бетон, армированный стальной фиброй.

Аналогичным образом, бетон, армированный нейлоном, бетон, армированный стекловолокном, бетон, армированный углеродным волокном, и т. Д. Являются одними из типов.

Композит можно назвать гибридом, когда два или более типов волокон используются в комбинированной матрице для получения композита, который будет отражать преимущества каждого отдельного используемого волокна. Это, наконец, обеспечит синергетический ответ всей конструкции. Такой композитный бетон называют бетоном, армированным гибридным волокном (HFC).

Механические свойства бетона значительно улучшаются за счет использования коротковолокнистых волокон. Это увеличивает модуль упругости бетона. Это снизит вероятность хрупкости и, следовательно, образования мелких трещин, поскольку мелкие трещины являются основными факторами распространения и образования более крупных трещин.

Отслоение волокна или вероятность его выдергивания меньше, поскольку по этой причине требуется большое поглощение энергии. Это причина, которая обеспечивает сопротивление разрушению и вязкость HFC как при динамических, так и при циклических нагрузках.

Волокна, используемые в бетоне, армированном гибридным волокном

Замечено, что использование комбинации металлических и неметаллических волокон помогает значительно улучшить свойства бетона. Это также приводит к общему снижению затрат на производство бетона.

Волокна можно разделить на две группы:

  1. Волокна с модулем на меньше, чем у цементной матрицы. Примеры: нейлон, целлюлоза и полипропилен
  2. Волокна, которые имеют на большее значение модуля , чем цемент.Примеры: стекло, сталь, асбестовые волокна и т. Д.

Считается, что волокна типа 1 увеличивают деформационные характеристики бетона, тогда как волокна типа 2 имеют более высокий модуль упругости, чем цемент, и обеспечивают более высокие прочностные характеристики бетона.

Добавление большего количества волокон в бетонную смесь делает ее более однородной и изотропной по своей природе. Это приводит к преобразованию характера бетона из хрупкого в пластичное состояние. Это увеличивает пластичность бетона при критических нагрузках.

Гибридный бетон, армированный волокнами — Состав смеси

В гибридном фибробетоне используются различные типы волокон, результат которых зависит от типа ориентации, выбранной для волокон в бетоне. Это ключевой фактор, контролирующий применение ГФУ.

В идеальной ситуации рекомендуется знать, как контролировать ориентацию волокон, чтобы получить желаемую несущую способность.

Один из лучших способов получить желаемую несущую способность — это иметь текучую и стабильную смесь ГФУ.Эта смесь также должна приобретать постоянные реологические свойства.

Это связано с тем, что смесь, которая течет под собственным весом, может только способствовать дизайну, а также контролировать ориентацию волокон, которые предназначены для использования. Если смесь самоуплотняющаяся, она должна удовлетворить это требование.

Самоуплотняющаяся гибридная бетонная смесь, армированная фиброй, представляет собой текучую смесь. Такая матрица при приготовлении должна быть отрегулирована и оптимизирована, так как включение волокон не должно плохо влиять на матрицу.

Таким образом, выбор оптимального количества цемента, оптимального типа цемента и оптимального типа и количества заполнителя осуществляется в зависимости от комбинации и количества используемых волокон.

При анализе на микроскопическом уровне важно, чтобы цементная матрица вокруг каждого волокна, используемого в бетоне, была достаточно плотной, чтобы эффективно использовать волокно, когда возможно вытягивание во время открытия или любого другого вида. перекрытия трещин.

Испытание на вытягивание проводится как для одиночных, так и для коротких волокон, чтобы стимулировать перекрытие трещин волокнами.В конечном итоге это испытание направлено на получение цементной матрицы, наилучшим образом подходящей для волокон, выбранных для использования, чтобы получить эффективную реакцию на вырывание.

Основные параметры, которые регулируют эти испытания:

  1. Состав бетона: это состав, из которого вытягиваются волокна, предназначен для испытания
  2. Наличие вторичных волокон: это короткие волокна, которые используются.
  3. Углы наклона: угол, под которым волокна укладываются и происходит вытягивание

Поведение гибридного фибробетона при растяжении

Основная цель в отношении прочности на разрыв гибридного фибробетона — достичь максимальной прочности на разрыв при минимальном использовании волокон.Следовательно, оптимальное количество волокон, которое будет использоваться в бетоне, зависит от прочности, полученной от бетона. Для этого проводится серия испытаний на разрыв.

Первоначально для определения комбинации используемых волокон проводится испытаний на изгиб. После этого проводятся испытания на одноосное растяжение, которые проводятся только с выбранным ГФУ. Это необходимо для окончательной оценки свойств при растяжении. Результаты тестирования являются основной основой для использования HPC.

Основными факторами волокон, которые влияют на свойства при растяжении гибридного фибробетона, являются:

  1. Тип волокна
  2. Количество волокон
  3. Ориентация волокна
  4. Количество каждого волокна

Следовательно, после оценки свойств при растяжении каждое свойство (упомянутое выше) будет дополнительно детально оценено для полной уверенности.

Подробный анализ и результаты процесса разрушения и поведения волокон в HFC могут быть выполнены с помощью аналитического моделирования.Аналитическое моделирование обеспечивает вклад каждого типа волокна, используемого в HFC.

Испытание одиночного волокна на выдергивание и испытание на одноосное растяжение предоставляют результаты для моделирования поведения при одноосном растяжении. Эта модель сопровождается анализом количества волокон и их соответствующей ориентации.

Правильное использование гибридного фибробетона может быть обеспечено путем создания соответствующих соотношений напряжения и деформации. Испытания на одноосное растяжение дадут результаты для этого.

Основные принципы проектирования гибридного фибробетона

Основные принципы, лежащие в основе конструкции HFC:

  • Использование коротких и длинных стальных волокон вместе в одной бетонной смеси
  • Для равномерного распределения волокон в смеси
  • Чтобы гарантировать эффективное использование каждого волокна, используемого в смеси

Принцип 1: Использование длинных и коротких стальных волокон

Этот критерий основан на механизме разрушения волокон в бетонной смеси.Это случай длинных или коротких стальных волокон или стальных волокон с крючковатым концом.

Изначально трещины образуются в межфазной зоне с растягивающей нагрузкой. Эти микротрещины распространяются при увеличении растягивающей нагрузки. Следовательно, трещины будут соединяться, образуя более крупные трещины, что приведет к разрушению бетона.

На рисунке 1 ниже показана эффективность коротких и длинных волокон в микротрещинах и макротрещинах соответственно. Так появилась идея объединить оба основных момента.Идея использования как коротких, так и длинных волокон показана на рисунке 1 (b).

Рис.1. (а) Перекрытие микротрещин короткими волокнами. (б) Перекрытие макротрещин длинными волокнами и микротрещин короткими волокнами.

Короткие волокна очень тонкие, и их будет больше по сравнению с длинными волокнами. Это помогает им более эффективно перекрывать микротрещины. Это показано на рисунке 1 (а).

Короткие волокна позволяют значительно увеличить предел прочности при растяжении, если принять во внимание образование микротрещин и перекрытие трещин.

Но с нагрузкой эти микротрещины перерастают в более крупные макротрещины. В этой ситуации волокна с крючковатым концом действуют более эффективно, перекрывая макротрещины. Это повысит пластичность и предел прочности на разрыв.

Следовательно, постпиковый отклик обеспечивается с использованием длинных волокон. По мере увеличения нагрузки трещина расширяется. В этой ситуации короткие волокна легче вытягиваются, что делает их неактивными.

Таким образом, комбинация обоих волокон оказывается хорошим и оптимальным решением.Следовательно, свойства растяжения и пластичности увеличиваются.

Принцип 2: однородное распределение волокон в смеси

Очень важно иметь однородность по всему структурному элементу на структурном уровне. Расстояние между соседними волокнами должно быть одинаковым по всей смеси. Следовательно, это не должно быть ни слишком близко, ни слишком далеко. Слишком плотное расположение приведет к расслоению волокон.

Эти требования лучше всего достигаются при использовании самоуплотняющегося бетона.Поскольку такой особый бетон течет под собственным весом, волокна сами будут располагаться в правильном и подходящем направлении и ориентации.

Это позволит избежать сегрегации и изменения ориентации из-за уплотнения. Таким образом получается надлежащее и желаемое однородное распределение волокон.

Принцип 3: Эффективное использование каждого используемого волокна

Растягивающее напряжение в бетоне создает трещины. Каждое присутствующее волокно может противостоять этим микро- или макротрещинам.Это обеспечивает высокую стойкость к раскрытию трещин.

Это сопротивление может быть достигнуто только в том случае, если полностью используется предел прочности на разрыв каждого волокна, используемого в бетоне. Это будет называться эффективностью волокон.

Эффективность волокон зависит от цементной матрицы, на которой они лежат. Факторами, определяющими эффективность волокна, являются соотношение w / b, угол наклона волокон, тип и длина волокна, количество коротких волокон и количество цемента.

Преимущества гибридного фибробетона

1. Перекрытие трещин выполняется на двух этапах: Поскольку используются два типа волокон, одно будет обрабатывать начальные микротрещины. Дальнейшая вероятность появления макротрещин снижается с помощью волокон следующего типа. Этого нельзя добиться с помощью одного типа волокна.

2. Два или более типа системы: Один тип обеспечивает прочность и жесткость. Другой тип приобретет гибкость и пластичность.

3.Может использовать волокна разной прочности. Прочность и жесткость увеличиваются за счет использования прочного волокна.

Применение гибридного бетона, армированного волокнами

1. Армирование гибридным волокном в бетонных покрытиях

На рисунке ниже показано использование ГФУ при строительстве бетонных покрытий для складов. Толщина плиты 22см. Используемые волокна представляют собой стальной куб 30 кг / метр и полипропиленовый куб 1 кг / метр. Добавление волокон не повлияло на эстетический вид бетонного покрытия.

Рис.2. Окончательный вид бетонного покрытия (HFC) до и после очистки

Отчет о техническом обслуживании показал, что трещины не были обнаружены, несмотря на большие транспортные нагрузки и климатические условия.

2. Реконструкция настила моста с использованием бетона, армированного гибридным волокном

Настил моста Роготина был отремонтирован с применением ТВЧ. Это доказывает, что гибридные волокна можно использовать как в молодом, так и в затвердевшем бетоне, предотвращая образование трещин.

Рис.3. Работы по укладке бетона, выполняемые во время работы на настиле моста

Другие области применения гибридного фибробетона включают:

3. Устройство фундамента машины: Фундамент машины подвергается большим динамическим нагрузкам. Гибридный фибробетон заметно реагирует на динамические и циклические нагрузки. Следовательно, это лучшее решение по сравнению с традиционным основанием машины.

4. Облицовка туннелей: Облицовка туннелей является важной конструкцией, связанной с повышенной прочностью.Использование ГФУ хорошо подходит для строительства туннелей.

Подробнее:

Применение фибробетона в дорожных покрытиях

Приготовление и использование бетонной смеси, армированной стальным волокном

.

Сетевой путь не найден

[Win32Exception (0x80004005): сетевой путь не найден]

[SqlException (0x80131904): при установке соединения с SQL Server произошла ошибка, связанная с сетью или конкретным экземпляром. Сервер не найден или не был доступен. Убедитесь, что имя экземпляра правильное и что SQL Server настроен на разрешение удаленных подключений. (поставщик: поставщик именованных каналов, ошибка: 40 - не удалось открыть соединение с SQL Server)]
   Система.Data.ProviderBase.DbConnectionPool.TryGetConnection (DbConnection owningObject, UInt32 waitForMultipleObjectsTimeout, Boolean allowCreate, Boolean onlyOneCheckConnection, DbConnectionOptions userOptions, DbConnectionInternal & connection) +1341
   System.Data.ProviderBase.DbConnectionPool.TryGetConnection (DbConnection owningObject, TaskCompletionSource`1 повторная попытка, DbConnectionOptions userOptions, DbConnectionInternal и соединение) +159
   System.Data.ProviderBase.DbConnectionFactory.TryGetConnection (повторная попытка DbConnection owningConnection, TaskCompletionSource`1, DbConnectionOptions userOptions, DbConnectionInternal oldConnection, DbConnectionInternal и соединение) +382
   Система.Data.ProviderBase.DbConnectionInternal.TryOpenConnectionInternal (DbConnection outerConnection, DbConnectionFactory connectionFactory, TaskCompletionSource`1 retry, DbConnectionOptions userOptions) +307
   System.Data.SqlClient.SqlConnection.TryOpenInner (повторная попытка TaskCompletionSource`1) +198
   System.Data.SqlClient.SqlConnection.TryOpen (повторная попытка TaskCompletionSource`1) +422
   System.Data.SqlClient.SqlConnection.Open () +199
   System.Data.Entity.Infrastructure.Interception.InternalDispatcher`1.Отправка (цель TTarget, операция Action`2, контекст перехвата TInterceptionContext, выполнение Action`3, выполнение Action`3) +964
   System.Data.Entity.Infrastructure.Interception.DbConnectionDispatcher.Open (соединение DbConnection, контекст перехвата DbInterceptionContext) +503
   System.Data.Entity.SqlServer. <> C__DisplayClass1.  b__0 () +18
   System.Data.Entity.SqlServer.DefaultSqlExecutionStrategy.Execute (операция Func`1) +234
   System.Data.Entity.Core.EntityClient.EntityConnection.Open () +321

[EntityException: сбой базового поставщика при открытии.]
   System.Data.Entity.Core.EntityClient.EntityConnection.Open () +741
   System.Data.Entity.Core.Objects.ObjectContext.EnsureConnection (логическое значение shouldMonitorTransactions) +167
   System.Data.Entity.Core.Objects.ObjectContext.ExecuteInTransaction (Func`1 func, IDbExecutionStrategy executionStrategy, логическое startLocalTransaction, логическое releaseConnectionOnSuccess) +63
   Система.Data.Entity.Core.Objects. <> C__DisplayClass7.  b__5 () +203
   System.Data.Entity.SqlServer.DefaultSqlExecutionStrategy.Execute (операция Func`1) +234
   System.Data.Entity.Core.Objects.ObjectQuery`1.GetResults (Nullable`1 forMergeOption) +357
   System.Data.Entity.Core.Objects.ObjectQuery`1.  .GetEnumerator> b__0 () +30
   System.Data.Entity.Internal.LazyEnumerator`1.MoveNext () +39
   System.Linq.Enumerable.FirstOrDefault (исходный код IEnumerable`1) +246
   Shared.Core.Services.CmsFileServiceBase.GetFile (String url, логическое значение dontPreloadBinary) в D: \ TeamCity \ buildAgent \ work \ Websites \ ConcreteNetwork \ src \ Shared.Core \ Services \ CmsFileServiceBase.cs: 42
   Shared.Web.Hosting. <> C__DisplayClass12_0.  b__1 () в D: \ TeamCity \ buildAgent \ work \ Websites \ ConcreteNetwork \ src \ Shared.Web \ Hosting \ VirtualFolderCache.cs: 133
   System.Lazy`1.CreateValue () +243
   System.Runtime.ExceptionServices.ExceptionDispatchInfo.Throw () +32
   System.Lazy`1.get_Value () +14194460
   Shared.Web.Hosting.CmsPathProvider.GetFile (String virtualPath) в D: \ TeamCity \ buildAgent \ work \ Websites \ ConcreteNetwork \ src \ Shared.Web \ Hosting \ CmsPathProvider.cs: 181
   Shared.Web.ApplicationBase.CheckForDefaultDocumentOrFolderMissingTrailingSlash () в D: \ TeamCity \ buildAgent \ work \ Websites \ ConcreteNetwork \ src \ Shared.Web \ ApplicationBase.cs: 358
   System.Web.SyncEventExecutionStep.System.Web.HttpApplication.IExecutionStep.Execute () +223
   System.Web.HttpApplication.ExecuteStepImpl (шаг IExecutionStep) +220
   System.Web.HttpApplication.ExecuteStep (шаг IExecutionStep, логическое значение и завершено синхронно) +94
 
.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о