Фибробетон это что: что это такое, где применяется

что это такое, где применяется

Фибробетон – это новый мелкозернистый материал, который появился на рынке сравнительно недавно, но благодаря своим эксплуатационным характеристикам уже успел завоевать популярность. Фибробетон – это бетон, имеющий в составе не только все составляющие раствора, но и армирующее фиброколокно.

Фибробетонные добавки одинаковые по толщине и длине, распределяются в структуре равномерно. Мельчайшие волокна могут быть сделаны из разных материалов, выполняют роль упрочняющей арматуры, повышают прочность бетонной конструкции, улучшают ее свойства.

Содержание

• 1 Фибра: виды материалов и их классификация
• 2 Основные виды фиброволокна
• 3 Плюсы и минусы
• 4 Изготовление армированных фибробетонов
  • 4.1 Промышленное производство
  • 4.2 Приготовление на строительной площадке
• 5 Применение композитного фибробетона
• 6 Легкие пористые бетоны

Фибра: виды материалов и их классификация

Чтобы понять, что такое фибробетон, стоит немного углубиться в историю.

Раньше строители добавляли в раствор различные дисперсные волокна и распределяли в массе равномерно. Это позволяло улучшить свойства бетона: уменьшить количество трещин, повысить стойкость к воздействию внешних факторов и физическим нагрузкам, поднять показатель прочности в среднем на 30%.

Армирование бетонной смеси производится с использованием искусственных волокон из разных типов неметаллизированных и металлизированных нитей минерального либо органического происхождения. Физико-технические свойства материала (теплопроводность, прочность, плотность), устойчивость к химическим веществам напрямую зависят от особенностей приготовления бетона и типа, объема вводимого в смесь волокна.

Сегодня производство фибробетона осуществляется в промышленных масштабах, все технологии протестированы и усовершенствованы, можно заранее просчитать характеристики материала по его параметрам. В производстве используют два типа фибры: неметаллическая (акрил, стекло, полиэтилен, базальт, углевод, карбон и т.д.) и металлическая (стальные волокна разного размера и формы).

Наибольшей популярностью пользуются металлические и стеклянные волокна, постепенно набирает популярность полипропиленовая фибра. Углерод и базальт применяются редко из-за высокой стоимости. Вискоза, хлопок, нейлон обеспечивают специфические особенности бетону, которые не всегда актуальны в современном строительстве.

Основные виды фиброволокна

По способам производства и происхождению фибру классифицируют на шесть главных категорий, в соответствии с ГОСТом 14613-83 «Фибра. Технические условия». Состав фибробетона определяется указанными в ГОСТе стандартами, производство осуществляется с соблюдением технологии. Благодаря этому изделия из фибробетона демонстрируют установленные свойства и характеристики, напрямую зависящие от типа фибры.

Типы фибры, которые вводят в состав:

1) Стальная фибра – может быть анкерной или волновой, волокна представляют собой волновые либо прямые куски проволоки длиной 10-50 миллиметров с загнутыми окончаниями, изготавливаются формованием из расплава либо механическим, электрическим методом. Технологию выбирают в соответствии с диаметром волокна.

Стальное волокно используется для повышения прочности конструкции, демонстрирует великолепную стойкость к износу. Из минусов стоит отметить низкий уровень устойчивости к коррозии, большой вес готового изделия, не очень хорошую адгезию с бетонным основанием.

2) Стекловолоконная фибра – в качестве наполнителя используются нити из неорганического стекла, которые получают путем вытягивания расплавленной стеклянной массы на специальных установках. Свойства нитей напрямую зависят от химической структуры стекла и способа получения материала.

Конструкционные и механические свойства фибробетона со стекловолокном могут быть самыми разными и зависят от длины, прочности, толщины волокон. Материал пластичный, но боится щелочной среды.

3) Базальтовая фибра – минеральное неорганическое волокно искусственного происхождения, которое получают из плавленого в печах минерала вулканического происхождения. Нити демонстрируют такие свойства: стойкость к механическому воздействию, устойчивость к кислотам и щелочи, к горению.

В среднем бетон упрочняется в три раза. Примеры использования базальтового фиброволокна: цокольные панели многоэтажек, стены и монолиты, межкомнатные перегородки, скульптуры, фонтаны, детали реконструкции, декор фасадов, несъемная опалубка для свайных фундаментов, дорожные плиты и т.д.

4) Углеродная фибра – рубленые куски нитей, которые получают из углерода посредством термической обработки при максимальных температурах. Гарантирует прекрасные показатели устойчивости строительных конструкций к механической нагрузке, к химическим реакциям.

Основные преимущества: фибра не боится коррозии, обладает высокой адгезией, стойкостью к кислотам и щелочи, повышенным температурам. Упругость выше, чем у стальных волокон, а прочность идентична аналогичному показателю стеклянной фибры. Единственный минус – высокая цена.

5) Целлюлозная фибра – полимерный углеводородный материал не растворяется в воде, не боится огня, кислот. Хорошо влияет на паропроницаемость покрытия из полимера, замедляет усадку, помогает выводить влагу на поверхность фибробетона из нижних слоев стяжки.

6) Полипропиленовая фибра – синтетические волокна сечением 0.02-0.038 миллиметра, которые делают из пропиленовой пленки способом нарезания и скручивания. В бетоне фибра раскрывается и создает структуру сетки, гарантируя существенное улучшение технических характеристик фибробетона.  Показывает хорошее сопротивление к ударам, химическим воздействиям. Из недостатков стоит отметить такие: не очень высокая стойкость к сжатию и растяжению, высоким температурам, разброс в качестве сырья.

Реже используют нейлон, иногда применяется вискоза и другое фиброволокно для придания бетону специфических свойств. Выбирая фибробетонные блоки, в первую очередь, необходимо определить правильное волокно для ремонтно-строительных работ с учетом условий эксплуатации, нагрузок, функций, стоимости.

Плюсы и минусы

Пытаясь разобраться, фибробетон – что это такое, нужно понимать, что все основные характеристики зависят от используемых в его производстве материалов и соблюдения технологии. Но есть определенные свойства, характерные для всех типов фибробетона, которые обязательно учитываются при планировании работ.

Основные преимущества фибробетона:

• Понижение затрат на строительство – за счет повышения прочности плит можно отказаться от армирования, сократив длительность проведения работ, расходы на дополнительные материалы, их транспортировку, монтаж
• Повышение прочности готовых конструкций – технология производства фибробетона любого типа предполагает, что такой материал не боится усадки, не покрывается трещинами, сколами, гарантируя даже более высокую прочность, чем в конструкциях с арматурой
• Прекрасные адгезионные качества
• Стойкость к резким скачкам температуры, влаге, охлаждению/оттаиванию
• Негорючесть – усиленная с помощью композита бетонная конструкция исключает нарушение структуры монолита и появление трещин под воздействием высоких температур
• Легкость фибробетонных блоков, что снижает затраты на транспортировку и монтаж
• Экономия на строительных материалах – за счет существенного увеличения прочности фундамент или стены можно сделать с меньшей толщиной монолита, не пожертвовав устойчивостью и надежностью
• Продление срока эксплуатации – введение волокон фибры позволяет добиться большего срока службы бетона при сохранении всех важных эксплуатационных характеристик
• Уменьшение расхода бетона

Единственным минусом считается сравнительно высокая стоимость фибробетона.

Изготовление армированных фибробетонов

Рассматривая фибробетон и его применение в строительстве, стоит отметить, что самое главное условие хороших характеристик материала – правильное его производство. Будь то производство в заводских условиях или замешивание раствора с фиброй своими руками, важно правильно определить состав, пропорции, соблюдать технологию создания и использования.

Промышленное производство

Технология зависит от типа волокна, пропорций составляющих бетона. Плотность фибробетона обеспечивается за счет максимально равномерного распределения волокон в растворе, правильной ориентации в смеси. Именно равномерность нахождения волокон в монолите оказывает прямое влияние на способность бетонной конструкции противодействовать внешним механическим нагрузкам и химическим условиям.

Основные этапы производства любого фибробетона: приготовление раствора, формирование волокон фибры, их нарезка по параметрам, добавление в смесь, качественное размешивание, уплотнение, заливка в форму, застывание монолита.

В зависимости от типа используемых волокон, которые могут быть металлическими и неметаллическими, этап создания фибры и ее добавления в раствор может быть разным. Стальная фибра режется из металлической ленты, стеклянная – формируется из расплавленной массы, целлюлозная – режется и скатывается в трубочки, которые потом распрямляются и создают сетку в растворе. Распределение фибры в растворе также может осуществляться разными способами, но с единственной целью – обеспечить максимальную равномерность.

Часто в смесь добавляют пластификаторы, которые повышают уровень пластичности самого бетона, что положительно сказывается на качестве материала. Пластификаторы позволяют контролировать скорость схватывания бетона, регулируют уровень усадки.

Приготовление на строительной площадке

Армирующий наполнитель может вводиться в раствор непосредственно перед его применением на объекте. Тут соблюдают такую технологию: смешивание песка с наполнителем, введение просеянных через сито волокон, соединение их с цементом, заливка водой с пластификатором. Качественное перемешивание до получения однородной массы.

Готовая смесь заливается в формы, оставляется на трое суток для схватывания. Потом сушить лучше не открытом воздухе.

Применение композитного фибробетона

Применение материала актуально в строительстве бытовом и промышленном везде, где нужно добиться улучшения свойств бетона. Стальной фибробетон применяют для производства: покрытий мостов, полов, тоннелей, берегозащитных полос, фундаментов, шпал, дорог, взлетных полос, тротуаров, каркасов конструкций, бордюров, водоотводных каналов, плотин, шахт колодцев для канализации, водоочистных систем, фибробетонных полов.

Стекловолоконные бетоны актуальны для: фасадной отделки фибробетоном жилых зданий, гидроизоляции очистительных конструкций, шумозащитных щитов, легких декоративных изделий для отделки покрытий, промышленных помещений с часто загрязняемыми покрытиями, скамеек, заборов, клумб.

Базальтовый фибробетон используется в строительстве фундамента, перекрытий, дорог, дамб, резервуаров, железнодорожных конструкций. Полипропиленовые волокна используются в сооружении объектов малого веса, ячеистого бетона, пеноблоковых конструкций. Вискозные и хлопковые волокна нужны для замешивания текстильбетона, используемого в современном строительстве все чаще.

Легкие пористые бетоны

Среди всего разнообразия данного типа материалов выделяются пенофибробетон и газофибробетон. Газофибробетон – ячеистый материал неавтоклавного твердения, который упрочняют фиброволокном. Изготовление такого бетона простое, материал используется в создании стеновых блоков, других элементов для теплоизоляции пола, кровель в индивидуальном домостроении.

Основные свойства газофибробетона: плотность около 550 кг/м3, низкая теплопроводность, безопасность и экологическая чистота, экономичность (тонна сухой смеси дает около 2м3 газофибробетона). По свойствам и характеристикам пенофибробетон практически идентичен газофибробетону, используется в основном для сооружения зданий малой этажности, теплоизоляции.

Введение фиброволокна в бетонные смеси позволяет существенно улучшить такие показатели бетона: прочность, стойкость к механическим и химическим воздействиям, срок службы, теплоизоляционные свойства. При выборе конкретного материала учитывают тип и характеристики фибры, условия эксплуатации будущей конструкции, важные требования к монолиту. При условии соблюдения технологии производства и правильности выбора фиброволокна материал обеспечит все необходимые показатели и параметры.

Фибробетон — что это такое? | Строительство домов под ключ

Что такое фибробетон?

Фибробетон — это современный строительный материал, который получается при добавлении в бетон специальных волокон — фибры. Тип фибробетона определяется содержащимся в нем армирующим волокном. Наиболее распространены фибробетоны с полипропиленовым волокном и со стальной фиброй.

Преимущества фибробетона

Микроскопические волокна фибры армируют бетон во всех плоскостях. Они повышают прочность материала на излом, а также снижают образование усадочных трещин. Снижение количества  трещин приводит к сокращению риска разрушения материала при циклах замораживания и размораживания (когда зимой вода в трещинах замерзает и расширяется, разрушая бетон), и, следовательно, к увеличению срока службы зданий и сооружений из фибробетона.

Производство фибробетона

Фибра замешивается в бетон при производстве бетонной смеси на бетонно-растворном узле или перед заливкой бетона в формы. Наиболее проста в применении пенопропиленовая фибра, которая быстро и равномерно распределяется в смеси.

Может ли фибра в бетоне заменить несущую арматуру?

Несмотря на все положительные свойства фибры, она не может выступать полноценной заменой несущего армирования в зданиях и сооружениях, где материал подвергается существенным нагрузкам. Чаще всего фибробетоны применяются параллельно с  несущей арматурой (стержни, сетка) для улучшения общих характеристик здания.

Сфера применения фибробетона

Фибробетоны применяют при изготовлении сборных и монолитных конструкций. В частном строительстве их используют для изготовления фундаментов, при заливке стяжки пола гаражей, при изготовлении бассейнов, подвалов и пр.  Декоративные фибробетонные панели в качестве отделочного материала применяются во внешней и внутренней отделке зданий.

Типы фиброволокна

Полипропиленовая фибра

Полипропиленовые волокна стали на сегодняшний день являются самым распространенным типом добавки в фибробетоны. Причиной этого стала низкая стоимость производства и применения полипропиленовой фибры при высоком качестве готовых изделий.

Стальная фибра

Тонкая стальная проволока, применяется для армирования сборных и монолитных конструкций. Большое распространение получила в производстве стяжки в производственных помещениях. К недостаткам стальной фибры относят разность коэффициентов температурного расширения у бетона и фибры (актуально только для изделий без металлического армирования), низкую стойкость к коррозии и большую требовательность к процессу добавления фиброволокна в бетон по сравнению с пенопропиленовой и базальтовой фиброй.

Стальная фибра для бетона производится в нескольких форматах:

• Анкерная стальная фибра. Прямые волокна круглого сечения с анкерами («изгибами») на обоих концах
• Анкерная стальная фибра из листового проката. Неровная поверхность волокна, образующаяся при нарезке, обеспечивает более прочное сцепление с бетоном
• Волновая стальная фибра. Волокна круглого сечения, волнистые по всей длине

Базальтовая фибра

Базальтовая фибра производится из расплава горных пород. По свойствам и области применения близка к полипропиленовой фибре.

Стеклянное фиброволокно

Стеклянная фибра применяется там, где нет больших нагрузок на конструкцию — например, в качестве добавки в отделочные материалы.

В качестве добавки к строительным материалам этот тип волокна не получил широкого распространения. Для равномерного распределения таких волокон в бетоне требуются специальное оборудование и методы, такие, как напыление и контактное формование.

материал подготовлен специально для сайта benpan.ru

Отзывы

Все отзывы

Бетон, армированный фиброй | Преимущества и недостатки

14 апр

Опубликовано в 15:49 в бетоне от администратора WebFX

Что такое фибробетон?

Проще говоря, фибробетон — это любой бетон, содержащий волокнистый материал, с целью повышения его структурной целостности. Эти короткие волокна равномерно распределены по всему материалу, чтобы уменьшить вероятность растрескивания.

Плюсы и минусы

Проблемы, которые беспокоят многих профессионалов в области строительства, когда речь идет о бетоне, это вопросы усадки и растрескивания. Некоторые подрядчики пытаются защитить себя от этих проблем, добавляя в бетон волокна. Стоит ли использовать фибробетон? Вот некоторая полезная информация о фибробетоне, а также о преимуществах и недостатках его использования в ваших проектах.

Преимущества и недостатки фибробетона

Как уже говорилось, основным преимуществом фибробетона является снижение усадки и растрескивания. Правильный армированный волокном бетон также может обеспечить ударопрочность, увеличить прочность на растяжение и уменьшить пустоты в бетоне. Вот основные преимущества фибробетона:

• Предотвращает максимальную коррозию в строительных конструкциях
• Сводит к минимуму кавитационные повреждения в сооружениях – шлюзах, мостах, причалах, шлюзах
• Уменьшает растрескивание и усадку

Недостатком фибробетона является то, что он может отрицательно сказаться на удобоукладываемости, особенно в случае железобетона, армированного стальным волокном. Равномерное распределение волокон по всему бетону вызывает беспокойство. Также может возникнуть опасность слипания волокон во время смешивания.

Другим недостатком, о котором следует помнить, является то, что фибробетон тяжелее нефибробетона. Если вы используете стальные волокна, существует также опасность коррозии. Наконец, фибробетон, как правило, дороже обычного бетона, хотя стоимость может быть компенсирована другими факторами.

Получите бетон, армированный фиброй

Насколько прочна бетон, армированный фиброй? Бетон с фиброй прочнее?

Целью добавления фибры в бетон является не повышение прочности, а предотвращение растрескивания из-за усадки при высыхании или пластической усадки.

Хотя добавление волокон в бетон может повысить его ударопрочность и прочность на растяжение, они не обязательно делают бетон более прочным в отношении прочности на изгиб. Стальные волокна могут в некоторой степени увеличить прочность на изгиб, но другие волокна, как правило, этого не сделают, и они могут даже немного ослабить бетон.

Какие типы волокон используются для армирования бетона?

Существует четыре категории фибры, которые могут использоваться для армирования бетона, в том числе:

• Бетон, армированный стальной фиброй
• Бетон, армированный стекловолокном
• Синтетика
• натуральный

Если вы используете синтетический бетон, армированный волокнами, ваш бетон может содержать либо микроволокна, либо макроволокна.

Микроволокна предназначены для сведения к минимуму растрескивания при пластической усадке. Обычно они изготавливаются из нейлона, полипропилена, полиэтилена, полиэстера или акрила, хотя можно использовать и другие синтетические волокна. Микроволокна обычно встречаются в бетоне, используемом для подъездных путей, тротуаров, бордюров, гаражных и подвальных полов и других мест, где вам нужна прочная поверхность с минимальным растрескиванием при пластической усадке.

Макроволокна представляют собой более длинные волокна, которые улучшают прочность на растяжение, а также пластичность. Их основная функция состоит в том, чтобы обеспечить доступную альтернативу армированию арматурой или сварной проволокой. Этот тип фибробетона можно встретить в люках, септиктенках и коммерческих полах. Обычно он изготавливается из волокна, имеющего характеристики, аналогичные характеристикам стали, например полипропилена.

Позвольте Union Quarries помочь вам с вашими потребностями в бетоне

Если вы не уверены, какой тип бетона вам нужен, или вы ищете поставщика бетона в центральной Пенсильвании, Union Quarries здесь для вас. Обладая более чем полувековым опытом работы в качестве ведущего производителя бетона, камня и тротуарной плитки в центральной Пенсильвании, мы обязательно сможем помочь вам выполнить конкретные требования вашего проекта. Чтобы получить бесплатное предложение, узнать больше о фибробетоне или разместить заказ, свяжитесь с Union Quarries сегодня.

Изучить варианты бетона Запросить цену

Бетон, армированный фиброй — типы, свойства и преимущества

🕑 Время чтения: 1 минута

Бетон, армированный фиброй, можно определить как композитный материал, состоящий из смесей цемента, раствора или бетона. и прерывистые, дискретные, равномерно диспергированные подходящие волокна. Фибробетон бывает разных типов и свойств со многими преимуществами. Непрерывные сетки, тканые ткани и длинные проволоки или стержни не считаются дискретными волокнами. Волокно – это небольшой кусок армирующего материала, обладающий определенными характерными свойствами. Они могут быть круглыми или плоскими. Волокно часто описывается удобным параметром, называемым «соотношение сторон». Соотношение сторон волокна – это отношение его длины к диаметру. Типичное соотношение сторон колеблется от 30 до 150. Фибробетон (FRC) представляет собой бетон, содержащий волокнистый материал, который повышает его структурную целостность. Он содержит короткие дискретные волокна, равномерно распределенные и беспорядочно ориентированные. Волокна включают стальные волокна, стеклянные волокна, синтетические волокна и натуральные волокна. Внутри этих различных волокон характер фибробетона меняется в зависимости от бетона, волокнистых материалов, геометрии, распределения, ориентации и плотности. Армирование волокном в основном используется в торкрет-бетоне, но также может использоваться и в обычном бетоне. Обычный бетон, армированный волокном, в основном используется для напольных покрытий и тротуаров, но его можно рассматривать 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 арматура, связанная вручную, при этом прочность на растяжение во много раз выше. Важны форма, размер и длина волокна. Тонкое и короткое волокно, например, короткое стекловолокно в форме волоса, будет эффективным только в первые часы после заливки бетона (уменьшает растрескивание во время застывания бетона), но не повысит прочность бетона на растяжение.

Содержание:

• Влияние волокон в бетоне
• Необходимость железобетона, усиленного волокном,
• Факторы, влияющие на свойства железобетонного волокна.
• 4. Ориентация волокон
• 5. Удобоукладываемость и уплотнение бетона
• 6. Размер крупного заполнителя
• 7. Смешивание

Волокна обычно используются в бетоне для предотвращения растрескивания при пластической усадке и растрескивании при усадке при высыхании. Они также снижают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают просачивание воды. Некоторые типы волокон обеспечивают большую ударопрочность, стойкость к истиранию и разрушению бетона. Как правило, волокна не повышают прочность бетона на изгиб, поэтому они не могут заменить армирование, устойчивое к моменту, или арматуру из конструкционной стали. Некоторые волокна снижают прочность бетона. Количество фибры, добавляемой в бетонную смесь, измеряется в процентах от общего объема композита (бетона и фибры), называемого объемной долей (V _ф ). V _f обычно составляет от 0,1 до 3%. Соотношение размеров (l/d) рассчитывается путем деления длины волокна (l) на его диаметр (d). Волокна с некруглым поперечным сечением используют эквивалентный диаметр для расчета коэффициента удлинения. Если модуль упругости волокна выше, чем у матрицы (бетона или вяжущего раствора), они помогают нести нагрузку за счет увеличения прочности материала на растяжение. Увеличение соотношения размеров волокна обычно сегментирует прочность на изгиб и ударную вязкость матрицы. Однако слишком длинные волокна имеют тенденцию «комкаться» в смеси и создавать проблемы с удобоукладываемостью. Некоторые недавние исследования показали, что использование волокон в бетоне оказывает ограниченное влияние на ударопрочность бетонных материалов. Это открытие очень важно, так как традиционно считается, что пластичность увеличивается, когда бетон армирован волокнами. Результаты также показали, что микроволокна обладают лучшей ударопрочностью по сравнению с более длинными волокнами.

1. Повышает прочность бетона на растяжение.
2. Уменьшает воздушные и водяные пустоты, присущую гелю пористость.
3. Повышает прочность бетона.
4. Волокна, такие как графит и стекло, обладают отличной устойчивостью к ползучести, чего нельзя сказать о большинстве смол. Таким образом, ориентация и объем волокон оказывают существенное влияние на характеристики ползучести арматурных стержней/напрягающих элементов 9.0018 .
5. Железобетон сам по себе представляет собой композитный материал, в котором арматура выступает в качестве усиливающего волокна, а бетон — в качестве матрицы. Поэтому крайне важно, чтобы поведение двух материалов при термических напряжениях было одинаковым, чтобы свести к минимуму дифференциальные деформации бетона и арматуры.
6. Было признано, что добавление в бетон небольших, близко расположенных и равномерно распределенных волокон будет действовать как гаситель трещин и существенно улучшит его статические и динамические свойства.

Факторы, влияющие на свойства фибробетона

Бетон, армированный фиброй, 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. Факторы кратко обсуждаются ниже:

Модуль упругости матрицы должен быть намного ниже модуля упругости волокна для эффективной передачи напряжения. Таким образом, волокна с низким модулем упругости, такие как найлоны и полипропилены, вряд ли дадут улучшение прочности, но помогут в поглощении большой энергии и, следовательно, придадут большую степень ударной вязкости и сопротивления приданию. Высокомодульные волокна, такие как сталь, стекло и углерод, придают композиту прочность и жесткость. Межфазная связь между матрицей и волокном также определяет эффективность передачи напряжения от матрицы к волокну. Хорошая связь необходима для повышения прочности композита на растяжение.

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 рис. 1 видно, что с увеличением объема волокон примерно линейно увеличиваются прочность на растяжение и ударная вязкость композита. Использование более высокого процентного содержания волокна может вызвать сегрегацию и жесткость бетона и раствора.

Рис. 1: Влияние объема волокон на изгиб

Рис. 2: Влияние объема волокон при растяжении

Еще одним важным фактором, влияющим на свойства и поведение композита, является соотношение сторон волокна. Сообщалось, что до коэффициента удлинения 75 увеличение коэффициента удлинения линейно увеличивает предел прочности бетона. После 75 относительная сила и выносливость снижаются. В таблице 1 показано влияние соотношения сторон на прочность и ударную вязкость. Таблица-1: Соотношение сторон волокна

4. Ориентация волокон

Одно из различий между обычным армированием и волокнистым армированием заключается в том, что в обычном армировании стержни ориентированы в желаемом направлении, а волокна ориентированы случайным образом. Чтобы увидеть эффект хаотичности, были испытаны образцы строительного раствора, армированные 0,5% объема волокон. В одном наборе образцов волокна были выровнены в направлении нагрузки, в другом — в направлении, перпендикулярном направлению нагрузки, а в третьем — хаотично. Было замечено, что волокна, выровненные параллельно приложенной нагрузке, обладают большей прочностью на растяжение и ударной вязкостью, чем случайно распределенные или перпендикулярные волокна.

Включение стальной фибры значительно снижает обрабатываемость. Такая ситуация отрицательно сказывается на закреплении свежей смеси. Даже продолжительная внешняя вибрация не уплотняет бетон. Объем волокна, при котором достигается эта ситуация, зависит от длины и диаметра волокна. Еще одним последствием плохой удобоукладываемости является неравномерное распределение волокон. Как правило, удобоукладываемость и стандарт уплотнения смеси улучшаются за счет увеличения водоцементного отношения или использования каких-либо добавок, снижающих содержание воды.

Максимальный размер крупного заполнителя должен быть ограничен 10 мм, чтобы избежать заметного снижения прочности композита. Волокна также действуют как заполнитель. Хотя они имеют простую геометрию, их влияние на свойства свежего бетона сложное. Межчастичное трение между волокнами и между волокнами и агрегатами определяет ориентацию и распределение волокон и, следовательно, свойства композита. Снижающие трение добавки и добавки, улучшающие когезивность смеси, могут значительно улучшить смесь.

Смешивание фибробетона требует тщательного соблюдения условий, чтобы избежать комкования волокон, расслоения и, как правило, трудностей с однородным смешиванием материалов. Увеличение соотношения сторон, объемного процента, размера и количества крупного заполнителя усиливает трудности и склонность к комкованию. Содержание стальной фибры более 2% по объему и соотношение сторон более 100 затрудняют смешивание. Важно, чтобы волокна были равномерно распределены по всей смеси; это можно сделать путем добавления волокон перед добавлением воды. При смешивании в лабораторном смесителе введение волокон через корзину из проволочной сетки способствует равномерному распределению волокон. Для использования в полевых условиях должны быть приняты другие подходящие методы.

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. Армированный стекловолокном бетон GFRC
4. Асбестовые волокна
5. Углеродное волокно
6. Органические волокна

1. Бетон, армированный стальным волокном

В качестве армирования доступно несколько типов стальной фибры. Круглое стальное волокно, обычно используемый тип, производится путем разрезания круглой проволоки на короткую длину. Типичный диаметр находится в диапазоне от 0,25 до 0,75 мм. Стальные волокна, имеющие прямоугольное поперечное сечение, получают путем просеивания листов толщиной около 0,25 мм. Волокно из тянутой проволоки из мягкой стали. В соответствии с IS:280-1976 с диаметром проволоки от 0,3 до 0,5 мм практически применялись в Индии. Круглые стальные волокна производятся путем резки или рубки проволоки, плоские листовые волокна имеют типичную c/s от 0,15 до 0,41 мм в толщине и от 0,25 до 0,9 мм.0 мм в ширину производятся путем просеивания плоских листов. Выпускаются также деформированные волокна, неплотно связанные водорастворимым клеем в виде жгута. Поскольку отдельные волокна имеют тенденцию группироваться вместе, их равномерное распределение в матрице часто затруднено. Этого можно избежать, добавляя пучки волокон, которые разделяются в процессе смешивания. Читайте также: Применение железобетона Приготовление и применение железобетона

Полипропилен является одним из самых дешевых и широко доступных полимеров. Полипропиленовые волокна устойчивы к большинству химических веществ и представляют собой цементирующую матрицу, которая в первую очередь разрушается при агрессивном химическом воздействии. Его температура плавления высока (около 165 градусов по Цельсию). Так что рабочая темп. As (100 градусов по Цельсию) может выдерживаться в течение коротких периодов времени без ущерба для свойств волокна. Полипропиленовые волокна, будучи гидрофобными, легко смешиваются, так как им не требуется длительный контакт во время смешивания, а нужно лишь равномерно размять их в смеси. Полипропиленовые короткие волокна в небольших объемных долях от 0,5 до 15, коммерчески используемые в бетоне.

Рис. 3: Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном

Стекловолокно состоит из 200-400 отдельных нитей, которые слегка связаны между собой, образуя основу. Эти подставки можно нарезать на кусочки разной длины или объединить в тканевые коврики или ленты. Используя обычные методы смешивания обычного бетона, невозможно смешать более 2% (по объему) волокон длиной 25 мм. Основное применение стекловолокна заключалось в армировании цементных или растворных матриц, используемых при производстве тонколистовых изделий. Обычно используемыми истинами стекловолокна являются электронное стекло. В армированном пластике и AR-стекле E-стекло имеет недостаточную устойчивость к щелочам, присутствующим в портландцементе, тогда как AR-стекло имеет улучшенные щелочестойкие характеристики. Иногда в смеси также добавляют полимеры для улучшения некоторых физических свойств, таких как движение влаги.

Рис. 4: Бетон, армированный стекловолокном

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

Рис. 5: Асбестовое волокно

Углеродное волокно из самого последнего и, вероятно, наиболее впечатляющего дополнения к ассортименту волокна, доступного для коммерческого использования. Углеродное волокно обладает очень высоким модулем упругости и прочностью на изгиб. Эти экспансивные. Было обнаружено, что их характеристики прочности и жесткости превосходят даже характеристики стали. Но они более уязвимы к повреждениям, чем даже стекловолокно, и поэтому обычно обрабатываются безотказным покрытием.

Рис. 6: Углеродные волокна

Читайте также: Бетон, армированный стекловолокном (GFRC) – свойства и применение в строительстве

0 Органическое волокно, такое как полипропилен или натуральное волокно, может быть химически более инертным, чем стальное или стекловолокно. Они и дешевле, особенно если натуральные. Для получения композита многократного крекинга можно использовать большой объем растительного волокна. Проблема смешивания и равномерного диспергирования может быть решена путем добавления суперпластификатора.