Застывший бетон твердый и жесткий материал. Его слабая сторона это хрупкость, при динамических нагрузках, он разрушается, а статические воздействия приводят к образованию трещин. Для предотвращения этого, бетонные изделия укрепляются стальной или композитной арматурой. Развитие науки и создание новых технологий позволило применять фибру из различных материалов, армирующее волокно упростило процесс укрепления бетона и повысила его эксплуатационные характеристики.
Содержание
Что такое фибра
Фибра – это материал в виде волокон или тонких проволок, предназначенный для дисперсного армирования бетона и других строительных смесей, с целью повышения их прочности, изготавливается из стали, базальта, стекла, полимеров, полипропилена.
Для чего нужна фибра
Каждое волокно имеет свои характеристики и в соответствии с ними изменяет свойства армированного бетона. При изготовлении деталей с арматурой с добавлением микрофибры, внутреннее наполнение отлично сочетается и улучшает качество бетонных изделий, такие характеристики, как:
- устойчивость к воздействию влаги;
- улучшает сцепление;
- повышает прочность на изгиб;
- противодействие статическим и динамическим нагрузкам;
- снижение образованию трещин, в том числе и усадочных;
- повышает устойчивость к истиранию;
- выше морозостойкость;
- устойчивость к воздействию агрессивных веществ.
У армированного фиброй бетона высокая ремонтопригодность. Также за счет волокон улучшается адгезия (сцепляемость) с наносимым материалом.
Очень часто фибру используют для армирования стяжки.
Виды фиброволокна
Многие считаю технологию армирования фиброй относительно новый способ, хотя есть упоминания её использования в древние времена, уже тогда практиковали добавление различных волокон в строительные смеси. Одним из примеров, это добавление конского волоса и соломы для армирования кирпича. Хотя и в наше время до сих пор изготавливают кирпичи из глины средней жидкости, с добавлением фибры из мелко нарезанной соломы, и других волокнистых растений, такой кирпич называют “саманным”.
В настоящее время фиброволокном наполняют строительные смеси на основе цемента и гипса. Также упрочняют пено- и газобетонные стеновые блоки. Армирующие добавки изготавливаются из металлической проволоки и волокон из разных композитных материалов. Каждые имеет свои свойства и по-разному влияют на застывший состав.
Полипропиленовая
Полипропиленовая фибра – одно из наиболее дешевых армирующих материалов, созданное на основе полипропилена. Представляет собой органическое соединение в форме гофрированных волокон длинной от 3 до 30 мм, диаметром 0,010-0,025 мм.
Способствует предотвращает образование усадочных трещин, проседание бетона при застывании в местах заливки, улучшает качество поверхности. Полипропиленовое волокно существенно снижает потери от брака, получаемого при производстве и транспортировке изделий из цемента и гипса.
Преимущество полипропиленовой фибры перед арматурой и стальными волокнами, это способность противостоять агрессивному воздействию химических веществ и коррозии.
К недостаткам полипропиленовых фиброволокон относится неравномерное распределение в бетоне. При замешивании раствора может происходить сгущение и комкование материала в верхней области смеси, из-за низкой плотности. Ещё один из существенных минусов, это низкий показатель прочности волокна на растяжение, в сравнении с другими материалами.
Полимерная
Полимерное микроволокно называют улучшенным полипропиленовым – тонкие синтетические нити, длиной до 24 мм. Полимер – химически нейтральное вещество, устойчивое к воздействию влаги и не разрушается при контакте с цементом и известью.
Материал экологичен, не выделяет вредных веществ и безопасен для человека. Полимерная фибра равномерно распределяется по всему объему раствора, при соблюдении технологии.
Микроволокно придает бетону и гипсу прочность и гибкость. Из составов с полимерной фиброй изготавливают плиты аэродромного покрытия, самонивелирующиеся полы, внутреннюю облицовку гидротехнических объектов.
Стеклянная
Необработанное стекловолокно с шершавой поверхностью образует пучки или жгуты. Используется для армирования декоративных и архитектурных изделий при отделке и реставрации старинных зданий. Внутренняя решетка крепче образуемой полипропиленовой фиброй. Ее применяют для упрочнения блоков ячеистого бетона. Стеклофибра предотвращает усадочное растрескивание, усиливает прочность на разрыв, изгиб.
Стальная
Внешне представляет собой куcки стальной проволоки диаметром 0,12-1,3 мм, и длиной от 5 до 100 мм, которые в зависимости от формы подразделяют на виды: прямая, волновая, анкерная и закругленная фибра. Также её разделяют на типы в зависимости от формы сечения, оно может быть: круглым, прямоугольным, треугольным и серповидным.
Согласно ГОСТ Р 59535-2021, фибра должна изготавливаться из марок стали с модулем упругости от 200 000 МПа и временным сопротивлением разрыву выше 400 МПа.
У фибры с гладкой и ровной поверхностью хуже сцепка с бетоном. Поэтому для изготовления конструкций с большей несущей способностью необходимо использовать фибру с крючками на концах. Стальная фибра при правильном замешивании, работает как арматура, точнее армирующая сетка:
- при усадке бетона, уменьшает его растрескивание;
- повышает сопротивление динамическим и статическим нагрузкам;
- позволяет уменьшить толщину стяжки;
- не выделяет вредных веществ;
- не горит.
Стальное волокно широко применяется в производстве бетона для строений авиационного назначения, мостов, свай, тоннелей и других сооружений с повышенными требованиями к безопасности и прочности, но чаще всего одновременно с арматурой. В сравнении с ней, это более экономично, так как нет необходимости дополнительно покупать арматуру и собирать с неё армирующий каркас.
Замена арматуры фиброй, возможна только не для очень ответственных конструкций, для армирования балок, монолитных плит перекрытий и других ответственных железобетонных изделий, фибра не годится, так как в отличие от арматуры, её невозможно равномерно согласно проекта распределить в толще бетона.
А вот пример испытание бетонной плиты армированной стальной фиброй. Размер плиты 2000х2000 мм, толщина 200 мм. Изготовленной из бетона класса В22,5 (М300), F150, W8. Расход фибры 40 кг на 1 м3 бетонной смеси.
Базальтовая
Нити из расплавленных базальтовых пород по твердости и прочности превосходят большинство волокон. Изготавливают базальтовую фибру из горных пород вулканического происхождения, собранной после его извержения или по специальной технологии, разработанной для производства блоков базальтовой ваты.
Достоинства базальтовой фибры:
- высокий показатель шумо- и термоизоляции;
- не горит;
- увеличение морозостойкости бетонных конструкций, этот показатель может доходить до 500 циклов;
- экологически чистый материал;
- стойкий к воздействию влаги, кислот, щелочей, автомобильных и промышленных масел;
- совместима со всеми составами – стандартными, тяжелыми, декоративными;
- высокая прочность.
Благодаря своим уникальным свойствам, базальтовая фибра нашла свой применение, при возведении взрывоопасных объектов и зданий с высокой сейсмичностью.
Углеродная
Углеродистая фибра в сухом виде ломкая и хрупкая, напоминает графитовый стержень карандаша. При соблюдении технологии замеса с поляризацией углеродных волокон, качественно улучшает характеристики бетона. Сама фибра имеет отличительные качества, положительно влияющие на бетонные смеси:
- стойкая к щелочам;
- не подвергается коррозии;
- препятствует образованию микротрещин;
- повышает морозостойкость, готовой конструкции;
- имеет отличное поверхностное сцепление.
Кроме перечисленных материалов в отдельных случаях применяют менее популярные армирующие вещества. Фибра бывает:
- полиамидная – суперэластичная, повышает водостойкость, инертна химически;
- полиэфирная – равномерно распределяется по всему объему, за счет электростатического заряда происходит отталкивание волокон друг от друга, повышает прочность и сопротивление ударам, заменяет армирование сеткой;
- целлюлозная – сокращает количество трещин, выдавливает воду с бетона;
- асбестная – огнестойкая, поглощает шум, теплоизолятор, улучшает адгезию штукатурного слоя по бетону, канцерогенная.
Важно! Асбест запрещен к применению в жилых помещениях, зданиях, где проживают люди. В остальных случаях его необходимо покрывать краской или другими отделочными материалами, не пропускающими частицы асбеста наружу.
Фибра, кроме материала, различается размерами волокон, сцепляемостью, удельным весом и другими качествами.
Таблица сравнения технических характеристик фибры из разного материала
| Показатели\Виды фибры | Углеродная | Базальтовая | Полимерная | Стеклянная | Стальная |
| Плотность материала кг/м3 | 1700-2000 | 2600-3100 | 900-1190 | 2500-3600 | 7700-7900 |
| Диаметр волокна, мкм | 3-15 | 7-400 | 10-500 | 5-35 | 120-1300 |
| Длина волокна, мм | 2-50 | 3-72 | 3-50 | 6-25 | 5-100 |
| Прочность на растяжение, МПа | 2000 | 1600-3600 | 4000-8400 | 1000-3900 | 800-3150 |
| Модуль упругости, ГПа | 245 | 80-110 | 1,4-8,4 | 70-80 | от 200 |
| Удлинение при разрыве, % | 1 | 1,4-3,6 | 10-45 | 1,5-3,5 | 3-4 |
| Температура плавления, C | 3550 | 1200-1300 | 115-260 | 425-600 | 1300-1500 |
| Стойкость в среде гидратации цемента | Высокая | Высокая у волокон более 0,1 мм | Высокая | Низкая у обычного, высокая у щелочностойкого | Низкая у обычной, высокая у оцинкованной |
Использование фибры для бетона
В зависимости от качеств, которые необходимо усилить в бетонных или гипсовых изделиях, рекомендуется применять разные виды фибры.
| Вид работ | Как влияет фибра на бетон | Рекомендуемые виды фибры |
| Заливка фундамента | Увеличивает прочность бетона на сжатие и растяжение, в отдельных случаях полностью заменяет арматуру | Стальная |
| Создание перекрытий | ||
| Возведение лестниц | ||
| Устройство монолитных стен | ||
| Отделка бассейнов, септиков, колодцев, канализации | Увеличивает водостойкость, водонепроницаемость, морозостойкость, делает стойкими к воздействию агрессивных сред | Полимерная, базальтовая |
| Заливка подложки пола в нежилых помещениях | Придает вязкость, улучшает устойчивость к динамическим нагрузкам | Полимерная |
| Стяжка пола | Придает водонепроницаемость, стойкость к динамическим нагрузкам | Полимерная |
| Оштукатуривание и шпатлевание стен | Микроармирование, защищает от образования микротрещин | |
| Производство стеновых блоков и перегородок | Увеличивает прочность изделий, морозостойкость | Базальтовая, стеклянная |
| Заливка дорожек, площадок под парковку, заезды | Увеличивает сопротивление динамическим нагрузкам | Полимерная |
| Элементы декора – изготовление | Износостойкость, долговечность | Полимерная, базальтовая, микрофибра |
Какая лучше
При строительстве дома своими руками следует выбирать фибру, которая не только улучшит качество бетона, но и проста в применении, а также доступна по стоимости. Например, базальтовая лучше других по техническим характеристикам, но она дорогая и требует дополнительного приобретения замасливателей и знаний, как с ними обращаться.
Полимерная слабее в качестве упрочнителя, боится огня, но ее достаточно добавить к сухой смеси перед началом замешивания и все. Стоимость бюджетная.
В каждом конкретном случае выбирается фибра, оптимально подходящая по показателям, для достижения необходимых качеств готовой конструкции.
Расход на 1 м3 бетона
Волокна даже с одного материала имеют разные размеры, поэтому надо строго придерживаться рекомендаций производителя на упаковке. Единого расчета для всех армирующих волокон нет. Расход фибры на 1 м3 может быть как 300 г так и 5 кг, это зависит от её вида, типа возводимой конструкции, ну и конечно целевые свойства и качества готового изделия, которых вы хотите добиться.
Очень важно при замешивании бетона, фибру добавлять в бетономешалку постепенно, так, чтобы избежать “комкования”, и она равномерно распределилась по смеси.
Загрузка...
