Фибробетон что это такое

Фибробетон представляет собой комбинацию бетона с мелкими частицами армирующего материала, выпускаемым в виде коротких нитей, которые могут иметь длину от 3 до 40 мм (так называемого ровинга). Армирующие волокна могут быть выполнены из различных материалов, однако наиболее распространенными в сфере строительства являются сталь, базальт, стекло, пластик (чаще всего полипропилен) и ряд других вариантов.

Что такое фибробетон

Чтобы снизить общий вес конструкции и одновременно повысить прочность бетонного раствора, в него равномерно вводятся фиброволокна — элементы армирования, которые могут быть стальными, базальтовыми, синтетическими или целлюлозными. В результате, после затвердевания раствора, образуется прочный и легкий строительный материал — фибробетон.

Производство фибробетона

Процесс изготовления фиброармированного бетона включает добавление фиброволокон в заранее приготовленный раствор. В зависимости от характеристик используемого армирующего материала, волокна могут быть добавлены как в сухую смесь, так и в уже разбавленный водой и начинающий затвердевать бетон.

Пропорции фибробетона

Объем армирующих добавок определяется в зависимости от того, для какого элемента или конструкции предназначен раствор:

• При замесе строительных фиброрастворов, плит и элементов с объемом до 0,5 м3 используются волокна длиной от 4 до 20 мм. Плотность содержания такой арматуры не должна превышать 1 кг на 1 м3;
• Для создания фибробетона для стяжек и теплых полов требуется использовать фракции фибры средней длиной 15 мм. На 1 м3 добавляют 1,5 кг фибры;
• При заливке изделий и конструкций объемом более 1 м3 в раствор добавляют волокна длиной от 10 до 40 мм. Их плотность в 1 м3 не должна превышать 1,5 кг.

Форма армирующих элементов также влияет на степень их усадки в растворе. Главный принцип заключается в том, что чем мягче волокно, тем больше его требуется для достижения необходимого результата.

Виды фибробетона

Различные разновидности фиброармированного материала отличаются как по материалу, из которого изготовлены волокна, так и по технологии производства самого бетона.

С целью повышения прочности бетоны укрепляют фиброволокнами, добавляя их к:

• цементному бетону;
• гипсовому бетону;
• газобетону;
• стеклобетону;
• пенобетону.

В результате армирования после созревания раствора получается цементный, гипсовый фибробетон или стекло-, газо-, пенофибробетон.

Виды фиброволокна

Для усиления бетона используются такие природные и синтетические материалы:

• Сталь;
• Базальт;
• Стекловолокно;
• Углеволокно;
• Полипропилен;
• Целлюлоза.

Помимо армирования, фибра может выполнять и декоративные функции. Например, использование прозрачных полимерных композитов на основе стекловолокна увеличивает светопропускную способность застывшего раствора, а также улучшает его прозрачность.

Технология производства

Производственный процесс обычно состоит из трех основных этапов:

• Подготовка сухого раствора;
• Добавление армирующих волокон в сухую смесь;
• Добавление воды в раствор и приведение его в однородное состояние.

Выгрузка и смешивание компонентов могут осуществляться вручную или с использованием специализированного оборудования, если масштабы строительства и производства этого требуют. При производстве композита с полимерным армированием необходимо использовать распыляющие устройства.

Применение фибробетона

Бетон с армирующими волокнами находит широкое применение в строительстве промышленных объектов, объектов повышенной ответственности и общественных зданий:

• Дорожные покрытия;
• Укладка взлетно-посадочных полос аэродромов;
• Массивные фундаменты под тяжелые сооружения;
• Прочные полы в производственных помещениях и складах;
• Тротуары;
• Монолитное строительство зданий и тоннелей;
• Укрепление набережных;
• Объекты специального назначения, такие как водоотводные шахты, канализационные колодцы и очистные резервуары;
• Чаши бассейнов и пр.

К числу отдельных изделий из фибробетона относятся:

• Шумозащитные экраны вдоль трасс;
• Дорожные бордюры;
• Тротуарная плитка;
• Скамейки;
• Заборы;
• Козырьки и т.д.

Бетоны, армированные волокном, применяются в случаях, когда создание каркаса является нецелесообразным с финансовой, материальной и трудовой точки зрения. Например, армировать дорожную плитку значительно сложнее, чем просто добавить армирующее волокно в раствор и залить бетон в форму. Тот же принцип применяется к поддерживающим конструкциям, таким как плиты или монолитные стены в тоннелях и опоры набережных: нагрузка на них распределяется равномерно по всей поверхности, поэтому прочность каждого участка должна быть одинаковой, что сложно достичь с традиционными арматурными каркасами.

Фибробетоны, окрашенные специальными пигментами, служат основой для создания декоративных панелей для отделки фасадов, ландшафтного оформления, облицовки фонтанов и других конструкций. Изделиям можно придавать различные формы, рельефы и текстуры.

Технические характеристики

Для каждого типа наполнителя существует своя рецептура приготовления раствора, в результате чего бетон обладает уникальными характеристиками. Состав и качество фибробетона не регламентируются ГОСТами. Согласно СП 52-104-2006, материал должен соответствовать требованиям ГОСТ 26633-91.

У каждого типа волокна будут свои показатели:

• Фибра из полипропилена: плотность 0,9 г/см3, модуль упругости достигает 8000 МПа, удлинение при разрыве до 25%;
• Для базальта: плотность 2,6-2,7 г/см3, модуль упругости до 11000 МПа, прочность на растяжение до 3200 МПа, удлинение до 3,6%;
• Для стали: плотность 7,8 г/см3, модуль упругости до 210000(!) МПа, прочность на растяжение 3150 МПа.

Как видно, технические характеристики фибробетона варьируются, хотя отличаются незначительно (за исключением отдельных параметров, их необходимо учитывать при выборе волокна). Приведем основные параметры бетона, основанного на стекловолоконном камне:

Все бетоны, армированные волокном, обладают высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью.

Использование фибробетона

Итак, где можно применить фибробетон в строительстве зданий? Фибробетон может быть использован практически везде. В первую очередь, фибробетон на основе базальтового заполнителя подходит для создания фундаментов любого типа. Для таких фундаментов стальная арматура не требуется, что позволяет существенно сократить затраты на доставку, монтаж и вязку арматурных каркасов, а также сэкономить время. Базальтовое волокно может быть доставлено в мешках и весит значительно меньше, чем стальной прут.

Кроме того, базальтовую фибру можно добавлять в кладочную смесь, при этом не потребуется обязательное армирование рядов, поскольку фиброволокно само по себе выполняет функции армирования.

Также часто базальтовая фибра добавляется в штукатурку при наружной и внутренней отделке стен.

Чем же еще базальтовая фибра лучше обычной арматуры?

Прежде всего, фибра значительно снижает вероятность появления трещин в бетоне, что исключает образование микроканалов, позволяющих влаге проникать внутрь. Обычная стальная арматура не может препятствовать капиллярному трещинообразованию.

Во-вторых, базальтовая фибра в четыре раза легче по объему, чем стальная арматура, что значительно уменьшает вес бетонных конструкций, одновременно повышая их прочность. Площадь контакта поверхности с бетоном при этом в 30 раз больше, чем у стальной арматуры.

В-третьих, базальт не подвержен коррозии при взаимодействии с любыми агрессивными веществами, которые могут оказаться в составе бетона.

В-четвертых, адгезия базальтовой фибры с бетоном значительно выше, чем у других видов волокон. Для надлежащего сцепления с бетоном металлическая фибра должна быть изгибаема в различные формы, что увеличивает затраты на её производство.

В-пятых, коэффициент теплового расширения базальта и бетона схож, поэтому даже при резких колебаниях температуры сцепление базальтовых волокон с бетоном остается неизменным.

Таким образом, базальтовый фибробетон значительно превосходит традиционный железобетон, а его свойства также улучшены благодаря использованию базальтовых волокон в составах. Вопрос остается только: где приобрести базальтовую фибру и бетонные смеси на ее основе? Неужели её получают из базальтовой ваты?

Сегодня в Москве множество бетонных заводов производят готовые бетонные смеси, включая даваемый фибробетон с базальтовой фиброй. Тем не менее, важно приобретать материал только на крупных предприятиях, соблюдающих все технологические правила. Дело в том, что базальтовая фибра для армирования бетонных конструкций нарастает в популярности, что приводит к тому, что всё большее количество фирм начинает заниматься её производством, зачастую без надлежащих стандартов. Поэтому разумнее переплатить, но получить качественный армирующий продукт, что в любом случае будет дешевле, чем фибробетон с традиционной стальной арматурой.

Технология изготовления фибробетона

Процесс приготовления фибробетона схож с производством обычной бетонной смеси.

Особенности:

• Корректный выбор типа армирующего волокна, который зависит от предполагаемых эксплуатационных условий и характеристик матрицы – исходного бетона.
• Требуется обеспечить равномерное распределение фибры по объему продукта, что требует более длительного перемешивания по сравнению с традиционными процессами.
• Необходимость обеспечить устойчивость фибры (например, стекловолоконной) к щелочной среде с помощью дополнительных технических мероприятий.

Способы добавления фибры в бетонную смесь включают:

• Прямо в цемент. Это обеспечивает равномерное распределение армирующих волокон в приготовленной смеси;
• В бетономешалку. Оптимальный результат получается при увеличении времени перемешивания на 15-30%;
• На месте выполнения работ, в миксер бетоновоза. После добавления фибры в миксер процесс перемешивания должен продолжаться как минимум 5-10 минут.

Объемное армирование фиброволокнами представляет собой перспективное направление в создании прочных строительных материалов, которые полностью соответствуют эксплуатационным требованиям.

Мастера бетонного завода с 10-летним стажем.

Образование:

2009 год — Казанский государственный архитектурно-строительный университет, специальность «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Опыт работы:

Организация труда на участке РБУ, контроль качества бетонных смесей, приемка материалов, модернизация бетонных заводов, ведение журналов производства работ.

195273, Санкт-Петербург
пр. Пискаревский д.63, литер Б
БЦ Виадук-П, офис 306
Время работы:
ПН-ПТ 10:00-18:00
СБ-ВС Выходной

Что такое фибробетон

Фибробетон — это современный строительный материал, получаемый путем добавления фиброволокна в бетонную смесь. Эти фиброволокна равномерно распределяются по всему композиту и служат в роли армирующего элемента.

Фибра может быть изготовлена из различных материалов. В зависимости от типа сырья для микроармирования, изменяются свойства бетона — повышается его класс, прочность и ударная устойчивость. Фиброволокна могут быть выполнены из стали, базальта, стекловолокна, полипропилена, целлюлозы и других материалов. Каждый тип волокна имеет свои уникальные длину, диаметр и форму, что влияет на свойства бетона.

Например, стальная фибра изготавливается из металлической ленты и представляет собой проволоку с загнутыми концами. Такие микроволокна создают прочную связь с бетонной смесью и поглощают возникающее напряжение. Стеклянные волокна формируются из расплавленной массы, в то время как целлюлозные волокна скручиваются в трубочки.

Фибра также служит для предотвращения растрескивания бетона во время его укладки и высыхания. Микроволокна снижают проницаемость бетонного композита, что уменьшает вероятность проникновения воды. Некоторые виды фиброволокон улучшают ударопрочность, стойкость к истиранию и разрушению бетона. Важно отметить, что фибра не увеличивает прочность бетона на изгиб, поэтому не может полностью заменить традиционное армирование.

Виды фиброволокна

Микроармирование бетонного композита осуществляется разнообразными типами фиброволокон. Характеристики фибробетона и сфера его применения зависят от вида использованной фибры. Существует шесть основных типов фиброволокна, которые встраиваются в строительную смесь. Каждый из них обладает своими уникальными особенностями и свойствами, придающими бетону уникальные характеристики.

Стальная фибра

Стальная фибра представляет собой металлическую проволоку длиной от 1 до 5 см. По форме она может быть как волновой, так и анкерной. Этот тип фибры изготавливается из расплава различными методами: наиболее распространенным считается механический метод, при котором разрезаются стальные листы или волочится металлическая нить.

Выбор метода производства стальной фибры зависит от её диаметра. Армирование стальной добавкой позволяет достигать высокой прочности и стойкости к износу, что делает её частым выбором для дорожных покрытий, мостовых настилов и аэродромов.

Базальтовая фибра

Базальтовое фиброволокно получают из расплавленного вулканического минерала. Эта фибра имеет форму нитей, обладающих стойкостью к влиянию внешней среды, химическим веществам и высоким температурам. Добавление базальтового волокна в бетон увеличивает его прочность в три раза. Этот материал широко используется при возведении стен, монолитных конструкций, перегородок и для создания декоративных элементов фасадов, скульптур, фонтанов и др.

Стекловолоконная фибра

Стеклянное волокно создается путем вытягивания нитей из расплавленного стекла. Эксплуатационные характеристики материала зависят как от технологии производства, так и от химического состава. Непрерывные стекловолокна скручиваются в жгуты определенного диаметра и затем нарезаются на короткие отрезки, длина которых определяется технологией производства фибробетона и требованиями к бетонной смеси.

Добавление стекловолокна в бетонную смесь значительно снижает затраты на строительные материалы и уменьшает вероятность появления трещин при укладке. Стекловолоконная фибра является одним из наиболее доступных и недорогих материалов на рынке. Она применяется для создания бетонной стяжки, штукатурки и сухих смесей.

Углеродная фибра

Углеродная фибра представляет собой рубленые куски углеродных нитей, которые получают в процессе термической обработки при максимально высоких температурах. Углеродная фибра обеспечивает высокую устойчивость сооружений к механическим нагрузкам и химическим воздействиям.

Углерод может похвастаться низким коэффициентом удлинения, что делает бетон прочным на удар и растяжение, а также предотвращает возникновение трещин. В сравнении с другими армирующими добавками, стоимость углеродной фибры значительно выше. Фибробетон с углеродным армированием часто используется при строительстве архитектурных форм, тонкостенных бетонных изделий и высокопрочной плитки.

Фибра из полипропилена

Синтетическое волокно изготавливается из полипропиленовой пленки путем нарезания и скрутки. Данный вид фибры имеет сечение от 0,02 до 0,038 мм и, попадая в бетонную смесь, образует решетчатую структуру, что способствует улучшению технических свойств фибробетона.