Технические характеристики армированного фиброй бетона напрямую зависят от свойств использованной микроарматуры. В итоге предельные значения прочности могут варьировать в два и более раза, например, прочность на сжатие изменяется в диапазоне от 49 до 84 МПа, а прочность на растяжение и изгиб колеблется от 21,0 до 32,2 МПа.
Что такое фибробетон
Фибробетон — это инновационный строительный материал, который достигается за счет равномерного добавления армирующих фиброволокон, может быть сделан из различных материалов, таких как сталь, базальт, синтетические волокна или целлюлоза, в бетонный раствор. В результате, после застывания состава, получается материал, который сочетает в себе легкость и высокую прочность — это и есть фибробетон.
Производство фибробетона
Процесс изготовления фибробетона состоит в добавлении фиброволокон в заранее подготовленный бетонный раствор. В зависимости от характеристик армирующего материала его можно добавлять либо в сухую смесь, либо в уже разбавленный водой и частично застывший бетон.
Пропорции фибробетона
Объем добавляемых армирующих добавок зависит от назначения конкретного элемента или конструкции, которая будет подвергаться застыванию:
- При замешивании строительных фиброрастворов, плит и других элементов объемом до 0,5 м³ рекомендуется использовать волокна длиной от 4 до 20 мм. Плотность содержания такой арматуры должна оставаться в пределах 1 кг на 1 м³;
- Для изготовления фибробетона, применяемого в стяжках и для укладки теплых полов, требуется применение волокон средней длины — 15 мм. На 1 м³ добавляется 1,5 кг фибры;
- При заливке изделий и конструкций объемом более 1 м³ в раствор добавляются волокна длиной от 10 до 40 мм. Их плотность на 1 м³ не должна превышать 1,5 кг.
Форма армирующих элементов также влияет на плотность их распределения и усадки в растворе. Основной принцип заключается в том, что чем мягче волокно, тем больше его нужно добавить для достижения желаемого эффекта.
Виды фибробетона
Различные типы фиброармированного композита отличаются между собой по материалу волокон, а также по способу изготовления самого фибробетона.
С целью повышения прочности фиброволокна могут использоваться для укрепления:
- цементного бетона;
- гипсового бетона;
- газобетона;
- стеклобетона;
- пенобетона.
В результате армирования, после достижения срока созревания раствора, получаются такие виды фибробетона, как цементный, гипсовый, а также стекло-, газо- и пенофибробетон.
Виды фиброволокна
Для армирования бетонов применяются такие натуральные и синтетические волокна:
- Стальные;
- Базальтовые;
- Стекловолокнистые;
- Углеволокнистые;
- Полипропиленовые;
- Целлюлозные.
Помимо функциональных свойств армирования, фибра может также выполнять декоративные функции. Например, применение прозрачных полимеров на основе стекловолокна может существенно повысить светопропускные способности и прозрачность затвердевшего материала.
Технология производства
Стандартная технология производства фибробетона включает три основных этапа:
- Подготовка сухой смеси;
- Введение в сухую смешанную массу армирующих волокон;
- Добавление воды для достижения однородной консистенции раствора.
Загрузка и смешивание компонентов может осуществляться вручную или с использованием специализированного оборудования, что зависит от масштабов строительных работ. При изготовлении композита с полимерным армированием желательно использовать распыляющиеся устройства для более равномерного распределения волокна.
Характеристики стальных волокон
Наиболее распространенной является стальная фибра — это отрезки стальной проволоки с диаметром от 0,1 до 0,5 мм и длиной от 10 до 50 мм. Она обеспечивает значительное улучшение следующих характеристик:
- Прочность на растяжение и разрыв;
- Устойчивость к усадке;
- Водонепроницаемость;
- Морозостойкость;
- Жаропрочность.
Бетон, содержащий стальную фибру, активно используется в строительстве каркасных зданий, в создании монолитных железобетонных конструкций, при сооружении колодцев канализации, резервуаров для очистки воды, плотин, а также полов на промышленных объектах, которые подвержены высоким нагрузкам.
Разновидности неметаллических фиброволокон
Стекловолокновые материалы также востребованы благодаря высокому модулю упругости, однако они показывают низкую стойкость к щелочной среде. Для улучшения их характеристик применяют специальные полимерные пропитки для обеспечения химической неизменности, или вводят в состав вещества, связывающие щелочи. Стеклофибробетон пользуется спросом в производстве конструкций с повышенными требованиями к шумоизоляции, а также в для изготовления скамеек, козырьков, ограждений и других декоративных малогабаритных изделий.
Базальтовые и углеродные волокна обеспечивают отличные эксплуатационные характеристики, однако их высокая стоимость делает использование ограниченным, чаще всего они применяются для объектов с высокими нагрузками, такими как автостоянки, бетонные перекрытия, дорожные покрытия, дамбы и железнодорожные конструкции.
Кроме названных, в строительстве применяются также:
- Полипропиленовые — для создания ячеистых бетонов и пеноблоков;
- Вискозные и хлопковые — преимущественно используются за границей в производстве текстильных бетонов;
- Полиэфирные, акриловые, нейлоновые и полиамидные.
Что такое фибробетон для облицовочных работ?
Для фасадных отделочных работ не рекомендуется использовать монолитный фибробетон с микроарматурой. В таких случаях предпочтительнее применять заранее изготовленные панели, которые крепятся к стенам или кровле с помощью винтов или скрытых анкеров. Производственные подразделения группы фирмы Элит Фасад предлагают широкий ассортимент облицовочных панелей из фибробетона, включая:
- Тонкостенные плиты, панели и рубашки;
- Облицовочный погонаж — карнизы, перила, руст, подоконники и наличники;
- Архитектурные детали — колонны, тумбы, фронтоны и пилястры;
- Декоративные элементы — панно, розетки и скульптуры.
Изделия доставляются на строительные площадки в Москве и других регионах России. Для каждого здания разрабатывается индивидуальный проект, согласно которому изготавливается комплект панелей, погонажных изделий и отдельных элементов.
История фибробетона
История использования композитных строительных растворов уходит корнями в прошлое. Известно, что для обжигаемого на солнце кирпича-сырца добавляли рубленую солому, а в скрепляющий раствор — волосы коней. Первые эксперименты по созданию устойчивого фибробетона, похожего на современный, начали проводиться в начале 20 века, когда в классические растворы начали добавлять асбестовые волокна. Однако к середине века асбест был признан токсичным, и промышленность стала использовать стальную проволоку, стекловолокно и полимерные нити. Успешные эксперименты, основанные на этом принципе, привели к созданию фиброцементного сайдинга и цементных плит.
Эра использования стального фибробетона началась в 70-х годах, когда стало очевидно, что использование композитного монолита в подземном строительстве приносит значительную пользу. Строители, добавляя в раствор определенным образом изогнутую проволоку, увеличивали влагостойкость, ударную прочность и несущую способность конструкций, при этом объем микроармирования не превышал 3%. Этот подход продемонстрировал свою эффективность, в частности, при строительстве туннеля под Ла Маншем, где в кубометр бетона добавляли до килограмма полипропиленовых волокон диаметром до 22 микрон.
Введение
Фибробетон — это материал нового поколения в строительстве, который становится все более востребованным благодаря своим выдающимся качествам и прочностным характеристикам по сравнению с традиционным бетоном. В данной статье мы проанализируем отличия фибробетона от обычного бетона, процесс его производства, а также причины относительно высокой стоимости этого материала.
Фибробетон представляет собой композиционный материал, состоящий из цемента, песка, воды и армирующих волокон. Добавление различных фибров, таких как стальные, синтетические или стеклянные, обеспечивает ему уникальный набор свойств, отличающих фибробетон от традиционного бетона. Некоторые из ключевых характеристик фибробетона включают:
1. Высокая прочность и долговечность: благодаря внедрению армирующих волокон значительно увеличена прочность на растяжение, что позволяет фибробетону выдерживать значительные нагрузки, минимизируя риск образования трещин и разрушений.
2. Устойчивость к ударам: благодаря волокнам фибробетон более устойчив к ударным нагрузкам, что делает его менее подверженным разрушению и крошению.
3. Гибкость: добавление волокон увеличивает гибкость фибробетона, позволяя ему адаптироваться к изменениям нагрузок и экстремальным условиям.
4. Снижение растрескивания и усадки: равномерное распределение волокон по массе помогает минимизировать трещинообразование и усадку во время сушки.
Фибробетон получают путем добавления волокон в бетонную смесь. Армирующие волокна играют роль армирующего материала и равномерно распределяются по композиту. Волокна могут быть изготовлены из разных материалов. В зависимости от типа фибры, используемой в производстве, варьируются свойства бетона, такие как класс прочности и ударостойкость. Фибры могут иметь различную форму, длину и диаметр, что также влияет на характеристики конечного продукта.
Таким образом, выбор того или иного вида микроарматуры в значительной мере определяет специфику и эксплуатационные характеристики бетона.
Процесс производства фибробетона
Процесс производства фибробетона схож с процессом изготовления обычного бетона, однако включает дополнительные этапы, связанные с добавлением армирующих волокон. Вот краткий обзор ключевых этапов:
1. Подготовка волокон: обычно волокна хранятся в специальных контейнерах, перед тем как добавить их в бетонную смесь, их необходимо смешать с водой для обеспечения хорошего сцепления с цементной матрицей.
2. Дозирование: все ингредиенты бетонной смеси, включая цемент, песок, воду и фибру, аккуратно взвешиваются и дозируются для достижения требуемых пропорций.
3. Смешивание: ингредиенты тщательно перемешиваются в высококачественном смесителе, при этом особое внимание уделяется равномерному распределению волокна по всем компонентам смеси.
4. Заливка: приготовленная смесь фибробетона заливается в формы, уплотняется и выравнивается для обеспечения качественного заполнения всех пустот и отделки поверхности.
5. Отверждение: после заливки фибробетон накрывается пленкой, чтобы предотвратить потерю влаги и поддерживать оптимальные условия влажности и температуры в процессе отверждения, который занимает, как правило, 24-48 часов.
6. Распаковка: по окончании процесса отверждения готовые изделия могут быть аккуратно извлечены из форм.
7. Отделка поверхности: для архитектурных целей фибробетон может требовать дополнительной отделки, такой как шлифовка, полировка, создание текстуры или применение цвета для достижения нужного эстетического результата.
Достоинства и недостатки
Фибробетон представляет собой уникальный материал, который в ряде параметров превосходит традиционный бетон:
- Простой метод армирования за счет смешивания компонентов;
- Снижение расхода бетона благодаря добавлению волокон, что может снизить общий объем на 20%;
- Увеличение прочности матрицы по всему объему;
- Улучшение консистенции и укладываемости раствора в форму;
- Высокие адгезионные свойства;
- Повышение водонепроницаемости;
- Уменьшение массы конечных изделий и конструкций;
- Увеличение срока службы.
При правильном выборе волокон и их характеристик можно минимизировать недостатки фибробетона, среди которых главным остается высокая стоимость, компенсируемая долговечностью и низкой потребностью в ремонте.
Фибробетон своими руками
Изготовить действительно качественный фибробетон можно только на заводе, где производятся точные расчеты. Разные типы фибры требуют различных рецептов, и обеспечить необходимое время замеса в домашних условиях сложно. Чтобы самостоятельно сделать фибробетон, нужно подготовить стандартную смесь из цемента, песка и пластификатора, а затем добавить волокна. Пропорции следует рассчитывать индивидуально: на 1 м³ будет необходимо от 300 до 2500 граммов сухой фибры от общего объема. Для снижения расходов можно смешивать дорогие волокна с более доступными.
В частном строительстве армированный волокнами бетон часто используется для создания прочного фундамента, который легко смонтировать без необходимости в дополнительном каркасе из арматуры. Однако для успешного применения данного материала обязательно следует делать предварительные расчеты в проектном бюро.
Также панели из фибробетона можно изготовить самостоятельно, например, для облицовки фасадов домов или создания заборов. Это будет гораздо экономичнее, чем покупка готовых изделий или использование обычного бетона в форме.
