Полипропиленовые волокна для бетона. Полипропилен бетон


Полипропиленовые волокна для бетона, производство полипропиленовых волокон

Полипропиленовые волокна для бетона, производство полипропиленовых волокон

Полипропиленовые волокна для бетона, производство полипропиленовых волоконВведение

В 1998 году исполняется 15 лет с того момента, как полипропиленовые волокна (ППВ) для бетона стали широко использоваться во всем мире. В 1963 году в научно-исследовательскую инженерную лабораторию армии США поступило сообщение о том, что полипропилен является одним из целого ряда волоконных материалов, которые значительно повышают сопротивление удару и устойчивость бетона к раскалыванию. По этой причине в коммерческих целях ППВ впервые было использовано в защитных оболочках свай.

Однако,полностью его потенциал реализовался в 80-е годы, главным образом в бетонных плитах покрытий. Сегодня в США 10% всего товарного бетона содержит ППВ, а в Великобритании уложены миллионы кубометров такого бетона. В настоящее время волокна используются в конструкционном бетоне для морских укреплений, мостов и водохранилищ, а также в сборном бетоне и торкрет-бетоне. Новые разработки включают антибактериальный бетон, тонкий бетон для покрытия асфальтированных дорог, бетон с обнаженным заполнителем - с шуршащей поверхностью, бетон, менее подверженный взрывному откалыванию при воздействии огня.

Что такое полипропиленовые волокна для бетона?

Полипропиленовые волокна - это олефиновые волокна, изготовленные из полимеров или сополимеров пропилена. Расплавленный полипропилен подвергается штамповке с вытяжкой, образуя ровные листы или волокна. Затем из него можно получить два типа ППВ. Ровные листы расщепляются на мелкие волокнистые элементы, из которых состоит основная структура, и разрезаются на части различной длины. Эти фибриллированные волокна в поперечном сечении имеют форму, близкую к прямоугольной. Волокна с круглым поперечным сечением также разрезаются на части различной длины для получения моно- и мультифиламентных волокон.

ППВ - чистое, безопасное, простое в использовании, химически нейтральное и совместимое со всеми вяжущими веществами и добавками волокно.

Как использовать полипропиленовые волокна?

Количество, тип и длина используемых волокон зависит от требований проекта. Обычная дозировка составляет 0,1% по объему или 0,6 - 0,9 кг/м3 бетона. Для удобства в применении ППВ поставляется в растворимых мешках по 0,6 - 0,9 кг. На каждый кубометр бетона добавляется один мешок - или в смесительную установку на бетонном заводе или прямо в автобетономешалку. Достаточно всего 5 минут смешивания в автобетономешалке для равномерного рассеивания без образования комков и скоплений.

Более высокая дозировка, особенно фибриллированных волокон, используется в сборном бетоне, торкрет-бетоне и других видах бетона, где важна прочность и устойчивость к раскалыванию.

Как действуют полипропиленовые волокна и какие они дают преимущества?

При дозировке 0,1-1% ППВ не обеспечивает первичного армирования. Теория показывает, что количество волокна, которое выдерживает нагрузку после растрескивания - критический объем волокна - для ППВ составляет примерно 2% по объему. Такое количество трудно ввести в бетонную смесь и оно неприемлемо с коммерческой точки зрения. Однако, дозировка 0,1-1% ППВ по объему действительно дает определенные преимущества бетону как в пластичном, так и в затвердшем состоянии. Волокна оказывают эффект немедленно, повышая сцепление бетонной смеси, препятствуя оседанию крупных, тяжелых частиц при уплотнении и облегчая подачу бетонной смеси насосом.

ППВ повышает способность бетона к деформации без разрушения в критический период схватывания, что мешает образованию микротрещин внутри застывшего бетона, а также сдерживает расширение видимых поверхностных трещин, возникших при пластической усадке. ППВ препятствует перемещению и последующему испарению воды, повышая гидратацию цемента на поверхности, но не заменяет надлежащих процедур выдерживания бетона.

16 лет независимого тестирования по всему миру, теперь подкрепленного сертификатом ВВА, показали, что ППВ в количестве 0,1% по объему обеспечивает устойчивость к выступанию воды, оседанию, растрескиванию при пластической усадке, истиранию, циклам замораживание/оттаивание, сопротивление удару, а также огнестойкость, остаточную прочность, антимикробную защиту и пониженную проницаемость.

В каких областях применяются полипропиленовые волокна?

Вышеописанные преимущества означают, что ППВ можно использовать во всех областях применения бетона. Выгода ППВ видна при анализе затрат даже на такие сооружения как мосты, водохранилища и стенки набережных. Но с наибольшим успехом этот материал использовался в бетонных плитах покрытий, особенно там, где он служил заменой вторичной стальной проволочной арматуры. Расчеты для бетонных плит покрытия с ППВ ничем не отличаются от обычных, изложенных в техническом отчете N 34 Общества Бетона. ППВ не увеличивает допустимую нагрузку бетонной плиты заданной прочности и толщины.

Простота в применении, устранение стальной арматурной проволочной сетки и беспрепятственный доступ для выгрузки бетонной смеси делают укладку бетона с ППВ более быстрой и экономичной. Учитывая уже описанные преимущества поверхности такого бетона, нетрудно понять, почему он с таким успехом используется в плитах покрытий.

Преимущества торкрет-бетона с ППВ заключаются в лучшем сцеплении бетонной смеси, что cнижает отскок и ускоряет укладку. При высокой дозировке более длинных фибриллированых волокон его прочность может сравниться с бетоном, содержащим 25-30 кг стальной арматуры. Преимущества сборного бетона с ППВ заключаются в уменьшении опасности случайного повреждения при распалубке и последующей транспортировке, пониженной проницаемости и, следовательно, меньшей подверженности коррозии. Преимущества бетона с ППВ при использовании скользящих опалубок заключаются в лучшем сцеплении бетонной смеси, что способствует повышению темпов строительства и снижению объемов ремонтных работ.

Новые достижения в области бетона с полипропиленовыми волокнами

Текущие испытания показывают обнадеживающие результаты - при использовании ППВ в количестве 1% по объему повышается прочность бетона на срез, что может дать альтернативный метод проектирования соединений плит с колоннами. Волокна с антимикробными добавками борются с бактериями на протяжении всего срока службы бетонных конструкций. Использование ППВ в бетоне с обнаженным заполнителем усиливает внутреннюю опору и удерживает крупный заполнитель близко к поверхности.

В ультра-тонкие белые покрытия, которые более 20 лет используются в США в качестве верхнего слоя асфальтированных дорог, последние 6 лет добавляется ППВ для повышения прочности 50-75 мм бетонного покрытия, укладываемого поверх асфальта.

Бетон с высокими рабочими характеристиками, обладающий прочностью 60-100 МПа и более, приобретает все большую популярность во всей Европе. Однако, как показал пожар в туннеле под Ла-Маншем, такой бетон подвержен взрывному откалыванию при температуре выше 200 гр.С. ППВ обеспечивает безопасный выход перегретого пара через капилляры на поверхность, когда плавится полипропилен при температуре 160-170 гр.С, и в настоящее время ППВ вводится в спецификации бетона для туннелей и других областей применения, где взрывное откалывание может угрожать жизни.

Исследование и совершенствование этой и других указанных характеристик подтверждает, что ППВ продолжает оставаться неотъемлемой частью бетонного строительства.

best-stroy.ru

Полипропиленовая фибра- преимущество применения

Это один из самых универсальных и экономически выгодных видов фиброволокна, которое может применяться в растворах с любым видом вяжущего. Представляет собой мультифиламентное моноволокно длиной от 2 мм до 100 мм, имеющее в сечении круглую, квадратную или прямоугольную форму, с диаметром от 3 до 70 микрон. Размер волокон для каждого вида работ индивидуален.

Поскольку полипропилен – инертное вещество, полипропиленовое фиброволокно устойчиво к щелочам и абсолютному большинству химических веществ, поэтому не теряет своих свойств при добавлении в бетон всех известных на сегодня добавок.

Благодаря тому, что волокна фибры полипропиленовой очень тонкие и гибкие, на поверхности бетона их практически не видно. Основные преимущества применения полипропиленового фиброволокна:

- снижается на 90% риск первичного трещинообразования при пластическом оседании бетона, что позволяет заливать большую площадь без усадочных швов. Добавлением в раствор полипропиленового фиброволокна регулируется водонасыщенность бетона в процессе дегидратации, благодаря чему снимается внутреннее напряжение бетона.

- повышается качество поверхности бетона. В процессе эксплуатации разрушение бетона начинается с поверхностного слоя в результате проникновения в него содержащихся даже в обычном воздухе паров кислот и влаги. В обычный бетон они проникают на глубину до 20 мм. В фибробетоне поверхностный слой получается более ровным, практически без микротрещин, поэтому проницаемость его верхнего слоя составляет всего 2-3 мм. 600гр фибры на 1 м3 раствора во много раз повышает механическую износостойкость изделия.

- снижается водопоглощение. Это происходит вследствие уменьшения количества отверстий, образованных от выступления воды в процессе набора бетоном прочности. Поэтому химические вещества, вода и грязь впитываются незначительно. Бетоны с полипропиленовым фиброволокном широко используются для строительства сооружений, где нужна повышенная прочность к агрессивным средам: отстойников, водохранилищ, морских заграждений, дорог и мостов, где часто используются антиобледеняющие соли и др.

- повышается сопротивляемость удару. Бетон имеет высокую прочность на сжатие, но низкую – на изгиб, растяжение и вибрацию. Для устранения этого недостатка применяется армирование, которое увеличивает прочность всего изделия в целом, но не защищает его края. Как уже было сказано выше, фибра повышает пластичность бетона, и в 5 раз увеличивает его сопротивление удару и стойкость к раскалыванию (за исключением железобетона). При образовании трещин в застывающем растворе происходит натяжение волокон и, как следствие, высвобождение большого количества энергии, которая поглощается бетоном. Всего 800 г полипропиленового фиброволокна на 1 м3 цементного или гипсового раствора препятствуют осыпанию углов и сводят к нулю количество брака при расформовке готовых изделий: фундаментных и стеновых блоков, плит перекрытия, барельефов, других художественных изделий.

- увеличивается устойчивость к огню. Бетон с полипропиленовой фиброй служит пассивной противопожарной защитой. Все дело в том, что в обычном бетоне при высокой температуре начинается очень быстрое испарение, в результате чего повышается давление внутри изделия и происходит взрывание бетона. Это приводит к разрушению бетонной конструкции в целом. Фибра полипропиленовая, входящая в состав бетона, плавится уже при температуре 165оС, а при повышении температуры до 360оС волокна просто распадаются, и пар свободно выходит через образовавшиеся пустоты.

- увеличивается морозостойкость бетона. В обычном бетоне при схватывании в нем образуются капилляры, по которым выходит вода при дегидратации. Впоследствии эти же каналы служат для проникновения воды внутрь изделия при его эксплуатации. При низких температурах вода замерзает и расширяется, вызывая тем самым разрушение бетона. При добавлении микрофибры эти каналы в основном заполнены волокнами вместе с незначительным количеством воздуха, попавшим в бетон при ее внесении. Именно эти волокна и микропузырьки воздуха позволяют воде расширяться/сжиматься в процессе замерзания/оттаивания, не разрушая бетон. К тому же, как уже говорилось выше, фибра полипропиленовая увеличивает пластичность бетона, поэтому количество таких каналов гораздо меньше, чем в обычном. Достаточно 1 кг фиброволокна на 1 м3 раствора, чтобы повысить морозостойкость изделия в 10 раз!

- сокращаются финансовые затраты и время на проведение бетонных работ. Добавление в бетон полипропиленового фиброволокна позволяет отказаться от использования армирующей сетки. К тому же, фибра армирует смесь по всему ее объему, в отличие от сетки, которая делает это только в одной плоскости. Бетон с добавлением микрофибры набирает прочность в 2 раза быстрее обычного. Это позволяет ровно на столько же сократить время на проведение работ за счет повышения оборачиваемости необходимого оборудования.

- предотвращается расслаивание бетонной смеси. Иногда, если в растворе изначально превышено допустимое количество воды, в первые часы после укладки происходит расслаивание бетонной смеси: песок, как более тяжелый, оседает, и нарушается соотношение песка и цемента в разных слоях уложенной смеси. Бетон становится хрупким и чувствительным к нагрузкам. Волокна фибры полипропиленовой удерживают на себе песок, не давая ему опуститься вниз, а цементу – подняться. Достаточно всего 800-900 г фиброволокна на 1м3 раствора, чтобы избежать этого опасного явления.

- повышается способность раствора к различным видам работ. Благодаря добавлению фиброволокна, увеличивается уплотняемость бетона при вибропрессовании и вибролитье из малообводненных смесей, а также удобоукладываемость подобных смесей – например, при ремонте или устройстве бетонных полов. Для этого достаточно всего 300 г фибры полипропиленовой на 1м3 бетонного раствора. Такое же количество фиброволокна в 1,5 – 2 раза повышает адгезию смеси при бетонировании методом торкретирования больших поверхностей.

besto.ru

Полипропиленовые волокна для бетона

Введение

В 1998 году исполняется 15 лет с того момента, как полипропиленовые волокна (ППВ) для бетона стали широко использоваться во всем мире. В 1963 году в научно-исследовательскую инженерную лабораторию армии США поступило сообщение о том, что полипропилен является одним из целого ряда волоконных материалов, которые значительно повышают сопротивление удару и устойчивость бетона к раскалыванию. По этой причине в коммерческих целях ППВ впервые было использовано в защитных оболочках свай.

Полипропиленовые волокна для бетона, производство полипропиленовых волокон

Однако,полностью его потенциал реализовался в 80-е годы, главным образом в бетонных плитах покрытий. Сегодня в США 10% всего товарного бетона содержит ППВ, а в Великобритании уложены миллионы кубометров такого бетона. В настоящее время волокна используются в конструкционном бетоне для морских укреплений, мостов и водохранилищ, а также в сборном бетоне и торкрет-бетоне. Новые разработки включают антибактериальный бетон, тонкий бетон для покрытия асфальтированных дорог, бетон с обнаженным заполнителем - с шуршащей поверхностью, бетон, менее подверженный взрывному откалыванию при воздействии огня.

Что такое полипропиленовые волокна для бетона?

Полипропиленовые волокна - это олефиновые волокна, изготовленные из полимеров или сополимеров пропилена. Расплавленный полипропилен подвергается штамповке с вытяжкой, образуя ровные листы или волокна. Затем из него можно получить два типа ППВ. Ровные листы расщепляются на мелкие волокнистые элементы, из которых состоит основная структура, и разрезаются на части различной длины. Эти фибриллированные волокна в поперечном сечении имеют форму, близкую к прямоугольной. Волокна с круглым поперечным сечением также разрезаются на части различной длины для получения моно- и мультифиламентных волокон.

ППВ - чистое, безопасное, простое в использовании, химически нейтральное и совместимое со всеми вяжущими веществами и добавками волокно.

Как использовать полипропиленовые волокна?

Количество, тип и длина используемых волокон зависит от требований проекта. Обычная дозировка составляет 0,1% по объему или 0,6 - 0,9 кг/м3 бетона. Для удобства в применении ППВ поставляется в растворимых мешках по 0,6 - 0,9 кг. На каждый кубометр бетона добавляется один мешок - или в смесительную установку на бетонном заводе или прямо в автобетономешалку. Достаточно всего 5 минут смешивания в автобетономешалке для равномерного рассеивания без образования комков и скоплений.

Более высокая дозировка, особенно фибриллированных волокон, используется в сборном бетоне, торкрет-бетоне и других видах бетона, где важна прочность и устойчивость к раскалыванию.

Как действуют полипропиленовые волокна и какие они дают преимущества?

При дозировке 0,1-1% ППВ не обеспечивает первичного армирования. Теория показывает, что количество волокна, которое выдерживает нагрузку после растрескивания - критический объем волокна - для ППВ составляет примерно 2% по объему. Такое количество трудно ввести в бетонную смесь и оно неприемлемо с коммерческой точки зрения. Однако, дозировка 0,1-1% ППВ по объему действительно дает определенные преимущества бетону как в пластичном, так и в затвердшем состоянии. Волокна оказывают эффект немедленно, повышая сцепление бетонной смеси, препятствуя оседанию крупных, тяжелых частиц при уплотнении и облегчая подачу бетонной смеси насосом.

ППВ повышает способность бетона к деформации без разрушения в критический период схватывания, что мешает образованию микротрещин внутри застывшего бетона, а также сдерживает расширение видимых поверхностных трещин, возникших при пластической усадке. ППВ препятствует перемещению и последующему испарению воды, повышая гидратацию цемента на поверхности, но не заменяет надлежащих процедур выдерживания бетона.

16 лет независимого тестирования по всему миру, теперь подкрепленного сертификатом ВВА, показали, что ППВ в количестве 0,1% по объему обеспечивает устойчивость к выступанию воды, оседанию, растрескиванию при пластической усадке, истиранию, циклам замораживание/оттаивание, сопротивление удару, а также огнестойкость, остаточную прочность, антимикробную защиту и пониженную проницаемость.

В каких областях применяются полипропиленовые волокна?

Вышеописанные преимущества означают, что ППВ можно использовать во всех областях применения бетона. Выгода ППВ видна при анализе затрат даже на такие сооружения как мосты, водохранилища и стенки набережных. Но с наибольшим успехом этот материал использовался в бетонных плитах покрытий, особенно там, где он служил заменой вторичной стальной проволочной арматуры. Расчеты для бетонных плит покрытия с ППВ ничем не отличаются от обычных, изложенных в техническом отчете N 34 Общества Бетона. ППВ не увеличивает допустимую нагрузку бетонной плиты заданной прочности и толщины.

Простота в применении, устранение стальной арматурной проволочной сетки и беспрепятственный доступ для выгрузки бетонной смеси делают укладку бетона с ППВ более быстрой и экономичной. Учитывая уже описанные преимущества поверхности такого бетона, нетрудно понять, почему он с таким успехом используется в плитах покрытий.

Преимущества торкрет-бетона с ППВ заключаются в лучшем сцеплении бетонной смеси, что cнижает отскок и ускоряет укладку. При высокой дозировке более длинных фибриллированых волокон его прочность может сравниться с бетоном, содержащим 25-30 кг стальной арматуры. Преимущества сборного бетона с ППВ заключаются в уменьшении опасности случайного повреждения при распалубке и последующей транспортировке, пониженной проницаемости и, следовательно, меньшей подверженности коррозии. Преимущества бетона с ППВ при использовании скользящих опалубок заключаются в лучшем сцеплении бетонной смеси, что способствует повышению темпов строительства и снижению объемов ремонтных работ.

Новые достижения в области бетона с полипропиленовыми волокнами

Текущие испытания показывают обнадеживающие результаты - при использовании ППВ в количестве 1% по объему повышается прочность бетона на срез, что может дать альтернативный метод проектирования соединений плит с колоннами. Волокна с антимикробными добавками борются с бактериями на протяжении всего срока службы бетонных конструкций. Использование ППВ в бетоне с обнаженным заполнителем усиливает внутреннюю опору и удерживает крупный заполнитель близко к поверхности.

В ультра-тонкие белые покрытия, которые более 20 лет используются в США в качестве верхнего слоя асфальтированных дорог, последние 6 лет добавляется ППВ для повышения прочности 50-75 мм бетонного покрытия, укладываемого поверх асфальта.

Бетон с высокими рабочими характеристиками, обладающий прочностью 60-100 МПа и более, приобретает все большую популярность во всей Европе. Однако, как показал пожар в туннеле под Ла-Маншем, такой бетон подвержен взрывному откалыванию при температуре выше 200 гр.С. ППВ обеспечивает безопасный выход перегретого пара через капилляры на поверхность, когда плавится полипропилен при температуре 160-170 гр.С, и в настоящее время ППВ вводится в спецификации бетона для туннелей и других областей применения, где взрывное откалывание может угрожать жизни.

Исследование и совершенствование этой и других указанных характеристик подтверждает, что ППВ продолжает оставаться неотъемлемой частью бетонного строительства.

Похожие статьи

kirpich174.ru


Смотрите также