Фибра для бетона из полиакрилнитрила и углеродного волокна. Волокно для бетона


Фибра для бетона из полиакрилнитрила и углеродного волокна

Фибра для бетона представляет собой волокна, применяемые для дисперсного армирования бетона, газо- и пенобетона, полистиролбетона, также добавляется в строительный раствор, сухие строительные смеси и т.п.

Фибра для бетона представляет собой волокна, применяемые для дисперсного армирования бетона, газо- и пенобетона, полистиролбетона, также добавляется в строительный раствор, сухие строительные смеси и т.п.

Волокна изготавливаются из следующих материалов: из полиакрилнитрила (ПАН) и карбонизированного ПАН (углеродного волокна), а также других традиционных материалов (стали, стекла, базальта, полимеров, полиэфиров и пр.).

Дисперсное армирование повышает физико-механические свойства материалов по всему объему, обладает высокой адгезией к цементу и прочно встраивается в матрицу бетонов. Фибра для бетона является эффективной армирующей добавкой, используется во всех типах бетонов, когда необходимо предотвратить образование деформационных трещин, возникающих вследствие механического воздействия или усадки (например, при заливке полов). Применение фиброволокон позволяет избежать трудоемких операций по армированию.

Полиакрилнитрильная фибра для бетона — армирующая добавка нового поколения из полиакрилнитрила для любых растворов на цементной или гипсовой основе.

Полиакрилонитрильная фибра для бетона служит для предотвращения появления трещин как на этапе усадки, так и в дальнейшем, делая бетон долговечным и ударопрочным, сохраняя все качественные характеристики бетонных изделий. В армировании бетонных и гипсовых мелко-штучных декоративных изделий полиакрилонитрильная фибра играет особенно большую роль, так как за счет добавления фиброволокна из полиакрилнитрила в состав можно сократить количество брака в изделиях до 90%. Применение полиакрилонитрильной фибры позволяет уменьшать выделение воды посредством эффективного контроля гидратации, тем самым снижая внутренние нагрузки. Полиакрилонитрильная фибра устойчива абсолютно ко всем химическим веществам, входящим в состав бетона, к щелочам, применяемым в производственных процессах, не коррозирует, распределяется равномерно (не образуя сгустков) по всему объему состава и армируя его по всем направлениям, не теряет своей долговечности и внешнего вида.

Фибра2

Фибра для бетона из углеродного волокна (углеволокна, УВ) — наноструктурированный неорганический материал, содержащий 92-99,9% углерода. Углеродные волокна получают путем ступенчатой термообработки волокон на основе полиакрилонитрила (ПАН), при температурах до 3 200 0С. По сравнению с обычными конструкционными материалами (алюминием, сталью и др.) материалы на основе УВ обладают экстремально высокими характеристиками прочности, сопротивлением усталости, модулем упругости, химической и коррозионной стойкостью, в разы превышающими аналогичные показатели стали при существенно меньшей массе.

 

Преимущества полиакрилнитрильной фибры:

— повышает прочность бетона на сжатие до 50%,

— повышает ударную и усталостную прочность бетона до 200%,

Фибра3

— фибра для бетона повышает прочность бетона на растяжение при изгибе до 130%,

— снижает показатель стирания до 40%,

— обеспечивает трехмерное упрочнение материала,

— трещиностойкость по показателю удельных энергозатрат и статическому джей-интегралу увеличивается в 1,5 раз, по статическому коэффициенту интенсивности напряжений в 1,2 раза (при дозировке фибры 1,2 кг/м3) и в 3,87 раза, соответственно, (при дозировке 3,6 кг/м3),

— уменьшает образование внутренних напряжений при пластической усадке,

— повышает износостойкость бетонной поверхности,

— фибра для бетона препятствует расслаиванию бетонной смеси,

— сокращает время первичного и окончательного твердения, ускорение оборота форм,

— увеличивает морозостойкость до 40%,

Фибра4

— увеличивает водонепроницаемость до 50 %,

— снижает риск повреждения бетонного изделия при извлечении из формы,

— понижает трещинообразование за счет уменьшения длины трещин,

— снижает риск откалывания углов и граней,

— при разрушении бетона под нагрузкой не наблюдается отделение осколков, осколки остаются связанными между собой полиакрилонитрильными волокнами,

— полиакрилонитрильное волокно обработано специальным аппретом для достижения наиболее эффективного распределения в бетонной смеси.

 

Технические характеристики полиакрилнитрильной фибры:

Ниже приведены технические характеристики полиакрилнитрильной фибры для бетона.

Волокно Плотность, г/см3 Диаметр, мкм Модуль упругости, МПа Прочность на растяжение, Мпа Удлинение при разрыве, % Щелочестойкость
FibARM Fiber WB 1,17 14-31 <11 >450 26 ++

 

Применение полиакрилнитрильной фибры:

Полиакрилнитрильная фибра для бетона применяется при изготовлении:

— легких бетонов,

Фибра7

— промышленных полов и стяжек,

— строительных растворов,

— бетонных плит,

— тротуарной плитки,

— сухих строительных смесей,

— торкретировании,

— конструкций архитектурного назначения.

 

Технология введения полиакрилнитрильной фибры:

На основании полученных результатов предложена следующая очередность введения компонентов в бетоносмеситель при изготовлении фибробетонных смесей, позволяющая избежать комкования ПАН фибры:

Фибра5

— цемент, песок,

—вода из расчета 150…160 л/м3 фибробетонной смеси,

— крупный заполнитель,

— ПАН фибра в заданном количестве,

— вода в количестве, необходимом для получения заданной марки по удобоукладываемости.

 

Преимущества углеволоконной фибры:

— повышает прочность бетона на сжатие от 40 до 60%,

— повышает прочность бетона на растяжение при изгибе от 100 до 200% (в зависимости от прочности матрицы),

Фибра6

— повышает ударную прочность до 500%,

— прочность бетона на растяжение при раскалывании от 250 до 400,

— увеличивает износостойкость, устойчивость к истиранию и пылению до 100%,

— повышает морозостойкость до 200%,

— высокая адгезия к цементной матрице,

— не подвержена коррозии, стойкость к кислотам, щелочам, солям,

— обладает высокими теплоизоляционными характеристиками,

— высокая термостойкость, негорючесть,

— безопасна для людей и окружающей среды,

— не плавится, не разлагается, температура воспламенения 3 000 оС,

Фибра8

— повышает долговечность конструкций,

— возможность сокращения рабочих сечений конструкций, в ряде случаев уменьшение расхода или полный отказ от использования стержневой арматуры.

 

Технические характеристики углеволоконной фибры:

Ниже приведены технические характеристики углеволоконной фибры для бетона.

Волокно Плотность, г/см3 Диаметр, мкм Модуль упругости, МПа Прочность на растяжение, Мпа Удлинение при разрыве, % Щелочестойкость
FibARM Fiber С 1,7-1,8 6-9 180-230 2500-2850 0,8 ++

 

Применение углеволоконной фибры:

Углеволоконная фибра для бетона применяется при изготовлении:

— наливные полы,

Фибра9

— конструкции инженерных и гидротехнических сооружений,

— торкретбетон,

— ячеистые бетоны,

— изготовление тонкостенных элементов и конструкций,

— высокопрочные бетоны.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com.

армирование состав бетона с фибройбазальтовая пластиковая фибра для бетона расход купить цена одесса производство москва екатеринбург в гомеле новосибирскприменение использование проблемы равномерного распределения базальтовой фибры в бетонефибра добавка в бетон цена в украинекупить чем заменить фибру металлическую для бетона в москве в тверивиды сколько расход добавка фибры надо добавлять в на 1м3 куб бетонакупить базальтовая фибра для бетона в екатеринбургетрехкомпонентный состав для приклеивания углеволокна на бетонполимерная стальная стеклянная фибра полипропиленовая металлическая для бетона своими руками бетона фото в минске в уфе в спб атырау расходусиление углеродное волокно стекловолокно углеволокно для бетона углеволокномфибра для бетона из полиакрилнитрила и углеродного волокна полипропиленовая стальная базальтовая цена купить

xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai

Фибра полипропиленовая для бетона

Фибра для бетона — ее виды и расход

Тот, кто сталкивался с капитальным строительством, наверняка слышал, что для повышения качества несущих объектов к раствору добавляется фибра для бетона.

Далее речь пойдет о том, что собой представляет такой компонент, и какие функции на него возлагаются. Также мы рассмотрим варианты приготовления усиленной строительной смеси своими руками.

Общие характеристики

Итак, базальтовая или любая другая фибра, добавляющаяся в бетон, значительно улучшает прочность и другие качественные показатели раствора, увеличивая срок эксплуатации готовой несущей конструкции. Благодаря такому компоненту залитый материал приобретает особую огнестойкость и лучше переносит воздействие высокой температуры.

Добавка состоит из множества мелких волокон, соединенных между собой. Сфера применения фиброволокна не ограничивается бетонными смесями. Его используют при изготовлении пенобетонных блоков, гипсовых изделий и конструкций из железобетона.

Основные компоненты добавки

Для того чтобы получить качественный армирующий компонент, может быть применена следующая основа:

  • полипропиленовая;
  • базальтовая;
  • стальная;
  • стеклянная;
  • металлическая.

Для смешивания состава не нужна отдельная техника, и весь процесс выполняется при помощи бетономешалки. Средний расход материала составляет 0,3 — 1,2 кг на м³.

Достоинства

Чтобы лучше понять принцип действия волоконной добавки, необходимо изучить ее свойства. Фиброволокно используется для армирования бетона. Так, при добавлении компонента в состав раствора образуется прочное соединение, которое помогает повысить устойчивость заливки к механическому воздействию.

Укрепление стяжки

К примеру, металлическая сетка укрепляет стяжку в определенной ее части, а волокна за счет своей структуры равномерно распределяются в смеси, тем самым образуя крепкую основу по всей ее площади. Благодаря высокой адгезии, строительная смесь получается равномерной, без просветов и комков.

Застывшая поверхность, подверженная активной эксплуатации, становится более устойчивой перед истиранием, а бетон приобретает прочность на растяжение в местах изгибов.

Профилактика дефектов

Полипропиленовая, стальная или базальтовая фибра помогает избежать образования трещин, исключает образование деформирующихся участков и расслоения структуры бетона.

С использованием такого компонента залитые конструкции приобретают морозоустойчивость, благодаря чему удается минимизировать негативное влияние скачков температурных показателей, и материал сохраняет свою целостную структуру.

Улучшение адгезии и водостойкость

Бетон, в составе которого присутствует базальтовая примесь, лучше сцепляется с другими материалами и увеличивает свою водостойкость за счет блокирования цементных капилляров.

Чтобы еще больше уплотнить частицы наполнителя, рекомендуется использовать вибрационные приборы. Это заметно влияет на прочность готовой конструкции и исключает ее разделение на отдельные пласты.

Экономичность и антикоррозийные свойства

Немаловажно и то, что расход фибры на 1 м³ при необходимости может быть увеличен, однако цена такого раствора будет гораздо меньше, чем если бы армирование проводилось при помощи специальной металлической сетки. К тому же волокна скрепляющего компонента не поддаются коррозии.

Сфера применения

Профессиональные строители отмечают, что микроармирующая добавка может быть подмешана в любые растворные составы, которые готовятся на основе цемента. Наиболее целесообразно ее использование в том случае, если конструкция может подвергнуться растрескиванию по причине ее усадки или других механических воздействий, прогнозируемых на данном объекте.

Также есть смысл укреплять таким способом фундамент и стяжку пола, которые заливаются своими руками, так как эти поверхности должны выдерживать повышенную нагрузку.

Виды добавок

Как стало понятно из вышеизложенного материала, укрепляющий компонент может быть изготовлен из различных основ. Теперь более подробно ознакомимся с каждым из видов фиброволокна.

Сталь

Волоконная стальная фибра чаще всего используется при производстве конструкций из бетона, тротуарной плитки, литых заборов и цементных памятников. Ее добавляют в раствор при заливке форм для фонтанов, балюстрад и различных массивных декоративных элементов наружной архитектуры.

Полипропилен

Полипропиленовая фибра считается наиболее распространенным компонентом, который усиливает строительные смеси. Ее популярность объясняется доступной ценой и достойными эксплуатационными показателями.

Из цементных растворов с такой добавкой производят пенобетонные и газобетонные блоки, придорожные бордюры, оградительные панели и т.д.

Базальт

Базальтовая фибра, как и полипропиленовая, придает прочности блокам с пористой структурой, а также часто используется при создании гипсовых предметов.

В данном случае длина волокон может отличаться, поэтому ее расход регулируют индивидуально, а готовые изделия при этом будут обладать различными свойствами.

Стекловолокно

Фибра из стекловолокна в бетон добавляется для того, чтобы придать ему пластичность. Она отличается небольшим весом и с ней любят работать архитекторы, которые часто трудятся над объемными, изогнутыми объектами декора. Раствор с добавлением стекловолокна часто можно встретить на реставрационных участках и при ремонте памятников архитектуры.

Расходные нормы

При производстве бетонных изделий или во время строительных работ расход фибры может несколько отличаться. Это обусловлено различными сферами применения готовых элементов и конструкций, а также разной степенью нагрузок на их поверхность. Ниже приведены расходные нормы, согласно которым готовятся качественные строительные смеси:

  • различные виды бетона с пористой структурой (полистиролбетон, пенобетон) – 0.6 – 0.9 кг/м³;
  • стяжки на основе цемента и песка, тротуарная плитка, малые архитектурные формы – 1.8 – 2.7 кг/м³;
  • бетон для стоянок и автодорог – 1.0 – 1.5 кг/м³;
  • отливные гипсовые изделия – 0.4 – 0.8 кг/м³;
  • сухие строительные и штукатурные смеси – 0.6 – 0.9 кг/м³;
  • искусственный декоративный камень, фасадная облицовка и другие гипсовые изделия – 0.4 – 0.8 кг/м³.

Способы смешивания

Базальтовая или любая другая фибра добавляется в бетон различными способами, а ее расход контролируется в каждом отдельном случае по приведенной выше схеме. На предприятиях строго следят за технологическим процессом и готовят смеси согласно ГОСТа.

Заказной раствор, который доставляется до места выгрузки в автомобильных бетономешалках, обогащается волокнами во время заполнения миксера строительной массой, а его гомогенное распределение происходит непосредственно во время транспортировки. Для тех, кто планирует компоновать раствор своими руками, будет полезна следующая информация.

Добавление полипропилена

Полипропиленовый волокнистый компонент несколько минут смешивают с сухими материалами (цемент, песок, щебень) при помощи бетономешалки, а затем добавляют воду.

Процесс повторяют, при необходимости засыпают к массе химические присадки, и окончательно миксуют до полной готовности. Если используется полиэтиленовая фибра, то время приготовления смеси увеличивается на 15%.

Введение базальта

Базальтовая основа вводится в раствор, залитый водой, при этом работу миксера не останавливают. Как и в случае с полипропиленовым материалом, расход времени будет увеличен на 15% в сравнении с получением обычного бетона.

Для того чтобы приготовить волокнистый компонент для бетона самостоятельно, потребуется специальный дробильный аппарат, который измельчит исходный материал (металл, пропилен, базальт и т.д.) до нужного размера.

tehno-beton.ru

Фибра для бетона своими руками

Чем отличается гост от ту

Чем отличается ГОСТ от Технических регламентов и Технических условий (ТУ)?Раньше качество продуктов питания и лекарственных препаратов регламентировалось государственными стандартами далее...

Усилитель для антенны телевизора на дачу

усилитель для антенны телевизора на дачуTESLA TEHNIKAУсиление приёмной способности имеющейся у Вас антенны может быть достигнуто различными способами, далее...

Какие люстры подходят для натяжного потолка

По каким критериям выбрать люстру для натяжного потолка?СодержаниеРазнообразие люстр на сегодняшний день поражает любое воображение. Выбор таковых может далее...

Электромонтажные работы это что такое (31)

Класс конструктивной пожарной опасности здания как определить (10)

Почему генератор выдает низкое напряжение (7)

Пос в строительстве что это такое (7)

Светодиодные лампы т8 схема подключения (7)

Как регулировать давление в насосной станции (5)

В какой цвет покрасить стены в гостиной (5)

Как делать тушенку в автоклаве (5)

Какие люстры подходят для натяжного потолка По каким критериям выбрать люстру для натяжного потолка?СодержаниеРазнообразие Какие потолки лучше глянцевые или матовые Какой натяжной потолок выбрать? (матовый, глянцевый или сатиновый)Вы приняли решение установить Каким валиком лучше красить потолок Как правильно красить валиком потолокЕсли вы задались вопросомКак Как заделать дырку в потолке Ремонт потолка своими рукамиНатяжной потолокОтштукатуренный потолокГипсокартонный потолокЕсли у вас вдруг Как визуально сделать потолок выше Как сделать низкий потолок визуально вышеВ большинстве типовых квартир и частных

Как сделать удобрение для растений из яичной скорлупы?Яичная скорлупа – отличное...

Строительство и проектирование скандинавских домовСкандинавия – страна суровых зим и крепких...

Как паять пластиковые трубы?Полимерные материалы вытесняют традиционный металл со строительного рынка....

sferatd.ru

Фибра для бетона: разновидности, свойства, применение

Все, кто занимается строительством, всегда интересуются различными новинками в этой области. Как известно, ни одно строительство не обходится без армирующих конструкций, ведь они делают строение крепче и надежнее. Мы предлагаем ознакомиться с некоторым дополнением. Оно считается лучшим и название ему ‒ фибра для бетона.

Характеристики

Не все знают, что такое фибра. Рассмотрим для начала некоторые технические характеристики. Это материал, который используется в виде армирующего вещества. Он помогает качественно улучшить свойства бетона. Фибру можно добавлять в различные строительные смеси и растворы. Без бетона трудно представить хоть одно здание. Все знают, что этот строительный материал отличается от других своей прочностью, долговечностью и повышенными эксплуатационными характеристиками. А если добавить к нему фибру, то в итоге получится материал, который обладает следующими качествами:

  • высокая морозоустойчивость;
  • истираемость;
  • повышенная водонепроницаемость;
  • хорошая прочность;
  • растяжимость, которая важна при строительных работах;
  • хорошо переносит деформацию;
  • легко использовать.

Где используют?

Когда вы имеете представление, что такое фибра для бетона, стоит поговорить о том, где ее используют.

  • Утепление и нанесение штукатурки;
  • установка стяжки в любых видах помещений;
  • при ремонте дорог и аналогичных покрытий;
  • возведение каркаса здания и поднятие фундамента;
  • используют в изготовлении дорожных бордюров и декоративных камней;
  • во многих архитектурных сооружениях, например, в фонтанах или заборах.

Фибра обладает широким спектром применения. Она не способна изменить внешний вид бетона, но зато полностью перестроит его технические характеристики. Ее можно использовать как в отделочных, так и в декоративных работах.

Мы узнали основные характеристики, которыми обладает фибра для бетона. Расход материала рассмотрим позже, а пока перейдем к следующему важному вопросу.

Виды

Существует несколько сортов фибры, которые подразделяются на группы согласно материалам для их изготовления:

  1. Стеклянная фибра для бетона. Этот вид материала используется при отделке стен, полов и работе со штукатуркой. Категорически запрещается применять для строительных работ. Стеклянная фибра считается самой хрупкой и не сможет выдержать сильные нагрузки. Если нужно проармировать пеноблоки, то используется рубленая фибра для бетона. Расход на м3 составляет 900 грамм.
  2. Базальтовая фибра. При смешивании с бетоном материал полностью расщепляется. Не выделяет никаких запахов и считается абсолютно безопасным. Используется на производствах по изготовлению жаропрочных бетонированных изделий.
  3. Полипропиленовая фибра. Волокно полностью синтетическое. Оно делает бетон более прочным и надежным. Используется при возведении фундамента здания и стяжки полов.
  4. Анкерный материал. Делается волокно из проволоки. Чаще используется для бетона, который находится на сгибах.

Мы рассмотрели основные группы материалов, которые используются как прочное и связующее звено. Но на этом разновидность их не заканчивается. Остальные виды мы изучим подробнее.

Прочная как сталь

Рассмотрим самое востребованное волокно для строительства. Стальная фибра для бетона отличается особенной прочностью. Готовая конструкция получается надежной и безопасной. Такое волокно широко используется в строительстве. Бетон с такой добавкой не крошится и не теряет своих характеристик. Если хотите получить прочные конструкции, то должна использоваться фибра для бетона. Расход на м3 составляет от 20 до 50 кг волокна. Также стоит отметить, что все современное дорожное покрытие делается с применением именно стальной фибры. Помимо всего прочего, используется в следующих направлениях:

Металлическое качество

Стоит изучить еще одного представителя. Металлическая фибра для бетона изготавливается из следующих материалов:

  • стальные листы;
  • нержавеющая проволока;
  • жаропрочная сталь.

Такой материал выдерживает большие нагрузки, направленные на растяжения и изгибы. Бетон с добавлением такой фибры обладает следующими свойствами:

  • высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам;
  • не трескается;
  • увеличенный срок эксплуатации;
  • повышенная прочность.

Закладывают фибру на этапе подготовки бетонного раствора, который замешивается в миксере. Можно добавить волокно непосредственно на строительной площадке. Для этого его необходимо размешивать в течение 30 минут в миксере.

Краткая справка

Как видите, фибра для бетона является незаменимой добавкой. Помимо всех своих основных достоинств она обладает следующими интересными качествами:

  • у бетона повышается стойкость к сильным морозам;
  • повышается огнестойкость всей конструкции;
  • у бетона появляется дополнительная пожарная безопасность;
  • долго держится влага внутри всей конструкции;
  • бетон способен выдержать небольшой взрыв и не расколется на куски.

Теперь вы знаете, что такое фиброволокно и для чего оно используется. Мы выявили все существующие разновидности и способы его применения. Современное строительство не представляется без дополнительных добавок. Ведь даже дорожное полотно изготавливается именно с фиброволокном. Помните, что в качественных конструкциях скрыта наша безопасность.

fb.ru

Полипропиленовая фибра для стяжки теплого пола

Потребность в устройстве цементной стяжки в качестве базового покрытия может возникать по разным причинам. Среди них можно отметить желание сделать напольную основу ровнее, укрепить общую конструкцию помещения или же создать «подушку» для нагревательного настила. В последнем случае выбор вспомогательных прослоек с эффектом пластификации особенно себя оправдывает. Сам же выбор средств для повышения технических качеств бетона ограничивается тесными условиями укладки, не считая неизбежного сокращения высоты потолков. В таких случаях применяется фибра для стяжки, которая занимает немного места в структуре покрытия, но при этом наделяет его целым рядом положительных эксплуатационных качеств.

Общие сведения о фиброволокне для стяжки

Для понимания принципа действия структуры фибры в составе бетонных стяжек следует для начала обратиться к традиционному армированию. Металлические стержни арматуры интегрируются в основу стен и перекрытий с целью обеспечения высоких показателей прочности конструкции. Насколько оправдается это техническое решение, обычно зависит от качества прутьев и концентрации их присутствия в бетонной основе. В свою очередь, фибра для стяжки представляет собой тот же компонент для армирования, но действующий с другими техническими качествами. Как правило, это тонкие волокна из пластиков, которые в процессе изготовления вытягиваются и в некоторой степени измельчаются. Здесь можно провести параллель и между сыпучими добавками в растворы, которые выполняют роль связующих и пластификаторов. Тот же цемент обеспечивает плотную связку между ингредиентами смеси. Схожие функции выполняет фиброволокно, реализуя также и задачу прочностного армирования.

Чем отличается полипропиленовая фибра для стяжки?

В общем семействе армирующих материалов присутствует множество вариантов, которые подходят и для укрепления стен с перекрытиями, и для деликатного введения в отделочные смеси. Фибру можно отнести к мелкоформатным видам армирования, но она является не единственным вариантом, подходящим для стяжки под «теплый» пол. Существует и металлическая фибра, которая имеет свои достоинства. Это долговечный, более доступный по цене и прочный материал. И здесь возникает вопрос – почему металлическое армирование хуже, чем полипропиленовая фибра? Раствор для стяжки под напольный обогрев, в котором присутствуют стальные волокна, имеет несколько недостатков. В первую очередь металл сам по себе обладает свойствами электростатики, что может создавать проблемы и в случае с водяными полами, и при укладке электрических матов. Во-вторых, тесный контакт металла с пластиковыми трубами влечет нежелательные химические реакции разрушения. Обоих названных недостатков полностью лишена фибра из полипропилена, но в то же время она соответствует аналогам по технико-эксплуатационным свойствам.

Характеристики материала

В составе пластиковой фибры, как правило, присутствует один компонент – полипропилен. Плотность материала варьируется от 0,9 до 0,95 г/см3, что свидетельствует о достаточном качестве жесткости волокон. Нельзя сказать, что она сравнима с показателями той же стальной сетки, но для домашней стяжки вполне достаточно. Тем более что функция механического укрепления в данном случае не так важна. Размерные характеристики весьма разнообразны. Так, по диаметру волокна могут составлять от 15 до 25 микрон, а в длине – от 6 до 20 см. Важно отметить, что фибра для стяжки в отличие от арматуры или сетчатых укрепляющих прослоек представляет собой часто рассыпчатый волокнистый материал, поэтому и типоразмеры носят условный характер.

Эксплуатационные свойства армированного фиброй бетона

Производители фиброволокна обычно заявляют два главных качества, которые можно достичь благодаря использованию этого материала. Это долговечность и эластичность. После укладки раствора требуется немного времени на застывание, и уже через несколько суток стяжка будет эффективно противостоять механическим, химическим и другим воздействиям. Кроме того, фибра для стяжки пола с подогревом предотвращает и естественные процессы разрушения бетона как такового. Практика показывает, что добавление полипропиленовых волокон в состав раствора снижает вероятность расслаивания цементной структуры, образования трещин, сколов и усадочных дефектов. Системы напольного обогрева не рекомендуются к использованию в помещениях с повышенной влажностью – например, в ванной или на кухне. Однако армирование полипропиленом делает бетон водонепроницаемым, поэтому риски негативного воздействия в таких условиях значительно понижаются.

Нормы расхода фибры

Универсальной пропорции, которая подошла бы в каждом случае, не существует. Подбирать оптимальное соотношение раствора и фибры следует исходя из требований к стяжке. Минимальный же объем составляет 300 гр/м3. В этом случае себя проявят внешние характеристики бетона – например, улучшится связующая функция и в целом работы с раствором облегчатся. Но в долгосрочной перспективе такое включение не будет эффективным. Средний по норме объем составляет уже 600 гр/м3. В такой пропорции можно рассчитывать на достижение свойств пластификации, той же водостойкости и эластичности. Если стоит вопрос о том, сколько фибры добавлять в стяжку из расчета по площади, то средней нормой можно считать 30 гр на 1 м2 при толщине покрытия в 3 см. И здесь надо иметь в виду еще один аспект – оправдает ли себя увеличение концентрации фибры в структуре бетона? Как и в случае с обычной арматурой, превышение содержания дополнительных компонентов в бетонной основе может спровоцировать внутреннее напряжение. Таким образом, можно добиться образования трещин и расколов.

Подготовка к армированию

Подготовительные работы осуществляются по общим принципам. Площадка, на которой будет устроена бетонная основа, очищается от мусора, пыли и сторонних объектов. При этом и сама черновая поверхность не должна иметь серьезных дефектов. При их наличии следует воспользоваться грунтовочными и затирочными смесями. Покрытие, на которое будет укладываться раствор и фибра для стяжки, должно быть не только чистым, но и гладким. Далее расставляются деревянные или пластиковые маячки, формирующие в некотором роде контуры опалубки. В образованных границах и будет устраиваться основа стяжки.

Порядок выполнения монтажных работ

Начинается работа с подготовки смеси. Сразу надо отметить, что домашнюю стяжку для пола с подогревом лучше всего выполнять на основе портландцемента. При необходимости на стадии приготовления сухой массы можно включить в нее и другие пластификаторы. На этом же этапе до заливки водой вносится и фибра для стяжки, расход которой, как уже отмечалось, рассчитывается в пропорции 300-600 гр/м3. Далее смесь тщательно размешивается и заливается водой в соответствии с инструкцией к применению цемента конкретной марки. После доведения смеси до оптимального состояния путем размешивания можно заливать подготовленную площадку. Опять же, толщина слоя может составлять и 3 см, и все 10 см. Это зависит от того, какой тип системы напольного обогрева применяется. После этого уже готовую массу следует вновь размешать с помощью вибрационного уплотнителя. На заключительном этапе стяжка выравнивается и остается подождать несколько суток, чтобы она смогла обрести нужные характеристики.

Заключение

Система напольного обогрева сама по себе представляет довольно сложный компонент, с точки зрения внедрения в массу бетонной стяжки. Надо понимать, что, в зависимости от типа ее функциональных элементов, может возникнуть и необходимость применения дополнительных операций – к примеру, включение изоляционных прослоек. В свою очередь, фибра для стяжки «теплого» пола не только укрепляет бетонную массу, но и выступает помощником в распределении тепла. Именно благодаря уникальному эффекту пространственного микроармирования этот наполнитель позволяет равномерно распределить свойства структуры стяжки по всей площадке. При этом внутренние физические процессы бетона не оказывают вредного влияния на качество работы системы нагрева.

fb.ru

vest-beton.ru

Фибра для бетона - описание, свойства, преимущества, характеристики, особенности материала

 

фибра для бетона

Базальтовая фибра для бетона - дисперсное армирование бетонов базальтовыми волокнами

Технология дисперсного армирования бетонов фиброй становится все более популярной. Её актуальность обусловлена прежде всего тем, что засчет этого можно значительно повысить физико – механические свойства бетонных конструкций. Фибра для бетона является так называемой «дисперсной арматурой», её волокна сцепляются с бетоном и армируют его по всему объему, благодаря чему повышаются прочностные характеристики конструкции. Получившийся композиционный материал называется – фибробетон.

Основные и наиболее распространенные виды фибры для бетона:

  1. Базальтовая фибра
  2. Металлическая фибра(стальная,стальная анкерная, волновая и т.д.)
  3. Полипропиленовая фибра
  4. Полиамидная фибра
  5. Углеродная фибра

Влияние базальтовой фибры, на характеристики бетона

волокна базальтовой фибры в бетоне Базальтовая фибра для бетона производится из горных вулканических пород, посредством их расплава при высокой температуре, таким образом становится ясно, что этот материал, изготавливается из высокопрочного природного материала, который не боится воздействия воды, не подвержен коррозии, имеет высокую огнестойкость, и стойкость к щелочам и химикатам.

Базальт имеет схожую структуру с цементным камнем и обладает природной естественной шероховатостью, что способствует высокому сцеплению волокон с бетонной матрицей.

 

Базальтовые волокна превосходят по прочности стальные и полипропиленовые, а засчет низкой плотности, по сравнению со стальными, их количество в бетоне будет значительно больше, также волокна базальта имеют меньший коэффициент удлинения чем полипропиленовые, что гораздо лучше препятствует образованию трещин в бетоне, во время усадки, и при воздействии высоких нагрузок.

Испытания по определению воздействия базальтовой фибры на структуру бетона

В ходе испытаний бетонов армированных базальтовой фиброй было установлено:

  1. На границе цементного камня и волокон базальта, проходит хемосорбционное взаимодействие с появлением вновьобразовывающихся новообразований, относящихся к низкоосновным гидросиликатам кальция.
  2. Базальтовая фибра состоит из еще более тонких волокон. На их поверхности в местах дефектов образующихся от механических воздействий происходит процесс кристаллизации, появляется сеть тонких гексагональных пластин и игольчатых кристаллов, которые срастаются со сферическими зернами цементной системы, дополнительно усиливая действие волокна как дисперсной арматуры. Волокно имеет полую структуру в торцевую часть которой проникают продукты гидратации с образованием кристаллических сростков. Благодаря этому происходит увеличение прочности цементного камня.

фибра в бетоне под микроскопом

Фибра в бетоне вступает в такую реакцию с камнем цемента, что становится с ним единым целым, придавая ему тем самым дополнительные прочностные характеристики.

Структура базальтофибробетона схожа с бетоном, армированным металлической сеткой, но базальтофибробетон намного прочнее, так как базальтовая фибра в бетоне обладает более высокой степенью дисперсности в армируемом камне, бетон, который армирован базальтовой фиброй, может выдерживать большие деформационные напряжения, засчет того, что волокно не подвержено пластическим деформациям при напряжении, а его модуль упругости выше чем у стали.

Повышение прочности цементного камня также происходит благодаря влиянию волокон базальта на места концентрации напряжений которые ослаблены из-за структурных дефектов, либо вследствие повышенной пористости.

Результаты испытаний по воздействию базальтовых волокон на прочностные характеристики бетонных конструкций

Влиянием фибры на бетон, его прочностные характеристики и физико – механические свойства, занимаются ученые во многих строительных и научно-исследовательских институтах мира. Так во время проведения работ в НИИЖБ, по изучению влияния базальтовой фибры на мелкозернистый бетон, были сделаны следующе выводы:

  1. Базальтофибробетон при изгибе выдерживает более высокие нагрузки, чем не армированный бетон. При этом разрушение носит упруго-пластичный характер, в то время как неармированный бетон разрушается хрупко.
  2. Доказано экспериментальным путем, что базальтовое волокно снижает усадочные деформации при твердении, особенно на ранних сроках, что способствует повышению сопротивления к восприятию деструктивных напряжений внутри тела бетона при переменном замораживании и оттаивании, а, следовательно,получению бетонов повышенной морозостойкости:
  3. Фибра в бетоне снижает его проницаемость. Марка по водонепроницаемости может достигать значений W16, в зависимости от пропорции и марки бетона. Коэффициент диффузионной проницаемости для хлоридов равен 1х10"9 см2/сек, что соответствует особо плотному бетону:
  4. Срок эксплуатации бетонных изделий и конструкций, армированных базальтовой фиброй увеличивается в два раза, это достигается засчет улучшения физико-технических свойств базальтофибробетона, и увеличенного срока службы.

Заключение о влиянии базальтовой фибры на свойства бетона

Исходя из этого, можно сделать вывод, что базальтовая фибра в бетоне, значительно повышает все его характеристики, и позволяет получить более прочные и надежные конструкции, с увеличенным сроком эксплуатации, благодаря чему достигается значительный экономический эффект, бетонная конструкция армированная базальтовым фиброволокном способна выдерживать более мощные динамические и ударные нагрузки, обладает повышенной коррозионной стойкостью.

Базальтофибробетон характеризуется увеличенной водонепроницаемостью и морозостойкостью, способен дольше выдерживать воздействие высоких температур и открытого огня. Поверхность бетона армированного базальтовой фиброй имеет повышенный коэффициент истираемости – на 60%. Добавление базальтового фиброволокна в бетон, повышает его прочность в критический момент на стадии высыхания в первые 2 – 6 часов после усадки и борется с трещинообразованием, вероятность появления усадочных трещин меньше на 95%.

Купить базальтовую фибру в Краснодаре Вы сможете в компании «Энрост». Мы реализуем фибру оптом и в розницу, осуществляем доставку продукции на объект, работаем наличным и безналичным расчетом с НДС. Дополнительную консультацию Вы можете получить, позвонив по нашим телефонам.

Скачайте полную информацию по базальтовой фибре для бетона

 

Понравилась статья? Не ленись - поделись!

 

 

www.enrost.ru

Применение фиброволокна в бетоне

Для работы с бетоном характерно образование большого количества пыли, высокая вероятность его усадки и оседания со временем. На ранних этапах строительства этот материал особенно подвержен воздействию низких температур, а в будущем он приобретает еще несколько не самых положительных характеристик: быстро замерзает и медленно оттаивает, легко разрушается в результате механического воздействия, стирается, пропускает жидкости (в том числе химически активные).

Сегодня часть этих проблем можно относительно легко решить. В последнее время в строительстве все чаще применяют волокна органического и неорганического происхождения. Они способны значительно улучшить эксплуатационные качества бетона, в частности, снизить вероятность трещинообразования в результате усадки.

Самая распространенная армирующая добавка для бетона – это полипропиленовые волокна (так называемые фиброволокна). Они контролируют образование трещин и обеспечивают надлежащее вторичное армирование. Как известно, самые первые трещины в бетоне обычно образовываются уже в течение первых суток после его укладки. В дальнейшем, после усадки, их количество будет только увеличиваться в результате усадки и под воздействием механических нагрузок.

Фиброволокна хороши тем, что благодаря своей особенной поверхности они могут поглощать часть силы растяжения, которая возникает как раз в результате усадки. Часть энергии просто переходит на волокна, которые в больших количествах работают даже более эффективно, чем стальная сетка. Кроме того, волокна способны снизить выделение влаги, так как сами дополнительно контролируют гидратацию. Это, в свою очередь, тоже уменьшает количество трещин, вызванных пластически оседанием.

Где рекомендуется использование фиброволокон?

Фиброволокна рекомендованы для использования в составе любых бетонных покрытий. Чаще всего их добавляют в те бетонные смеси, которые готовятся для промышленных предприятий, уличных площадок, на сложных нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях, в мостах, железобетонных сваях, при приготовлении декоративного бетона, в дорожном строительстве, а также в тех городах с высокой вероятностью землетрясений.

У бетона с фиброволокном сцепление гораздо лучше, чем у обычного бетона. Волокна сами по себе очень тонкие, и хотя их можно заметить на этапе приготовления, на высохшем бетоне заметить их практически нереально.

Дозировка фиброволокна будет напрямую зависеть от типа бетона и раствора. Например, в 1 м³ тяжелого армированного бетона содержится 2 кг волокон длиной 12 мм. В таком же объеме неармированного бетона содержание волокон не превышает 1 кг, в ячеистых бетонах – не более 0,1% от массы, длина волокон – 4 мм. В сухих смесях содержание волокон длиной 6-8 мм может достигать 0,9 кг на 1 м³.

Состав и особенности влияния фиброволокна на бетон

Фиброволокно изготовлено из чистого полипропилена. Длина волокон может составлять от 4 до 12 мм, диаметр одного волокна – не более 18 мкм. Волокна имеют круглую гофрированную форму, прочность на растяжение составляет 557 Мпа. Размягчение волокна происходит при температуре 160°С. Добавлять фиброволокно в бетон необходимо на начальной стадии приготовления смеси.

Фиброволокно и морозоустойчивость

Волокно, находящееся в готовом бетоне, способно повысить морозоустойчивость бетонной конструкции. В результате долговечность ее становится практически такой же, как и при использовании воздухововлекающих добавок.

Для того, чтобы бетон максимально легко переносил воздействие низких температур, необходимо знать и учитывать следующее:

  • вместе с волокнами в бетон попадает определенное количество воздуха, который впоследствии образует мелкие воздушные пузырьки (пустоты) в бетоне. Благодаря им у воды, которая также проникает внутрь бетона, есть возможность замерзать (и расширяться соответственно), никак не влияя на прочность бетона;
  • чем больше волокна, тем меньше вероятность пластического растрескивания. Соответственно, тем меньше пустот, куда может проникнуть влага и расшириться в результате замерзания;
  • волокна помогают контролировать содержание влаги в бетоне и не дают подниматься к верхним слоям цементу и песку, которые делают бетон более хрупким именно в холодное время года;
  • фиброволокна укрепляют бетон по всему объему и эффективно связывают цементный раствор.

Фиброволокно и механическое воздействие на бетон

Если в бетон в качестве добавки включено фиброволокно, он будет менее восприимчив к механическому воздействию. Обычный же бетон (без добавки), несмотря на видимую прочность, является достаточно хрупким.

Объяснить повышение сопротивляемости ударам можно тем, что волокна поглощают часть энергии, которая при этом вырабатывается. Соответственно, бетон получит меньший по силе удар. Это значит, что использование фиброволокна будет особенно актуальным в сборных железобетонных конструкциях, в бетонных покрытиях и конструкциях на предприятиях тяжелой промышленности, на военных базах, в любых помещениях, расположенных на местности с высокой сейсмической активностью.

Фиброволокно и истирание бетона

Бетон с волокнами почти на 30% больше устойчив к истиранию, чем обычный бетон, но точные цифры можно привести только на основе анализа состава бетона (количество микроволокон, марка цемента, качество заполнителя и т. п.).

Так как фиброволокна способны контролировать перемещение влаги внутри бетонной конструкции, они же влияют и на перемещение цемента и песка. Скапливаясь в верхних слоях, эти два компонента и способствуют образованию слабоустойчивой к истиранию поверхности. Нет движения цемента и песка – не будет и разрушения этого слоя.

Чаще всего это свойство волокон востребовано при возведении крупногабаритных заграждений и сооружений на морях и реках, при возведении хранилищ для угля, зерна.

Фиброволокно и восприимчивость к огню

Еще одно полезное качество фиброволокна заключается в том, что в составе бетона оно заметно снижает горючесть последнего. Согласно тестам и исследованиям, бетон с добавками или полипропиленовых волокон способен выдерживать воздействие температуры на уровне 600°С в течение одного часа. Бетон при этом не раскалывается, а полностью сохраняет свою цельную структуру. Это свойство фибры особенно востребовано при возведении береговых нефтеперерабатывающих заводов.

Фиброволокно и химически активные вещества

Выше уже говорилось, что использование фиброволокна в составе бетона снижает его водопоглощающие характеристики. Следовательно, через ограниченное количество трещин и пустот не сможет проникать не только вода, но и другие разрушающие компоненты – например, химически активные вещества. В случае с таким бетоном их впитывание будет настолько медленным, что не сможет повредить структуру бетона.

Это свойство фиброволокна нашло себе применение при возведении гидросооружений: водохранилищ, портов, доков, морских ограждений. Бетон добавками из волокон используют при устройстве дорог и мостов, на которых велика вероятность оседания солей

Что лучше: фиброволокно или стальная сетка

О стальной сетке строители узнали гораздо раньше, чем о фиброволокне, поэтому пока что именно она является наиболее распространенным способом защиты бетона от неблагоприятного воздействия. Однако волокно из полипропилена можно считать ее очень экономичной и простой в использовании альтернативой. В отличие от сетки, фибра не сказывается на такой характеристике готового бетона, как прочность на изгиб. Только фибра способна предотвратить появление микротрещин, в то время как сетка лишь сохраняет форму бетона, но не предотвращает трещинообразование.

13.08.2013

www.stroytechservis.ru

Улучшение качества бетона на основе использования смешанных видов волокон

Рассматривается технология повышения прочности бетона.

Трещины представляют собой структурные дефекты бетонных изделий и делятся на два типа: технологические и силовые. Первые, размеры которых не превышают диаметра частиц заполнителя, а их длина составляет несколько микрон (1–5 нм), — в основном микротрещины и поры в матрице, трещины и полости на границе крупного заполнителя и матрицы, возникающие в процессе изготовления конструкции. Они преимущественно располагаются в одном направлении, что приводит к существенному отличию механических свойств бетона вдоль и перпендикулярно к слоям бетонирования. Вторые, макротрещины, являющиеся результатом соединения микротрещин, представляют собой большие разрывы. Длина этих трещин может быть такой, что они проходят по всему поперечному разрезу образца — так называемые сквозные трещины, которые возникают в процессе эксплуатации конструкции. Силовые трещины обычно равномерно ориентированы, что приводит к изменению физико-механических характеристик по разным направлениям — анизотропии свойств. Наконец, в структуре бетона присутствуют магистральные трещины, характеризующие разрушение всей конструкции в целом или отдельных ее частей. Магистральные трещины относятся к мегатрещинам [2].

Производство и эксплуатация бетонных сооружений сопровождаются трещинообразованием, обусловленным комплексом причин (рис. 1). Трещины, деформации или разрушения могут быть вызваны ударными, вибрационными, другими динамическими нагрузками; упущениями в расчетах и армировании; использованием некачественных материалов; нарушениями режимов тепловой обработки и технологии монтажа; разнородностью прочности, упругости и жесткости используемых материалов; потерей прочности основания. Каждый из этих факторов наиболее интенсивно проявляется на разных этапах твердения бетона, и поэтому их влияние на долговечность бетонных элементов неодинаково. Наибольшую роль играют деформации, происходящие в затвердевшем бетоне, причем основная доля приходится на те из них, которые связаны с растягивающими или изгибающими нагрузками, внутренними напряжениями при циклическом замораживании и оттаивании, воздействием внешней среды, коррозионными процессами. Развитие дефектов с течением времени существенно сказывается на напряженно-деформированном состоянии элементов конструкций. Предупредить все вышеназванные причины трещинообразования в бетоне или снизить степень их влияния на свойства материала можно применением дисперсно-армированных бетонов. Применение такого композита позволяет успешно решить ряд специализированных задач: усиление мостовых конструкций, взлетно-посадочных полос, промышленных бетонных полов, созданию солнцезащитных экранов, декоративных элементов и др.

 

 

Рис. 1. Виды трещин и причины их возникновения

“Без фибры жизни нет” — такой девиз выбрали организаторы международного симпозиума “Дисперсное армирование в строительных конструкциях” (2006). Волокна далеко не новый вид строительного материала. Наиболее древние жилища — землянки и хижины — возводились с использованием ивовых прутьев, а в жарких краях — например, из магнолии. Скат кровли покрывали травяной настилкой и засыпáли землей слоем до 60 см. В Древнем Египте и на Востоке использовали саман — рубленую солому, чаще ржаную, запрессованную в глину. В Римской империи пользовались терракотовыми кирпичами и черепицей, а также шерстью животных, вводя ее в строительные растворы.

Первые попытки армирования бетона стальными волокнами осуществил француз Жан Луи Ламбо. В 1855 г. он изготовил лодку длиной 3,5 м из цементного раствора, армированного несколькими слоями стальной тканой сетки. Позднее стали применять стеклофибробетон, состоящий из определенным образом ориентированного стеклянного волокна, стеклянных сеток или тканей, соединенных цементным раствором. Результаты исследования этого материала были опубликованы в работах Дж. Ромуальди (США) и братьев Бирюковичей (СССР): его плотность в 2 раза ниже, чем алюминия, и в 5 раз ниже, чем стали [1]. Из-за особенности свойств стеклофибробетон был использован при возведении ряда ответственных сооружений. Дисперсно-армированный бетон в мостостроении применялся в Берлинском парке (1988) для реконструкции пешеходного двухпролетного моста, а в одном из японских гольф-клубов (1992) — для сооружения вантового моста. В Лос-Анджелесе и Санта-Монике (США), в рамках программы повышения сейсмоустойчивости мостовых конструкций (1993), нашли применение защитные облицовки колонн с использованием матов на основе фибробетона.

На сегодняшней день существует несколько видов дисперсно-армированных бетонов, основным признаком классификации которых является физическая природа волокон (табл. 1).

Виды дисперсно-армированных бетонов

Международное название

Характеристика используемых волокон

Фибробетон с армированием натуральными волокнами

Natural Fiber Reinforced Concrete (NFRC)

Натуральные волокна:

сизаль (лубяное волокно),

кокос,

бамбук,

джут

Сталефибробетон

Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC)

Металлические волокна:

из холоднотянутой проволоки или листовой стали,

с анкерами в виде отгибов,

зигзагообразной формы

Стеклофибробетон

Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC)

Стекловолокна:

стекло E,

стекло S

Фибробетон с армированием синтетическими волокнами

Polymer Fiber Reinforced Concrete (PFRC)

Синтетические волокна:

полиэтилен,

полиэстер

Фибробетон с армированием углеродными волокнами

Carbon Fiber Reinforced Concrete (CFRC)

Углеродные волокна:

карбон,

арамид (кевлар)

Фибробетон с армированием смешанными видами волокон

Multiscale-Scale Fiber-Reinforced Concrete (MSFRC)

Смешанные виды волокон разной длины

Таблица 1. Классификация дисперсно-армированных бетонов

Несмотря на многообразие применяемых в строительстве дисперсно-армированных бетонов, в вопросе предотвращения образования и снижения темпов развития трещин ведущая роль отводится смешанным видам волокон. Существует два научных подхода к данной проблеме. Первый заключается в применении фиброволокон одного вида, но разных размеров. Например, сочетание макро- и микрометаллической фибры различной длины и объемного содержания. Второе направление научных исследований — использование двух и более видов фибры, в частности, смесь стальных и синтетических волокон.

 

Оптовые поставки полипропиленовой фибры

Поставки полипропиленовой фибры по России и СНГ. Производство Германия. Всегда на складе.

 

Для справки, одни их первых сооружений в Европе, где применялся бетон, упрочненный металлической фиброй из холоднотянутой проволоки, находились в аэропорту Хитроу (Великобритания).

Из такого бетона были изготовлены 65-милиметровые панели для парковки автомобилей. Через 5 лет их эксплуатации проводилось обследование конструкций — никаких признаков трещинообразования на плитах не обнаружено. А первые патенты на бетонную смесь с добавками стальных волокон для промышленных бетонных полов были выданы во Франции уже в 1923 г.

Нами проведено исследование особенностей механизма образования и развития трещин бетона, содержащего 2 % прямолинейных металлических волокон длиной 6 мм с диаметром 0,2 мм и 1 % металлических волокон с крючками на концах, длина которых 30 мм, а диаметр 0,3 мм (рис. 2). Результаты сопоставлялись с физико-механическими характеристиками бетона, содержащего 2 % короткой стальной фибры, а затем — бетона, содержащего 1 % длинной фибры с крючками на концах (рис. 3). В первой серии образцов (с короткими волокнами) прочность при изгибе составила 26 МПа. Вторая серия образцов (с длинными волокнами) характеризовалась пониженной прочностью при изгибе около 20 МПа, однако их пластичность была лучше. Образцы, изготовленные в комбинации с длинными и короткими стальными волокнами, имели самый высокий показатель прочности при изгибе, достигающий 42 МПа, со значительным увеличением пластичности. Показатели прочности бетона при сжатии во всех трех случаях были примерно одинаковые и составляли от 22 до 26 МПа.

 

Рис. 2. Длинные и короткие металлические волокна

 

 

Рис. 3. Влияние длины волокон на прочность бетона при изгибе

Одновременное использование волокон разной длины способствует сокращению количества как микро-, так и макротрещин. Короткие волокна уменьшают количество микротрещин, позволяя избежать значительных дислокаций напряжений. Длинные же волокна, значительно понижающие удобоукладываемость бетонной смеси, необходимы для снижениячисла дискретных микротрещин при высоких нагрузках. Причем важно, чтобы объем длинных волокон был меньше по сравнению с объемом коротких. Фибра, содержащаяся в количестве менее 1 %, используется преимущественно для повышения трещиностойкости в плитах дорожных покрытиях, подвергающихся истиранию поверхности и высоким темпам развития усадочных трещин. Присутствие волокон в объеме от 1 до 2 % повышает предел прочности, сопротивление развитию трещин, ударную прочность, что позволяет применять этот композит для торкрет-бетонирования. Высокое содержание фибры более 2 % предназначено для деформационного упрочнения, создания ультрапрочного бетона.

Кроме того, направление и однородность распределения волокон в материале дополнительно повышают его эксплуатационную надежность. Бетон, в котором фибра распределена равномерно и выровнена в направлении основных воспринимаемых усилий, наилучшим образом сопротивляется воздействующей нагрузке. В идеале фиброволокна должны находиться в каждой секции структурных элементов, образующих бетон. Более того, они должны располагаться вдоль осей правильной решетки, наподобие треугольной (рис. 4). Продольные оси равны расстоянию S от каждой оси фиброволокна. Таким образом, комбинированное применение волокон разной длины предотвращает развитие процессов трещинообразования, вызванных растягивающими и изгибающими нагрузками.

 

Рис. 4. Расположение частиц заполнителя между волокнами

Сама по себе фибра обладает высокой прочностью при растяжении и повышенным модулем упругости. Коэффициент теплового расширения у нее находится в тех же пределах, что и у цементного камня. Правда приходится констатировать, что фибра способна играть свою роль — приостанавливать развитие волосяных трещин — лишь на расстоянии между отдельными волокнами не более 12 мм (максимальная крупность заполнителя, которую не следует превышать). Для бетона, армированного стальными волокнами различной длины характерна повышенная огнестойкость, низкая ползучесть, а также высокие деформативные характеристики. В целом дисперсное армирование от 1 до 3 % стальных волокон повышает прочность при сжатии до 40 % и прочность при изгибе до 150 %, резко увеличивает сопротивляемость механическим и тепловым ударам, повышает износостойкость.

Как уже отмечалось, причиной трещинообразования, а следовательно, и снижения долговечности строительных конструкций является воздействие внешней среды. Вероятность образования трещин в результате изменения объема воды (льда) в процессе циклического замораживания — оттаивания бетонных сооружений очень высока. В неизолированных образцах обычно быстрее всего высыхают и деформируются от усадки наружные слои бетона, что приводит к возникновению напряжений от неравномерной усадки и связанных с ними дополнительных трещин в структуре материала. Поэтому гибридный бетон незаменим в конструкциях, подверженных воздействию переменного уровня морской воды высокой солености. В частности, в порту Монреаля (Канада) в октябре 1995 г. для повышения морозостойкости использовали бетон, содержащий синтетические и стальные волокна. Площадь восстановленных береговых сооружений составила 900 м2.

Стоит заметить, что полипропиленовые волокна — наиболее популярный вид синтетических волокон, они химически инертны, гидрофобны и легки. Их использование в объеме менее 0,1 % понижает пластическую усадку в процессе трещинообразования, а следовательно, препятствует растрескиванию материала. Установлено [3], что присутствие полипропиленовой фибры в бетонах и растворах устраняет образование усадочных трещин на раннем этапе на 60–90 % (при применении арматурной сетки — всего на 6 %).

Нами проведено исследование бетона, армированного полипропиленовыми и стальными волокнами (табл. 2).

Вид используемых волокон

Диаметр волокон

Длина волокон

Объемное содержание волокон в бетонной смеси

Полипропиленовые

0,38 мм

25 мм

1,3 %

Металлические

0,88 мм

38 мм

0,7 %

Таблица 2. Характеристика волокон для армирования бетона

Как показали результаты исследований, прочность при сжатии исследуемого вида бетона немного выше аналогичного показателя образцов без фибры и только с металлической фиброй, в том числе и на начальной стадии твердения в раннем возрасте 7 сут. Существенное отличие свойств наблюдается после проведения 300 циклов замораживания при температуре –18 °C и оттаивания при +18 °C. На поверхности обычного бетона по окончании исследования появились крупные трещины длиной от 8 до 25 мм, в некоторых случаях даже откололись небольшие куски образцов. Тогда как армирование двумя видами волокон привело к тому, что поверхность бетонных кубиков со стороной 100 мм была покрыта сетью мелких неглубоких трещин, максимальной длиной 9 мм. Подсчитано наибольшее количество трещин: 37 из них соответствуют дефектам длиной 2–2,5 мм, 20 — 4,5–5 мм.

Данный вид дисперсно-армированного бетона обладает высокой долговечностью в условиях пониженных температур, агрессивного воздействия водных растворов, благодаря тому, что на стадии структурообразования происходит перераспределение напряжений при пластической усадке от наиболее опасных зон на весь объем материала; а в процессе эксплуатации — замедление темпов роста трещин, снижение концентрации напряжений в области макродефектов, выравнивание и перераспределение напряжений в структуре бетона между его составляющими.

Причиной развития внутренних напряжений, способствующих появлению дефектов, подобных трещинам, может служить и кристаллизация в порах бетона солей, содержащихся в агрессивной среде. Эти процессы значительно ускоряются при попеременном погружении конструкций в раствор соли и высушивании, так как к химическим взаимодействиям агрессивной среды и цементного камня в бетоне добавляются физические процессы кристаллизации продуктов коррозии. Наиболее часто на практике встречается образование кристаллов гипса, когда происходит взаимодействие агрессивной сульфатсодержащей среды с раствором гидроксида кальция, находящегося в поровой жидкости бетона. Кристаллы гипса оседают на стенках пор и капилляров, вызывая тем самым напряжения. Дополнительно они способны инициировать формирование моносульфатной формы гидросульфоалюмината кальция, а также образование эттрингита, стимулируя еще более значительные напряжения.

Воздействие влаги в присутствии различных солей активизирует физико-химические взаимодействия фазовых составляющих материала. Такие условия интенсифицируют процессы внутреннего массообмена и способствуют миграции веществ в структуре бетона, что вызывает изменение состава поровой жидкости и уменьшение концентрации водорастворимых щелочей. Это приводит к увеличению концентрации мигрирующих веществ на отдельных участках. Существование таких активных участков обусловливает неравномерность развития напряжений в теле бетона и развитие крупных трещин, устьями которых являются активные участки. Процесс трещинообразования при этом характеризуется быстрым разрушением элементов конструкций.

В любом случае кристаллизация, создающая внутренние напряжения, в начале приводит к образованию микротрещин, затем внутри них происходит рост объема экспансивных фаз. В результате расклинивающего действия толщина этих трещин возрастает, увеличивается длина, происходит раскрытие трещин, приводящее к объединению их в макротрещины и, в конечном счете, к разрушению конструкции. В случае применения фибры рост микродефектов на начальном этапе может быть предотвращен или остановлен. В результате конструкция не распадается на куски, сохраняя свою целостность.

Таким образом, применение дисперсного армирования позволяет снижать концентрацию напряжений, предотвращать развитие встречных трещин и затруднять процесс трещинообразования. Выбирая типы смешанных волокон и корректируя соотношение объема этих волокон друг к другу и бетону, возможно направленно регулировать свойства материала, повышая его трещиностойкость, что в свою очередь обеспечивает качественное улучшение не только стойкости материала под нагрузкой, но и повышает коррозионную стойкость, обусловленную ростом внутренних напряжений, а также атмосферостойкость, стойкость к переменному увлажнению — высушиванию, замораживанию — оттаиванию и другим циклическим процессам.

С. М. Базанов, М. В. Торопова

Литература:

1. Бирюкович К. Л., Бирюкович Ю. Л., Бирюкович Д. Л. Мелкие суда из стеклоцемента и армоцемента. — Л.: Судостроение, 1965.

2. Карпенко Н. И. Общие модели механики железобетона. — М.: Стройиздат, 1996.

3. Mehta P. K., Monteiro J. M. Concrete: microstructure, properties, and materials. — New York: McGraw-Hill, 2006.

www.ibeton.ru

Для чего нужна базальтовая фибра при использовании бетона

Базальтовая фибра - уникальный материал для бетона, является эффективной добавкой для армирования бетона. В чем же ее уникальность, спросите вы?

В связи с использованием бетона во все больших областях строительства,возрастающих требований к его качеству, остро встает вопрос об улучшении его свойств.

Работа над улучшением качества бетона привела к появлению так называемого железобетона, в котором осуществляется его армирование с помощью металлических прутьев, а затем и к армированию посредством специальных волоконных материалов.

Армирование предотвращает бетон от растрескивания, а так же значительно увеличивает его стойкость к различным нагрузкам.

До сих пор армирование на основе стеклянных, полимерных и металлических волокон имеют ограниченное применение. Так, стекловолокно обладает низкой химической стойкостью; полимерное волокно часто оказывается неоправданно дорогим; металлическая фибра – довольно дефицитный материал.

Современные технологии позволили создать волоконный материал на основе базальта!Уникальность базальтовой фибры в том, что она изготавливается из природного камня и имеет прекрасные показатели химической стойкости. Ни стеклянная, ни полимерная фибры не способны сравниться по своим характеристикам с базальтовой.

Стеклянная и полимерная фибры подвержены растяжению при незначительных нагрузках; с течением времени теряют свои армирующие свойства; являются горючим материалом.

Всех этих недостатков абсолютно лишена базальтовая фибра. Благодаря ей армирование волокном с каждым днем становится все более популярным. Исследования ведущих институтов подтверждают, что качество бетона значительно улучшается даже при небольших добавках базальтового волокна. Повышается стойкость к нагрузкам, долговечность, стойкость к образованию трещин. Немаловажным является и то, что применение такого материала позволяет, без какого либо ущерба прочности, уменьшить массу конструкций в целом. Это дает возможность более смело использовать бетон в условиях слабых грунтов.

Армирующие свойства волокна применяются также в изготовлении различных строительных смесей. Нередко перед строителями возникает проблема низкого сцепления раствора с основанием, растрескиванием высыхающего раствора. Ввод армирующей добавки на основе базальтового волокна с легкостью решает и эту задачу.

Базальтовая фибра обладает высокими показателями термостойкости, не горючестью, стойкостью к различным химическим воздействиям. Экологическая чистота – также важнейшее свойство данного материала.

Этот материал находит широкое применение в производстве тротуарной плитки, бетонных заборов, пено- и газобетона, в архитектурном и декоративном бетоне и др. Весьма оправдано использование базальтовой фибры при строительстве гидросооружений, например водосливов, объектов, испытывающих регулярное воздействие антиобледенителя солей. Добавление фибры в процессе производства пеноблоков позволяет значительно уменьшить процент брака и повысить качество изделий в целом.

Для приготовления бетона не требуется больших объемов базальтовой фибры. Немаловажным является и то, что применение базальтового волокна приводит к сокращению времени отвердевания пеноблоков.

nerudr.ru

Полипропиленовые волокна для бетона | Dvamolotka.ru

Кейт Карр, FIbermesh Europe Кейт Карр из компании FIbermesh Europe доказываетпреимущества полипропиленовых волокон.

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.

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.

dvamolotka.ru