Фибра (фиброволокно) для бетона

Основные свойства

Полипропиленовое фиброволокно для армирования бетона обладает целым рядом свойств, которые позволили ему успешно конкурировать с другими способами укрепления бетонных блоков и плит, в том числе металлическими сетками или прутками.

Ключевыми особенностями полимера являются следующие свойства:

• укрепление бетонной конструкции происходит равномерно по всему объему и площади, а не сегментарно, как в случаях с решетками и прутами;
• смесь не растекается, что уменьшает ее расход и экономит средства;
• увеличивается срок службы конструкции на несколько десятилетий;
• у бетона с фиброволокном повышенный класс огнеупорности;
• значительно улучшен внешний вид поверхности после введения в состав бетона полимера;
• при резких перепадах температур, особенно при сильных морозах, бетон остается монолитным и в нем не образуются микротрещины;
• благодаря полимеру значительно уменьшены свойства бетона впитывать влагу;
• бетонная конструкция практически не имеет усадки;
• увеличилась износостойкость бетона;
• повысился коэффициент сопротивления истиранию.

Это наиболее значимые свойства полипропиленового волокна, которые ощутимо влияют на качество получаемого бетона и его долговечность.

Расход и правила добавления

Дозировка полипропиленового волокна составляет от 0,6 до 0,9 кг на 1 кубометр. При этом цена равна 2680,00 руб. за мешок 10 кг.* Вот что происходит с раствором при добавке разного количества фиброволокна:

• Если внеси 300 г на кубометр, смесь становится пластичнее и хорошо заполняет неровности.
• При добавке 600 г, повышается прочность, при высыхании отсутствуют трещины.
• Если замешать в кубометр 800 г полипропиленового ворса, бетон достигнет максимальной прочности.

Вносить добавку можно по-разному. Есть 2 способа:

• Первый предполагает засыпать армирующее вещество вместе с сухими компонентами. Для более равномерного распределения добавку засыпают частями.
• Второй способ – замачивание в воде и последующее введение в раствор вместе с жидкостью. Время замешивания такого раствора составляет 15 минут.

Посмотрим, как вносят фибру на примере изготовления полусухой стяжки для пола. Последовательность приготовления раствора состоит из таких этапов:

1. Сначала в бетоносмеситель закладывают цемент и песок в пропорции 1 к 3.
2. Далее начинают вводить порциями сухую фибру. Качественный материал рассыпается на волокна и не образует комков.
3. Добавляют воду так, чтобы смесь была полусухая.
4. На очищенную от пыли и загрязнений поверхность устанавливают маячки. Затем укладывают смесь толщиной не менее 50 мм.
5. Выравнивают раствор правилом. Чтобы сделать поверхность ровной, ее шлифуют, пока бетон еще не застыл.
6. Для равномерного схватывания покрывают стяжку полиэтиленом. Если помещение жаркое – смачивают залитую поверхность раз в день водой.
7. На большой площади покрытия не лишним будет сделать деформационные швы.

Бонус использования микрофибры – пол можно использовать для ходьбы уже через сутки. А постелить ламинат или наклеить плитку сможете уже через 5 дней. Для сравнения: обычная стяжка полностью готова к эксплуатации через 2-3 недели.

Стяжка с фиброй,крепче чем с арматурой! (эксперимент)

Watch this video on YouTube

Добавки для бетона порой и в правду приносят отличный результат и помогают создавать прочные материалы и постройки. Но иногда это может быть лишь рекламный трюк, призванный к пустым затратам. Был ли у вас опыт использования фиброволокна? Будет любопытно, если вы поделитесь своим результатами и наблюдениями.

* Цены актуальны на июль 2020 года

Поделиться
Твитнуть
Запинить
Нравится
Класс
WhatsApp
Viber
Телеграмка

Что такое фиброволокно

Бетон обладает специфическими характеристиками, определяющими его как хрупкое вещество с неоднородной структурой. Значение предельной деформации у него намного ниже, чем, например, у стекла, стали или полимерных композитов.

Для повышения показателей упругости возникла необходимость использования волокнистых присадок (фибры), как микроарматуры для бетонных конструкций. Эта особенность нашла широкое применение в технологии строительных процессов, таких как приготовление цементных смесей, изготовление высокопрочных материалов и т.д.

Фибра представляет собой материал в виде отрезков нитей или узких полос органического или неорганического происхождения. Механические характеристики фибробетона зависят от количества и схемы расположения фибр в растворе.

Метод дисперсного армирования бетона предусматривает произвольную и направленную ориентацию волокон.

Направленная предполагает применение тонких непрерывных нитей, тканых и нетканых сеток, жгутов и других подобных материалов. Произвольная (свободная) возникает при использовании рулонных материалов в виде матов, холстов, вуалей.

Особенности фиброволокна

Использование фибры повышает надежность сооружения на 90%, при условии добавления в состав еще и пластификаторов хорошего качества.

При ее использовании в заливаемом слое абсолютно на всех этапах застывания трещины не образуются:

• на первой стадии заливки бетона в течение первых 6 часов фиброволокно для стяжки препятствует появлению трещин благодаря тому, что вещество равномерно распределяется по пустотам раствора;
• на второй стадии, когда бетон начинает усаживаться и появляются мелкие трещины, волокна фибры их связывают и не дают им увеличиться;
• на последней стадии, фиброволокно способствует равномерному высыханию и уменьшает напряжение бетона.

Фиброволокно способно снизить влагопоглощающие свойства бетона. Это возможно, потому что поры становятся меньше. Воде труднее находить проходы и она проникает намного медленнее. Благодаря этому свойству фиброволокно применяется при возведении отстойников для вод, сооружений в морях и реках.

К тому же полипропиленовая фибра обладает и обратным эффектом, то есть практически не отдает имеющуюся в бетоне воду наружу. Благодаря такому свойству она будет немного снижать его распространение, и понижать взрывное откалывание строительных сооружений.

Благодаря полипропиленовой фибре пластичность бетона становится в несколько раз больше. Такая характеристика присуща не только лишь раствору, а также готовой затвердевшей конструкции из него, она может выдерживать удары и подавлять колебания. Данная характеристика материала используется на объектах военного значения и в тяжелой промышленности. Сооружения, возведенные с применением фиброволокна, отлично выдерживают землетрясения и имеют высокую сопротивляемость к взрывам.

Очень важной характеристикой является истираемость поверхностей. Присущ очень быстрый износ тем конструкциям из бетона, которые используются в довольно агрессивной среде

По этой причине дамбы, водохранилища и водные заграждения зачастую возводятся с применением смеси цемента и фиброволокна.

Также этот материал обладает высокой морозоустойчивостью, и это качество перенимает бетон. При этом его устойчивость к минусовым температурам становится выше в несколько раз.

Если раствор с добавлением полипропиленовой фибры замешивать в соответствии с технологией, то адгезия полученного бетона с поверхностью намного улучшится и производить его выравнивание на ней будет легче.

Основы выбора компонентов для волокнистых полимерных композитов

Свойства получаемого композиционного материала зависят от выбора исходных компонентов и их соотношения, взаимодействия между ними, вида и расположения волокон в армирующем наполнителе, метода и технологических условий изготовления изделия (давления, температуры, времени), дополнительной обработки изделия и ряда других факторов.

Определяющим при создании композитов является взаимодействие и взаимовлияние компонентов в элементарном объеме волокно–матрица (связующее). Чем выше необходимые свойства получаемого композита конструкционного назначения, тем более сложный комплекс требований должен выдерживаться при выборе исходных компонентов, без выполнения которых невозможно получение качественных изделий. Эти требования включают нижеследующие характеристики :

• должно быть определенное соотношение между механическими свойствами армирующих волокон и матрицы (ниже индексы «в» и «м»относятся соответственно к волокнам и матрице);
• модуль упругости при растяжении и сдвиге волокон должен быть больше чем связующего Е_в > E_м; G_в > G_м;
• прочность волокон должна быть больше чем связующего s_в*> s_м*; удлинение при разрыве волокон должно быть несколько меньше чем связующего e_в*< e_м*;
• коэффициенты Пуассона для волокон и матрицы желательно иметь достаточно близкими, чтобы при деформации композита на границе волокно–матрица не возникало напряжений, отрывающих их друг от друга и тем самым снижающих адгезию;
• термические характеристики волокон (температуры плавления или разложения) должны быть выше температур переработки термопластов и отверждения реактопластов.

Взаимодействие волокон с матрицей должно обеспечивать высокую реализацию механических свойств волокон в армированном материале и его монолитность. Для этого необходимы:

• хорошая смачиваемость волокон матрицей (связующим);
• высокая адгезия между волокном и матрицей, характеризуемая сдвиговой прочностью на границе раздела волокно–матрица;

·   отсутствие или минимальное изменение свойств волокон под влиянием компонентов матрицы;

·   релаксация внутренних напряжений в элементарном объеме волокно–матрица при термообработке или под влиянием компонентов связующего и другие факторы.

Выбор компонентов композиционно-волокнистых материалов осуществляется с учетом индивидуальных свойств волокнистого полуфабриката и полимерного связующего (полимерной матрицы), а также их взаимного влияния, обусловленного рядом факторов, в том числе следующих — это прочность, деформационные и другие свойства волокон, термостойкость, длина и диаметр волокон, структура волокнистого материала, объемная доля и ориентация волокон волокнистого материала; прочность, термостойкость, вязкость полимерной матрицы в условиях переработки; соотношение деформационных свойств компонентов, изменение свойств волокон под влиянием компонентов полимерной матрицы, смачивание на границе раздела фаз, величина адгезии на границе раздела фаз.

Способы смешивания

Производство бетонных конструкций своими руками методом дисперсного армирования вмещает в себя 3 основных этапа:

1. Подготовка фибровой арматуры.
2. Приготовление композита.
3. Формование изделий.

При использовании модификаторов повышается жесткость смесей. В результате бетон теряет подвижность и становится трудноукладываемым.

Добавление полипропилена

Непременное условие для получения композиций, имеющих высокую прочность и устойчивость, — это равномерная подача фиброволокна в бетономешалку.

Порядок выполнения работ:

1. Вначале осуществляется добавление наполнителя, щебня или гравия.
2. Затем засыпают песок и всухую перемешивают.
3. Не отключая бетоносмеситель, вводят требуемый объем полипропиленовых фибр.
4. Добавляют цемент и воду с растворенными в ней пластификаторами.
5. Продолжают мешать до получения однородного состава.

Введение базальта

Для достижения хорошей адгезии и требуемого эффекта армирования подбирается оптимальный диаметр и длина волокон.

Инструкция по изготовлению базальтофибробетона:

1. В бетономешалку засыпают песок и щебень.
2. Вводят необходимое количество добавки и перемешивают.
3. При включенном агрегате заливают в смеситель воду.
4. Добавляют цемент.
5. Продолжают замес до получения нужной консистенции.

Если изделия готовят на основе гипсового или цементно-песчаного раствора, то армирование выполняют в последнюю очередь.

Фибра: виды материалов и их классификация

Чтобы понять, что такое фибробетон, стоит немного углубиться в историю. Впервые материал представили в 1907 году – русский ученый В.П. Некрасов в своих статьях рассказал про исследования производства композитного материала, упрочненного отрезками тонкой проволоки.

Раньше строители добавляли в раствор различные дисперсные волокна и распределяли в массе равномерно. Это позволяло улучшить свойства бетона: уменьшить количество трещин, повысить стойкость к воздействию внешних факторов и физическим нагрузкам, поднять показатель прочности в среднем на 30%.

Армирование бетонной смеси производится с использованием искусственных волокон из разных типов неметаллизированных и металлизированных нитей минерального либо органического происхождения. Физико-технические свойства материала (теплопроводность, прочность, плотность), устойчивость к химическим веществам напрямую зависят от особенностей приготовления бетона и типа, объема вводимого в смесь волокна.

Сегодня производство фибробетона осуществляется в промышленных масштабах, все технологии протестированы и усовершенствованы, можно заранее просчитать характеристики материала по его параметрам. В производстве используют два типа фибры: неметаллическая (акрил, стекло, полиэтилен, базальт, углевод, карбон и т.д.) и металлическая (стальные волокна разного размера и формы).

Наибольшей популярностью пользуются металлические и стеклянные волокна, постепенно набирает популярность полипропиленовая фибра. Углерод и базальт применяются редко из-за высокой стоимости. Вискоза, хлопок, нейлон обеспечивают специфические особенности бетону, которые не всегда актуальны в современном строительстве.

Основные свойства фибробетона

Физические характеристики фибробетонов на основе разных видов армирующего наполнителя могут довольно сильно отличаться. Например, для композитных материалов со стальной или базальтовой фиброй характерны очень хорошие показатели прочности и упругости. А вот полипропиленовые волокна отличаются низким коэффициентом упругости. Фибробетоны на их основе характеризуются повышенной деформативностью, а значит — не могут использоваться в качестве конструкционных материалов.

Все это следует учитывать при выборе марки материала для решения конкретных строительных задач. Выделим основные особенности и преимущества фибробетона в сравнении со стандартным бетоном:

• повышенная долговечность конструкций, продление эффективного срока эксплуатации с сохранением всех эксплуатационных характеристик;• высокая прочность и упругость, стойкость к растяжению и разрыву, способность сохранять целостность при значительных растягивающих нагрузках; • высокая устойчивость к воздействию атмосферных осадков и активных химических веществ;• хорошая морозостойкость, способность сохранять структуру материала при многократных годовых, а также резких амплитудных колебаниях температур;• высокая стойкость к повышению температуры, интенсивному нагреву, воздействию открытого огня, пожаробезопасность;• отсутствие усадки, способность сохранять исходный объем после набора расчетной твердости;• высокая стойкость к истиранию, износу, воздействию крутящих моментов, устойчивость к образованию трещин;• влагостойкость, водонепроницаемость;• повышенная пластичность, хорошая прочность при ударах;• хорошие адгезионные качества;• сохранение технических характеристик после окончания расчетного срока службы материала;• уменьшение необходимых для строительства объемов бетона ввиду улучшенных свойств материала, снижение веса конструкции;• высокая технологичность материала и продуктивность работ по нему;• снижение стоимости строительства за счет экономии материалов, отказа от использования армирующих сеток и каркасов, сокращения времени строительных работ, уменьшения дополнительных расходов на транспортировку и пр.

По своей прочности фибробетон зачастую даже превосходит железобетон, заметно выигрывая при этом по весу конструкций. Фибру можно также применять для армирования газобетонов и пенобетонов. Такие материалы отличаются низкой плотностью, высокими тепло- и шумоизоляционными и свойствами. А за счет армирования волокном они приобретают повышенные прочностные характеристики.

https://youtube.com/watch?v=videoseries

Единственным относительным недостатком фибробетона является его высокая стоимость. Однако на практике за счет использования этого материала можно даже повысить рентабельность строительства.

Общие свойства фибры для бетона. Для чего используется фиброволокно

Фиброй называют волокна, выполненные из стали, базальта, стекла, полимеров, полипропилена. Эти волокна могут иметь различную длину (от 2—3 мм до нескольких сантиметров), толщину, конфигурацию, форму сечения, текстуру поверхности.

Фибру добавляют в бетонные растворы любого назначения для придания прочности, ударной вязкости, устранения усадки и предотвращения растрескивания, повышения долговечности и устойчивости к истиранию. Бетон с добавлением фибры становится водостойким, устойчивым к морозам (морозоустойчивость может повышаться до 100 циклов), жаростойким.

В штукатурные растворы добавляют фибру малой длины (3-6 мм) для обеспечения гладкости оштукатуренной поверхности. В тяжелые бетоны добавляют фибру большой длины волокон.

Бетоны с добавлением фиброволокна называются фибробетонами.

Способ получения бетона на основе стальной фибры

Производство фибры и строительных смесей на её основе, на современных предприятиях поставлено на поток и полностью автоматизировано.

Изготовление металлической фибры

Чтобы получить анкерную фибру, нарезают проволоку из низкоуглеродистой стали. Часто для этого используют стальной холоднокатаный лист. Полученные заготовки могут иметь разную толщину в основном от 1 мм и более. Тонкие прутки стоят дороже, поскольку имеют лучшие эксплуатационные характеристики. В некоторых случаях их использование полностью оправдано. Например, в дорожном строительстве в полотно укладывают стальную фибру, не превышающую по диаметру 0,8 мм. Иначе, оголившиеся со временем металлические волокна, будут представлять опасность для транспорта.

Изготавливают фибродобавку на специальном фрезерном оборудовании. При резке металл подвергается действию высокой температуры, из-за чего готовые прутки имеют специфический синий оттенок. Этот окисный синеватый слой предохраняет металл от коррозии.

Ряд проводимых операций позволяет внести в последовательность изготовления даже такие мероприятия, как, например, магнитное ориентирование. Оно проводится, когда заготовки находятся ещё на конвейере. Благодаря ему, во время эксплуатации металлических заготовок не возникает образование намагниченных между собой комков, что недопустимо в готовом бетоне. В итоге продукция фасуется в упаковочные пакеты разного объёма, от 1 до 25 кг.

Технология замешивания бетона

Чтобы соединить фибру с цементными смесями, необходима бетономешалка или растворосмеситель. В промышленном производстве используется чаще всего следующая технология:

• в бетономешалку засыпается цемент нужной марки, песок, гравий и фибровые волокна;
• добавляется вода в нужной пропорции, указанной производителем;
• всё перемешивается на протяжении 5−10 минут;
• для большей эластичности в смесь добавляют пластификатор;
• готовый строительный состав поставляется на объект в течение получаса.

Чтобы ещё более уплотнить частицы бетона, в строительном производстве принято использовать вибраторы. С их помощью уплотняют цементную смесь, а это влияет на прочность готовой конструкции и исключает её разделение на отдельные пласты.

Использование металлических добавок в виде проволоки, можно применять и в самостоятельном строительстве. Способ добавления фибры в бетон очень прост:

• готовят сухую песчано-цементную смесь;
• засыпают её в форму;
• добавляют нужное количество фибры;
• металлические прутки равномерно распределяют;
• заливают водой.

Добавлять фибру в раствор или бетон можно на любой стадии приготовления

Важно её хорошо распределить, сформировать структуру. Необходимо, чтобы было достигнуто максимальное армирование фиброй по всему конструктивному объёму

А чтобы с бетонной смесью было легче работать, в состав вводят добавки пластификаторы.

Применение композитного фибробетона

Качественный состав и применение фибробетона должно соответствовать требованиям нормативных документов СП 52–104–2006 Сталефибробетонные конструкции. Свод правил заключает в себе рекомендации для проектирования и нормы использования фибробетонных конструкционных изделий.

В домостроении композитный бетон применяют для строительства монолитных конструкций зданий, водоотводных шахт, канализационных колодцев и др. Фибробетонные полы, выполненные по композитной технологии, обладают высокой прочностью и повышенными теплоизоляционными показателями.

Полы из фибробетона

Классификация синтетических АВ

Синтетические волокна принято разделять на две группы: карбоцепные и гетероцепные.

Карбоцепные — это волокна, макромолекулы которых состоят только из атомов углерода. Карбоцепные синтетические волокна:

                Полиакрилонитрильные

           Поливинилхлоридные

           Поливинилспиртовые

  Полиолефиновые

В макромолекулах гетероцепных нитей помимо атомов углерода есть еще атомы других элементов. Гетероцепные синтетические волокна:

Полиамидные

Полиэфирные

Полиуретановые

Разделение на карбо- и гетероцепные считается общепринятым, но есть волокна не подходящие к  данной классификации. Например, среди множества полиамидных нитей есть нити как с карбо — так и гетероциклами в цепи.

Особенности изготовления

Фибробетон используется в качестве материала для отделки домов, где плиты – с высокой прочностью и качественными характеристиками, которые сохраняются при любых погодных условиях.

Поверхности панелей окрашивают в разные цвета, они имеют оригинальную текстуру. Их изготавливают из композитного бетона со специальными волокнами, повышающими прочность фиброцементных плит отличного качества.

Основные виды фиброволокна

Включение фибры в бетонном растворе зависит от материала, который используется:

• Проволока из стали с диаметром до 0,5 мм, имеющая длину 10-50 мм. Изделия, изготовленные из бетона со стальной проволокой, имеют прочность на растяжения, разрывы, уменьшают усадку и образование трещин.
• Стеклянные волокна, включенные в раствор, повышают упругость и увеличивают пластичность материала.
• Наличие базальта приводит к повышенной прочности, стойкости к деформациям, отсутствию трещин.
• Полипропиленовые включения увеличивают стойкость к разрушению химическими веществами, растяжению и перепадам температур, значительно уменьшают вес готовых изделий.

Фиброцементная плита: что это такое, состав

Фиброцементная плита – это новое, современное изделие, которое легко монтировать в разных плоскостях. Плиты из фиброцемента изготавливают из таких компонентов:

• портландцемента, который применяют в виде вяжущего средства для придания изделиям необходимого запаса прочности, устойчивости к влажности;
• речного чистого песка, используемого в виде заполнителя;
• фиброволокна, повышающего жёсткость изделий;
• модифицирующих добавок для сохранения свойств изделий при перепадах температуры.

Изделия из фиброцемента используют как новый, экологически чистый материал для облицовки стен помещения, красивых фасадных ограждений. Их применяют в качестве отделки зданий, крыш, потолков, внутренних и наружных стен, панелей.

Фиброцементные панели для внутренней отделки стен применяют в строительстве квартир или ремонте жилья. Отделка потолков в квартирах производится из материала, который надёжно крепится к потолку, и не сразу можно понять, что это такое, ведь фиброцементная плита имеет вид лёгкого, воздушного изделия.

Плиты имеют внешние различия по:

• цветовой гамме;
• рельефной фактуре;
• защитному покрытию.

Методы их изготовления разные, применяют автоклавную технологию и формовку изделий под высоким давлением.  Панели износостойкие, пожароустойчивые, габаритные, применяются в строительстве домов и в промышленной сфере.

На основании изложенных фактов можно утверждать, что фибробетон справедливо конкурирует с другими типами бетона.

Технология использования плит из фиброцемента

Технология изготовления архитектурного бетона

Описание и применение финишной шпаклевки

Дом из монолитного керамзитобетона — как сделать, пропорции

Что это такое: основа составов

Фибра для бетонных составов — это специфический волокнистый компонент, своеобразная целлюлоза, представленная в виде нитей, имеющих разную длину. Специфические добавки состоят из сверхтонкого волокна, части которого в результате обработки соединяются между собой. Качественные армирующие элементы изготавливаются на основе таких компонентов, как:

Специфический волокнистый материал изготавливается на основе такого компонента, как полипропилен.

• полипропилен;
• базальт;
• сталь;
• стекло.

Фиброволокно для бетона готовится просто и сам процесс производства не требует наличия специального инвентаря или техники. Процедура замеса состава осуществляется применением бетономешалки. Примерный расход на м3 варьируется от 0,5 до 1,5 кг. Армирование бетона фиброй для отстроя масштабных объектов осуществляется при производстве цементно-бетонной смеси. Для малых конструкций волокно добавляется в процессе обработки состава строительным миксером.

Особенности выбора материалов

При выборе фибробетона (или волокна для его самостоятельного приготовления) необходимо четко определить, какие именно требования выдвигаются к материалу. Например, стальная фибра обладает максимальным модулем упругости и высокими прочностными характеристиками, но при этом имеет большую плотность и низкую устойчивость к коррозии. Для базальтовой характерна максимальная прочность на растяжение и высокая стойкость к химическим соединениям.

Наибольшие проблемы могут возникнуть при выборе фибры из искусственных материалов. Например, используемое стекловолокно разных марок может очень сильно отличаться по своим характеристикам. Поэтому нужно обязательно убедиться, что выбранная фибра является стойкой к щелочам.

В этом аспекте качество базальтовой фибры практически не зависит от производителя

Но и здесь нужно обращать внимание на два параметра: линейные размеры волокон и вид используемого для повышения адгезии замасливателя

Еще больший разброс параметров характерен для стальной фибры. При ее выборе следует учитывать и вид материала (проволочная, волновая, фрезерованная), и его размеры, и состав. Например, можно использовать более качественную фибру из легированной стали, но это заметно повысит ее стоимость.