Отнеситесь с вниманием к выбору дисперсно-армирующего материала для строительства, не стесняйтесь задавать вопросы поставщикам, поскольку ваше строение будет служить не один год, а на протяжении многих лет.
Фибра для бетона: виды и применение
Недавно единственным способом повышения прочности бетона на изгиб и растяжение считалось его армирование стальной арматурой. В дальнейшем вместо металлических стержней стали использовать стеклопластик. Тем не менее, в ряде случаев применение традиционной схемы армирования вызывало сложности — например, в производстве бетонных колец и труб, а также в создании стяжек и пешеходных дорожек. Эта ситуация была изменена благодаря новой технологии армирования с применением фибры. В этой статье мы расскажем о том, что такое фибра для бетона, зачем она требуется и как используется.
Фибра для укрепления бетона представляет собой мелкие волокна, диаметром от 0,012 до 1,2 мм и длиной от 10 до 20 мм. Они могут быть изготовлены из различных материалов, таких как стекло или сталь.
Небольшие порции фибры добавляются в бетонный раствор и тщательно перемешиваются. В результате волокна равномерно распределяются по раствору и, после его затвердевания, формируют сетевую структуру. Каждое волокно обладает высокой прочностью на растяжение, что способствует укреплению затвердевшего бетона, повышая его устойчивость к растрескиванию, усадке и увеличивая прочность готовой конструкции. Эксплуатационные характеристики бетона, армированного таким образом, зависят от типа фибры и ее количества в растворе.
Виды фибры для бетона
Свойства фиброволокна зависят от его размеров, упругости и материала, из которого оно изготовлено. Например, по размеру добавки фибру делят на два основных вида: макрофибру и микрофибру.
Макрофибра имеет диаметр волокна более 0,3 мм. Эти материалы визуально напоминают короткие кусочки тонкой проволоки или стружку. В качестве сырья для производства такой фибры используется сталь, полимерные материалы и базальтовое волокно. При добавлении в бетонный раствор они увеличивают прочность затвердевшего бетона и повысят его трещиностойкость. Толщина волокна микрофибры, в свою очередь, составляет менее 0,3 мм. Этот материал больше напоминает вату: его изготавливают из стекла, базальта, углерода или полимеров. Он почти не влияет на прочность бетона, но значительно улучшает долговечность и водонепроницаемость в шпаклевках, штукатурках и кладочных растворах.
Модуль упругости — это величина, демонстрирующая, как материал сопротивляется сжатию или растяжению. В качестве примера можно привести древесину и сталь: у древесины модуль упругости составляет всего 400 МПа, в то время как у стали он достигает 200 000 МПа. Древесина может деформироваться под воздействием незначительного давления, в то время как для сжатия стали потребуется мощный пресс. Чем выше модуль упругости, тем жестче считается материал. На основании этого свойства фибро-армирующие материалы классифицируют на два типа — высоко- и низкомодульные.
Модуль упругости высокомодульных добавок больше, чем у бетонных конструкций (от 19 до 34,5 ГПа). В эту группу входят углеродные, стальные, базальтовые и стеклянные волокна. Фибра, изготовленная из таких материалов, повышает прочность бетона на сжатие и растяжение, а также увеличивает несущую способность бетонных изделий. Низкомодульные добавки имеют модуль упругости ниже, чем у бетона — от 0,5 до 3,3 ГПа. Эта жесткость армирующих добавок не приводит к увеличению прочности, но повышает устойчивость к ударным и динамическим нагрузкам, а также улучшает водонепроницаемость и устойчивость к трещинообразованию. К таким свойствам относятся фибры, изготовленные из полимеров — например, нейлона, акрила, полиэтилена и полипропилена.
Различные виды фибры, добавленные в бетонный раствор, позволяют создавать композиты, которые значительно расширяют возможности применения бетонных конструкций. Однако для рассмотрения свойств той или иной добавки не обязательно знать их модуль упругости или точный размер волокон. Чаще всего решающим фактором является материал, из которого фибра изготовлена. Понимание различных материалов, используемых для производства фиброволокон, позволит лучше оценить их плюсы и минусы.
Металлическая фибра
Металлическая фибра производится из низкоуглеродистой стальной проволоки ГОСТ 3282, холоднокатаного стального листа ГОСТ 19904 и из стальных слябов по ОСТ 14-17-17-90. Металлическая фибра бывает различных видов: волновая, анкерная и прямая.
Анкерная фибра представляет собой отрезки металлической проволоки диаметром от 0,3 до 1,2 мм и длиной от 10 до 54 мм с загнутыми или приплюснутыми концами. Это обеспечивает лучшее сцепление с бетоном.
Волновая фибра состоит из отрезков низкоуглеродистой или высокоуглеродистой проволоки и имеет волнообразную форму, что также способствует улучшению сцепления с бетонной матрицей.
Металлическая фибра имеет несколько значительных недостатков:
- высокий вес, что может негативно сказаться на легкости установки и обработки;
- низкая коррозионная стойкость, что может привести к ухудшению свойств бетонной конструкции со временем;
- неэффективное сцепление с бетонной матрицей, что может снизить устойчивость к трещинообразованию;
- свойство выходить на поверхность бетона в результате эрозии, что может угрожать безопасности конструкции и ее элементов, взаимодействующих с поверхностью.
Чтобы избежать коррозии металлической фибры, ее могут обрабатывать специальными составами, а также подвергать оцинкованию или производить из легированной стали. Такие меры, однако, могут значительно увеличить стоимость материала.
Фибра полипропиленовая
Полипропиленовая фибра также используется для дисперсного армирования бетона и обозначается как ВСМ — волокно строительное микроармирующее. Из-за своих характеристик она получает популярность в строительстве. К её преимуществам относятся низкий удельный вес, возможность разместить большое количество волокна в одном килограмме, высокая щелочестойкость и отсутствие коррозии.
Однако у полипропиленовой фибры есть и недостатки:
- нисшая прочность на растяжение по сравнению с фиброй из других материалов (даст сложность в получении точных данных о разрывной нагрузке полипропиленового волокна, так как производители часто предоставляют противоречивую информацию; это может быть связано с качеством исходного сырья, так как пропилен — это синтетический материал, и в зависимости от источника сырья и технологии его производства характеристики могут различаться);
- высокий коэффициент удлинения волокна — до 300% (что опять же зависит от производителя);
- медленный модуль упругости — 3500 МПа;
- нижняя температурная стойкость полипропиленовых волокон — температура плавления составляет 160°C, а температура воспламенения — 320°C;
- большой разброс по качеству исходных материалов для производства.
Изучая данный вопрос, порой возникает ощущение, что некоторые производители сильно завышают заявленные характеристики своей продукции.
Например, один производитель может утверждать, что его полипропиленовая фибра имеет прочность на растяжение 968 МПа, в то время как большинство других производителей указывает цифры в диапазоне 170-250 МПа. То же самое касается относительного удлинения: 20% против 150-250% от заявленных большинством производителей. В таких случаях рекомендуется внимательно ознакомиться с технической документацией, такой как Технические условия (ТУ), протоколы испытаний и сертификаты.
Полипропиленовая фибра эффективно справляется с предотвращением растрескивания бетона, однако заявления производителей о том, что она увеличивает ударную прочность на 500%, не имеют научного подтверждения и следует воспринимать с осторожностью.
Что еще важно учесть
Некоторые недобросовестные производители полипропиленовой фибры могут экономить на замасливателе — специальном составе, который придаёт эластичность волокнам. Без этой добавки волокна могут спутываться, что приведет к неравномерному распределению в растворе. Поэтому рекомендуется приобретать фибру в известных и проверенных магазинах, чтобы уменьшить риск приобрести некачественный продукт.
При добавлении фиброволокна в бетон важно строго соблюсти правильные пропорции и следовать инструкциям производителя, а также тщательно перемешивать смесь. Это поможет избежать образования комков и обеспечить максимальную прочность бетона или стяжки.
Сергей Салий
участник Высшей лиги Петровича, ассоциации мастеров напольных покрытий, основатель компании Салий монтаж сервис
Современные технологии позволяют с использованием фиброволокна и пластификаторов достигать результатов, которые ранее сложно было бы представить, особенно в области увеличения прочности тонких слоев стяжки или бетона.
Тем не менее, важно помнить, что никакие добавки не заменят качественное сырье или правильную технологию строительства. Лучше обратиться к профессионалам для консультации и расчета оптимальных решений для вашей задачи.
Полимерная
Фибра, изготовленная на основе полипропиленовых волокон, отличается достаточно высокой прочностью на разрыв. Она значительно улучшает характеристики бетона, увеличивая его прочность на разрыв.
Преимущества полимерной фибры:
- Высокая устойчивость к кислотам и щелочам;
- Коэффициент устойчивости к коррозии и ударным нагрузкам;
- Ударная вязкость;
- Морозоустойчивость.
Недостатки:
Применение полимерной фибры позволяет уменьшить количество микротрещин, снизить степень пластической усадки, а также повысить морозостойкость и прочность бетона на изгиб. Бетон, армированный полимерными волокнами, демонстрирует высокие технические характеристики, он устойчив к механическим воздействиям, не боится влаги и высоких температур.
Фибра на основе полимеров легко распределяется в растворе, не оседает под действием собственного веса. Она широко используется в строительстве мостов и дорожных покрытий, а также при создании монолитных бетонных полов. Полимерные фибры также находят применение в горнодобывающей промышленности.
Стекловолоконная
Стекловолоконная фибра производится из силикатного стекла с использованием специального оборудования для формирования нитей. Бетонные изделия с добавлением стекловолокна имеют меньший вес, что позволяет сократить затраты на транспортировку и монтаж. Свойства конечного материала зависят от технологии производства.
Преимущества стекловолоконной фибры:
- Высокая упругость;
- Отличная гибкость;
- Высокие прочностные характеристики;
- Повышенная ударопрочность.
Недостатки:
- Низкая устойчивость к щелочам;
- Необходимость использования специального оборудования для заливки.
Для повышения устойчивости к щелочным средам стекловолоконную фибру обрабатывают специальными полимерными покрытиями. Включение стекловолокна в бетонный раствор позволяет значительно повысить прочность бетона, а также избежать его растрескивания и усадки.
Стеклофибробетон используется при строительстве дренажных каналов, подземных сооружений, а также для возведения жилых и промышленных зданий. Он также применяется во время реконструкции и реставрации зданий. Стекловолоконная фибра активно используется при производстве композитных изделий и архитектурных декоров.
Для армирования бетонных плит, дорожных поверхностей и бетонных элементов сегодня широко применяется композитная сетка на базе стекловолокна. Данный материал способен выдерживать высокие нагрузки на разрыв и растяжение, не проводит электричество, легок в монтаже и абсолютно безопасен в использовании. Даже в условиях агрессивных сред композитная сетка демонстрирует отличную устойчивость к влиянию щелочей, кислот и солей.
Заказать композитную сетку оптом можно на производственном предприятии «Арматура Композит», где она поставляется в рулонах, что ускоряет процесс строительных работ.
Фиброволокно в полусухой стяжке пола:
Для полусухой стяжки используется смесь из цемента, песка, фиброволокна и пластификаторов, при этом добавляется незначительное количество воды. Полученный раствор распределяется по маякам, после чего начинается процесс выравнивания поверхности раствора. Затем поверхность оставляется на несколько дней для высыхания, и, только после этого, можно переходить к следующему этапу отделки.
Такой метод подходит для большинства зданий, особенно офисного и промышленного назначения, но не подходит для конструкций с тонкими перекрытиями. Небольшое количество воды в смеси позволяет минимизировать уровень грязи при монтажных работах.
Преимущества использования фиброволокна для стяжки:
Фибра придаёт основанию прочность и устойчивость к растрескиванию, а также высокие нагрузки. Материал равномерно распределяется по бетону. Волокна предотвращают повреждение стяжки в процессе эксплуатации, так как влага внутри основания распределяется равномерно. Морозостойкий материал, используемый в виде виброфибры, выдерживает множество циклов замораживания и последующего размораживания.
Добавление фиброволокна в бетон помогает сэкономить средства по сравнению с традиционным металлическим армированием. Полусухая стяжка с применением фибры ускоряет процесс высыхания основания.
