Как известно, цементный камень, в силу своих особенностей, обладает прочностью на разрыв и при изгибе практически на порядок ниже прочности при сжатии. Дисперсное армирование и армирование непрерывной волокнистой арматурой изменяет поведение цементного камня и других видов искусственных камней, придавая ему повышенную стойкость к растрескиванию, изгибающим и разрывным нагрузкам, позволяет создать необходимый запас прочности, сохраняя целостность конструкции, даже после появления сквозных трещин.
В настоящее время сдерживающими факторами в процессе внедрения армирования цемента, железобетонных и других видов изделий волокнами (стеклянным, полимерным, металлическим) являются низкая химическая стойкость стеклянного волокна в среде твердеющего цементного теста, высокая стоимость синтетических волокон при их низкой эффективности, дефицит металлической фибры.
Необходимо отметить, что полипропиленовая и стеклянная фибра по своим характеристикам существенно уступают базальтовой. К их основным недостаткам относятся:
— деформируемость даже при небольших нагрузках растяжения;
— быстрое старение, то есть утрата свойств с течением времени;
— подверженность горению при воздействии открытого пламени.
Все вышеперечисленные недостатки полностью отсутствуют у базальтовой фибры. С появлением базальтового волокна недоверие к дисперсному армированию постепенно исчезает. Наиболее активные исследования были проведены Институтом проблем металловедения АН Украины, НИИ базальтового волокна, МИСИ, ЦНИИСК (Москва), ЦНИИпромзданий, Теплопроект (Москва), УПИ (Екатеринбург) и др. Показано, что небольшая добавка данного волокна значительно увеличивает сопротивление цементного камня изгибающим нагрузкам. При этом повышается долговечность материала, снижается усадочная деформация, значительно возрастает трещиностойкость, ударная вязкость. Все это раскрывает перед дисперсноармированными материалами новые области применения, а также позволяет значительно уменьшить общий вес строительных конструкций за счет уменьшения сечения при неизменных прочностных показателях. Это может явиться дополнительным аргументом в пользу дисперсного армирования цементов, бетонов, бетонных и железобетонных конструкций, тем более что попутно будут решаться проблемы строительства на слабых грунтах, а также вопросы экономии сырьевых, энергетических и трудовых ресурсов.
На армирующих свойствах волокна основано и применение его при изготовлении строительных смесей, как сухих, так и готовых к применению. Одной из основных проблем при производстве различных строительных работ (гидроизоляционных, отделочных) является низкое сцепление строительных растворов с основанием и их растрескивание при высыхании и твердении. Ввод армирующих добавок с высокой армирующей способностью, которыми и являются базальтовые волокна, может разрешить эту проблему строителей.
Производство сухих штукатурок в России представлено только гипсокартоном, имеющим большое количество ограничений по применению: низкая огнестойкость и низкая прочность не позволяют выполнять из гипсокартона подавляющее большинство перегородок в зданиях, а низкая влагостойкость также ограничивает применение материала во влажных помещениях. Дисперсное или каркасное армирование гипсокартона волокном позволит использовать его в малонагруженных несущих конструкциях, а освоение производства сухой штукатурки на основе цементного вяжущего позволит значительно облегчить строительные конструкции при сохранении высоких параметров по водо- и огнестойкости.
Свойства базальтовой фибры:
— высокая прочность и долговечность;
— высокая термостойкость, абсолютная негорючесть;
— стойкость к агрессивным средам;
— экологическая чистота.
Рекомендации к применению
Длина, мм \\\\\\\\ Вид бетона \\\\\\\\ Количество фибры на 1 м3 бетона, кг
\\ 6 \\\\\\\\\\\\\ Легкие бетоны \\\\\\\\\\\\\ 0,5-1
\\ 12 \\\\\\\\\\\ Тяжелые бетоны \\\\\\\\\\\ 0,5-1
Фибра для бетона: достоинства, виды фиброволокна, сфера применения и нормы расхода
Фибра для бетона служит компонентом при мелкодисперсном армировании изделий с целью повышения физико-механических свойств. Эффективность фибробетона характеризуется прочностью на растяжение, ударной вязкостью, повышенной трещиностойкостью и износостойкостью.
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.
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.
Основные компоненты добавки
В качестве фибр применяются металлические и неметаллические нити разной длины и сечения:
Рациональный выбор добавок для армирования бетона позволяет получить изделия, обладающие стойкостью к механическим нагрузкам.
Стеклофибре свойственна низкая щелочестойкость.
Достоинства
Широкое использование фибробетона обусловлено тем, что его физико-механические показатели в несколько раз лучше аналогичных значений традиционных материалов. При этом эксплуатационные характеристики изделий соответствуют нормам.
Укрепление стяжки
Применение дисперсного армирования стальными фибрами позволит усилить эксплуатационные качества, укрепить верхний слой основания, повысить износостойкость, прочность на изгиб, трещиностойкость и долговечность сооружения.
Профилактика дефектов
Как показала практика, наиболее эффективным средством для профилактики и устранения возникших дефектов являются ремонтные растворы, армированные различными типами волокон. Применение стальной или полипропиленовой фибры позволяет избежать расслоения смесей в период укладки, а впоследствии преждевременного износа и разрушения покрытий.
Улучшение адгезии и водостойкость
Так, например, использование стальных и базальтовых фибр позволит в несколько раз увеличить водостойкость изделий. Для получения лучшей адгезии волокон с цементной матрицей и равномерного распределения фибр необходимо правильно выбрать оптимальную длину и диаметр используемых отрезков.
Экономичность и антикоррозийные свойства
Применение фибры для железобетонных конструкций, когда часть каркаса заменяется дисперсными волокнами, позволяет получить ощутимую выгоду, поскольку цена модификаторов намного ниже стоимости стержневой арматуры.
А также большим плюсом в использовании стальной фибры является то, что она защищена от коррозии плотным цементным покрытием.
При грамотном применении добавок можно получить экономически полезный продукт, обладающий улучшенными эксплуатационными свойствами.
Виды фиброволокна для бетона и его свойства
Введение в бетон модификаторов в виде фибр способствует повышению эксплуатационных и рабочих характеристик. Механические качества композитных материалов, армированных волокнами, зависят от типа добавки, объема и размера элементов.
Стальное волокно
Металлические волокна, используемые в качестве арматурного каркаса, изготавливаются различными методами:
Наибольшее распространение получили механические способы, применяя которые получают следующие виды материалов:
Преимущества дисперсного армирования металлическими фибрами:
Стеклянное волокно
Эту группу добавок производят из силикатных материалов и расплавов вулканических горных пород. Стекловолокно имеет длину 20-40 мм и диаметр 10 мкм. Главная его особенность — высокая прочность на растяжение-сжатие (1500-3000 МПа). Модуль упругости таких модификаторов в несколько раз выше, чем у бетона.
Асбестовое волокно
Для армирования бетона используют срезы волокон, вуали, холсты и материалы в виде нетканых сеток.
Асбестовые фибры обладают следующими качествами:
Прочность асбестовой фибры при растяжении превышает аналогичные свойства стали.
Базальтовая фибра
Введение присадок улучшает следующие показатели:
Базальтовые фибры обеспечивают высокую адгезию с цементной матрицей, не корродируют и не воспламеняются под действием открытого огня.
Полипропиленовое волокно
Полипропиленовая фибра — стойкий к щелочам материал, совместим с цементными и гипсовыми вяжущими.
Использование полипропиленовой фибры позволяет:
Сфера применения
Выбор технических решений по дисперсному армированию зависит от типа используемых волокнистых материалов.
Устойчивость базальтового волокна к химическим факторам и сейсмостойкость позволяет его использование в следующих сферах жилищного и промышленного строительства:
Расходные нормы
На 1 м3 фибробетонных изделий нужно следующее количество модификатора:
Объем вводимых добавок зависит от типа конструкций, эксплуатационных требований и технологии производства.
Способы смешивания
Производство бетонных конструкций своими руками методом дисперсного армирования вмещает в себя 3 основных этапа:
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:
Введение базальта
Для достижения хорошей адгезии и требуемого эффекта армирования подбирается оптимальный диаметр и длина волокон.
Инструкция по изготовлению базальтофибробетона:
Если изделия готовят на основе гипсового или цементно-песчаного раствора, то армирование выполняют в последнюю очередь.
Как сделать бетон прочнее. Базальтовая фибра: армируем без арматуры
Один из интересных современных материалов, широко применяющийся в строительстве — загадочная базальтовая фибра, которая появилась на рынке не так давно. Из чего ее изготавливают? Как она может пригодиться в строительстве? Какие выгоды обеспечивает использование этого материала, и какие недостатки он скрывает? Разберемся в статье.
Базальтовой фиброй (fibra) называются короткие кусочки базальтовых волокон или ровинга. Фибра, в переводе с английского, и означает волокно, а ровингом называют жгуты или пасмы из волокон. Благодаря своим уникальным качествам базальтовые волокна применяются в самых разных отраслях, таких, как промышленность, строительство, дорожные работы.
Как производится базальтовое волокно
Базальтовое волокно изготавливается из пород магматического происхождения, которые подвергаются плавлению, а затем пропускаются через фильеры (специальные формы с отверстиями), для получения волокон определенной толщины.
В соответствии с диаметром отверстий в фильерах, волокно может получаться разной толщины — от 0,5 до 20 микрон:
Свойства
Поскольку базальтовое волокно получают из расплава природного камня, оно показывает великолепную стойкость к агрессивным средам, будь то кислотная, щелочная среда или растворы солей. Помимо химической стойкости, базальтовые волокна демонстрируют такие показатели, как:
Этими характеристиками обуславливается широкое применение материала в следующих отраслях:
Из базальтового волокна изготавливается текстиль, нетканые материалы, плиты, ровинг, а также базальтовая фибра, которая нашла применение в строительстве.
Как производится базальтовая фибра
Материал производится методом рубления ровинга (жгута, сплетенного из непрерывных одноноправленных базальтовых волокон).
Базальтовый ровинг используется также для изготовления базальтовой и базальтопластиковой арматуры.
Как тип замасливателя влияет на область применения фибры
Отрезки (чопы) имеют длину 3,2, 6,4, 12,7 мм и выше (до 150 мм). К ним добавляется замасливатель для предотвращения комкования и равномерного распределения волокон в растворе, благодаря которому возникает трехмерная структура.
В качестве добавки в бетон применяется так называемый «мокрый» ровинг, содержание влаги в котором составляет 8–10%. Для него применяется водосовместимый замасливатель.
Дешевые виды базальтовой фибры могут внешне не отличаться от качественных материалов, но производиться с нарушениями, например, без замасливателя. Отсутствие замасливателя приводит к комкованию фибры, которая плохо и неравномерно распределяется в растворе и не обеспечивает заявленных свойств.
Фибра из сухого ровинга содержит водонесовместимый замасливатель и применяется как замена асбеста, например, при производстве тормозных колодок.
Применение в строительстве
Широкое применение получила базальтовая фибра в производстве строительных работ. Она может использоваться практически в любых видах строительных материалов:
Благодаря своим характеристикам, бетон используется в строительстве уже несколько тысячелетий, со времен Древнего Рима и до сих пор не потерял актуальности. Это очень прочный материал, но у него есть свои недостатки:
Но мы-то живем не в Древнем Риме и можем пользоваться достижениями современной химии для того, чтобы сделать бетон по-настоящему безупречным. На сегодняшний день разработаны различные добавки, которые придают бетонам те или иные требуемые качества. Бетон может стать морозостойким и водонепроницаемым, особо прочным, не подверженным коррозии и трещинам. Все эти чудеса происходят благодаря добавкам.
Современное строительство немыслимо без химических добавок для бетона: пластификаторов и суперпластификаторов, противоморозных, водоотталкивающих и прочих.
Так, пластификаторы позволяют повышать подвижность бетона на несколько пунктов без смещения водоцементного соотношения в пользу воды, благодаря чему облегчаются работы по укладке и обработке бетона вплоть до получения литых бетонных смесей. При этом экономятся цемент (до 15 и даже 20%), вода, электроэнергия и трудозатраты без ущерба для прочности готового изделия.
Специальные противоморозные добавки позволяют производить бетонирование даже при отрицательных температурах, что в условиях России, с ее затяжной холодной зимой, крайне актуально.
Благодаря добавкам можно получить бетон, устойчивый к замерзанию и оттаиванию, водостойкий бетон, необходимый для сооружений, постоянно подвергающихся воздействию влаги.
Также в бетон добавляется базальтовая фибра.
Для чего в бетоне базальтовая фибра
Бетонные сооружения и изделия отличаются высокой прочностью, но склонны к усадке, растрескиванию, коррозии. В целях повышения прочности их армируют.
Для армирования могут использоваться металлические сетки, проволока, прутки разного диаметра и периодического профиля. Это трудоемкий, длительный, затратный процесс. Металлическая арматура может отслаиваться, подвергаться коррозии.
Доступной и экономичной современной альтернативой армированию композитной арматурой является добавление фибры, которую называют также микроарматурой или объемным (дисперсным) армированием.
Современные стандарты строительства рекомендуют использование фибры даже в том случае, если в изделии планируется установка арматуры.
Почему именно базальтовая?
Для объемного армирования бетона применяются различные виды фибры: полипропиленовая, стеклянная, металлическая. Каждая из них имеет собственные достоинства и недостатки. Выбор конкретного вида обуславливается целями и задачами.
Преимуществами базальтовой фибры являются:
При добавлении базальтовой фибры бетон приобретает новые свойства (по сравнению с бетоном без добавок):
Кроме того, добавление базальтовой фибры снижает трудозатраты на проведение арматурных работ, позволяет уменьшить толщину стен конструкций и сэкономить бетон и сталь (позволяет уменьшить толщину стяжки, что бывает необходимо для сохранения высоты потолка).
А есть ли недостатки?
Специалисты называют единственный недостаток базальтовой фибры — колючесть, как у стекловаты. Но с появлением фибры из базальтового ровинга проблема потеряла актуальность.
Область применения
Базальтовую фибру добавляют в любые виды бетонов: декоративный и обычный, тяжелый бетон, ячеистый бетон, пенобетон и другие.
Она используется при изготовлении радиопрозрачных, сейсмостойких и других сложных изделий, военных сооружений, взрывобезопасных объектов.
Благодаря тому, что бетон с базальтовой фиброй становится устойчивым к истиранию, ее используют для дорожных работ, бетонных полов, стяжек, при изготовлении тротуарной плитки и малых архитектурных форм.
Расход базальтовой фибры
Расход базальтовой фибры небольшой, и он зависит от области применения:
При добавлении базальтовой фибры необходимо увеличить время замеса на 15%, поскольку эффективность фибры напрямую зависит от качественного распределения в растворе.
Мифы о базальтовой фибре
Базальтовую фибру строители еще не «распробовали», оттого существуют на ее счет некоторые сомнения. Например, некоторые строители считают, что расход базальтовой фибры больше, чем полипропиленовой. Что же лучше: базальтовая или пропиленовая фибра?
На самом деле все дело в плотности. Полипропиленовое волокно выглядит объемнее, чем базальтовая фибра, и кажется, что волокон в нем больше, но при взаимодействии с другими компонентами строительных смесей она распушается и становится такой же объемной, как и полипропиленовая, поэтому их можно дозировать одинаково по весу.
При добавлении фибры подвижность бетонной смеси снижается. Для повышения удобства работ рекомендуется применение пластификатора.
Советуем изучить: Пластификаторы
Базальтовая фибра — современная экономичная и экологически чистая добавка для объемного армирования различных видов бетонных смесей, цементных штукатурных и кладочных растворов, которая повышает прочность изделий, облегчает работы, экономит строительные материалы, но только в том случае, если это качественная фибра, изготовленная в заводских условиях и с соблюдением технологий. Чтобы избежать разочарований и дорогостоящих ошибок, приобретайте базальтовую фибру у надежного поставщика.
Фибра для бетона: виды, назначение, применение
Широкая распространенность бетона как строительного материала обусловлена, прежде всего, его высокой прочностью на сжатие, а также долговечностью и удобством в обработке, благодаря которому бетонную смесь можно залить в опалубку и получить изделие любой формы. Смеси на основе цемента также используются для ремонта, отделочных работ, кирпичной кладки.
Состав бетона известен со времен Древнего Рима. В него входят цемент, крупные (щебень, гравий, гранитный отсев и другие материалы) и мелкие заполнители (песок), а также вода. Современная промышленность не стоит на месте. Выпускаются добавки, призванные сделать бетон по-настоящему безупречным строительным материалом.
Современные добавки призваны решать самые разные проблемы. Одни из них позволяют повысить удобоукладываемость, другие обеспечивают возможность работать при низких температурах, увеличивать скорость застывания бетона или повышать его водоотталкивающие характеристики.
Также существуют добавки, назначение которых — нивелировать те недостатки, которые присущи бетону естественным образом.
Выбор конкретных добавок и их сочетаний производится, исходя из назначения бетонного раствора, условий, при которых выполняются бетонные работы, условий эксплуатации готовой конструкции.
Большинство современных добавок Cemmix позволяют экономить до 15% цемента в растворе без потери прочности.
Для объемного армирования бетона применяется фибра. О ней пойдет речь в статье.
Для чего нужно армирование
Бетон обладает высокой прочностью на сжатие; на основе этой характеристики разработана классификация бетонов на классы по прочности.
Однако бетон имеет невысокую прочность при нагрузках на растяжение, изгиб и раскалывание.
Для повышения несущей способности бетонных сооружений используется армирование бетона стальной арматуой, стальными или пластиковыми сетками, каркасами и другими изделиями.
Применяются готовые сетки и каркасы, либо они монтируются из стержней посредством вязки или сварки. В любом случае, это трудоемкий процесс. Он требует определенной квалификации рабочих. Также стальная арматура увеличивает вес бетонного изделия.
К другим недостаткам бетона относят:
Как известно, бетонная смесь приготавливается с добавлением воды. Ее количество в идеале должно составлять примерно 0,3 от количества цемента. Именно такое количество воды необходимо для протекания реакций гидратации, продуктом которых и является бетон. На практике воды обычно добавляют больше. В процессе набора прочности, бетон сначала увеличивается в объеме, затем уменьшается, а также застывает неравномерно. В результате неизбежно появляются трещины. Армирование бетона также позволяет предотвратить этот процесс.
Что касается пористой структуры бетона, обычное армирование ее не меняет. Более плотным делают бетон специальные добавки, прежде всего, те, которые обладают пластифицирующими свойствами, а также объемное армирование. С увеличением плотности бетона повышаются его прочность, водонепроницаемость, долговечность, снижается истираемость.
Что такое объемное армирование
Объемное или дисперсное армирование — это внесение в бетонную смесь коротких отрезков волокна (фибры). Разные виды фибры отличаются друг от друга материалом, формой, длиной, толщиной, конфигурацией сечения, фактурой поверхности.
Армированный фиброй бетон называют фибробетоном.
В отличие от традиционной арматуры, фибра распределяется в бетоне равномерно по всему объему, образуя трехмерную структуру, поэтому она фиксирует все трещины на ранних этапах образования. Фибра повышает прочность, плотность, ударную вязкость бетона, прочность на изгиб и разрыв. Фибробетон также не подвержен усадке, он более морозостойкий, водостойкий, жаропрочный, чем бетон без добавок.
В штукатурных растворах применяется фибра длиной от 3 мм, а в тяжелых бетонах — фибра с более длинными волокнами.
Виды фибры
Фибру изготавливают из таких материалов, как сталь, полипропилен, полимеры, базальт, стекловолокно.
Все виды фибры совместимы с добавками для бетона.
Стальная фибра
Нарезается из стальной проволоки. Ее диаметр составляет 0,7–1,2 мм, а длина обычно 25–60 мм. Поверхность шероховатая, чтобы улучшить сцепление с бетоном.
Стальная фибра может иметь круглое или треугольное сечение; по форме она бывает волнистой, дугообразной или в виде скобки:
Стальную фибру добавляют в бетон при изготовлении объектов гражданского строительства при заливке фундаментов и стяжек.
Дозировка выбирается, исходя из конкретных условий. При невысоких нагрузках применяют 15–30 кг, при средних — до 40 кг, а при высоких — от 75 до 150 кг фибры на куб бетонной смеси.
Фибра добавляется во время замешивания. Продолжительность замеса при этом увеличивается на 15%. Также рекомендуется вводить в бетонную смесь пластификатор.
Стальная фибра обеспечивает следующие качества фибробетона:
К недостатками стальной фибры относятся:
Стальная фибра совместима с различными видами добавок для бетона, но ее нельзя совмещать с применением хлористых солей в качестве противоморозных добавок. При бетонировании в условиях низких температур следует применять современные противоморозные добавки.
Каталог продукции CEMMIX
HotIce
Комплексная противоморозная добавка для проведения работ при отрицательных температурах
