Фібра для бетону: властивості, види, застосування

У процесі будівельного виробництва залізобетонних виробів давно вже не обходяться без застосування арматурних каркасів, що зарекомендували себе. Як відомо, наявність арматури в бетоні забезпечує конструктивну міцність та довговічність будівель. Але й нові технології не стоять дома. Ринок пропонує споживачеві сучасні матеріали, такі як наприклад, як металева або анкерна фібра, що додається в бетон..

Властивості металевої фібри

Універсальний будівельний матеріал бетон, безперечно, виграє перед рештою. Він буває різних марок, має підвищену міцність, довговічність, морозостійкість. Для підвищення робочих якостей у бетон вводять додаткові добавки та присадки, ще більш покращуючи його визнані властивості та доводячи багатофункціональність. Однак і бетонні елементи під впливом природних опадів, перепадів температур або будь-яких механічних впливів, яким він піддається в процесі експлуатації, можуть втрачати свої якості.

Щоб збільшити термін служби бетону, зберегти конструкції від тріщин та руйнувань, застосовують для скріплення внутрішньої структури цього будматеріалу металеву фібру. Ця спеціальна добавка може взяти на себе всі функції арматурної сітки, що застосовується у виготовленні будівельних елементів з бетону, та забезпечити їм не меншу жорсткість, міцність та якість.

Сталева добавка для бетону

Сталева фібра для бетону є відрізками дроту. Їхня довжина може бути різною, від 25 до 60 мм, з діаметром від 0,7 до 1,2 мм. Нерівномірна, шорстка поверхня вихідного матеріалу забезпечує відмінне зчеплення з інгредієнтами бетону, піском та цементом.Часто використовується металева фібра із загнутими кінцями. Хоча, її форма буває будь-якою:

• прямий;
• дугоподібний;
• трикутного перерізу;
• хвилею;
• гладкою або шорсткою за структурою металу.

Переваги

Бетон з фіброю має такі переваги:

• у 2 рази збільшується міцність матеріалу на розтяг при згині;
• гранична деформація підвищується у 20 разів;
• покращується в'язкість, стійкість до ударного навантаження;
• зберігається морозостійкість та водонепроникність;
• збільшується вогнестійкість при дії високих температур;
• підвищується опір сейсмологічним факторам;
• тривимірна структура, що вийшла, перешкоджає розтріскуванню будівельного матеріалу і його стирання;
• має чудову сумісність із будь-якими активними добавками.

При цьому, фібра доступна у використанні, має низьку вартість, що здешевлює ціну бетону і будівельного процесу в цілому.

Недоліки

Цей популярний металевий заповнювач має й недоліки. І насамперед:

• його наявність дає збільшення ваги бетонних виробів;
• не завжди буває хороша міцність зчеплення з цементом (частіше при використанні гладких заготовок або застосуванні тонких бетонних сумішей з великою кількістю піску);
• можливий вихід матеріалу з тіла бетону в умовах тривалої експлуатації (особливо помітно у дорожньому будівництві під час ремонтних робіт полотна);
• нанесення додаткового корозійного або іншого захисного покриття призводить до додаткових витрат і подорожчання кінцевої вартості продукції.

Ці властивості, однак, не впливають на популярність такого будівельного матеріалу, і він широко застосовується сучасним споживачем.

Область застосування

Представлена ​​армуюча добавка може підмішуватися в будь-які розчини та склади на основі цементу і навіть вапна або гіпсу. Доцільніше її використовувати у випадках, коли конструкція буде свідомо схильна до усадки і в результаті цього, розтріскування. А також через різні механічні впливи, можливі в конкретному випадку.

Сталева фібра використовується:

• при формуванні збірних та монолітних залізобетонних конструкцій каркасу будівлі (стінові панелі, колони, плити перекриттів, фундаменти);
• для ремонту доріг, виготовлення ЗБ плит та дорожнього покриття, включаючи автостради та злітно-посадкові смуги аеродромів;
• у будівництві сейсмостійких та гідротехнічних конструкцій, протизсувних захистів та інших берегових споруд;
• при влаштуванні бетонної стяжки підлог, у тому числі наливних;
• для створення малих конструкцій (бордюрів, вуличної плитки, оздоблювального каменю);
• в архітектурних проектах щодо монтажу декору, пам'ятників, статуй, фонтанів;
• при виробництві бетонних огорож та заборів;
• у штукатурці стін, виготовленні пінобетонних блоків та гіпсових розчинів.

Витрата матеріалу

Перш ніж застосовувати фібру, треба визначитися з витратою металевої добавки для бетону. А це багато в чому залежатиме від тих навантажень, яким буде схильна конструкція в майбутньому. Якщо вони незначні, достатньо витрати від 15 до 30 кг на 1 куб бетону. При середніх навантаженнях значення слід збільшити до 40 кг. Якщо йдеться про великий тиск на елементи, потрібно витрати фібри від 40 до 75 кг. При ще критичніших навантаженнях це значення може досягти і 150 кг витрати металевого заповнювача на 1 куб бетонної суміші.

Кількість фібри, що використовується для приготування бетону, можна побачити в інструкції, доданій до заводської упаковки. Найкращий результат застосування добавки буде досягнутий при правильному співвідношенні кількості цього матеріалу на 1 м 3 бетону, цементу або сухої суміші. При виробництві збірних виробів або під час монолітних будівельних робіт витрата фібри може суттєво відрізнятися.

Наведемо норми витрати фібрового волокна в будівельних сумішах, що часто вживаються:

• Для приготування бетону, пінобетону або інших пористих конструкцій середнє споживання металевої фібри становить від 500 гр до 900 гр/1 м 3 .
• При включенні добавки до сухих штукатурних сумішей — від 600 гр до 1 кг.
• У приготуванні складу для відливу декоративного каміння фасадного облицювання, а також виробів з гіпсу - допускається використовувати від 400 гр до 800 гр фібри.
• Бетонна суміш для автошляхів включає металеву сировину від 1 до 1,5 кг/м 3 .
• Для стяжок під тротуарну плитку та виготовлення малих архітектурних форм можна використовувати від 1,5 до 2,5 кг.

Виходячи з наведеного списку видно, що середня витрата фіброволокна становить 04-15 кг на один куб бетону.

Спосіб отримання бетону на основі сталевої фібри

Виробництво фібри та будівельних сумішей на її основі, на сучасних підприємствах поставлено на потік та повністю автоматизовано.

Виготовлення металевої фібри

Щоб отримати анкерну фібру, нарізають дріт із низьковуглецевої сталі. Часто для цього використовують сталевий холоднокатаний лист. Отримані заготовки можуть мати різну товщину переважно від 1 мм і більше. Тонкі прутки коштують дорожче, оскільки мають найкращі експлуатаційні характеристики.У деяких випадках їхнє використання повністю виправдане. Наприклад, у дорожньому будівництві в полотно укладають сталеву фібру, що не перевищує діаметром 0,8 мм. Інакше металеві волокна, що оголилися з часом, становитимуть небезпеку для транспорту.

Виготовляють фібродобавку на спеціальному фрезерному устаткуванні. При різанні метал піддається дії високої температури, через що готові прутки мають специфічний синій відтінок. Цей окисний синюватий шар захищає метал від корозії.

Ряд проведених операцій дозволяє внести до послідовності виготовлення навіть такі заходи, як, наприклад, магнітне орієнтування. Воно проводиться, коли заготовки ще на конвеєрі. Завдяки йому під час експлуатації металевих заготовок не виникає утворення намагнічених між собою грудок, що є неприпустимим у готовому бетоні. У результаті продукція фасується в пакувальні пакети різного обсягу, від 1 до 25 кг.

Технологія замішування бетону

Щоб з'єднати фібру з цементними сумішами, необхідна бетонозмішувач або розчинозмішувач. У промисловому виробництві використовується найчастіше така технологія:

• у бетонозмішувач засипається цемент потрібної марки, пісок, гравій та фіброві волокна;
• додається вода у потрібній пропорції, зазначеної виробником;
• все перемішується протягом 5-10 хвилин;
• для більшої еластичності суміш додають пластифікатор;
• готовий будівельний склад поставляється на об'єкт протягом півгодини.

Щоб ще більше ущільнити частинки бетону, у будівельному виробництві прийнято використовувати вібратори. З їхньою допомогою ущільнюють цементну суміш, а це впливає на міцність готової конструкції та виключає її поділ на окремі пласти.

Використання металевих добавок у вигляді дроту можна застосовувати і в самостійному будівництві. Спосіб додавання фібри в бетон дуже простий:

• готують суху піщано-цементну суміш;
• засипають їх у форму;
• додають необхідну кількість фібри;
• металеві дротики рівномірно розподіляють;
• заливають водою.

Додавати фібру в розчин або бетон на будь-якій стадії приготування. Важливо її добре розподілити, сформувати структуру.

Інші види фібрових добавок

Зміцнюючий компонент для бетону може бути виготовлений не тільки зі сталі, але і з інших основ.

Поліпропіленова

Це синтетичний матеріал, він підсилює будівельні суміші, економічний, доступний за ціною і має гідні експлуатаційні показники.

Базальтова

Це добавка без запаху (на відміну від поліпропіленової), надає міцність конструкціям з пористою структурою, часто використовується при створенні гіпсових виробів, стійка до високих температур. зовсім не підходить для архітектурних форм, тому що волокна можуть виявлятися на поверхні виробу.

Скловолокно

Скловолокно додають у бетон для надання йому пластичності.Воно відрізняється малою вагою і з ним люблять працювати архітектори, створюючи об'ємні та вигнуті декоративні елементи. Тому конструкції з додаванням скловолокнистої фібри часто використовуються при ремонті пам'ятників.

Будь-який тип фібри, що використовується в бетонній суміші, підвищує якість цього будівельного матеріалу в кілька разів, адже цей компонент і створений для покращення властивостей бетону..

Сталева фібра для бетону

Останнім часом у виробництві залізобетонних виробів все частіше застосовують арматурні каркаси, де як раніше відома всім арматури використовують металеву фібру для бетону. Таке рішення забезпечує високу конструктивну міцність виробу та підвищує термін його служби.

Що таке?

Заміна арматурної сітки фіброю призведе до зменшення товщини стяжки, але при цьому дозволяє зберегти несучу здатність конструкції. Це ключова перевага інноваційного матеріалу, який додають у бетонний розчин. Сталева фібра - це спеціальне волокно, здатне підвищити опір готової конструкції і зробити її більш стійкою до зовнішніх впливів.

До переваг фібри відносять:

• стійкість до низьких температур;
• низьку стирання;
• підвищену водонепроникність;
• покращені властивості міцності;
• розтяжність;
• простоту експлуатації.

Армування бетону – обов'язкова процедура, спрямована на підвищення характеристик міцності конструкцій, стійкість до різних впливів. Сталева фібра дозволяє досягти потрібного результату. Серед недоліків сталевої добавки виділяють:

• можливість поступового виходу волокон із тіла бетону з подальшим погіршенням властивостей матеріалу;
• необхідність використання захисних покриттів, які запобігають передчасній корозії волокон;
• велика вага готові вироби.

Крім того, волокно не завжди демонструє високу міцність при зчепленні з частинками бетонного розчину, особливо якщо в ньому багато піску.

Види

Ринок сучасних будівельних матеріалів представлений великим вибором фібр для бетону від різних виробників. Популярні варіації сталевих фібр такі.

• Стандартна металеваДля виробництва використовують інноваційні технології, в якості основи беруть сталевий лист. Середня довжина волокна становить 20-50 мм, міцність матеріалу на розрив досягає 850 Н/мм2.

• Анкерна металева 1/50 та інших марокВиробництво фібри регламентується ГОСТом 3282-74, а також міжнародними нормативними документами. Для отримання волокон використовують низьковуглецевий дріт загального призначення. .

• Фібра металева хвильова.Для виготовлення подібних волокон використовують дроти зі сталі з низьким вмістом вуглецю, характеристики яких відповідають нормативам з ГОСТу 3282-74 Фібра підвищує стійкість бетону до різних впливів.

Крім сталевих фібр, на ринку будівельних матеріалів можна зустріти зразки з базальту, вуглецевого волокна, скла, поліаміду.

Навіщо потрібна?

Фібра – це армуюча добавка, яку використовують при приготуванні бетонних розчинів та спеціальних складів на основі:

Оптимальним рішенням стане використання волокон для збирання конструкцій, які будуть піддаватися сильним навантаженням. Добавка запобігає небажаному осадженню виробу, а також зменшить ризик розтріскування та передчасного виходу конструкції з ладу. Сталеві фібри застосовують при:

• збирання залізничних виробів у монолітних каркасах сучасних будівель та споруд;
• ремонт доріг і виробництво плит для влаштування дорожніх покриттів, до яких відносять автостради, злітні смуги аеродромів;
• будівництві спеціальних будівель і споруд, які повинні мати необхідну сейсмостійкість;
• влаштування наївних підлог, а також стяжки під них;
• складання невеликих конструкцій, до яких відносять тротуарну плитку, бордюри або оздоблювальний камінь;
• заливання елементів декору, серед яких особливо відомі фонтани та статуї.

Також фібри використовують у бетонних парканах і огорожах, підвищуючи характеристики міцності конструкції, а також продовжуючи термін їх служби.. Нарешті, фахівці радять додавати волокна до штукатурних сумішей. Для отримання надійного бетонного розчину вводять фібру в бетон ще на стадії замішування. Зазвичай процедуру виконують одразу на будівельному майданчику. Серед переваг матеріалу виділяють відмінну зчеплюваність та відсутність грудок при замішуванні.

За допомогою фібри вдасться не тільки створити якісне покриття для підлоги, але також зміцнити кути або кромки бетонних конструкцій. Як показують досліди, характеристики міцності і основні експлуатаційні властивості сталевої фібри практично не відрізняються від звичайної арматури.При цьому за допомогою відмови від стандартної сталі та додавання до розчину спеціального матеріалу вдається зменшити товщину захисного шару та бетонного покриття в цілому.

Витрата

Перед тим, як приступати до купівлі фібри, необхідно визначитися з кількістю матеріалу. Для цього потрібно врахувати витрату сталевої добавки для бетону. Витрата фібри залежить від кількох параметрів, і одним із головних виступає навантаження, якому планується піддавати конструкцію з волокном у майбутньому.

Можливі варіанти витрати:

• до 30 кг на 1 м3 бетону при незначних навантаженнях;
• 40 кг при досить відчутних навантаженнях, які можна зарахувати до категорії середніх;
• 40-75 кг при значному тиску на елементи монолітного каркаса.

У рідкісних випадках, якщо планується будівництво та експлуатація будівлі в максимально суворих умовах, витрати підвищують до 150 кг на 1 м3 бетону. Примітно, що витрата фібри визначається її складом та призначенням у тому числі. Наприклад, показники витрати для хвильового матеріалу на 1 м3 бетонної суміші при:

• влаштування наливної підлоги високої міцності – до 40 кг;
• розкладки плит перекриття між поверхами – від 25 до 50 кг;
• зведенні спеціальних споруд (тунелів, мостів, довгих та звивистих доріг) – від 50 до 100 кг;
• будівництві об'єктів морського призначення – від 100 та більше кг.

Побачити кількість фібри для приготування надійного та довговічного бетонного розчину можна в інструкції, яка йде разом із матеріалом у заводській упаковці.

Дотримання витрати фібри, грамотне замішування складу та облік вимог нормативних документів при заливанні майбутніх конструкцій дозволить отримати надійний елемент, здатний витримати високі навантаження.

Фібра для бетону: види, характеристики, плюси та мінуси

Для поліпшення характеристик бетонних і залізобетонних конструкцій, що зводяться, застосовується добавка, яка істотно покращує характеристики сумішей. Йтиметься про аналог арматури — фібр.

Вона порівняно недавно з'явилася на нашому ринку, і зараз же завоювала довіру фахівців. Волокна можуть бути різного походження, мати різні розміри та зовнішній вигляд. Найчастіше у будівництві використовується металева фібра для бетону.

Опис, застосування

Бетон сам по собі є прекрасним будівельним матеріалом, який у багатьох сферах застосування не має аналогів. Однак і у нього є свої мінуси: він схильний до механічних пошкоджень, особливо по краях і в місцях стику елементів. Армування за допомогою волокна, що обумовлюється, може кардинально підвищити його міцність і збільшити термін служби.

Найбільш активно волокна застосовуються у будівництві.

Види волокон та їх характеристики:

Області застосування комбінованого матеріалу:

• при влаштуванні підлог;
• при штукатурних фасадних роботах;
• у виготовленні будівельних блоків;
• для виготовлення паль;
• під час будівництва мостів;
• при монтажі бетонного дорожнього та аеродромного полотна;
• у незнімній опалубці;
• у фундаментах під обладнання ударної та динамічної дії.

Мікрофібра може підмішуватись у будь-які суміші, у складі яких є цемент.Якщо вона додається в розчин для армування, вона вводиться в суміш до заливки води (як видно на фото), потім перемішується і розподіляється рівномірно по всьому розчину.

Такий матеріал набуває наступних характеристик:

1. Значно підвищується еластичність, стійкість до механічних пошкоджень.
2. Збільшується зносостійкість.
3. Посилюється водостійкість.
4. Бетон набуває кращої адгезії.
5. Підвищується довговічність конструкцій.
6. Підвищується ударний опір.

До плюсів застосування такого волокна можна віднести: відсутність необхідності у спеціальному устаткуванні для її введення (засипання легко виконати своїми руками), бюджетність добавки.

Різновиди фіброволокна

Фібра з металу

Металева — виготовляється за різними технологіями.

Довжина такого волокна 20-50 мм, міцність розрив від 510 до 850 H/мм 2 .

Завдяки покриттю така фібра має відмінне зчеплення з бетоном і міцність до розриву порядку 3000 H/мм 2 .

Найчастіше використовується фібра сталева як анкерних і хвилеподібних волокон.

Фібра анкерна сталева

Її виробляють із низьковуглецевого дроту загального призначення (термічно не обробленого), відповідно до ГОСТ 3282-74, EN 10016-4, C12D2 – C18D2. Довжина 50-60 мм, діаметр 1 мм, межа міцності на розрив від 950 до 1350 Н/мм 2 .

Якщо армувати нею бетон, досягаються такі результати:

• збільшення міцності на стиск до 25%;
• збільшення міцності на розтяг при згині до 250%;
• збільшення міцності при осьовому розтягуванні до 60-80%;
• збільшення опірності удару до 10-12 разів;
• збільшення модуля пружності до 20%;
• збільшення терміну служби конструкцій;
• збільшення морозостійкості, водонепроникності, стійкості до утворення тріщин, перепадів температури.

Витрата на куб розчину:

• при малих навантаженнях - 15-20 кг/м3.
• при середніх навантаженнях - 30-45 кг/м3.
• при великих навантаженнях - 45-75 кг/м3.
• в окремих випадках – 75–150 кг/м. 3 .

Фібра сталева хвильова

Таке волокно виготовляється із сталевого низьковуглецевого та високовуглецевого дроту, виробленого відповідно до ГОСТ 3282-74, ГОСТ 9389-75.

Бетон з волокном із дроту отримує такі характеристики:

• підвищення показника міцності на стиск на 25%;
• підвищення показника міцності на розтягуванні при згинанні на 250%;
• збільшення міцності при осьовому розтягуванні на 60%;
• підвищення удароміцності у 12 разів;
• підвищення модуля пружності на 20%.

• при влаштуванні промислових підлог - 20-40 кг;
• при монтажі плит перекриття - 25-50 кг;
• при будівництві мостів, тунелів, доріг – 500-100 кг;
• при зведенні морських споруд – від 100 кг.

Важливо! Використання при влаштуванні підлог дозволяє зменшити товщину стяжки.

Фібра з базальту

До переваг цього матеріалу можна віднести:

1. Конструктивна міцність.
2. Тривалий термін служби.
3. Відмінна термостійкість.
4. Негорючість.
5. Морозостійкість.
6. Водонепроникність.
7. Стійкість до агресивних середовищ.
8. Екологічність.

Базальтовий різновид застосовується в:

• цивільне будівництво;
• влаштування промислових підлог;
• споруди з підвищеним зносом поверхні (водосховища, морські споруди, вуглесховища тощо);
• спорудження мостів, доріг (особливо, коли потрібна підвищена стійкість до реагентів);
• будівництві тунелів;
• виготовлення тротуарної плитки, декоративних елементів.

Витрата її в бетон на 1 м. куб.

1. Додавання в сухі суміші, розчин для декоративних виробів, пінобетон, газобетон - від 0,3 до 0,9 кг;
2. Влаштування автостоянок, доріг, що зазнають невеликих навантажень, промислових підлог — від 0,9 до 1,8 кг.
3. Будівництво мостів, магістралей, аеродромних смуг, конструкцій, що зазнають сильних навантажень, гідротехнічних споруд - від 1,8 до 2,7 кг.

Вуглецева фібра

Ця добавка наділена суттєвими перевагами, які часто відсутні в інших фіброволокон. Вона не схильна до корозії (на відміну від металевої), має стійкість до лугів (що відсутня у базальтової та склофібри), має відмінне зчеплення з бетоном (ніж не може похвалитися поліпропіленова фібра).

Вуглецевий різновид достатня дорога в порівнянні з рештою, проте невелика витрата (0,6-1,1 кг/м 3 ) і відмінні якості це компенсують.

Застосування вуглеводневого матеріалу:

• будівництво доріг та аеродромних смуг;
• інженерні та гідротехнічні конструкції;
• стяжка підлоги;
• торкрет-бетон;
• малі архітектурні форми, виробництво ЗБВ.

Фібра з поліаміду

Введення складової з поліаміду додає розчину чіпкості, еластичності та міцності, покращує гідроізоляційні властивості, морозо- та хімічну стійкість. Її можна вводити і в сухі суміші, і розчини з водою.

У неї низька ціна, вона відрізняється малою витратою. Середня норма додавання до бетону — 0,2 кг на 1 м 3 .

Склофібра

Вона є нарубаним скловолокном. При перемішуванні розчину добавка розпадається на волокна і стає практично невидимою.

Склофібра допомагає зменшити усадку та розтріскування бетону. Вона стійка до впливів агресивних середовищ та корозії. Має хорошу міцність, еластичність і пружність.

Додається вона у таких випадках:

• під час виготовлення збірних бетонних конструкцій;
• у стяжках (з товщиною 10-80 мм);
• у торкрет-бетонах;
• у складі різних будівельних сумішей.

Важливо! При бетонуванні потрібно врахувати, що склофібробетон твердне швидше, ніж звичайний, а також погану стійкість скловолокон до лугів.

Інструкція на упаковці, як правило, регламентує витрати волокна. Зазвичай додають 0,3-1,2 кг/м 3 . За необхідності посилити міцність конструкції, вміст волокон у бетоні можна збільшити.

Фібра з поліпропілену

Одна з добавок, що найбільш активно використовуються. Проліпропіленова добавка виробляється методом екструзії. В результаті виходять тонкі волокна білого або жовтуватого кольору довжиною 6-18 мм.

Якщо додається такий синтетичний матеріал — бетон стає менш схильний до руйнування, стирання та утворення тріщин.

Її можна використовувати:

• під час будівництва доріг, тунелів;
• у цивільному будівництві;
• у виробництві підлог;
• у пристрої смуг на аеродромах;
• у складі будівельних сумішей.

Бетон з поліпропіленовою добавкою отримує додаткові властивості:

1. Відсутність мікротріщин та розшарування.
2. Стійкість до агресивних середовищ.
3. Стійкість до різноманітних навантажень і деформацій.
4. Підвищена вологостійкість.
5. Майже повністю припиняється утворення пилу.
6. Довговічність.

Бетон із поліпропіленовою добавкою в 5 разів стійкіший до ударів, ніж без добавки.

Поліпропіленове волокно - витрата:

• будівництво споруд, що зазнають серйозних навантажень (мости, магістралі тощо) - від 1,8 до 2,7 кг/м 3 ;
• будівництво конструкцій із середнім навантаженням - від 1 кг/м 3 ;
• у конструкціях зі слабким навантаженням (стяжки, пористі бетони) - 0,6 кг/м 3 .

За бажання, можна переглянути відео в цій статті.

Армування бетону дозволяє значно покращити фізико-хімічні якості матеріалу. У порівнянні з класичними видами (арматурою, сталевою сіткою), застосування фібри дозволяє отримати бетон, що практично не має недоліків. До того ж, використання як добавки до розчину фіброволокна, зменшує трудовитрати та загальну вагу конструкції.