Фибра для бетона что это такое
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.
Фиброволокно (фибра) для бетона — что это такое, как использовать
Некоторые материалы появляются на рынке в сопровождении такой шумихи, что кажется — без него никак нельзя. Как пример, фибродобавки в бетон или раствор. На самом деле фиброволокно для стяжки пола совсем не обязательно, да и не любое можно или нужно добавлять.
Что такое фибра для бетона или раствора
Начнем с того, что такое фиброволокно. Это один из видов добавок для изменения свойств бетона. Фибра — искусственные волокна для армирования бетона. Применяется в качестве добавки при замесе, равномерно распределяется по всему объему. Такая добавка уменьшает количество трещин, улучшает прочность на изгиб — это свойства присущие почти всем фибродобавкам. Но конкретные свойства зависят от того, из какого материала сделаны фиброволокна.
Фибра для бетона — это волокнистая добавка для улучшения/изменения свойств раствора
Бетон с добавкой фибры обычно называют фибробетоном. Есть также названия, которые отражают конкретный вид добавки: базальтофибробетон, стеклофибробетон.
Виды фибры
Этот тип добавок для бетона появился не так давно, но так активно рекламируется, что создается впечатление о его необходимости в любой ситуации. Это далеко не так. В некоторых ситуациях добавки фибры бесполезны, а в других, вообще, ситуацию могут ухудшить.
Например, металлическая и полипропиленовая фибра снижают прочность бетона. Они повышают прочность на изгиб, но снижают прочность механическую. Металл и полипропилен плохо сцепляются с бетоном, поэтому способность переносить механические воздействия снижается. И это стоит иметь в виду, вводить добавку строго по показаниям и не превышать дозировку.
При добавлении фибры получаем фибробетон. Его финальные характеристики зависят от материала добавки
Стальные волокна
Стальную фибру делают из обычной стали, углеродистой и нержавеющей. Самая лучшая — из нержавеющей. Стоит ли говорить, что она и самая дорогая? Из металла тянут проволоку. Толщина от десятых долей миллиметра до 1,2 мм, длиной от 10 мм до 12 см.
Вот так выглядит металлическая фибра
Известно, что сталь плохо соединяется с бетоном. Для улучшения адгезии проволоку делают плоской, волнистой, с загнутыми краями (анкерная фибра). Все для улучшения адгезии.
Добавление металлической фибры делает изделие гораздо более прочным при изгибающих нагрузках. Этот тип применяют при возведении мостов, фундаментов. В некоторых случаях эта добавка может заменить использование арматуры. Но применение обязательно просчитывается, так как снижение механической прочности необходимо контролировать.
Расход металлической фибры надо считать, но в среднем расход на кубометр — 20-50 кг в зависимости от назначения и области эксплуатации
Серьезные фирмы имеют калькуляторы, которые посчитают вам расход фибры для вашего случая. Но стоит учесть, что минимальная толщина стяжки из бетона, армированного проволокой — 100 мм. Для жилых помещений средний расход — 25 кг на кубометр раствора.
Металлофибробетон отличается большой стойкостью к изгибающим нагрузкам
Недостатки введения металлической фибры в бетон — большая масса изделия, тяжело перемешать до равномерного распределения, металлы подвержены коррозии, низкая сцепляемость с бетоном, что приводит к снижению марочной прочности раствора. Наши умельцы сами делают металлическую фибру — режут проволоку, кидают гвозди, гнут, плющат. Но каким получится результат? Вот в этом весь вопрос. Если и применять стальное фиброволокно для стяжки пола, то надо предварительно протестировать. Сделайте небольшой куб, проверьте состояние бетона через несколько дней. Желательно, конечно, через 28 суток. Если испытания пройдут успешно, повторите опыт в нужных масштабах. Ну, а если думаете лить фундамент, то лучше заказать бетон нужной марки на заводе.
Базальтовые волокна
Основное свойство базальтового волокна — оно почти не растягивается. Бетон же имеет определенную упругость, он может растягиваться до появления трещины. То есть введение базальтовой фибры в бетон снижает его общую упругость. Но она же повышает способность переносить упругие и ударные деформации. Края плит и других изделий разрушаются в разы меньше.
Хотите иметь суперпрочную поверхность — используйте базальтовую фибру
Еще один момент: базальтофибробетон впитывает меньше влаги чем обычный бетонный камень. То есть введение такой добавки повышает морозостойкость — меньше впитывается влага, меньшие разрушения при ее замерзании и оттаивании. За счет того, что базальт блокирует воду, получаем более ровную и прочную поверхность. В таком растворе при кристаллизации вода удерживается в растворе, песчинки тоже меньше движутся. Вся масса более стабильна. За счет этого и получаем более ровную поверхность.
Недостаток у базальтовой фибры пока выявлен один — цена. Этот тип микроармирования применяют при строительстве в зонах повышенной сейсмической активности. Тут важно добиться максимальной прочности и на цену закрывают глаза. Второй недостаток тоже есть — тяжело перемешивать до однородности. Но с ним научились бороться — проводят спецобработку, которую называют «замасливание». Это не обработка маслом, как может показаться. Это обработка химическими составами. При покупке обратите внимание на тип замасливателя, в зависимости от него изменяется область применения фибры. Для бетона подходят КВ-13, КВ-42, КВ-05/1.
Типы замасливателя и область применения добавки
В общем, базальтофибробетон применяться может везде, где нужна повышенная прочность и морозостойкость. В частности — для отливки цоколей многоэтажек, стен и перегородок, дорожных плит, балок и т.д. Можно лить и любые другие изделия из бетона — малые архитектурные формы, даже плитку. И будут они гладкие, прочные, долговечные. И плитка после зимней обработки солями не разрушается. В общем, изделия получаются прочные и долговечные, но дорогие.
Сколько базальтовой фибры добавлять в куб раствора
Длина волокон может быть от 3 мм до 100 мм, диаметр — 10-17 мкм. Немного о ценах. У производителей мешок 15-25 кг стоит 200-300 рублей. В рознице базальтового волокна очень мало, а то что есть, стоит дорого. Упаковка 500-700 граммов — 500 рублей. Базальтовое фиброволокно сделает стяжку прочной и надежной, но найти его по адекватной цене не так и просто.
Полипропиленовые волокна
Волокна из пропилена не очень прочные, но бетон с их применением лучше переносит изгибающие нагрузки. Это наиболее дешевый и, наверное, самый распространенный вид фиброволокна для частного строительства. Именно полипропиленовое фиброволокно рекомендуют для стяжки пола и не только. Вот только выбор далеко не идеальный. И первое — конечные свойства бетона зависят от качества фибры. А производство простое — часто просто нарезают мешки на полоски. Как понимаете, качество контролировать в таких условиях невозможно. И как повлияет такая добавка на свойства бетона — непонятно, как определить качество того, что продают в магазине тоже.
Когда говорят о добавлении фибры в бетон, обычно имеют в виду полипропиленовые волокна. Как понимаете, это не единственный вид этой добавки, но однозначно наиболее популярный
Что еще может дать введение полипропиленовых волокон в бетон или раствор для стяжки или штукатурки? Лучшее сцепление, уменьшение усадочных трещин. Это понятно. При появлении трещин куски не разваливаются. Тонкие полипропиленовые нити их связывают, пока не порвутся. А тянутся они хорошо. Если куски стяжки или плиты связаны арматурой, плита по-прежнему, даже при наличии трещин, является единой системой и нагрузки из одной точки передаются в другую. При наличии фибры заделывать трещины проще. На волокна проще «цеплять» состав. Это то положительное, что дает эта добавка, но не больше.
Так как полипропиленовая фибра очень популярна, ее рассмотрим более подробно немного ниже.
Малоприменимые в частном строительстве виды
О следующих видах фибры не все даже слышали. Найти их в розницу еще сложнее, чем базальтовую или металлическую, поэтому их рассмотрим коротко. Более известна еще стеклянная или стекловолоконная. Работает она только в щелочностойких марках (имеющих низкую щелочную реакцию). В других стекловолокно просто растворяется.
Какой бы тип добавки вы не выбрали, вводить ее необходимо строго по норме. Принцип «больше-лучше» тут не работает, так как свойства бетона могут изменяться. Вообще, при введении фиброволокон надо изменять водоцементное отношение, так как снижается удобоукладываемость раствора. Но делать это «на глазок» опасно, так как может сильно снизиться прочность. Лучший выход — введение добавок, улучшающих пластичность раствора.
Полипропиленовая фибра для стяжки
Для стяжки пола чаще всего применяют полипропиленовую фибру. Она имеет самую низкую цену, что и обусловило ее популярность. Как работает полипропиленовая фибра в бетоне? При замесе она равномерно распределяется по всему объему. Во влажной среде волокна разбухают и распрямляются, сцепляясь между собой. В структуре бетона они образуют собственную матрицу. Хаотически расположенные в толще волокна, связывают частицы бетона, повышая тем самым его прочность на изгиб.
В бетоне полипропиленовые нити образуют собственную решетку
Что же конкретно она делает? Целый ряд вещей:
Как видите, никаких кардинальных изменений свойств добавление фибры не дает. Имеется некоторое улучшение имеющихся характеристик. Если вам сказали, что введение полипропиленовой фибры в бетон или ЦПС заменит армирование, вам соврали. Арматура компенсирует изгибающие нагрузки, которые могут воздействовать на стяжку. Фибра из полипропилена не может дать такого эффекта. Она лишь уменьшает количество и размеры усадочных трещин. А это совсем другое и «работает» она до определенного значения. При значительном приложении силы полипропилен сначала растягивается (тянется он отлично — на 200% увеличивается длина), а затем рвется. Так что эффективна она от микротрещин. Но и это тоже очень неплохо, ведь микротрещины позднее становятся просто трещинами.
Так ли она нужна в стяжке
Как уже сказали, основное назначение фиброволокна в бетоне и ЦПС — уменьшение количества и размеров усадочных трещин. Но если стяжка льется на жесткое основание, при соблюдении пропорций водоцементного соотношения и правил ухода за бетоном, трещин и так будет немного. Правила ухода просты: увлажнять, сохранять влагу и не допускать локального перегрева. Эти простые меры и хорошие материалы (отсутствие глины и пыли в песке и щебне, хороший цемент, чистая вода) — вот что гарантирует отсутствие больших и многочисленных трещин. А фибра — это только способ слегка подстраховаться, если под стяжкой уложен «мягкий» утеплитель или звукоизоляция. Если там минеральная вата, то фибра нужна. Для пенополистирола и других жестких материалов — нет.
Не любое фиброволокно для стяжки пола — это благо
Что еще дает фиброволокно для стяжки пола? Более высокую стойкость к истиранию. Хотите иметь ровную, плотную и прочную поверхность? Лучше обработайте в процессе укладки стяжку вибратором. Погружным или поверхностным — зависит от слоя. Вибрирование бетона или ЦПС повышает плотность и прочность. Из раствора уходят пузырьки воздуха, он «вдруг» становится более пластичным без каких-либо добавок. Вот этот процесс (вибрирование) действительно повышает прочность бетона. Да еще поверхность становится практически идеально ровной — выравнивается в горизонт.
В видео — тесты бетона с разным фиброволокном. Как видите, разница колоссальная…
Дозировка и правила добавления
Фибра из полипропилена может быть длиной от 10 мм до 40 мм. Толщина — в несколько микрон. В фибре хорошего качества волокна скручены между собой. Попадая в полужидкую среду, такие волокна раскручиваются, создавая объемную армирующую структуру.
Какой длины фибра лучше? Вообще, подбирают длину опытным путем. Делают замесы с волокном разной длины, проверяя затем ключевые параметры в лаборатории. В частном строительстве действуют немного по-другому. Тут действует то же правило, что и при выборе заполнителя для бетона: лучше, если есть разные длины. Фибру разного размера можно брать примерно в равных количествах. А сколько ее надо на куб раствора? Вообще, указано на упаковке и зависит от марки замешиваемого бетона или раствора. Но в среднем для стяжки берут 0,6-0,9 кг.
Сколько фибры нужно на кубометр раствора или бетона зависит от назначения раствора
Есть несколько вариантов добавления фибры в раствор:
При любом способе количество фибры на куб бетона не меняется. Главная задача — равномерно распределить волокна. Для этого бетономешалка должна «колбасить» раствор не менее 5-7 минут. Только в таком случае фиброцементная стяжка пола будет прочной и микроарматура будет выполнять свои функции.
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