Что такое фибробетон, как его изготавливают и где применяют

В последнее время распространился новый композитный материал, который используется в строительстве помещений промышленного, коммерческого, сельскохозяйственного и жилого предназначения. Цементно-песчаный раствор с армирующими элементами получил название фибробетон. В качестве добавки используются волокна из полипропилена, стекла, металла или базальта.

Содержание

Зачем нужна фибра для бетона
Разновидности фиброволокон
Преимущества использования фибробетона
Технология приготовления раствора
Применение фибры и её пропорции

Фибра делает смесь пластичной, добавляя характеристики материала нитей: тепло и звукоизоляция, устойчивость к температурным колебаниям, ультрафиолетовому излучению, кислотам, щелочам и другим агрессивным химическим веществам. Добавки повышают прочность бетона на растяжение и изгиб, продлевают срок службы, защищают от механических повреждений. Фибробетон меньше подвергается усадке и образованию микротрещин.

фибробетон

Зачем нужна фибра для бетона

Хотя чистый бетонный раствор при застывании превращается в крепкий материал, он имеет недостатки:

склонность к растрескиванию из-за низкой прочности на растяжение и изгиб;
раствор расслаивается после нанесения на поверхность;
ограниченный срок использования;
отсутствие пластичности;
при увеличении архитектурного объекта снижается его прочность;
усаживается при высыхании.

Из-за этих особенностей материал невозможно было использовать для некоторых строительных работ. Армирование конструкций стальными прутами или сетками дало положительный результат, но не решило проблему в целом. Эксперименты с композитными материалами улучшили качество изделий. Изобретение полимерного волокна открыло новые возможности в строительстве.

фибробетон с макрофиброй

Разновидности фиброволокон

Армирующие добавки отличаются по составу:

углерод;
стекло;
базальт;
металл;
полиолефин.

Фибробетон с углеволокном улучшает характеристики конструкций. Рубленые нити получают из углерода с помощью термической обработки. Материалу не страшны кислоты, щелочи, коррозия, колебания температуры. Среди всех добавок углеволокно выделяется повышенной упругостью. Единственный минус – углеродные нити стоят недешево.

Стеклянную фибру производят на специальном оборудовании путем растягивания неорганического стекла. От химических соединений в сырье и способа изготовления зависят свойства добавки и её взаимодействие с бетонной смесью. На финальные характеристики материала влияет длина, форма и диаметр волокон. При использовании стекла учитывают повышенную пластичность и непереносимость щелочей.

Базальтовый фибробетон изготавливают из расплавленного минерала. Сырье вулканического происхождения втрое увеличивает прочность цементно-песчаной смеси. Нити защищают конструкцию от агрессивных химических веществ, горения, механических повреждений. Базальт применяют для звуко- и теплоизоляции. Материал используется для строительства цокольных этажей многоэтажек, крупных спецобъектов, дорожных плит, фонтанов.

Стальная фибра бывает прямой или волнистой формы. Нити формуют из расплавленного металла или механической нарезкой проволоки. Армирующие элементы укрепляют конструкцию, повышая износостойкость. Однако металл подвержен коррозии, плохо скрепляется с бетонной смесью и многократно увеличивает вес раствора. Стальные волокна часто используются в сочетании с классической арматурой в виде прутов и сеток.

Полиолефиновые нити нарезают из полипропиленовой пленки. При перемешивании волокна создают трехмерную сеть, укрепляющую бетон. Синтетическая фибра для бетона защищает поверхность от агрессивной среды, повышает сопротивление механическим воздействиям.

Компания Fibermix производит полипропиленовую фибру с различными параметрами:

ArmoTec – макроволокно длиной 14-55мм используют для дорожных покрытий, промышленных стяжек, крупных конструкций;
PolyMesh – нити 38 и 54 мм, которые добавляют в фибробетон фундамента, туннелей, мостов;
FiberMix – микроволокна 2-18 мм в длину добавляют в строительные смеси, стяжки и дорожные покрытия.

Синтетические добавки улучшают качества бетонного состава при невысоких денежных затратах. Полимеры подмешивают в большинство современных объектов из цементно-песчаной смеси.

Преимущества использования фибробетона

Характеристики раствора с примесью композитного материала напрямую зависят от соблюдения технологии изготовления добавки, качества сырья, длины и диаметра полученных нитей. Однако независимо от вида волокна и пропорций смеси, у фибробетона наблюдаются схожие свойства.

На 30% повышается прочность на изгибе и растяжении. Фибра на 70% снижает усадку раствора, предотвращая расслоение, разрушение цементно-песчаного слоя, образование трещин и сколов. На 30% увеличивается ударостойкость поверхности. Микроволокна равномерно распределяется по всему объему бетонного слоя, что дает лучшую прочность, чем использование арматуры.

Материал добавки напрямую влияет на то, как работает фибробетон. Волокна заполняют пустоты раствора, уменьшая его гигроскопичность. Бетонным конструкциям не страшна влага, колебания температур, обледенение и оттаивание поверхности. Улучшаются огнеупорные характеристики.

Использование фибры снижает расход цемента, песка и воды. Армирующие элементы добавляют на этапе замеса раствора, ускоряя процесс бетонирования. Отпадает потребность в стальной арматуре, ее транспортировке, хранении и монтаже. Бетонные конструкции становятся тоньше, сохраняя прочность, надежность и устойчивость. Себестоимость строительства снижается на 35-40%.

Фибра продлевает срок эксплуатации покрытия или изделия. Бетонные элементы и малые архитектурные формы благодаря добавлению синтетических волокон уменьшаются по весу, что облегчает транспортировку и монтаж.

Технология приготовления раствора

Армирующие нити смешивают с сухими ингредиентами, постепенно добавляя воду. Зачастую фибру засыпают небольшими порциями, перемешивая миксером. Второй способ изготовления раствора – ввести нити в цементное молоко, после чего дополнить остальными компонентами.

Рецептура зависит от цели и вида волокна. Строительные смеси дополняют полипропиленовой микрофиброй длиной 2-3 мм. Нитями загущают шпатлевки, позволяя равномерно распределять материал по поверхности. Сухие многокомпонентные смеси приравнивают к фибробетону из-за содержания армирующих элементов из полиолефина.

В штукатурку добавляют фиброволокно длиной 4-6 мм, что помогает выровнять поверхность. Нити применяют для изготовления небольших бетонных изделий, тонкой стяжки или фундамента. В гаражах, на парковках, складах и промышленных помещениях наблюдается повышенная статическая и динамическая нагрузка на пол. Чтобы упрочнить поверхность, для заливки стяжки используют фибру 12-14 мм длины.

Дорожные покрытия и взлетные полосы испытывают регулярное давление от колес транспорта, температурные перепады и стирание. Полипропиленовая фибра длиной 18-25 мм сохраняет целостность поверхности и продлевает срок эксплуатации. Нити 25-55 мм применяют при строительстве мостов, гидротехнических сооружений, несущих элементов жилых домов. Длинная фибра улучшает качества торкретбетона, поэтому используется для укрепления сводов туннелей, метро, шахт.

Применение фибры и её пропорции

Для изготовления небольших изделий, например балюстрад, декоративных фигур, элементов фасада, состав раствора дополняется 0,6 кг синтетических волокон на 1 куб. Если у конструкций много тонких выступающих частей, или они будут подвергаться агрессивным условиям эксплуатации, долю нитей увеличивают до 0,9 кг.

Отделка стен сухими смесями с полимерными добавками проводится из расчета 1,2 кг на 1 куб. Для стяжек жилых помещений и монтажа теплых полов достаточно 0,9 кг. При строительстве гаражей используют 2 кг, укладке дорожных покрытий – 2,5 кг, аэродромов и промышленных зон – 4 кг. Цельные объекты для гидротехнического или химического комплекса изготавливают с добавлением от 2 до 14 кг волокон на 1 куб.

Применение фибробетона не ограничивается стяжками, дорогами и балюстрадами. Состав с волокнами из различных материалов активно применяют для возведения волнорезов, плотин, дамб, прокладки каналов для отвода стоков, обустройства бассейнов, резервуаров, систем очистки воды. В формах отливают лавочки, фонтаны, заборные секции, чаши для клумб.

Базальтовые нити добавляют при изготовлении железнодорожных конструкций, фундамента и перекрытий. Стекловолокно используют для отделки жилых зданий и установки щитов, защищающих от шума. Стальная фибра домешивается в шпалы, элементы колодцев, тротуары и бордюры. Из полипропилена получают легкие детали и пористые бетоны. Газофибробетон отличается малым весом, экологически безопасными составляющими, долговечностью и экономичностью. Материал не проводит тепло, поэтому применяется для теплоизоляции. Из газобетонных блоков сооружают жилые дома малой этажности.