Що таке фібробетон, як його виготовляють і де застосовують
Останнім часом поширився новий композитний матеріал, який використовується у будівництві приміщень промислового, комерційного, сільськогосподарського та житлового призначення. Цементно-піщаний розчин з армуючими елементами отримав назву фібробетон. Як добавка використовується волокна з поліпропілену, скла, металу або базальту.
Зміст
- Навіщо потрібна фібра для бетону
- Різновиди фіброволокон
- Переваги використання фібробетону
- Технологія приготування розчину
- Застосування фібри та її пропорції
Фібра робить суміш пластичною, додаючи характеристики матеріалу ниток: тепло та звукоізоляція, стійкість до температурних коливань, ультрафіолетового випромінювання, кислот, лугів та інших агресивних хімічних речовин. Добавки підвищують міцність бетону на розтяг та вигин, продовжують термін служби, захищають від механічних пошкоджень. Фібробетон менше піддається усадці та утворенню мікротріщин.
Навіщо потрібна фібра для бетону
Хоча чистий бетонний розчин при застиганні перетворюється на міцний матеріал, він має недоліки:
- схильність до розтріскування через низьку міцність на розтягування та вигин;
- розчин розшаровується після нанесення на поверхню;
- обмежений термін використання;
- відсутність пластичності;
- при збільшенні архітектурного об'єкта знижується його міцність;
- сідає при висиханні.
Через ці особливості матеріал неможливо було використовувати для деяких будівельних робіт. Армування конструкцій сталевими прутами чи сітками дало позитивний результат, але не вирішило проблему загалом. Експерименти з композитними матеріалами покращили якість виробів. Винахід полімерного волокна відкрив нові можливості в будівництві.
Різновиди фіброволокон
Армуючі добавки відрізняються за складом:
- вуглець;
- скло;
- базальт;
- метал;
- поліолефін.
Фібробетон із вуглеволокном покращує характеристики конструкцій. Рубані нитки одержують із вуглецю за допомогою термічної обробки. Матеріалу не страшні кислоти, луги, корозія, коливання температури. Серед усіх добавок вуглеволокно вирізняється підвищеною пружністю. Єдиний мінус – вуглецеві нитки коштують недешево.
Скляну фібру виготовляють на спеціальному устаткуванні шляхом розтягування неорганічного скла. Від хімічних сполук у сировині та способу виготовлення залежать властивості добавки та її взаємодія з бетонною сумішшю. На фінальні характеристики матеріалу впливає довжина, форма та діаметр волокон. При використанні скла враховують підвищену пластичність та непереносимість лугів.
Базальтовий фібробетон виготовляють із розплавленого мінералу. Сировина вулканічного походження втричі підвищує міцність цементно-піщаної суміші. Нитки захищають конструкцію від агресивних хімічних речовин, горіння, механічних ушкоджень. Базальт застосовують для звуко- та теплоізоляції. Матеріал використовується для будівництва цокольних поверхів багатоповерхівок, великих спецоб'єктів, дорожніх плит, фонтанів.
Сталева фібра буває прямої або хвилястої форми. Нитки формують із розплавленого металу або механічною нарізкою дроту. Армують елементи зміцнюють конструкцію, підвищуючи зносостійкість. Однак метал схильний до корозії, погано скріплюється з бетонною сумішшю і багаторазово збільшує вагу розчину. Сталеві волокна часто використовуються у поєднанні з класичною арматурою у вигляді прутів та сіток.
Поліолефінові нитки нарізають із поліпропіленової плівки. При перемішуванні волокна утворюють тривимірну мережу, що зміцнює бетон. Синтетична фібра для бетону захищає поверхню від агресивного середовища, підвищує опір механічним впливам.
Компанія Fibermix виробляє поліпропіленову фібру з різними параметрами:
- ArmoTec – макроволокно довжиною 14-55мм використовують для дорожніх покриттів, промислових стяжок, великих конструкцій;
- PolyMesh – нитки 38 та 54 мм, які додають у фібробетон фундаменту, тунелів, мостів;
- FiberMix – мікроволокна 2-18 мм у довжину додають у будівельні суміші, стяжки та дорожні покриття.
Порівняльна таблиця характеристик фіброволокон від Fibermix
| Характеристика | FiberMix | ArmoTec | PolyMesh |
|---|---|---|---|
| Ціна | 140 грн | 130 грн | 230 грн |
| Склад | Поліолефін | Пофарбований поліолефін | Пофарбований поліолефін |
| Питома вага | 0,91 г/см³ | 0,91 г/см³ | 0,91 г/см³ |
| Довжина волокна | 2, 3, 4, 6, 12, 18 мм | 14, 25, 40, 55 мм (±2) | 38, 54 мм (±2) |
| Діаметр одиничного волокна | 20-22 мм | 0,85 мм | 0,3 мм |
| Хімічна стійкість | Відмінна | Відмінна | Відмінна |
| Міцність на розрив | 560 МПа | 400 МПа | 500-600 МПа |
| Модуль пружності | 6 ДПа | 6 ДПа | Не менше 4 гПа |
| Точка плавлення | 160 °C | 160 °C | 160 °C |
| Точка займання | 350 °C | 350 °C | 350 °C |
| Абсорбція | 0 | 0 | 0 |
| Колір | Не вказано | Графіт | Графіт |
| Кількість 1 кг | Не вказано (довжина 12 мм) | Не менше 42,000 шт. (довжина 40 мм) | Не менше 150 000 шт. (довжина 38 мм) |
| Вплив на оброблюваність | Не впливає | VeBe: 6 сек при 4 кг/м³ | Не вказано |
Синтетичні добавки покращують якості бетонного складу за невисоких грошових витрат. Полімери підмішують у більшість сучасних об'єктів із цементно-піщаної суміші.
Переваги використання фібробетону
Характеристики розчину з домішкою композитного матеріалу безпосередньо залежать від дотримання технології виготовлення добавки, якості сировини, довжини та діаметра отриманих ниток. Однак незалежно від виду волокна та пропорцій суміші, у фібробетону спостерігаються схожі властивості.
На 30% підвищується міцність на згинанні та розтягуванні. Фібра на 70% знижує усадку розчину, запобігаючи розшаруванням, руйнуванню цементно-піщаного шару, утворенню тріщин і відколів. На 30% збільшується ударостійкість поверхні. Мікроволокна рівномірно розподіляються по всьому об'єму бетонного шару, що дає кращу міцність, ніж використання арматури.
Матеріал добавки безпосередньо впливає на те, як працює фібробетон. Волокна заповнюють порожнечі розчину, зменшуючи його гігроскопічність. Бетонним конструкціям не страшна волога, коливання температур, зледеніння та розморожування поверхні. Поліпшуються вогнетривкі характеристики.
Використання фібри знижує витрату цементу, піску та води. Армують елементи додають на етапі замісу розчину, прискорюючи процес бетонування. Відпадає потреба у сталевій арматурі, її транспортуванні, зберіганні та монтажі. Бетонні конструкції стають тоншими, зберігаючи міцність, надійність і стійкість. Собівартість будівництва знижується на 35-40%.
Фібра продовжує термін експлуатації покриття або виробу. Бетонні елементи та малі архітектурні форми завдяки додаванню синтетичних волокон зменшуються за вагою, що полегшує транспортування та монтаж.
Технологія приготування розчину
Армують нитки змішують з сухими інгредієнтами, поступово додаючи воду. Найчастіше фібру засипають невеликими порціями, перемішуючи міксером. Другий спосіб виготовлення розчину – ввести нитки в цементне молоко, після чого доповнити рештою компонентів.
Рецептура залежить від мети та виду волокна. Будівельні суміші доповнюють поліпропіленовою мікрофіброю завдовжки 2-3 мм. Нитками загущають шпаклівки, дозволяючи рівномірно розподіляти матеріал поверхнею. Сухі багатокомпонентні суміші прирівнюють до фібробетону через вміст армуючих елементів з поліолефіну.
У штукатурку додають фіброволокно завдовжки 4-6 мм, що допомагає вирівняти поверхню. Нитки застосовують виготовлення невеликих бетонних виробів, тонкої стяжки чи фундаменту. У гаражах, на парковках, складах та промислових приміщеннях спостерігається підвищене статичне та динамічне навантаження на підлогу. Щоб зміцнити поверхню, для заливки стяжки використовують фібру довжини 12-14 мм.
Дорожні покриття та злітні смуги відчувають регулярний тиск від коліс транспорту, температурні перепади та стирання. Поліпропіленова фібра довжиною 18-25 мм зберігає цілісність поверхні та продовжує термін експлуатації. Нитки 25-55 мм застосовують при будівництві мостів, гідротехнічних споруд, несучих елементів житлових будинків. Довга фібра покращує якості торкретбетону, тому використовується для зміцнення склепінь тунелів, метро, шахт.
Застосування фібри та її пропорції
Для виготовлення невеликих виробів, наприклад, балюстрад, декоративних фігур, елементів фасаду, склад розчину доповнюється 0,6 кг синтетичних волокон на 1 куб. Якщо у конструкцій багато тонких виступаючих частин, або вони будуть піддаватися агресивним умовам експлуатації, частку ниток збільшують до 0,9 кг.
Оздоблення стін сухими сумішами з полімерними добавками проводиться з розрахунку 1,2 кг на 1 куб. Для стяжок житлових приміщень та монтажу теплої підлоги достатньо 0,9 кг. При будівництві гаражів використовують 2 кг, укладання дорожніх покриттів. 2,5 кг, аеродромів та промислових зон – 4 кг. Цілісні об'єкти для гідротехнічного або хімічного комплексу виготовляють з додаванням від 2 до 14 кг волокон на 1 куб.
Застосування фібробетону не обмежується стяжками, дорогами та балюстрадами. Склад з волокнами з різних матеріалів активно застосовують для зведення хвилерізів, гребель, гребель, прокладання каналів для відведення стоків, облаштування басейнів, резервуарів, систем очищення води. У формах відливають лавочки, фонтани, секції паркану, чаші для клумб.
Базальтові нитки додають при виготовленні залізничних конструкцій, фундаменту та перекриттів. Скловолокно використовують для обробки житлових будівель та встановлення щитів, що захищають від шуму. Сталева фібра домішується в шпали, елементи колодязів, тротуари та бордюри. З поліпропілену отримують легкі деталі та пористі бетони. Газофібробетон відрізняється малою вагою, екологічно безпечними складовими, довговічністю та економічністю. Матеріал не проводить тепло, тому застосовується для теплоізоляції. З газобетонних блоків споруджують житлові будинки малої поверховості.
Рекомендована продукція
 |  |
| Фібра Armotec | Макрофібра PolyMesh |