Дисперсне армування: революція у технології бетонування

ЗМІСТ

• Історія бетону
• Історія дисперсного армування
• Як волокна впливають на армування бетону?
• Типи дисперсного армування бетону:
  • Бетон зі сталевими волокнами:
  • Бетон з штучними волокнами:
  • Бетон з вуглеволокнами:
  • Бетон зі скловолокном:
  • Бетон з базальтовими волокнами
  • Бетон з природними (органічними) волокнами
• Коли і де використовувати дисперсне армування?
• Скільки коштує дисперсне армування?
• ArmoTec ультрависокоміцні полімерні макроволокна
• FiberMix® синтетичні мікроволокна
• FiberMix® мікроволокна для бетону в Україні
• PolyMesh® полімерні макроволокна
• Полімерні макроволокна

Історія бетону

Щоб зрозуміти, що таке дисперсне армування, корисно пригадати про бетон як матеріал. Це винахід старий, як перші цивілізації в Середземномор'ї. Археологічні свідчення використання бетону ведуть нас назад до 7-го тисячоліття до н.е. в тому, що зараз Ізраїль і Сербія, де стяжки використовувалися в хижинах, маючи склад, схожий на бетон.

Вперше на великих масштабах суміш наповнювача, вапна, гіпсу та води використовували давні асирійці - народ, що створив потужну державу в Месопотамії. Це було близько чотирьох тисяч років до створення Польщі.

Єгиптяни перейняли метод виробництва та використання бетону у асирійців, але вдосконалити його змогли римляни. Вони також додали вулканічний попіл (який утворив пуццолану) та порошкові черепиці до суміші води, гіпсу, вапна та наповнювача. 

Пемза була чудовим досягненням, оскільки вулканічний попіл має здатність зв'язуватися в будь-якому середовищі, включаючи воду, що пояснює широке використання цього матеріалу, переважно як гідравлічного розчину. Римські мости та акведуки з цього періоду (близько 300 р. до н.е.) досі стоять, і їх бетонні конструкції залишаються в відмінному стані.

З часом бетон став все більш популярним матеріалом, і сьогодні він використовується у всьому світі. Однак, як і у будь-якого матеріалу, у бетону є свої обмеження. Він добре протистоїть стисненню, але погано протистоїть розтягу. Це призвело до розробки різних методів армування бетону, включаючи дисперсне армування.

Історія дисперсного армування

Щоб дізнатися історію волокнистого бетону, нам потрібно повернутися в часі до Месопотамії. В Ассирії та інших країнах регіону до глиняних цеглин додавали порізану солому та тваринне волосся. Цей момент можна вважати початком пошуку методів зміцнення будівельних матеріалів за допомогою волоконного армування.

На початку 20-го століття світ почав масово використовувати етерніт — бетонний продукт, армований азбестовими волокнами. В даний час, через шкідливий вплив на здоров'я людей та тварин, азбест був виведений з виробництва та використання (в ЄС у 1983 році, в Польщі у 1997 році).

Дослідження з покращення міцності бетону проводилися одночасно в багатьох лабораторіях по всьому світу. У 1960-х роках було виявлено, що додавання порізаного дроту до бетону значно покращує його властивості. Теоретично, бетон, армований сталевими волокнами, названий армованим бетоном, був представлений у 1963 році J. Romualdi та G. Batson, а потім введений в виробництво. У 1970-х роках почали використовувати сталеві волокна різних форм. У 20-му столітті також були розроблені методи армування бетону поліпропіленовими та скляними волокнами.

У 1980-х роках проводилися експерименти з природними волокнами, такими як сізаль, целюлоза, бамбук, сучасний вуглець, арамід та інші полімерні волокна.

Згідно з дослідженнями та багаторічними експериментами, найкращі результати досягаються за допомогою сталевих, поліпропіленових та скляних волокон, і майбутнє, без сумніву, належить вуглецевим волокнам.

Використання волокнистого бетону з додаванням сталевих волокон покращує міцнісні властивості, тому він широко використовується як матеріал для конструктивного армування, а сталеві волокна додатково захищають від подряпин.

Бетон з дисперсним армуванням з поліпропіленових та скляних волокон ідеально підходить як архітектурний бетон. Волокна цього типу усувають ризик усадкових тріщин у цементній матриці.

Бетон, армований природними волокнами, також все більше цінується в будівельній галузі. Це надійний спосіб зміцнення ґрунту. Найкращий спосіб покращення міцності ґрунту — введення елементів з високою міцністю на розтяг. Для забезпечення довговічності природних волокон використовують кокосові волокна для армування бетону, які є надзвичайно міцними.

Як волокна впливають на армування бетону?

Бетон з дисперсним армуванням — це заздалегідь виготовлений або стяжний матеріал, збагачений додаванням волокон певного типу. У випадку волокнистого бетону, окрім класичних компонентів суміші, таких як заповнювач, цемент і вода, велике значення мають додані волокна, які виступають у якості армування.

Найважливіше завдання волокон — запобігти утворенню тріщин і мікротріщин у свіжому бетоні, тому волокна грають ключову роль на першій стадії зчеплення бетону, тобто у період 2-3 тижнів після застосування. Однак волокна корисні і на довготривалий термін. Завдяки їх використанню, якість бетону, його функціональні властивості та механічні параметри значно покращуються.

Використання волокон для армування:

• Мінімізує ризик усадкових тріщин на всій товщині перерізу.
• Значно покращує параметри герметичності.
• Підвищує міцність бетону на розтяг, що зменшує поверхневе пластичне тріщиноутворення.
• Покращує показник морозостійкості.
• Підвищує вогнестійкість та запобігає шелушенню бетону під час пожежі.
• Покращує реакцію конструкції на динамічні навантаження, збільшуючи поглинання енергії.
• Покращує формоздатність бетону (легкість та точність заповнення форм, зберігаючи герметичність та однорідність структури).
• Дозволяє замінити протиусадкові мати в фундаменті, підлозі та підкладних плитах. Рівномірно розподілені волокна ефективно покращують параметри бетону на всій товщині перерізу, а не лише на поверхневих шарах.
• У деяких випадках дозволяє використовувати тонший переріз бетону.
• Завдяки однорідності та меншій сегрегації компонентів під час виробництва бетону, правильне додавання волокон відповідно до норм дозволяє виробляти повторювані суміші з точно такими ж параметрами.

Технологія армування бетону волокнами дозволяє покращити більшість основних параметрів матеріалу, включаючи:

• Стійкість до стиску;
• Міцність;
• Стійкість до механічних пошкоджень;
• Вогнестійкість;
• Корозійна стійкість;
• Зносостійкість;
• Протидавлення.

Волокна покращують зчеплення, завдяки чому бетон не руйнується під впливом вологи, не розшаровується (усунення явища саморозділення).

Типи дисперсного армування бетону

Існує кілька типів волокон, які можуть бути використані для дисперсного армування бетону. Ось деякі з них:

• Бетон зі сталевими волокнами: Цей тип бетону використовує сталеві волокна для покращення його механічних властивостей. Сталеві волокна зазвичай додаються в бетонну суміш у вигляді коротких, випадково орієнтованих волокон.
• Бетон з штучними волокнами: Цей тип бетону використовує полімерні волокна для покращення його механічних властивостей. Полімерну фібру зазвичай додають в бетонну суміш у вигляді коротких, випадково орієнтованих волокон.
• Бетон з вуглецевими волокнами: Цей тип бетону використовує вуглецеві волокна для покращення його механічних властивостей. Вуглецеві волокна зазвичай додаються в бетонну суміш у вигляді коротких, випадково орієнтованих волокон.
• Бетон зі скловолокном: Цей тип бетону використовує скловолокно для покращення його механічних властивостей. Скловолокно зазвичай додається в бетонну суміш у вигляді коротких, випадково орієнтованих волокон.
• Бетон з базальтовими волокнами: Цей тип бетону використовує базальтові волокна для покращення його механічних властивостей. Базальтові волокна зазвичай додаються в бетонну суміш у вигляді коротких, випадково орієнтованих волокон.
• Бетон з природними (органічними) волокнами: Цей тип бетону використовує природні волокна для покращення його механічних властивостей. Природні волокна зазвичай додаються в бетонну суміш у вигляді коротких, випадково орієнтованих волокон.

Коли і де використовувати дисперсне армування?

Дисперсне армування зазвичай використовується в тих випадках, коли потрібно покращити механічні властивості бетону, такі як міцність на розтяг, стійкість до тріщин та стійкість до зносу. Воно також може бути використане для покращення інших властивостей, таких як стійкість до вогню та хімічна стійкість.

Ось список застосувань бетону з волокнами різних типів:

• Промислові підлоги
• Автомобільні дороги
• Аеродромні злітно-посадкові смуги
• Тунелі
• Мости
• Будівлі
• Каналізаційні системи

Переваги дисперсного армування:

• Покращення механічних властивостей
• Стійкість до тріщин
• Стійкість до зносу
• Вогнестійкість
• Хімічна стійкість

Недоліки дисперсного армування:

• Висока вартість деяких типів волокон
• Складність виробництва
• Необхідність спеціалізованого обладнання для додавання волокон в бетон

Висновок, дисперсне армування є ефективним методом для покращення механічних та інших властивостей бетону. Воно пропонує ряд переваг, таких як покращення міцності на розтяг, стійкість до тріщин та стійкість до зносу, а також може бути використане в різних застосуваннях, від промислових підлог до автомобільних доріг і аеродромних злітно-посадкових смуг.

Скільки коштує дисперсне армування?

Вартість розсіяного армування залежить від багатьох факторів, таких як покупка готової бетонної суміші, або розкладання волокон на місці. Ціни на волокна варіюються в залежності від їх типу, а ціни на готові вироби з бетону, армованого волокнами, також встановлюються виробниками на основі кількості замовленого товару та вартості транспортування.

Ціни на дисперсне армування

Що стосується самостійного виготовлення бетону, армованого волокнами на будівельному майданчику, це можливо, особливо при використанні сталевих або полімерних волокон. Виробництво волокон полягає в різанні сталевого дроту на визначені довжини або різанні поліпропіленового або полімерного шнура на тонкі смужки.

ArmoTec ультрависокопрочні полімерні макроволокна

ArmoTec® - це синтетичне, високоміцне полімерне макроволокно, яке використовується для армування бетону. Полімерне фіброволокно чудово замінює зварений дріт та традиційне металеве армування, особливо в бетонних середовищах, де потрібна висока хімічна та корозійна стійкість. Армування бетону з використанням ArmoTec® дозволяє контролювати процес тріщиноутворення та забезпечує додаткове армування бетону шляхом рівномірного розподілу великої кількості волокон по всій його площі. Бетон, армований ArmoTec, характеризується тривимірним армуванням з підвищеною згинальною міцністю, ударною міцністю та зносостійкістю поверхні. Завдяки спеціальній рифленій поверхні, поліпропіленові волокна ArmoTec забезпечують відмінне зчеплення з бетоном, підвищуючи їх ефективність, особливо в разі сухого будівельного розчину.

FiberMix® синтетичні мікроволокна

FiberMix® пропонує повний спектр послуг від виробництва до завершення. Високоякісне бетонне мікроволокно є результатом добре координованого виробничого процесу. Використовуючи сучасні технології, високоякісні сировинні матеріали та автоматизацію процесу, ми можемо запропонувати нашим клієнтам мікроволокно FiberMix® з винятковими властивостями та характеристиками. Поліпропіленове волокно не тільки економічно, але і дуже ефективно; всього 0,6-0,9 кг сировини потрібно для заміни сталевої сітки на 1 м3 бетону. Мікроволокна, розподілені в цементній матриці, створюють тривимірне армування, яке значно зміцнює структуру без зайвих зусиль.

Мікроволокно для бетону FiberMix® в Україні

Мікроволокно для бетону все частіше використовується як в приватному, так і в комерційному будівництві через його вартісну конкурентоспроможність в порівнянні з традиційними методами армування. На ринку доступні різні матеріали, але якість деяких з них залишає бажати кращого. В FiberMix®, ми повністю зобов'язуємося контролювати кожний етап виробництва волокна, від поставки сировинних матеріалів до упаковки готового продукту. Ця відповідальність за виробничий процес дає нашим клієнтам впевненість в тому, що вони отримають продукт найвищої якості.

PolyMesh® полімерні макроволокна

За допомогою полімерних макроволокон PolyMesh® ми можемо армувати весь об'єм бетону, покращуючи характеристики продукту шляхом рівномірного розподілу волокон по всьому об'єму бетону. PolyMesh® не осідає, коли бетон вібрує на нижній шар під своєю власною вагою, як це буває зі сталевими волокнами. Полімерне макроволокно використовується для армування різних розчинів, особливо бетону, що значно підвищує міцність та інші технічні властивості бетонних виробів. В даний час полімерне макроволокно затребуване як в приватному, так і в комерційному будівництві.

Полімерні макроволокна

Сучасні технології та матеріали значно сприяють оптимізації будівельних процесів. Поліпропіленове (полімерне) волокно є однією з цих інновацій. Покупка такого матеріалу в Україні не є проблемою, однак до цього питання необхідно підходити з повною відповідальністю. FiberMix®, як виробник повного циклу, гарантує найвищу якість своїх продуктів, підтверджену відповідними сертифікатами.

Рекомендована продукція

Фібра Armotec	Макрофібра PolyMesh