фибробетон что это такое состав

Что такое фибробетон: особенности и применение

Многие новички в строительном деле часто задаются вопросами про фибробетон, что это такое, из чего состоит, где применяется. Материал относится к далеко не новым разработкам и является подвидом бетона, который армируется по всей своей площади посредством мелкозернистого наполнителя. Благодаря использованию вкраплений он существенно улучшает эксплуатационные свойства конструкций, обеспечивая им высокие показатели прочности, долговечности, устойчивости к факторам внешней среды.

Общие характеристики

Материал известен еще с начала XX века. Долгое время он не пользовался успехом, однако в последние десятилетия стал выпускаться в промышленных масштабах. Как говорилось выше, одним из его ключевых компонентов является армирующий наполнитель в виде искусственных волокон. В качестве фибры могут использоваться металлизированные нити или фрагменты минерального происхождения. Чаще всего в бетон добавляют стальную проволоку, которую предварительно нарезают на мелкие куски длиной до нескольких сантиметров.

Физические свойства фибробетона могут значительно различаться в зависимости от применяемого наполнителя. Так, стройматериал с базальтовой или металлической фиброй имеет отличные показатели прочности, а с полипропиленовыми нитями – низкий коэффициент упругости. Если в бетон добавляется стекловолокно, он обеспечивает застывшей смеси небольшой вес, пластичность и гибкость.

Виды фибробетона

Рассматривая, что такое фибробетон, нужно упомянуть его разновидности. Классификация стройматериала определяется типом волокон, которые добавляют в состав. В зависимости от этого критерия различают следующие виды продукта:

Область применения

Фибробетон находит применение во многих строительных областях. Чаще всего он используется для изготовления фасадных панелей, которые сочетают простоту в монтаже, доступную цену и высокие эксплуатационные свойства. Лицевую сторону панелей обрабатывают влагоустойчивыми составами, а иногда покрывают материалами, которые имитируют кирпич, натуральный камень, древесину.

Стальной фибробетон применяют в промышленном строительстве. Наличие в составе металлического наполнителя придает ему высокую прочность, поэтому он является оптимальным решением при сооружении водоочистных станций, гидротехнических объектов, подземных магистралей.

Также материал может использоваться для изготовления различных конструкций, таких как:

В отдельных случаях фибробетон применяют для дорожных покрытий, изготовления бордюров и декоративной тротуарной плитки.

Технология производства

Если более детально рассматривать фибробетоны, сущность армирования бетона волокнами состоит в высокоскоростном перемешивании ингредиентов, при котором фибра равномерно распределяется по составу, а при застывании формирует прочную связь между нитями и цементом. Весь производственный процесс осуществляется в несколько этапов:

Если необходимо сделать материал более пластичным, в смесь добавляют пластификаторы. Они позволяют проконтролировать скорость схватывания раствора и отрегулировать степень его усадки.

Преимущества фибробетона

Для фибробетона характерно множество преимуществ, которые объясняют его популярность в строительстве:

Большой спектр преимуществ позволяет фибробетону успешно конкурировать с другими материалами для строительства. Он относится к универсальным составам, которые могут эффективно применяться как для промышленных нужд, так и для бытового использования.

Виктор Филонцев

Образование:
НИУ МСГУ, Кафедра Технологии вяжущих веществ и бетонов, 2003.

Опыт работы:
12 лет в сфере производства бетона.

Текущая деятельность:
независимые консультации в сфере строительства.

Источник

Фибробетон: виды, технология производства и применение

Фибробетон: что это такое и чем объяснить значительный интерес к использованию фибробетонов как в России, так и за ее пределами? Такой вид бетона — это разновидность класса дисперсных композиционных изделий, получивших большое распространение в разных областях промышленности. Для ознакомления смотрите видео в этой статье.

Фибра: виды материалов и их классификация

Первая презентация фибробетона была проведена в 1907 г. — русским ученым Некрасовым В.П. Его статьи впервые осветили детали исследований по изготовлению композитного материала, армированного отрезками проволоки малых диаметров.

Физико-технические свойства данного материала: теплопроводность фибробетона, его плотность зависят от материала волокон, с помощью которых проводилось армирование бетонной смеси.

Дисперсное армирование бетонной смеси выполняется искусственными волокнами – фибрами. Для этого используют различные типы металлизированных и неметаллизированных нитей органического или минерального происхождения.

Для более подробного ознакомления с фибробетоном смотрите видео в этой статье.

Основные виды фиброволокна

По своему происхождению и способам производства, фибра делится на шесть основных категорий, каждая из которых должна соответствовать ГОСТ 14613–83 «Фибра.

Стальная фибра

Металлическая (стальная) фибра может быть волновой или анкерной. Представлена она в виде прямых или волновых проволочных кусков с загнутыми концами, длиной 10–50 мм. (фото)

Металлические волокна, используемые в качестве сырья для арматурного каркаса, изготавливают несколькими способами: при помощи формования из расплава, электрическим или механическим методом.

Наиболее распространенный — механический способ. Этот метод включает в себя производство металлических нитей при помощи волочения, протяжки проволоки на прокатных станах, а также с помощью резки стальной фольги и других аналогичных материалов.

Избрание технологии изготовления металлических волокон зависит от нужного диаметра металлической фибры. Сверхтонкие нити обычно получают с помощью волочения сквозь алмазные специальные фильтры.

Основные недостатки это:

Базальтовое фиброволокно

Базальтовая (минеральная) фибра — искусственное минеральное неорганическое волокно, получаемое из расплавленного в специальных печах минерала вулканического происхождения базальта. ГОСТ 14613–83 «Фибра. Технические условия».

Базальтовые нити обладают всеми свойствами, присущими базальту:

Область использования базальтовых нитей определяется их разновидностью и типом производимых из них изделий. Основным изделием на основе базальтовых волокон является базальтофибробетон.

Примеры эффективного использования базальтофибробетона на строительных площадках:

Стекловолоконные (минеральные) фибры

Что такое стекловолоконная фибра?

Это неорганические стеклянные нити, получаемые посредством вытягивания на специальных установках расплавленной стеклянной массы из стеклоплавильных сосудов с высокопрочными формами. Свойства получаемых нитей зависит от способа получения стеклянных волокон и химической структуры стекла.

Разнообразие типов стекла предоставляет возможность изготовления требуемого ассортимента стеклянных нитей с широким диапазоном их механических и конструкционных свойств.

В роли дисперсной арматуры для требуемой марки бетонов применяются непрерывные волокна из стеклянных нитей, собранные в жгут определенного диаметра. Полученный жгут нарезают на короткие отрезки волокон, длина которых выбирается согласно установленной нормы и технологических требований к марке производимого бетона.

Углеродное фиброволокно

Углеродная фибра – рубленные отрезки углеродных нитей, производимые из углерода путем термической обработки сырья при высоких температурах. Характеризуется высокими показателями устойчивости к применению механических нагрузок, низким коэффициентом удлинения и высоким противодействием влиянию химических реакций на свойства материала.

Модуль упругости углеродистых волокон значительно выше упругости стальных нитей, а прочность пропорциональна прочности стеклянных волокон.

Невзирая на идеальные характеристики и высокую эффективность применения данного материала, цена ограничивает его использование. Поэтому углеродные волокна применяют только тогда, когда есть экономическая целесообразность.

Фибра из полипропилена

Отдельный вид синтетических волокон диаметром 0,02–0,038 мм, получаемых из полипропиленовой пленки посредством резки и скручивания. В бетонном растворе данные волокна раскрываются и создают сетчатую структуру. В результате: качественно улучшается состав фибробетона и его физико – химические характеристики. Сопротивление ударным нагрузкам у такого материала выше, чем у неармированного бетона.

Целлюлозная фибра

Это углеводородный полимерный материал с повышенными жаростойкими характеристиками, не растворяется в воде и инертен по отношению к кислотам. Применение целлюлозных нитей положительно влияет на паропроницаемость полимерных покрытий. Замедляет усадочные процессы и помогает выдавливанию жидкости из нижних слоев стяжек на поверхность фибробетона.

Выбор фиброволокон и типа вяжущих добавок, влияющих на изготовление фибробетона, связан не только с оптимальным подбором химического состава нитей, но и с учетом функционального предназначения и обоснованного использования этих материалов в период длительной эксплуатации.

Изготовление армированных фибробетонов

Промышленное производство

Технология изготовления фибробетона кардинально зависит от выверенного состава и рационального сочетания исходных материалов. Плотность фибробетона связана с обеспечением равномерного распределения волокон в бетонной смеси и их правильной ориентации в растворе. От этого условия зависит свойство изделия оказывать сопротивление внешним механическим воздействиям.

Подсказки: наблюдается снижение удобоукладываемости фибробетона в результате повышенного содержания в растворе волокнистого заполнителя. Повысить удобоукладываемость бетонного раствора можно за счет поднятия водоцементного соотношения и объема бетонной смеси, а также вследствие применения специализированных пластификаторов.

Приготовления фибробетонной смеси рассмотрим на примере производства плиты из сталефибробетона.

В соответствии с технологией, процедура приготовления сталефибробетонной смеси предусматривает подачу бетонной смеси от бетоносмесителя, а так же нарезанных фибр от аппарата для их нарезки на ленту транспортера, обеспечивающего дозированную и равномерную подачу компонентов бетонной смеси в зону работы лопастных роторов, вращающихся навстречу друг к другу. Ниже представлена схема.

Описываемая технология предусматривает нарезание стальных отрезков из стальной ленты, подразумевая, что механизм нарезки фибры и роторная установка работают синхронно. Фибробетонная смесь под действием лопастей роторов поступает в поддон для формования изделия. Эта технология обеспечивает качественное уплотнение сталефибробетонной смеси, и равномерное распределения фибр в изготавливаемом продукте.

Фибробетонные плиты, произведенные по вышеописанной технологии (ротационная технология), обладают повышенной прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и высокой коррозийной устойчивостью.

Огромное влияние на оптимизацию процесса производства фибробетона, оказывают специальные добавки – пластификаторы, добавляемые в бетонный раствор для улучшения пластичности и повышения качества готового материала. С помощью пластификаторов контролируют время схватывания бетона и регулируют усадку бетонной смеси.

Приготовление фибробетона на строительной площадке

Известны несколько способов приготовления бетонов, армированных металлическими фибрами. Ниже приведена краткая инструкция как приготовить армированный бетон своими руками на строительной площадке.

Вначале перемешиваем сухой песок с заполнителем, затем вводим требуемое количество просеянных сквозь сито фибр. Следующим этапом добавляем цемент, и заливаем в готовую сухую смесь воду с добавками – пластификаторами. Основательно перемешиваем до получения гомогенной бетонной массы.

Готовую фибробетонную смесь разливаем в формы, и трое суток ждем, пока бетон наберет предварительную прочность. Последующую сушку изделий проводим на открытом воздухе. В итоге получаем фибробетонные блоки неавтоклавного твердения с оптимальными эксплуатационными характеристиками.

Применение композитного фибробетона

Качественный состав и применение фибробетона должно соответствовать требованиям нормативных документов СП 52–104–2006 Сталефибробетонные конструкции. Свод правил заключает в себе рекомендации для проектирования и нормы использования фибробетонных конструкционных изделий.

В домостроении композитный бетон применяют для строительства монолитных конструкций зданий, водоотводных шахт, канализационных колодцев и др. Фибробетонные полы, выполненные по композитной технологии, обладают высокой прочностью и повышенными теплоизоляционными показателями.

Легкие пористые бетоны

Среди множества известных марок легких бетонов выделяются два вида пористого бетона — газофибробетон и сходный с ним по строению пенофибробетон.

Газофибробетон — вид легкого ячеистого бетона неавтоклавного твердения, армированный фиброволокнами. Изготовление неавтоклавного фиброгазобетона не требует сложного паросилового оборудования.

С успехом используется при производстве стеновых блоков и других конструкционных материалов. Широко применяется для теплоизоляции кровель и пола в частном домостроении.

Основные свойства материала:

Пенофибробетон аналогичный по своему строению строительный материал. В основном применяется для строительства малоэтажных зданий и теплоизоляции строительных конструкций.

Армирование фиброволокнами повышает эксплуатационную прочность бетона, улучшает его физико-технические характеристики и теплоизоляционные свойства. Производство и применение фибробетона осуществляется по отработанным технологическим схемам с использованием серийно изготавливаемого оборудо­вания.

Источник

Фибробетон (что это такое, состав, применение)

Фибробетон – это бетонная смесь с добавлением металлических или неметаллических волокон, обеспечивающих объемное армирование. В затвердевшем виде в разрезе такой бетон имеет структуру, пронизанную тонкими волокнами, располагаемыми во всех направлениях. Усиление конструкций фиброй является, как правило, вспомогательным мероприятием, дополняющим традиционное армирование стальными или полимерными композитными стержнями. Вид фибры оказывает влияние на эксплуатационные характеристики готового продукта.

Характеристики стальных волокон

Наиболее популярной является стальная фибра, в качестве которой выступают отрезки стальной проволоки диаметром 0,1-0,5 мм, длиной 10-50 мм. Они обеспечивают строительному материалу повышенные:

Бетон со стальной фиброй востребован при строительстве каркасов зданий, монолитных железобетонных конструкций, при устройстве канализационных колодцев, резервуаров для очистки воды, плотин, полов объектов индустриального назначения, подвергаемых значительным нагрузкам.

Разновидности неметаллических фиброволокон

Популярными являются стекловолокна, обеспечивающие высокий модуль упругости. Для таких стройматериалов характерна низкая стойкость к щелочным средам. Для устранения этого недостатка полученный продукт пропитывают полимерными составами, обеспечивающими химическую стойкость, или в процессе приготовления в бетон добавляют вещества, связывающие щелочи. Стеклофибробетон востребован для изготовления конструкций, к которым предъявляют повышенные требования по шумоизоляционным характеристикам, а также скамеек, козырьков, ограждений, декоративных малогабаритных изделий.

Прекрасные эксплуатационные характеристики бетону обеспечивают базальтовые и углеродные волокна. Однако из-за высокой стоимости их применение ограничено только строительством объектов, подвергаемых высоким нагрузкам: автостоянок, бетонных перекрытий, дорожных покрытий, дамб, резервуаров, ЖД конструкций.

Помимо перечисленных выше, применяют волокна:

Технология изготовления фибробетона

Процесс приготовления этого строительного материала мало отличается от производства обычной бетонной смеси.

Особенности:

Способы добавления фибры в бетонную смесь:

Объемное армирование фиброволокнами – перспективное направление в получении прочных строительных материалов, соответствующих эксплуатационному назначению.

Источник

Что такое фибробетон и где он применяется?

Фибробетон — это инновационный композитный материал, получающий сегодня все большее распространение. За счет армирования цементно-песчаного раствора фиброволокном значительно улучаются важнейшие эксплуатационные характеристики материала конструкций — долговечность, прочность, сопротивление на изгиб и растяжение, устойчивость к внешним воздействиям и пр. Свойства конкретной разновидности фибробетона зависят прежде всего от типа используемой фибры.

Содержание

• Краткое описание
• Основные свойства фибробетона
• Применение фибробетона
• Разновидности фиброволокна
• Стальная фибра
• Базальтовая фибра
• Стекловолокно
• Углеволокно
• Полипропилен
• Целлюлоза
• Изготовление фибробетона
• Особенности выбора материала

Краткое описание

Фибробетон является относительно новым строительным материалом, только недавно получившим распространение на рынке. Однако первые опыты по созданию композитных растворов с использованием армирующей фибры проводились еще в начале прошлого столетия. Отрадно, что у истоков создания фибробетона стоял российский ученый В.П. Некрасов. Первый патент на новый материал был получен Некрасовым еще в 1909 году.

Основное отличие фибробетона от привычного нам традиционного бетона или железобетона — наличие в его структуре армирующих волокон. В качестве фибры используются небольшие по длине и очень тонкие фрагменты, однородно заполняющие внутренний объем.

Наиболее распространена фибра из стальной проволоки, нарезаемой на короткие куски длиной несколько сантиметров. Для повышения адгезии концы отрезков загибаются или расплющиваются. Нередко стальной фибре придается волнистая форма.

Широкое распространение получил и фибробетон с армированием на основе стекловолокна. У такого материала много преимуществ, но есть и недостаток — стандартное стекло имеет низкую устойчивость к щелочной среде, характерной для портландцемента. Поэтому в качестве фибры обычно используются устойчивые к щелочам стекловолокна, например, на основе циркония.

Помимо металла и стекла, для армирования фибробетона применяются также волокна из базальта, углерода, целлюлозы, искусственных полимеров и пр. Отличительные особенности этих материалов будут рассмотрены ниже.

Основные свойства фибробетона

Физические характеристики фибробетонов на основе разных видов армирующего наполнителя могут довольно сильно отличаться. Например, для композитных материалов со стальной или базальтовой фиброй характерны очень хорошие показатели прочности и упругости. А вот полипропиленовые волокна отличаются низким коэффициентом упругости. Фибробетоны на их основе характеризуются повышенной деформативностью, а значит — не могут использоваться в качестве конструкционных материалов.

Все это следует учитывать при выборе марки материала для решения конкретных строительных задач. Выделим основные особенности и преимущества фибробетона в сравнении со стандартным бетоном:

• повышенная долговечность конструкций, продление эффективного срока эксплуатации с сохранением всех эксплуатационных характеристик;
• высокая прочность и упругость, стойкость к растяжению и разрыву, способность сохранять целостность при значительных растягивающих нагрузках;
• высокая устойчивость к воздействию атмосферных осадков и активных химических веществ;
• хорошая морозостойкость, способность сохранять структуру материала при многократных годовых, а также резких амплитудных колебаниях температур;
• высокая стойкость к повышению температуры, интенсивному нагреву, воздействию открытого огня, пожаробезопасность;
• отсутствие усадки, способность сохранять исходный объем после набора расчетной твердости;
• высокая стойкость к истиранию, износу, воздействию крутящих моментов, устойчивость к образованию трещин;
• влагостойкость, водонепроницаемость;
• повышенная пластичность, хорошая прочность при ударах;
• хорошие адгезионные качества;
• сохранение технических характеристик после окончания расчетного срока службы материала;
• уменьшение необходимых для строительства объемов бетона ввиду улучшенных свойств материала, снижение веса конструкции;
• высокая технологичность материала и продуктивность работ по нему;
• снижение стоимости строительства за счет экономии материалов, отказа от использования армирующих сеток и каркасов, сокращения времени строительных работ, уменьшения дополнительных расходов на транспортировку и пр.

По своей прочности фибробетон зачастую даже превосходит железобетон, заметно выигрывая при этом по весу конструкций. Фибру можно также применять для армирования газобетонов и пенобетонов. Такие материалы отличаются низкой плотностью, высокими тепло- и шумоизоляционными и свойствами. А за счет армирования волокном они приобретают повышенные прочностные характеристики.

Единственным относительным недостатком фибробетона является его высокая стоимость. Однако на практике за счет использования этого материала можно даже повысить рентабельность строительства.

Применение фибробетона

Высокими эксплуатационными характеристиками фибробетона обусловлено его широкое применение в сфере строительства. В частности, он используется для возведения конструкций и сооружений, рассчитанных на сильные нагрузки и внешние воздействия. Фибробетон применяется также там, где требуется высокая гибкость и пластичность материала, легкий вес, хорошая шумо- и теплоизоляция.

Перечислим только самые характерные сферы применения фибробетона:

• фундаменты, шпалы, мостовые покрытия, тоннели, полы;
• каркасы конструкций, перекрытия, монолитное строительство;
• дороги, взлетно-посадочные полосы;
• гидротехнические сооружения, дамбы, плотины, резервуары, бассейны, берегозащитные полосы, водоотводные шахты, канализационные колодцы;
• тротуары, бордюры, тротуарная плитка;
• шумозащитные щиты;
• отделка фасадов, карнизы, декоративные элементы, лепнина;
• колонны, арки, перила, лестницы, балюстрады;

Источник