Фибробетон: состав, характеристики и технология изготовления. Фибробетон характеристики
Фибробетон: характеристики и сфера применения материала
Фибробетон — это особая разновидность цементного бетона, обладающая повышенными эксплуатационными характеристиками, которые достигаются благодаря равномерному распределению специальных фиброволокон. На разрезе фибробетона видно, что тонкие волокна хаотично переплетаются, образуя замысловатую паутину, которая наделяет строительный материал дополнительными полезными свойствами.
В качестве фиброволокон обычно применяют следующие элементы:
- Стекловолокно;
- Проволока или другие мелкие металлические изделия;
- Полиэтиленовое волокно;
- Синтетические волокна, формируемые из полиамидов;
- Базальтовое волокно;
- Полиамидное волокно;
- Асбестовое волокно;
- Карбоновое волокно.
Сегодня большое распространение получил фибробетон, имеющий в качестве основы стальную проволоку длиной 2-4 сантиметра и толщину 0,2-0,5 миллиметра. На втором месте по популярности фибробетон содержащий стекловолокна. Остальные волокна используются значительно реже из-за их большей себестоимости.
В зависимости от используемого наполнителя фибробетон обладает специфическими свойствами:
- Высокой прочностью на разрыв и растяжение;
- Высокая устойчивостью к воздействию факторов окружающей среды и антропогенному воздействию человека;
- Повышенной пожаробезопасностью и морозостойкостью;
- Высокой упругостью, отсутствием трещин и усадки;
- Повышенной пластичность и ударостойкостью;
- Отличной водонепроницаемостью.
Фибробетон широко используется в различных сферах жизнедеятельности. Например, фибротен из стальной проволоки необходим при возведении фундаментов небоскребов, в строительстве дорог различного назначения, возведении сложных водозащитных сооружений (дамбы, плотины, каналы). Фибробетон, содержащий стеклянные волокна, активно используется для возведения шумозащитных конструкций, водоочистных сооружений, фасадов жилых домов.
Базальтовое фиброволокно применяется для конструкций, испытывающих колоссальные физические нагрузки (дорожное покрытие, фундаменты многоэтажных домов, дамбы, железнодорожные сооружения). Важное преимущество использования фибробетона заключается в увеличении срока эксплуатации такой конструкции в 15-20 раз.
beton24.ru
Фибробетон
На строительном рынке произошло появление нового материала – фибробетон.
В его составе есть фиброволокно, играющее роль армирующего наполнителя, чтобы придать прочность бетонному раствору.
Благодаря тому, что фибробетонные вкрапления отличаются одинаковой длиной и толщиной появляется возможность для их равномерного распределения по всей бетонной структуре.
Характеристики фибробетона
Волокна добавляют для улучшения свойств бетона. Благодаря этому происходит улучшение следующих характеристик:
- повышение прочности на 30%;
- рост устойчивости к различным нагрузкам;
- увеличение срока эксплуатации и износостойкости;
- уменьшение вероятности образования трещин;
- стойкость к низкой температуре, воде и огню.
Фибра бывает с металлическим, стеклянным и полипропиленовым волокном. Благодаря присутствию хлопковых и вискозных волокон бетон, армированный фиброй, отличается специфическими особенностями.
Преимущества и недостатки
Фибробетон – один из лучших материалов для строительно-монтажных работ.
Он имеет ряд преимуществ, которые делают его востребованным в своем сегменте, которые заключаются в:
- уменьшении затрат, так как для армирования используется фибра, а не армирующая сетка или каркас;
- высокой продуктивности работ;
- уменьшении расхода бетона;
- прекрасных адгезивных свойствах;
- длительном сроке службы и сохранении эксплуатационных характеристик;
- возможности использования в пено- и газобетонных конструкциях, при этом повышается их устойчивость и прочность.
Недостаток у этого материала один – сравнительно высокая стоимость, но он легко компенсируется за счет перечисленных достоинств.
Где применяется?
Фибробетон используют для строительства промышленных и бытовых конструкций, испытывающих серьезное воздействие от окружающей среды.
Сфера применения каждого исходного материала разная.
Стальной фибробетон используется для изготовления:
- полов и тоннелей;
- дорог, тротуаров, взлетных и посадочных полос в аэропорту;
- тротуарной плитки и бордюров;
- водоотводных каналов, шахт канализационных колодцев, плотин и водоочистных конструкций;
- фибробетонных полов.
Бетон, имеющий в составе стекловолокно, применяют, чтобы провести:
- гидроизоляцию для очистных сооружений;
- фасадную отделку;
- покрытия в промышленных помещениях;
- заборы, скамейки, клумбы и др.
Полипропиленовый фибробетон нужен, чтобы создавать:
- сооружения из пеноблоков;
- ячеистый бетон;
- объекты, имеющие небольшой вес.
Фибробетон обладает многими полезными свойствами, при этом, чтобы его изготовить не нужна дорогостоящая техника, поэтому данный тип бетона справедливо конкурирует с другими видами.
Источник: regionstroibeton.ru
regionstroibeton.ru
Фибра для бетона: разновидности, свойства, применение
Все, кто занимается строительством, всегда интересуются различными новинками в этой области. Как известно, ни одно строительство не обходится без армирующих конструкций, ведь они делают строение крепче и надежнее. Мы предлагаем ознакомиться с некоторым дополнением. Оно считается лучшим и название ему ‒ фибра для бетона.
Характеристики
Не все знают, что такое фибра. Рассмотрим для начала некоторые технические характеристики. Это материал, который используется в виде армирующего вещества. Он помогает качественно улучшить свойства бетона. Фибру можно добавлять в различные строительные смеси и растворы. Без бетона трудно представить хоть одно здание. Все знают, что этот строительный материал отличается от других своей прочностью, долговечностью и повышенными эксплуатационными характеристиками. А если добавить к нему фибру, то в итоге получится материал, который обладает следующими качествами:
- высокая морозоустойчивость;
- истираемость;
- повышенная водонепроницаемость;
- хорошая прочность;
- растяжимость, которая важна при строительных работах;
- хорошо переносит деформацию;
- легко использовать.
Где используют?
Когда вы имеете представление, что такое фибра для бетона, стоит поговорить о том, где ее используют.
- Утепление и нанесение штукатурки;
- установка стяжки в любых видах помещений;
- при ремонте дорог и аналогичных покрытий;
- возведение каркаса здания и поднятие фундамента;
- используют в изготовлении дорожных бордюров и декоративных камней;
- во многих архитектурных сооружениях, например, в фонтанах или заборах.
Фибра обладает широким спектром применения. Она не способна изменить внешний вид бетона, но зато полностью перестроит его технические характеристики. Ее можно использовать как в отделочных, так и в декоративных работах.
Мы узнали основные характеристики, которыми обладает фибра для бетона. Расход материала рассмотрим позже, а пока перейдем к следующему важному вопросу.
Виды
Существует несколько сортов фибры, которые подразделяются на группы согласно материалам для их изготовления:
- Стеклянная фибра для бетона. Этот вид материала используется при отделке стен, полов и работе со штукатуркой. Категорически запрещается применять для строительных работ. Стеклянная фибра считается самой хрупкой и не сможет выдержать сильные нагрузки. Если нужно проармировать пеноблоки, то используется рубленая фибра для бетона. Расход на м3 составляет 900 грамм.
- Базальтовая фибра. При смешивании с бетоном материал полностью расщепляется. Не выделяет никаких запахов и считается абсолютно безопасным. Используется на производствах по изготовлению жаропрочных бетонированных изделий.
- Полипропиленовая фибра. Волокно полностью синтетическое. Оно делает бетон более прочным и надежным. Используется при возведении фундамента здания и стяжки полов.
- Анкерный материал. Делается волокно из проволоки. Чаще используется для бетона, который находится на сгибах.
Мы рассмотрели основные группы материалов, которые используются как прочное и связующее звено. Но на этом разновидность их не заканчивается. Остальные виды мы изучим подробнее.
Прочная как сталь
- изготовление колодезных колец;
- возведение тоннелей и мостов;
- производство бордюрного камня, тротуаров и различных сливов;
- идеальный пластификатор.
Металлическое качество
Стоит изучить еще одного представителя. Металлическая фибра для бетона изготавливается из следующих материалов:
Такой материал выдерживает большие нагрузки, направленные на растяжения и изгибы. Бетон с добавлением такой фибры обладает следующими свойствами:
- высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам;
- не трескается;
- увеличенный срок эксплуатации;
- повышенная прочность.
Закладывают фибру на этапе подготовки бетонного раствора, который замешивается в миксере. Можно добавить волокно непосредственно на строительной площадке. Для этого его необходимо размешивать в течение 30 минут в миксере.
Краткая справка
Как видите, фибра для бетона является незаменимой добавкой. Помимо всех своих основных достоинств она обладает следующими интересными качествами:
- у бетона повышается стойкость к сильным морозам;
- повышается огнестойкость всей конструкции;
- у бетона появляется дополнительная пожарная безопасность;
- долго держится влага внутри всей конструкции;
- бетон способен выдержать небольшой взрыв и не расколется на куски.
Теперь вы знаете, что такое фиброволокно и для чего оно используется. Мы выявили все существующие разновидности и способы его применения. Современное строительство не представляется без дополнительных добавок. Ведь даже дорожное полотно изготавливается именно с фиброволокном. Помните, что в качественных конструкциях скрыта наша безопасность.
fb.ru
Фибробетон: состав, характеристики и технология изготовления
Характеристика фибробетона
На рынке стройматериалов предлагают новый материал – фибробетон. Он являет собой бетон, который в своем составе имеет частицы фиброволокна, от названия которых и исходит название бетона. Эти волокна исполняют роль арматуры, которая применяется с целью повышения прочности бетонного раствора. Фибробетонные вкрапления одинаковы по длине и толщине. Это позволяет равномерно распределить их во всей структуре бетона. Существует много преимуществ фибробетона. Ниже мы детально обсудим их.
Понятие и состав фибробетона
Фибробетон – это мелкозернистый материал, одним из составляющих которого является армирующий наполнитель. В прошлом с расчетом на снижение хрупкости и количества появления трещин, предпринимались меры по повышению прочности бетона. Так, строители добавляли дисперсные волокна и распределяли их равномерно по всей бетонной массе. В результате этих работ характеристики полученного бетона улучшались:
- прочность повышалась до 30%;
- стойкость к физическим нагрузкам возросла;
- трещины образовывались реже.
Различают две группы фибры:
- металлическая – исходным веществом является сталь, которая имеет различную форму и размеры;
- неметаллическая – производится из таких материалов, как стекло, акрил, хлопок, базальт, полиэтилен, карбон, углевод и другие.
Самыми популярными волокнами являются стеклянные и металлические. Однако с каждым днем все большую популярность приобретает полипропиленовая фибра. Что касается материалов из базальта и углерода, то они применяются крайне редко в связи с высокой стоимостью.
Волокна хлопка, вискозы и нейлона предают специфические особенности бетону, армированному фиброй из стали. Структура фибробетона являет собой однородную конструкцию, которая со всех сторон пронизана волокнами из различных материалов. Именно они определяют технические характеристики бетона. создают эффект армирования.
Технические характеристики
Свойства бетона зависят в первую очередь от используемого стройматериала в производстве. Рассмотрим характеристики основных видов фибробетона. Стальная фибра – самый распространенный наполнитель. Он обладает повышенной прочностью к нагрузкам, не усаживается и не образует трещин во время службы. Наиболее примечательные его качества – длительный срок эксплуатации, плотность и стойкость к износу. Кроме того, данный фибробетон не теряет свойства под действием низких температур, влаги и огня.
Следующее в рейтинге популярности волокно из стекла. Бетон этого типа обладает высокими качествами упругости. что наделяет его пластичностью. Однако щелочная среда вредна этому материалу. Стойкость к химическому влиянию обеспечивается полимерной пропиткой, путем добавления в бетон добавок на основе глиноземистого раствора. Именно он связывает щелочи и препятствует повреждению фибробетона. В конечном варианте вы получаете раствор с высокой прочностью, устойчивостью к высоким температурам, гидроизоляцией, стойкостью к воздействию химических средств и истиранию.
Асбестовая фибра характеризуется долговечностью, стойкостью к щелочной среде, нагрузкам и термозащитными качествами. Бетон на основе базальта имеет повышенную прочность. Больше всего он подходит для конструкций, которые подвержены постоянным нагрузкам, деформации и вокруг которых существуют факторы для появления трещин.
Общие характеристики остальных типов волокон – это защита от воздействия химических веществ, прочность на деформацию, стойкость к перепадам температур и неспособность проводить электричество. Благодаря синтетичной природе материалов вес бетона снижается.
Преимущества и недостатки
Каждый материал имеет плюсы и минусы. Фибробетон не является исключением.
Преимущества
Выделяют следующие достоинства фибробетона:
- снижение затрат на строительство при использовании фибры для армирования вместо армирующей сетки или каркаса;
- высокая продуктивность работы по фибробетону;
- расход бетона с применением фибры значительно меньше;
- в отличие от остальных видов бетона фибробетон не теряет своих технических характеристик даже после окончания срока службы, поскольку благодаря фибре материал становится вязким;
- фибробетон обладает хорошими адгезионными качествами;
- фибра может применяться как в газо-, так и в пенобетонных конструкциях;
- в ходе армирования в газобетоне происходит процесс поризации и как следствие наблюдается его устойчивость;
- фибра в пенобетоне повышает его прочность.
Недостатки
На удивление, минус у этого бетона только один, а именно, высокая стоимость, если сравнивать с обычным бетонным раствором. Однако этот недостаток легко компенсируется долговечностью стройматериала и его стойкостью к износу.
Области применения
Учитывая вышеперечисленные технические характеристики фибробетона, этот материал стал популярным на рынке. Он применяется в конструкциях, на которые оказывается сильное давление со стороны окружающей среды. Эти конструкции могут быть как промышленного, так и бытового характера. Каждый исходный материал имеет свою сферу применения. Стальной фибробетон чаще всего применяется:
- шпалы, фундамент, мостовое покрытие, берегозащитные полосы;
- полы, тоннели;
- дороги, полосы для взлета и посадки на аэродромах, тротуары;
- тротуарная плитка, бордюрный материал;
- каркас конструкции, монолитные сооружения;
- каналы для водоотвода, шахты колодцев под канализацию, плотины, водоочистные системы;
- фибробетонные полы.
Бетон со стекловолокном используется при устройстве:
- щитов для шумозащиты;
- гидроизоляции для очистительных сооружений;
- декоративных изделий небольшого веса для отделки покрытий;
- фасадной отделки фибробетоном жилых конструкций;
- промышленных помещений, покрытия в которых подвержены загрязнению;
- заборов, скамеек, цветочных клумб и других объектов.
Базальтовый бетон является незаменимым при строительстве:
- перекрытий, фундамента, дорог;
- резервуаров, дамб, конструкций железнодорожного характера.
Фибробетон из полипропилена необходим для создания:
- конструкций из пеноблоков;
- ячеистого бетона;
- объектов небольшого веса.
Хлопковые и вискозные материалы используются при замешивании текстильбетона.
Фибробетонные полы
Фибробетон часто применяется для устройства фибробетонных полов. На практике этот бетон обрел большую популярность благодаря низкому показателю хрупкости. Напольная стяжка из фибробетона и ее вид зависит напрямую от требований и марки применяемого цемента. В процессе заливки полов наибольший перепад в 2 метра равен 2 мм. Благодаря этому затраты на строительство снижаются, как и последующие работы по готовому материалу. Кроме того, процесс заливки происходит быстро, что обеспечивается благодаря пневмооборудованию.
Фибробетонные полы устраиваются в следующих типах помещений:
- промышленные и производственные;
- склады;
- автомастерские, паркинги, гаражи;
- залы для выставок и торговли;
- аэродромные и грузовые ангары;
- конструкции под офисы.
Технология изготовления бетона
Фибробетон может быть приготовлен как по стандартной промышленной технологии, так и своими руками. Второй способ — своими руками — имеет особенности. Процесс изготовления требует применения бетономешалки и дробилки. На первом этапе происходит расчет и дробление исходного материала. Песок и цемент может добавляться как после измельчения, так и в процессе перемешивания. В первом случае равномерное распределение фибры происходит быстрее в отличие от второго варианта, который требует большего количества времени.
Именно качественное распределение арматуры по всему объему раствора – это ключевое условие его качества. Изготавливая бетон своими руками, следует контролировать отсутствие скоплений фибры. С этой целью замешивание должно длиться на 30-50% дольше обычного. В процессе необходимо иногда проверять качество раствора. При соблюдении инструкции созданный бетон будет идентичен промышленному.
Вывод
Вышеизложенные факты дают право утверждать, что фибробетон обладает множеством положительных свойств. Кроме того, для его изготовления и применения не требуется специальная техника. Это дает возможность данному бетону справедливо конкурировать с другими типами бетонов.
Характеристики фибробетона позволяют использовать его при различных строительных работах. В качестве фибры могут выступать как металлические, так и неметаллические волокна.
http://kladembeton.ru
legkoe-delo.ru
Фибробетон
Сегодня в строительстве и всевозможных монтажных работ стало частым применение такого строительного материала как фибробетон. Фибробетон, это определенный вид бетона, в котором по всей его структуре распределяются специальные металлические вкрапления, которые имеют названия как фиброволокна.
Данные волокна предназначены для создания специального армирующего эффекта, а именно для упрочнения конструкции, в которой будет использоваться фибробетон. Фиброволокна имеют одинаковую длину и толщину, что позволяет распределяться им по бетону очень равномерно, не создавая в одной части материала излишков, а в другой их недостатка.
Основным преимуществом использования такого материала стало то, что при его применении не нужно использовать в строительных работах специальных армирующих частей, таких арматурные пртуы или сетка. Соответственно, что из данного преимущества вытекает еще несколько, а именно то, что значительно снижаются затраты на производство, а во вторых укорачивается временной интервал работ, поскольку не приходится проводить дополнительные работы по выкладке арматуры в бетон.
Характеристики фибробетона
Часто фибробетон используют при таких строительных работах, в которых заложено такое условие, как значительное понижение веса здания. Так же частым использование фибробетона является там, где следует предотвратить риски связанные с появлением и последующим расширением трещин на здании. Фибробетон отвечает таким условиям, как повышенная стойкость к истиранию, а так же является очень высокопрочным материалом, который достаточно стойко выдерживает различные по силе удары.
Основными характеристиками данного материала являются такие, как повышенная морозоустойчивость и износостойкость данного материала. Так же фибробетон не имеет тенденции к усадке и дальнейшему расползанию, что является прекрасной характеристикой данного строительного материала.
В отличие от обычного бетона, в основу которого необходимо закладывать армирующие элементы, фибробетон может быть использован в строительстве зданий с достаточно тонкими стенками. Сам состав данного материала подразумевает то, что при его использовании возможно применение новых технологий строительства, которые были недопустимы с другими видами бетона из-за дополнительно арматурного оснащения.
Технология производства фибробетона
Технология изготовления фибробетона не является очень сложным технологическим процессом. Основной схемой данного процесса является следующие стадии приготовления материала. В специальный смеситель с уже подготовленной смесью бетона, перед тем, как произвести ее выгрузку в барабанное устройство бетономешалки, выдается определенное количество подготовленных заранее, фиброволокон.
Затем происходит интенсивное перемешивание данного соединения в течении порядка пятнадцати минут, для наибольшего качества перемешивания. Этого времени будет достаточно для того, чтобы фиброволокна равномерно распределились по всей массе бетонной смеси. Вот собственно и весь технологический процесс приготовления фибробетона. Однако при всей простоте изготовления данный материал имеет как видно массу преимуществ. К тому же фибробетон значительно более выгоден, поскольку его изготовление не требует отдельных видов затрат.
Следует отметить, что самим фиброволокном может быть не только металлический материал, но и множество других видов материала. Количество видов материала для изготовления волокна является достаточно большим. Это может быть как стекло, так и пластик, а так же всевозможные волокна из полиэфира, асбеста, карбона, и даже хлопка. Однако все же при строительстве сооружений повышенной прочности принято использовать фибробетон из металлических волокон.
promplace.ru
Исследование деформационных характеристик фибробетона со стальной фиброй Текст научной статьи по специальности «Строительство. Архитектура»
УДК 624.012.35
А. П. Борисюк, Ю. Ю. Зятюк
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФИБРОБЕТОНА СО СТАЛЬНОЙ ФИБРОЙ
UDC 624.012.35
A. P. Borysyuk, Y. Y. Ziatyuk
RESEARCH ON DEFORMATION CHARACTERISTICS OF FIBER CONCRETE WITH STEEL FIBER
Аннотация
Даны характеристики видов волокон, которые используются для изготовления фибробетона. Рассмотрены результаты экспериментальных исследований стальной фибры для дисперсного армирования бетонов. Приведены экспериментальные исследования сталефибробетонных образцов.
Ключевые слова:
фибробетон, сталефибробетон, стальная фибра, характер деформирования, пластификаторы, добавки, неупругие деформации.
Abstract
The characteristics of types of fibers used for manufacturing fiber-reinforced concrete are given in the paper. The results of the research on steel fiber used in disperse-reinforced concrete are considered. The experimental studies of steel fiber concrete samples are presented.
Key words:
fibrous concrete, steel fiber concrete, steel fiber, nature of deformation, plasticizers, additives, inelastic deformation.
Введение
Для успешного развития строительного производства принципиальны применение в строительстве эффективных строительных конструкций и материалов, разработка и внедрение новых технологий использования в строительных конструкциях, изделиях и материалах отходов металлургической, горнодобывающей промышленности, сертификация строительных материалов, изделий и конструкций.
© Борисюк А. П., Зятюк Ю. Ю., 2016
Строительная отрасль базируется на использовании современных технологий и материалов, которые должны удовлетворять нормам стандартизации [1]. Для решения этих вопросов были разработаны и разрабатываются бетоны, которые владеют высокими эксплуатационными характеристиками, а именно дисперсно-армированные бетоны [2].
Примечание - Исследования проводились с использованием стальной фибры, производимой на ООО «БудМат», типа «челябинка» ТУ 0991-123-53832025-2001 (по данным поставщика).
Существующее состояние вопроса
Фибробетон - мелкозернистая разновидность бетона с добавлением фибры. Применяется фибра синтетическая, стеклянная и стальная из волокон длиной от 5 до 150 мм и диаметром от 0,2 до 1,0 мм [3].
Исследования с использованием фибробетона проводили А. Б. Голишев, Б. А. Боярчук, Е. М. Бабич, Л. Й. Двор-кин, А. Касассбех, А. С. Кричевский, Г. В. Гетун, А. Я. Барашиков, О. П. Су-нак, О. И. Валовой, Ф. Н. Рабинович, К. В. Талантова, С. В. Клюев, С. Д. Се-
Ценность стальных волокон не только в повышении физико-механических свойств и в технологии изготовления конструкций. Армирование происходит непосредственно в бетономешалках, автомиксерах на строительной площадке. Время изготовления сокращается практически вдвое, снижается материалоемкость, уменьшается вес зданий и сооружений [5].
Сталефибробетон - композицион-
менюк, В. В. Билозир, Г. К. Хайдуков и др.
Фибробетон состоит из двух материалов и имеет свойства, которых нет у исходных материалов, т. е. это цемент-но-бетонная матрица. В фибробетоне растягивающие напряжения принимают на себя волокна фибры (табл. 1). Фиб-роволокно усиливает углы и торцы бетонных конструкций, в начале отвердевания бетона снижает усадку и образование трещин, при снятии опалубки нивелирует вероятность повреждения [4].
ный материал из бетонной матрицы, армированный короткими стальными волокнами - фибрами диаметром ёг = 0,25...1,2 мм, с отношением длины к диаметру Г / ёг = 50.120 и объемным содержанием ё в пределах 0,5.3 % [6].
Для производства фибробетона с наилучшими характеристиками необходимо добиться технологической совместимости бетона-матрицы и фибры, максимальной заанкерированности фибры
Табл. 1. Характеристики видов волокон, которые используют для изготовления фибробетона
Волокно Плотность, г/см3 Модуль упругости, МПа Прочность при растяжении, МПа Удлинение при растяжении, %
Полипропилен 0,9 3500.8000 400.700 10.25
Полиамид 0,9 1900.2000 720.750 24.25
Полиэтиленовое 0,95 1400.4200 600.720 10.12
Акриловое 1,1 2100.2150 210...420 25.45
Нейлоновое 1,1 4200.4500 770.840 16.20
Вискозное сверхпрочное 1,2 5600.5800 660.700 14.16
Полиэфирное 1,4 8400.8600 730.780 11.13
Хлопковое 1,5 4900.5100 420.700 3.10
Карбоновое 1,63 280 000.380 000 1200.4000 2,0.2,2
Углеродное 2,00 200 000.250 000 2000.3500 1,0.1,6
Стеклянное 2,60 7000.8000 1800.3850 1,5.3,5
Асбестовое 2,60 68 000.70 000 910.3100 0,6.0,7
Базальтовое 2,60.2,70 7000.11 000 1600.3200 1,4.3,6
Стальное 7,80 190 000.210 000 600.3150 3.4
в бетоне. Категорически не допускается попадания фибры комками, она должна быть очень тщательно перемешана [7]. Допускается использование различных пластификаторов и добавок, но в случае металлической фибры - это необязательная рекомендация. Одним из основных факторов, влияющих на ход исследования, является точность: точность при дозировании, при выполнении технологических перерывов и догрузок [8].
Важный параметр для фибры - отношение ее длины к диаметру - которое обеспечивает эффективную работу фибры в бетоне и хорошее сцепление. С увеличением этого отношения ухудшаются условия перемешивания стальной фибры в бетономешалке. Желательным является отношение, равное 80:100 [9].
Полипропиленовые волокна характеризуются значительными деформациями даже при небольших нагрузках растяжения, что объясняется низкой адгезией полипропилена в цементной матрице. Также волокно имеет высокую истираемость поверхности и горючесть при воздействии открытого пламени. Основными недостатками металлических волокон являются катодный эффект и нестойкость к агрессивной среде цементных растворов. Базальтовая фибра под действием агрессивной цементной среды реагирует с получением новообразований. Наблюдается частичное разрушение волокна, величина которого зависит от времени (табл. 2). В среднем разрушение происходит на глубину до 4 мкм [9].
Табл. 2. Физико-механические характеристики цемента марок ПЦ-И-500 и Пц-ии/а-ш-500
Название показателя Согласно ДСТУ Б.В.2.7-6:2010 Средний показатель
ПЦ-И -500 Пц-ии/а-ш-500
Тонкость помола, остаток на сите № 008, % <15,0 6,0.. .10,0 6,0.9,0
Удельная поверхность за Блейном, м2/кг - 250... 360 240.280
Нормальная густота цементного теста, % - 26,5 27,5
Сроки твердения: начало, мин конец, ч > 60 < 10 90.150 4,5.5 90.120 5.6
Прочность в возрасте 2 сут, МПа: изгиб сжатие > 15 3,2.4,2 18,0.25,0 3,0.4,2 15,0.25,0
Прочность в возрасте 28 сут, МПа: изгиб сжатие > 50 6,0.6,8 50,0.55,0 5,5.6,6 50,0.52,5
Равномерность изменения объема, мм < 10 5 5
Содержание добавки гипса в пересчете на 803, % 3,5 3,1 3,3
Сравнивая металлическую и другие фибры, нельзя делать однозначного вывода о преимуществах одной фибры над другой. К этому вопросу нужно подходить комплексно, в зависимости от среды, типа нагрузки и т. п. Немаловажное значение имеет цена, а здесь самой дешевой является металлическая
фибра. Возникает необходимость исследования бетонных изделий, армированных стальной фиброй, резаной из оцинкованного листа, которая к тому же лишена нестойкости к агрессивной среде за счет своего покрытия.
Материалы для проведения исследований
Материалами для проведения исследований выступали: товарный портландцемент Здолбунивского
ПАТ «Волынь-цемент»; песок из месторождений Славутского р-на Хмельницкой обл.; гранитный щебень фракции 5.20 мм Выровского карьера Ровен-
Табл. 3. Характеристика заполнителей
Существенных включений в песках органических, серистых и сернокислых примесей, аморфного кремнезема не обнаружено. Зерновой состав песка находился в диапазоне, который отвечает требованиям ДСТУ (государствен-
Физические свойства отсева, отмытого от пылевидных примесей:
- насыпная плотность в сыпучем состоянии рн = 1,47 г/см3;
- насыпная плотность в уплотнённом состоянии рн' = 1,87 г/см3;
- пустотелость в сыпучем состоя-
ской обл.; фибра, резаная из листа, ёг = 0,5 мм, к = 30 мм.
В качестве мелкого заполнителя в растворах и бетонах использовали: кварцевый песок мелкий и средней крупности месторождений Славутского р-на Хмельницкой обл.; в бетонных смесях - крупный заполнитель - гранитный щебень фракции 5.20 мм Выровского карьера Ровенской обл. Характеристики заполнителей представлены в табл. 3.
ных стандартов Украины).
В качестве основного заполнителя бетона был использован отсев измельчения гранита на щебень Выровского карьера Ровенской обл. (табл. 4).
нии - 47,7 %;
- пустотелость в состоянии уплотнения вибропрессованием - 30,7 %.
Все исследуемые отсевы характеризовались значительным содержанием частиц < 0,16 мм (15,20 %).
Фибровые волокна. Листовую
Показатель Песок П1 Песок П2 Щебень
Модуль крупности 1,87 2,11 -
Фракция, мм - - 5.20
Наибольшая крупность зерен, мм 1,25 2,5 20
Полный остаток на сите № 0,63, % 27 37 -
Водопотребность, % 8,8 6,6 3,1
Содержание пылевидных и глинистых частиц, % 2,4 1,7 -
Действительная плотность, кг/м3 2650 2690 2570
Насыпная плотность, кг/м3 1420 1380 1450
Пустотность, % 46,4 48,7 43,5
Табл. 4. Зерновой состав гранитного отсева Выровского карьера
Частичный остаток на ситах с размером амбарчика, мм Мкр
5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,16 < 0,16
7,2 34,7 10,5 14,2 13,6 10,9 17,8 3,02
фибру (рис. 1) получают путем резания стального листа, который сначала поддают холодному обкатыванию. Листовая фибра способна оказывать сопротивление растяжению в пределах 510.850 МПа. Согласно технологии
производства можно получить даже жаростойкую фибру из нержавеющей стали, которую используют для армирования конструкций и сооружений с высоким показателем теплостойкости.
Плотность - 7,5 г/см3.
Диаметр волокна - 0,35.0,5 мм.
Длина волокна - 40.45 мм.
Форма - отдельные плоские волокна с волной.
Прочность на разрыв - 510.850 МПа.
Коэффициент растяжения - 8 %.
Модуль Юнга - > 10000 МПа.
Рис. 1. Фибра, резаная из листа (листовая фибра)
Тонкие волокна фибры очень удобны, они препятствуют откалыванию бетона. Это свойство листовой фибры полезно, когда бетон еще не успел затвер-
деть. Добившись достаточной анкеровки, можно улучшить прочность сталефибро-бетона на стадиях как до, так и после появления трещин (табл. 5 и 6).
Табл. 5. Состав бетона (без фибры)
Состав Цемент, кг Песок, кг Щебень, кг Вода, л
На 1 м3 370 625 1100 210
На 60 л 22,2 37,5 66 12,6
Табл. 6. Испытание образцов (без фибры)
Марка образцов Размер Разрушающее усилие Б, кН Прочность на сжатие, МПа
К-1 10,3 х 10 X 10 139 13,4
К-2 10,2 х 10,2 х 10 141 13,5
К-3 10 х 10,2 х 10,2 145 14,2
Устраивание фибры в бетон. Бетономешалку загружают готовой смесью. В рассматриваемом случае поочередно загружали цемент, песок, щебень, воду и после готовности смеси добавляли фибру (табл. 7 и 8). Загрузка фибры осуществлялась в три приема через промежутки времени около 1 мин
при вращающемся барабане бетономешалки. При больших объемах загрузку фибры можно проводить виброситом, пневмозагрузчиком (воздушной помпой). Интервал перемешивания сталефибробе-тонной смеси не должен превышать 3 мин. Это вызвано тем, что если операцию выполнять дольше, фибра может
пристать к стенкам миксера и осесть не- матрица для всех образцов изготовля-
равномерно по телу бетона. Бетонная лась из одного состава бетона [10].
Табл. 7. Состав бетона (с фиброй)
Состав Цемент, кг Песок, кг Щебень, кг Вода, л Фибра (3 %), кг
На 1 м3 370 625 1100 210 30
На 60 л 22,2 37,5 66 12,6 1,8
Табл. 8. Испытание образцов (с фиброй)
Марка образцов Размер Разрушающее усилие Б, кН Прочность на сжатие, МПа
Ксфб-1 10,1 х 10,2 х 10 169 16,4
Ксфб-2 10,1 х 10 х 10 164 16,2
Ксфб-3 10,2 х 10 х 10 172 16,9
Наблюдая за характером разрушения бетонных образцов с фибровым армированием и без него, видна была закономерность, что образцы с фиброй разрушались плавнее и вязко без потери формы образца. Разрушенные образцы держат форму (рис. 2, а) и для того, чтобы рассмотреть расположение
фибры, приходилось разбивать их вручную (рис. 2, б). Можно сделать вывод, что в бетоне с фиброй происходит перераспределение усилий. Фибровые волокна накапливают напряжения, а затем перераспределяют их на крупный заполнитель (рис. 3 и 4).
Рис. 2. Вид разрушения кубов с фиброй
а И
со £
Л
К
Деформация, мм
Рис. 3. Диаграмма «нагрузка - деформация» Псфб-2 - образец армированного фиброй бетона
Деформация, мм
Рис. 4. Диаграмма «нагрузка - деформация» П-2 - образец неармированного бетона
Выводы
При использовании фибры достигаются более высокие показатели сопротивления бетона, чем без фибры
(рис. 5 и 6). Увеличивается деформа-тивность бетона при максимальных нагрузках.
Рис. 5. Призмы с фибровым армированием после разрушения
Рис. 6. Призма с фибровым армированием после разрушения с характерным расположением фибр в теле бетона
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Севка, В. Г. Послщовшсть розробки стратеги антикризового регулювання будiвельноl галузi /
B. Г. Севка, Н. Б. Палиа // Економжа будiвництва i мюького господарства. - 2009. - № 1. - С. 41-50.
2. Рабинович, Ф. Н. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции : монография / Ф. Н. Рабинович. - М. : АВС, 2004. - 560 с.
3. Фибробетон. Технологии будущего на службе настоящего // Федеральный строительный рынок. -СПб., 2009. - Вып. 74.
4. Дворкш, Л. Й. Основи бетонознавства / Л. Й. Дворшн, О. Л. Дворшн. - Киев : Основа, 2007. -
312 с.
5. Клюев, С. В. Высокопрочный фибробетон для промышленного и гражданского строительства /
C. В. Клюев // Инженерно-строительный журнал. - 2012. - № 8. - С. 6-10.
6. Талантова, К. В. Сталефибробетон с заданными свойствами и строительные конструкции на его основе : автореф. дис. ... д-ра техн. наук / К. В. Талантова. - Ростов н/Д, 2013. - 36 с.
7. ДСТУ-Н Б В.2.6-78:2009. Конструкцп будиншв i споруд. Настанова з проектування та виготов-лення сталефiбробетонних конструкцiй. - Ки1в : М-во регiонального розвитку та будiвництва Укра1ни,
2009. - 42 с.
8. Борисюк, О. П. Методика експериментальних дослвджень залiзобетонних балок, тдсилених у стиснутiй i розтягнутш зонi / О. П. Борисюк, Ю. Ю. Зятюк // Ресурсоекономш матерiали, конструкцп, будiвлi та споруди : зб. наук. праць. - Рiвне, 2013. - Вип. 27. - С. 27-33.
9. Семенюк, С. Д. Применение сталефибробетона для усиления сжатой зоны железобетонных балок методом наращивания / С. Д. Семенюк, Ю. Г. Болошенко // Ресурсоекономш матерiали, конструкцп, будiвлi та споруди : зб. наук. праць. - Рiвне, 2011. - Вип. 21. - С. 402-407.
10. Новицький, А. Г. Аспекты применения базальтовой фибры для армирования бетонов / А. Г. Новицький, М. В. Ефремов // Будiвельнi матерiали, вироби та саштарна техшка : наук.-техн. зб. -
2010. - Вип. 36. - С. 22-26.
11. Клюев, С. В. Экпериментальные исследования фибробетонных конструкций / С. В. Клюев // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. - 2011. - № 4. - С. 71-74.
Статья сдана в редакцию 19 мая 2016 года
Александр Павлович Борисюк, канд. техн. наук, проф., Национальный университет водного хозяйства и природопользования. Тел.: +380-505-69-41-70.
Юрий Юрьевич Зятюк, аспирант, Национальный университет водного хозяйства и природопользования. E-mail: [email protected].
Aleksandr Pavlovich Borysyuk, PhD (Engineering), Prof., National University of Water management and environmental engineering. Phone: +380-505-69-41-70.
Yury Yuriyevich Ziatyuk, PhD student, National University of Water management and environmental engineering. E-mail: [email protected].
cyberleninka.ru
Фибробетон и фиброволокно - применение, свойства и характеристики.
Фибробетон – это армированный фиброволокном мелкозернистый бетон, отличительной чертой которого является равномерное и разнонаправленное размещение армирующего материала по всему объёму, что позволяет достичь целого ряда технических и эксплуатационных преимуществ. Армирующий материал, фиброволокно, представляет собой волокна из металлических и неметаллических материалов – стали, базальта, полимеров, стекла и т. д., различной длины способные при перемешивании равномерно распределиться по объёму бетона для образования композиционного материала.
Свойства и характеристики фибробетона и фиброволокна
Возможность применения фибры в бетоне зависит от используемого материала. Кратко охарактеризуем основные виды фиброволокна:
- Стальная проволока толщиной до 0,5 мм и длиной от 10 до 50 мм. Увеличивает прочность на растяжение и разрыв, уменьшает усадку и трещинообразование.
- Стеклянное волокно – обладает высоким показателем упругости и позволяет значительно увеличить пластичность материала.
- Базальтовая фибра – позволяет значительно повысить ударопрочность материала, стойкость к деформации и образованию трещин.
- Полипропиленовая и другие виды полимерной фибры – наиболее популярный армирующий материал. Применение полипропиленовой фибры позволяет увеличить стойкость к химическим веществам, прочность на растяжение, стойкость к высоким и низким температурам и уменьшить вес конструкций.
Фиброволокно отлично взаимодействует и с бетоном, и с другими составами, в т. ч. газо- и пенобетонными смесями. В легких бетонах она обеспечивает устойчивость процесса поризации, увеличение прочности пеноблоков.
Отличительными свойствами фибробетона являются:
- Увеличенная прочность на разрыв и растяжение.
- Стойкость к химическим веществам и атмосферным воздействиям.
- Увеличенный модуль упругости.
- Отсутствие усадки.
- Стойкость к низким и высоким температурам.
- Устойчивость к образованию трещин.
- Влагостойкость.
- Износостойкость.
- Повышенная пластичность и ударопрочность.
В разрезе фибробетон представляет собой однородную конструкцию, пронизанную тонкими волокнами. Этим он выгодно отличается от обычного армированного сеткой бетона, не имеющего однородную структуру и способного к крошению.
Сфера применения фибробетона
Благодаря своим высоким техническим характеристикам сфера применения фибробетона охватывает практически все виды промышленности и строительства. Армированный фиброволокном бетон применяется при создании наиболее стойких к нагрузкам конструкций различного назначения.
Фибробетон применяется при подготовке:
- наливных и промышленных полов;
- мостов;
- взлетно-посадочных полос;
- дорожных покрытий;
- фундаментов и каркасов зданий;
- берегозащитных полос и т. д.
Основные характеристики фибробетона, его преимущества в сравнении с другими материалами вы можете оценить, просмотрев представленное видео.
Из экономических преимуществ стоит особо отметить уменьшение трудовых и временных затрат в сравнении с армированием сеткой или каркасом. Снижается расход бетона, увеличивается время эксплуатации конструкций, повышается стойкость к разрушению.
Сферу применения фибробетона во многом определяет тип фиброволокна:
- Стальная фибра чаще применяется при производстве шпал, фундаментов, настилов мостов, каркасов зданий и монолитных сооружений – в конструкциях с высокими требованиями прочности.
- Фибробетон на основе стеклянного фиброволокна обладает высокими декоративными качествами, применяется в конструкциях с высокими требованиями к водостойкости.
- Материал с базальтовыми волокнами обладает наибольшими показателями прочности и ударостойкости, применяется в конструкциях эксплуатируемых при высоких нагрузках.
- Бетон с применение полипропиленовой фибры наиболее подходит для производства пеноблоков, ячеистых бетонов, легких конструкций.
Получение необходимых качеств при производстве фибробетона возможно лишь при строгом соблюдении технологии, применении качественных материалов в пропорциях необходимых для получения заданных свойств.
nt98.ru
