Фиброволокно для бетона: обман маркетологов или нет

Фибра: что это, и какая она бывает

Фибра представляет собой отрезки волокна, которые могут иметь разную длину, толщину, форму сечения, а также выполняться из различных материалов.

На сегодняшний день фибру выполняют из таких материалов, как сталь, полипропилен, стекловолокно, базальт, полимеры.

Выбор фибры зависит от типа конструкции и назначения раствора, например, в штукатурные растворы добавляют короткую фибру (до 6 мм), чтобы обеспечить гладкость оштукатуренной поверхности, а в тяжелые бетоны — более длинную.

Бетон с добавлением фибры (фибробетон) — это обычный бетон (раствор), в который, помимо основных компонентов (цемент, мелкие и крупные заполнители, вода,специальные химические добавки, например,пластификаторы), добавлена еще и фибра.

Область применения

Представленная армирующая добавка может подмешиваться в любые растворы и составы на основе цемента и даже извести или гипса. Целесообразнее её использовать в случаях, когда конструкция будет заведомо подвержена усадке и в результате этого, растрескиванию. А также по причине различных механических воздействий, возможных в конкретном случае.

Стальная фибра используется:

• при формовании сборных и монолитных железобетонных конструкций каркаса здания (стеновые панели, колонны, плиты перекрытий, фундаменты);
• для ремонта дорог, изготовления ЖБ плит и дорожного покрытия, включая автострады и взлётно-посадочные полосы аэродромов;
• в строительстве сейсмоустойчивых и гидротехнических конструкций, противооползневых защит и других береговых сооружений;
• при устройстве бетонной стяжки полов, в том числе наливных;
• для создания малых конструкций (бордюров, уличной плитки, отделочного камня);
• в архитектурных проектах по монтажу декора, памятников, статуй, фонтанов;
• при производстве бетонных изгородей и заборов;
• в штукатурке стен, изготовлении пенобетонных блоков и гипсовых растворов.

Свойства

Поскольку базальтовое волокно получают из расплава природного камня, оно показывает великолепную стойкость к агрессивным средам, будь то кислотная, щелочная среда или растворы солей. Помимо химической стойкости, базальтовые волокна демонстрируют такие показатели, как:

1. термоизоляция;
2. звукоизоляция;
3. негорючесть;
4. высокая температура плавления;
5. устойчивость к очень низким температурам (–200° С при длительном воздействии);
6. отсутствие дымления (например, при пожарах);
7. низкая гигроскопичность (ниже, чем у стеклянных волокон, в 6 раз);
8. прозрачность для электромагнитного излучения, радиолучей, магнитного поля;
9. высокая прочность;
10. высокий модуль упругости;
11. экономичность производства и невысокая стоимость.

Этими характеристиками обуславливается широкое применение материала в следующих отраслях:

1. тепло- и звукоизоляция;
2. противопожарные системы;
3. огнестойкие материалы;
4. армирование;
5. производство фильтров.

Из базальтового волокна изготавливается текстиль, нетканые материалы, плиты, ровинг, а такжебазальтовая фибра, которая нашла применение в строительстве.

На что обращать внимание при покупке фибры

Покупка некачественной фибры — не только напрасная трата денег, но и риск испортить конструкцию. Бетонные сооружения изготавливаются с расчетом на прочность и долгий срок службы. Использование некачественных материалов может привести к значительным убытками.

Например, на рынке встречается полипропиленовая фибра кустарного производства. На вид она мало отличается от заводской фибры, но изготавливается с нарушением технологии. В качественной фибре есть такой компонент, как замасливатель. Он препятствует комкованию волокон и способствует их равномерному распределению в растворе. Поддельная фибра скомкуется, и образования трехмерного каркаса в толще бетона не произойдет, а значит, бетон не получит тех свойств, которые ожидались при добавлении фибры. «Сэкономив» несколько рублей, можно понести существенные убытки.

Чтобы избежать таких ситуаций, приобретайте фибру проверенных производителей у надежных поставщиков.

Что представляет собой стяжка с фиброй

Цементная стяжка не является надежной и через некоторое время из-за влияния разнообразных факторов начинает крошиться и растрескиваться. Чтобы получить идеально ровную поверхность необходимо приложить немало усилий. Для облегчения достижения этой цели на обрабатываемый участок сначала укладывается армированный слой, чаще всего в качестве него используется стальная сетка.

Однако если заливаемая площадь значительных размеров, то она не поможет сделать поверхность ровной. В этом случае применяется фиброволокно. Стоимость этого материала ниже, чем стальной сетки. Замешивается вместе с цементом. Фиброволокно на структурном уровне совместимо абсолютно со всеми добавками, которые используются для приготовления бетона.

Все составляющие раствора должны быть тщательно перемешаны, именно от того однородная получилась смесь или нет зависит ее качество. Чтобы этого добиться, необходимо постепенно добавлять в состав полипропиленовую фибру. Лучше всего сначала перемешать добавку с сухим цементом, а затем в эту смесь вливать воду и доводить раствор до необходимой густоты. Благодаря свойству фибры заполнять все пустоты, цементный раствор не застывает кусками.

Что такое фиброволокно

Бетон обладает специфическими характеристиками, определяющими его как хрупкое вещество с неоднородной структурой. Значение предельной деформации у него намного ниже, чем, например, у стекла, стали или полимерных композитов.

Для повышения показателей упругости возникла необходимость использования волокнистых присадок (фибры), как микроарматуры для бетонных конструкций. Эта особенность нашла широкое применение в технологии строительных процессов, таких как приготовление цементных смесей, изготовление высокопрочных материалов и т.д.

Фибра представляет собой материал в виде отрезков нитей или узких полос органического или неорганического происхождения. Механические характеристики фибробетона зависят от количества и схемы расположения фибр в растворе.

Метод дисперсного армирования бетона предусматривает произвольную и направленную ориентацию волокон.

Направленная предполагает применение тонких непрерывных нитей, тканых и нетканых сеток, жгутов и других подобных материалов. Произвольная (свободная) возникает при использовании рулонных материалов в виде матов, холстов, вуалей.

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.

Структура газофибробетона

Основные свойства материала:

• средняя плотность 550 кг/м³;
• экономичность: 1 тонна сухой смеси = 2 м³ газофибробетона;
• низкая теплопроводность;
• экологически чистый.

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

Смесь пенофибробетона

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.

Почему все перечисленные варианты самодельных фибр не будут работать?

Прочитайте определение полипропиленовой фибры. Там написано, что её волокна подвергаются химической и композитной модификации. Также обрабатываются волокна всех перечисленных фибр. А знаете, зачем? Причин тут две. Первая – необходимо, чтобы строительная смесь, в которой находится волокно, имела отличную адгезию с поверхностью фибры, поэтому та формуется специальным образом. Вторая – волокна фибры не должны слипаться друг с другом, поэтому их обрабатывают специальными составами. Самодельная фибра может быть и улучшит характеристики бетона или строительной смеси, но не намного, а времени с ней Вы потеряете очень много.

Правильный вариант

Вместо того, чтобы резать 20 кг стальной проволоки на кусочки по 2 см, а потом придавать им форму, или полосовать мешок из-под сахара, отсчитывая по сантиметру, лучше приобрести готовую фибру, произведённую на качественном оборудовании и прошедшую все необходимые испытания. Тем более, что стоимость полипропиленовой фибры, производством которой мы занимаемся, не настолько велика по сравнению со стоимостью большинства строительных смесей или арматуры, и ниже, чем у остальных видов фибры.

Обратите внимание на продукцию:

• микрофибра «MICROARM» с длиной волокон от 2 до 18 мм;
• структурное синтетическое макроволокно «POLIARM» для объёмного армирования, с длиной волокон 25-55мм;
• макроволокно из ориентированного сополимера полипропилена «X MESH» в виде скрученных жестких волокон длиной 23, 39 и 54 мм.

На каждый тип полимерных волокон, который мы производим, имеются технические карты с рекомендациями использования и результатами прошедших испытаний и проверок.

Поэтому не надо раздумывать над тем, чем можно заменить фибру для бетона. Если Вы решили строить, то делайте это качественно. Только такой подход может принести уверенность в том, что всё сделано качественно, и на долгие годы.

Что такое объемное армирование

Объемное или дисперсное армирование — это внесение в бетонную смесь коротких отрезков волокна (фибры). Разные виды фибры отличаются друг от друга материалом, формой, длиной, толщиной, конфигурацией сечения, фактурой поверхности.

Армированный фиброй бетон называют фибробетоном.

В отличие от традиционной арматуры, фибра распределяется в бетоне равномерно по всему объему, образуя трехмерную структуру, поэтому она фиксирует все трещины на ранних этапах образования. Фибра повышает прочность, плотность, ударную вязкость бетона, прочность на изгиб и разрыв. Фибробетон также не подвержен усадке, он более морозостойкий, водостойкий, жаропрочный, чем бетон без добавок.

В штукатурных растворах применяется фибра длиной от 3 мм, а в тяжелых бетонах — фибра с более длинными волокнами.

Полипропиленовая фибра для стяжки

Мы уже говорили об основных свойствах полипропиленового волокна для армирования бетона. Выяснили, чем полезна фибра для бетонов и растворов, как она улучшает их качества. Но одновременно с этим не будем забывать, что кроме уменьшения образования микротрещин, придания гибкости и улучшения собственных свойств бетонного состава, микрофибра не играет глобальной роли и не заменяет настоящую арматуру.

Если заливать бетон на жесткое основание, он и так ляжет ровно и высохнет без трещин (если соблюдена технология приготовления раствора). Микроволкно полезно добавлять для подстраховки в тех случаях, если снизу уложен мягкий материал (тепло- или звукоизоляция).

Хорошо применять полипропиленовую фибру для придания поверхности стойкости к истиранию. Она же помогают сделать поверхность более ровной.

Армирующий наполнитель

Армирующий наполнитель служит одним из основных элементов стеклокомпозита и определяет его механические характеристики.

В состав стеклянных наполнителей входят оксиды кремния, алюминия, магния, кальция. Для получения волокон с особыми свойствами включают в состав оксиды бора, натрия, циркония.

Стеклоровинг

Волокнистый наполнитель стеклокомпозита. Имеет вид жгута, состоящего из сплошных не скрученных стеклянных нитей. Из прямого стеклоровинга изготавливают тканые (стеклоткань) и нетканые (стекломаты) материалы. Крученый стеклоровинг используется для получения шнуров, канатов, шпагатов.

Основой стеклоровинга является алюмоборосиликатное вещество марки типа Е с добавлением циркония. Стеклянные волокна, которые составляют первичную нить, имеют диаметр 10 — 25 мкм. Для защиты от повреждений и лучшей совместимости со связующими смолами нити обработаны замасливателем.

Различают два вида стеклоровинга:

1. Прямой (однопроцессный). Имеет вид не скрученного жгута в одну сложную волокнистую нить, применяется с полиэфирными и эпоксидными связующими смолами.
2. Сложенный (ассемблированный). Состоит из нескольких сплошных стеклянных нитей.

Ассемблированный ровинг

Сложенный стеклоровинг, который бывает малосложенный и многосложенный.

Малосложенный (текстурированный) ровинг представляет собой стекловолокнистый жгут из нескольких сложных волокон с равномерным натяжением. При изготовлении многосложенного (рассыпающегося) ровинга используют специальный вид замасливателя, который позволяет использовать ровинг для напыления.

Нетканые материалы. Стекломаты

Стекломаты представляют собой нетканое полотно, собранное из беспорядочно расположенных стеклянных нитей различного размера, которые пропитаны связующим веществом. В зависимости от плотности полотна и используемого связующего существуют маты нескольких видов:

• Порошковый. При склеивании используют порошковый наполнитель. Имеет рыхлую структуру, низкую эластичность, плотность 100 — 850 г/м2.
• Эмульсионный. Стеклянные волокна длиной 5 — 45 мм соединены эмульсионным клеевым составом. Плотность 100 — 850 г/м2.
• Длинноволокнистый. Прослойки стекловолокна соединены связующим полимером. Плотность 120 — 920 г/м2.

Стеклоткань

Стеклоткань представляет собой материал из тканого стекловолокна с толщиной нити 30 — 90 мкм. Существует несколько разновидностей стеклоткани, но в качестве армирующего материала для стеклокомпозита применяется конструкционная и ровинговая ткань. Плотность материала 30 — 1800 г/м2.

По способу плетения нити стеклоткани различают:

• с полотняным переплетением (стеклорогожа), где ровинги переплетаются в каждом пересечении, поэтому ткань плотная и плохо поддается изгибу;
• с саржевым переплетением, когда ровинги образуют диагональные рубчики в переплетении, ткань имеет меньшую плотность и идеально подходит в качестве армирующего материала и изготовления объектов сложной конфигурации;
• с сатиновым переплетением, ровинги образуют рисунок в плетении, поэтому ткань очень гибкая и имеет низкую плотность.

Рубленое стекловолокно

Рубленое стекловолокно получают двумя способами:

1. Разрезание ровинговых жгутов на нити с длиной отрезка 6 — 35 мм.
2. Обработка стеклонитей на молотковой дробилке с получением нитей длиной 0,8 мм, которые в дальнейшем используют в качестве армирующего наполнителя.

Стеклокомпозиты на основе рубленого стекловолокна обладают анизотропными свойствами. Связующим для рубленого волокна являются полиэфирные, винилэфирные или формальдегидные смолы.

Основные компоненты добавки

Технология изготовления добавок зависит от типа применяемых армирующих компонентов. Не все волокна соответствуют требованиям, которые предъявляются к арматурным каркасам.

В качестве фибр применяются металлические и неметаллические нити разной длины и сечения:

1. В конструкционном отношении наибольший эффект получают от использования стальных волокон, модуль деформативности которых в 6 раз выше показателей бетона.
2. Применение полипропилена позволяет на 60-90% сократить риск трещинообразования во время пластической усадки смесей.
3. Стеклофибра отличается низкой щелочестойкостью и используется только для предварительного армирования при изготовлении изделий из гипса или стеновых блоков из ячеистых бетонов.
4. Базальтовая фибра устойчива к щелочным процессам. Модуль упругости на 15-20% выше, чем у волокон из стекла.
5. Асбестовые волокна нейтральны к агрессивному воздействию цементов, их характеризует высокая прочность и огнестойкость.

Рациональный выбор добавок для армирования бетона позволяет получить изделия, обладающие стойкостью к механическим нагрузкам.

Стеклофибре свойственна низкая щелочестойкость.

Новости

Мы всегда готовы помочь

Компания Cemmix открыла бесплатную горячую линию, чтобы помогать Вам по любым вопросам, связанными со строительством с использованием добавок для бетона
Звоните и спрашивайте, наши консультанты всегда готовы помочь!

Гиперпластификатор

Гиперпластификаторы — это новый вид пластифицирующих добавок для бетона, обеспечивающих подвижность смеси свыше П5. Помимо пластичности, они повышают водонепроницаемость и морозостойкость бетона в 2 — 3 раза.

Новый сверхпрочный бетон

В России разработана рецептура получения сверхпрочного бетона (до класса В160 или марки М2000). При этом, благодаря различным добавкам и модификаторам, экономия цемента при его производстве, составляет 1,5 — 2 в сравнении с не модифицированным.

Общие свойства фибры для бетона. Для чего используется фиброволокно

Фиброй называют волокна, выполненные из стали, базальта, стекла, полимеров, полипропилена. Эти волокна могут иметь различную длину (от 2—3 мм до нескольких сантиметров), толщину, конфигурацию, форму сечения, текстуру поверхности.

Фибру добавляют в бетонные растворы любого назначения для придания прочности, ударной вязкости, устранения усадки и предотвращения растрескивания, повышения долговечности и устойчивости к истиранию. Бетон с добавлением фибры становится водостойким, устойчивым к морозам (морозоустойчивость может повышаться до 100 циклов), жаростойким.

В штукатурные растворы добавляют фибру малой длины (3-6 мм) для обеспечения гладкости оштукатуренной поверхности. В тяжелые бетоны добавляют фибру большой длины волокон.

Бетоны с добавлением фиброволокна называются фибробетонами.

Применение в строительстве

Широкое применение получила базальтовая фибра в производстве строительных работ. Она может использоваться практически в любых видах строительных материалов:

1. штукатурке;
2. шпаклевке;
3. плиточном клее;
4. цементных растворах;
5. бетонных смесях.

Благодаря своим характеристикам, бетон используется в строительстве уже несколько тысячелетий, со времен Древнего Рима и до сих пор не потерял актуальности. Это очень прочный материал, но у него есть свои недостатки:

1. низкая ударная вязкость, которая приводит к появлению трещин при ударе;
2. склонность к усадке и образованию трещин;
3. низкая прочность при изгибе;
4. подверженность коррозии из-за пористой структуры.

Но мы-то живем не в Древнем Риме и можем пользоваться достижениями современной химии для того, чтобы сделать бетон по-настоящему безупречным. На сегодняшний день разработаны различные добавки, которые придают бетонам те или иные требуемые качества. Бетон может стать морозостойким и водонепроницаемым, особо прочным, не подверженным коррозии и трещинам. Все эти чудеса происходят благодаря добавкам.

Современное строительство немыслимо безхимических добавок для бетона: пластификаторов и суперпластификаторов, противоморозных, водоотталкивающих и прочих.

Так, пластификаторы позволяют повышать подвижность бетона на несколько пунктов без смещения водоцементного соотношения в пользу воды, благодаря чему облегчаются работы по укладке и обработке бетона вплоть до получения литых бетонных смесей. При этом экономятся цемент (до 15 и даже 20%), вода, электроэнергия и трудозатраты без ущерба для прочности готового изделия.

Специальные противоморозные добавки позволяют производить бетонирование даже при отрицательных температурах, что в условиях России, с ее затяжной холодной зимой, крайне актуально.

Благодаря добавкам можно получить бетон, устойчивый к замерзанию и оттаиванию, водостойкий бетон, необходимый для сооружений, постоянно подвергающихся воздействию влаги.

Также в бетон добавляетсябазальтовая фибра.

Виды армирующих добавок

Существует несколько видов фибры в зависимости от того, из какого материала она изготовлена. Самые востребованные – это металлическая, базальтовая, полипропиленовая и стекловолоконная. Каждая из них имеет свою область применения и норму расхода.

Использование фиброволокон в зависимости от вида

Посмотрите, для чего служит та или иная добавка:

Нормы расхода

Расход фибры для производства бетонных изделий различается в зависимости от их назначения, величины нагрузки и сферы применения.

Существует инструкция по определению расходных норм добавок для приготовления качественных смесей:

• Изготовление гипсовых изделий (фасадная облицовка, декоративный искусственный камень) – 0,4-0,8 кг/м3;
• Пенобетон, полистиролбетон и другие виды пористых бетонов – 0,6-0,9 кг/м3;
• Сухие строительные смеси и штукатурки – 0,6-0,9 кг/м3;
• Бетон для дорожек и автомобильных стоянок – 1,0-1,5 кг/м3;
• Цементно-песчаная стяжка, тротуарная плитка и другие покрытия с высокой нагрузкой – 1.8-2.7 кг/м³.

Преимущества

Бетон с фиброй обладает следующими преимуществами:

• в 2 раза увеличивается прочность материала на растяжение при изгибе;
• предельная деформация повышается в 20 раз;
• улучшается вязкость, устойчивость к ударной нагрузке;
• сохраняется морозоустойчивость и водонепроницаемость;
• увеличивается огнестойкость при воздействии высоких температур;
• повышается сопротивление сейсмологическим факторам;
• получившаяся трёхмерная структура препятствует растрескиванию строительного материала и его истиранию;
• имеет прекрасную совместимость с любыми активными добавками.

При всём этом, фибра доступна в применении, имеет низкую стоимость, что удешевляет цену бетона и строительного процесса в целом.

Особенности фиброволокна

Использование фибры повышает надежность сооружения на 90%, при условии добавления в состав еще и пластификаторов хорошего качества.

При ее использовании в заливаемом слое абсолютно на всех этапах застывания трещины не образуются:

• на первой стадии заливки бетона в течение первых 6 часов фиброволокно для стяжки препятствует появлению трещин благодаря тому, что вещество равномерно распределяется по пустотам раствора;
• на второй стадии, когда бетон начинает усаживаться и появляются мелкие трещины, волокна фибры их связывают и не дают им увеличиться;
• на последней стадии, фиброволокно способствует равномерному высыханию и уменьшает напряжение бетона.

Фиброволокно способно снизить влагопоглощающие свойства бетона. Это возможно, потому что поры становятся меньше. Воде труднее находить проходы и она проникает намного медленнее. Благодаря этому свойству фиброволокно применяется при возведении отстойников для вод, сооружений в морях и реках.

К тому же полипропиленовая фибра обладает и обратным эффектом, то есть практически не отдает имеющуюся в бетоне воду наружу. Благодаря такому свойству она будет немного снижать его распространение, и понижать взрывное откалывание строительных сооружений.

Благодаря полипропиленовой фибре пластичность бетона становится в несколько раз больше. Такая характеристика присуща не только лишь раствору, а также готовой затвердевшей конструкции из него, она может выдерживать удары и подавлять колебания. Данная характеристика материала используется на объектах военного значения и в тяжелой промышленности. Сооружения, возведенные с применением фиброволокна, отлично выдерживают землетрясения и имеют высокую сопротивляемость к взрывам.

Очень важной характеристикой является истираемость поверхностей. Присущ очень быстрый износ тем конструкциям из бетона, которые используются в довольно агрессивной среде

По этой причине дамбы, водохранилища и водные заграждения зачастую возводятся с применением смеси цемента и фиброволокна.

Также этот материал обладает высокой морозоустойчивостью, и это качество перенимает бетон. При этом его устойчивость к минусовым температурам становится выше в несколько раз.

Если раствор с добавлением полипропиленовой фибры замешивать в соответствии с технологией, то адгезия полученного бетона с поверхностью намного улучшится и производить его выравнивание на ней будет легче.