Фиброволокно (фибра) для бетона — что это такое, как использовать

Что такое фиброволокно?

Фиброволокно — фибра — это материал преимущественно искусственного происхождения в виде тонких прочных волокон диаметром 10 — 15 микрон и длиной от 1,5 до 45 мм

, эта добавка в бетонные смеси на данный момент является альтернативой армированию стальной сеткой. Фиброволокно способно взаимодействовать с любыми материалами, причём, свойства свои не утрачивает даже при высокой влажности, и не подвержена коррозии в отличие от металлической сетки.

Стальная добавка для бетона

Стальная фибра для бетона представляет собой отрезки проволоки. Их длина может быть разной, от 25 до 60 мм, с диаметром от 0,7 до 1,2 мм. Неравномерная, шероховатая поверхность исходного материала обеспечивает отличное сцепление с ингредиентами бетона, песком и цементом. Часто используется металлическая фибра с загнутыми концами. Хотя, её форма бывает любой:

• прямой;
• дугообразной;
• треугольного сечения;
• волной;
• гладкой или шероховатой по структуре металла.

Виды фиброволокна:

Фиброволокно может отличаться по своей длине и техническим свойствам. Это определяет область применения материала. Он является альтернативой стандартной арматуры и сварной сетки, которая намного сложнее в монтажных работах и стоит дороже.

Фиброволокно в зависимости от наполнения может быть следующих видов:

• Полипропиленовая фибра.
  Материал полимерного типа, имеет небольшой вес, не вступает в различные реакции с агрессивными веществами, которые входят в состав строительных смесей. Не подвержен разрушению при высоких температурах, также является качественным теплоизолятором. Полипропиленовый наполнитель применяют преимущественно при черновой отделке стен, создании конструкции теплого пола.
• Стеклофибра.
  Материал отличается пластичностью, имеет небольшой вес. Такой тип стекловолокна имеет относительно хорошую пластичность, применяется также при создании различных архитектурных памятников.
• Базальтовая фибра.
  Применяется при создании бетонных конструкций, которые эксплуатируют в условиях повышенных нагрузок. Наполнитель используется для возведения высокопрочных фундаментов, столбов, железнодорожных шпал. Также этот материал применяют при армировании пеноблоков для получения дополнительной прочности.
• Металлическая фибра.
  Материал производят в виде тонких волокон из металла. Применение металлофибры ограничивается строительством конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками и устойчивостью к низким температурам. Материал имеет большую прочность и демонстрирует устойчивость к нагрузкам, но при этом увеличивает массу основания из-за высокого удельного веса.
• Асбестовая фибра.
  Используется преимущественно при выполнении наружных работ, но ее применяют достаточно редко.

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.

Особенности применения фиброволокна:

Фиброволокно в бетоне рекомендуется распределять равномерно по всему объёму, добиваясь увеличения прочности конструкции. Благодаря невысокому весу основных видов материала, кроме металлического, он не оказывает значительного влияния на конечный вес бетона, но положительно влияет на характеристики изделия.

Также фиброволокно имеет и другие преимущества:

1. При добавлении в бетон пластифицирующих добавок удаётся добиваться равномерного распределения армирующих компонентов. Это способствует возрастанию прочности монолита на 90% по сравнению с обычным составом бетона.
2. Добавление фибры в состав раствора, который применяется во время штукатурки, избавляет от необходимости дополнительно использовать армирующие сетки.
3. Небольшой удельный вес позволяет избегать избыточного давления на строение и несущие элементы здания. При этом удаётся добиваться высоких показателей прочности, сравнимых с железобетонными конструкциями.

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.

Расход фибры на 1 м3 раствора:

Для изготовления изделия из бетона с добавлением фиброволокна требуется знать точное количество армирующего компонента. Расход рассчитывают в граммах на 1 м3.

Также важно учитывать состав строительной смеси:

• 400-600 г/м3 — при производстве декоративного камня, облицовочных составов;
• 600-900 г/м³ — для повышения прочности бетонных изделий и пеноблока;
• 1000-1500 г/м3 — при создании цементных оснований, плит и блоков;
• 1800-2700 г/м3 — при производстве бетона с максимальной устойчивостью к внешним факторам и повышенным нагрузкам.

Фибра для бетона: виды и особенности использования

Включение материала в состав
Для улучшения характеристик возводимых бетонных и железобетонных конструкций, применяется добавка, которая существенно улучшает характеристики смесей. Речь пойдет об аналоге арматуры — фибре.

Она сравнительно недавно появилась на нашем рынке, и тотчас же завоевала доверие специалистов. Волокна могут быть различного происхождения, иметь разные размеры и внешний вид. Чаще всего, в строительстве используется металлическая фибра для бетона.

Описание, применение

Бетон сам по себе является прекрасным строительным материалом, во многих областях применения не имеющий аналогов. Однако и у него есть свои минусы: он подвержен механическим повреждениям, особенно по краям и в местах стыка элементов. Армирование с помощью оговариваемого волокна, может кардинально повысить его прочность и увеличить срок службы.

Наиболее активно волокна применяются в строительстве.

Виды волокон и их характеристики:

Области применения комбинированного материала:

• при устройстве полов;
• при штукатурных фасадных работах;
• в изготовлении строительных блоков;
• для изготовления свай;
• при строительстве мостов;
• при монтаже бетонного дорожного и аэродромного полотна;
• в несъемной опалубке;
• в фундаментах под оборудование ударного и динамического действия.

Микрофибра может подмешиваться в любые смеси, в составе которых есть цемент. Если она добавляется в раствор для армирования, она вводится в смесь до заливки воды (как видно на фото), затем перемешивается и равномерно распределяется по всему раствору.

Добавление волокон в миксер

Такой материал приобретает следующие характеристики:

1. Значительно повышается эластичность, стойкость к механическим повреждениям.
2. Увеличивается износостойкость.
3. Усиливается водостойкость.
4. Бетон приобретает лучшую адгезию.
5. Повышается долговечность конструкций.
6. Повышается ударное сопротивление.

К плюсам применения такого волокна можно отнести: отсутствие необходимости в специальном оборудовании для ее введения (засыпку легко выполнить своими руками), бюджетность добавки.

Разновидности фиброволокна

Фибра из металла

Металлическая — производится по разным технологиям.

Она может быть:

• вырезанной из стального листа;

Длина такого волокна 20-50 мм, прочность на разрыв от 510 до 850 H/мм 2.

• волновой формы, нарезанной из проволоки;

Благодаря покрытию, такая фибра имеет отличное сцепление с бетоном и прочность к разрыву порядка 3000 H/мм 2.

Стальная анкерная разновидность

Наиболее часто используется фибра стальная в виде анкерных и волнообразных волокон.

Фибра анкерная стальная

Ее производят из низкоуглеродистой проволоки общего назначения (термически не обработанной), в соответствии с ГОСТ 3282-74, EN 10016-4, C12D2 – C18D2. Длина 50-60 мм, диаметр 1 мм, предел прочности на разрыв от 950 до 1350 H/мм 2.

Если армировать ею бетон, достигаются следующие результаты:

• увеличение прочности на сжатие до 25%;
• увеличение прочности на растяжение при изгибе до 250%;
• увеличение прочности при осевом растяжении до 60-80%;
• увеличение сопротивляемости удару до 10-12 раз;
• увеличение модуля упругости до 20%;
• увеличение срока службы конструкций;
• увеличение морозостойкости, водонепроницаемости, стойкости к образованию трещин, перепадам температуры.

Расход на куб раствора:

• при малых нагрузках — 15–20 кг/м3.
• при средних нагрузках — 30–45 кг/м3.
• при больших нагрузках — 45–75 кг/м3.
• в особых случаях – 75–150 кг/м.3.

Фибра стальная волновая

Такое волокно изготавливается из стальной низкоуглеродистой и высокоуглеродистой проволоки, произведенной в соответствии с ГОСТ 3282-74, ГОСТ 9389-75.

Бетон с волокном из проволоки получает следующие характеристики:

• повышение показателя прочности на сжатие на 25%;
• повышение показателя прочности на растяжении при изгибе на 250%;
• увеличение прочности при осевом растяжении на 60%;
• повышение ударопрочности в 12 раз;
• повышение модуля упругости на 20% .

Сколько материала идёт на куб смеси:

• при устройстве промышленных полов — 20-40 кг;
• при монтаже плит перекрытия — 25- 50 кг;
• при строительстве мостов, тоннелей, дорог — 500-100 кг;
• при возведении морских сооружений — от 100 кг.

Важно! Использование при устройстве полов, позволяет уменьшить толщину стяжки.

Фибра из базальта

К достоинствам этого материала можно отнести:

1. Конструктивная прочность.
2. Долгий срок службы.
3. Отличная термостойкость.
4. Негорючесть.
5. Морозостойкость.
6. Водонепроницаемость.
7. Устойчивость к агрессивным средам.
8. Экологичность.

Базальтовая разновидность применяется в:

• гражданском строительстве;
• устройстве промышленных полов;
• сооружениях с повышенным износом поверхности (водохранилища, морские сооружения, углехранилища и т.д.);
• сооружении мостов, дорог (особенно, когда требуется повышенная стойкость к реагентам);
• строительстве тоннелей;
• изготовлении тротуарной плитки, декоративных элементов.

Расход ее в бетон на 1 м. куб.:

1. Добавление в сухие смеси, в раствор для декоративных изделий, в пенобетон, газобетон — от 0,3 до 0,9 кг;
2. Устройство автостоянок, дорог, испытывающих небольшие нагрузки, промышленных полов — от 0,9 до 1,8 кг.
3. Строительство мостов, магистралей, аэродромных полос, конструкций, испытывающих сильные нагрузки, гидротехнических сооружений — от 1,8 до 2,7 кг.

Углеродная фибра

Эта добавка наделена существенными достоинствами, зачастую отсутствующими у других фиброволокон. Она не подвержена коррозии (в отличие от металлической), обладает стойкостью к щелочам (что отсутствует у базальтовой и стеклофибры), имеет отличное сцепление с бетоном (чем не может похвастаться полипропиленовая фибра).

Углеродная разновидность достаточна дорога по сравнению с остальными, однако маленький расход (0,6-1,1 кг/м3) и отличные качества это компенсируют.

Применение углеводородного материала:

• строительство дорог и аэродромных полос;
• инженерные и гидротехнические конструкции;
• стяжка пола;
• торкрет-бетон;
• малые архитектурные формы, производство ЖБИ.

Фибра из полиамида

Введение составляющей из полиамида добавляет раствору цепкости, эластичности и прочности, улучшает гидроизоляционные свойства, морозо- и химическую стойкость. Ее можно вводить и в сухие смеси, и в растворы с водой.

У нее низкая цена, она отличается малым расходом. Средняя норма добавления в бетон — 0,2 кг на 1 м3.

Стеклофибра

Она представляет собой нарубленное стекловолокно. При перемешивании раствора добавка распадается на волокна, и становится практически невидимой.

Стеклофибра помогает уменьшить усадку и растрескивание бетона. Она устойчива к воздействиям агрессивных сред и коррозии. Обладает хорошей прочностью, эластичностью и упругостью.

Добавляется она в следующих случаях:

• при изготовлении сборных бетонных конструкций;
• в стяжках (с толщиной 10-80 мм);
• в торкрет-бетонах;
• в составе различных строительных смесей.

Важно! При бетонировании нужно учесть, что стеклофибробетон затвердевает быстрее, чем обычный, а также плохую стойкость стекловолокон к щелочам.

Инструкция на упаковке, как правило, регламентирует расход волокна. Обычно добавляют 0,3-1,2 кг/м3. При необходимости усилить прочность конструкции, содержание волокон в бетоне можно увеличить.

Фибра из полипропилена

Одна из наиболее активно используемых добавок. Пролипропиленовая добавка производится методом экструзии. В результате получаются тонкие волокна белого или желтоватого цвета, длиной 6-18 мм.

Если добавляется такой синтетический материал — бетон становится менее подвержен разрушению, истиранию и образованию трещин.

Ее можно использовать:

• при строительстве дорог, тоннелей;
• в гражданском строительстве;
• в производстве полов;
• в устройстве полос на аэродромах;
• в составе строительных смесей.

Бетон с полипропиленовой добавкой получает дополнительные свойства:

1. Отсутствие микротрещин и расслоения.
2. Устойчивость к агрессивным средам.
3. Устойчивость к различного рода нагрузкам и деформациям.
4. Повышенная влагоустойчивость.
5. Практически полностью прекращается образование пыли.
6. Долговечность.

Бетон с полипропиленовой добавкой в 5 раз устойчивее к ударам, чем без добавки.

Полипропиленовое волокно — расход:

• строительство сооружений, испытывающих серьезные нагрузки (мосты, магистрали и т.д.) — от 1,8 до 2,7 кг/м3 ;
• строительство конструкций со средней нагрузкой — от 1 кг/м3;
• в конструкциях со слабой нагрузкой (стяжки, ячеистые бетоны) — 0,6 кг/м3.

При желании, можно посмотреть видео в этой статье.

Армирование бетона позволяет значительно улучшить физико-химические качества материала. По сравнению с классическими видами (арматурой, стальной сеткой), применение фибры позволяет получить бетон, практически не имеющий недостатков. К тому же, использование в качестве добавки в раствор фиброволокна, уменьшает трудозатраты и общий вес конструкции.

beton-house.com

Фиброволокно в полусухой стяжке пола:

Смесь для полусухой стяжки готовят из цемента, песка, фиброволокна, пластификатора с небольшим добавлением воды. Готовый раствор размещают по маякам, а затем приступают к непосредственному выравниванию поверхности раствора. После этого оставляют поверхность на несколько дней для высыхания. Только после этого можно приступать к следующему этапы отделки.

Такой способ подходит для большинства зданий, преимущественно офисного и промышленного типа, кроме конструкций с тонкими перекрытиями. Малое количество воды, применяемое при составлении смеси, позволяет произвести монтаж без лишней грязи.

Способы смешивания

Производство бетонных конструкций своими руками методом дисперсного армирования вмещает в себя 3 основных этапа:

1. Подготовка фибровой арматуры.
2. Приготовление композита.
3. Формование изделий.

При использовании модификаторов повышается жесткость смесей. В результате бетон теряет подвижность и становится трудноукладываемым.

Добавление полипропилена

Непременное условие для получения композиций, имеющих высокую прочность и устойчивость, — это равномерная подача фиброволокна в бетономешалку.

Порядок выполнения работ:

1. Вначале осуществляется добавление наполнителя, щебня или гравия.
2. Затем засыпают песок и всухую перемешивают.
3. Не отключая бетоносмеситель, вводят требуемый объем полипропиленовых фибр.
4. Добавляют цемент и воду с растворенными в ней пластификаторами.
5. Продолжают мешать до получения однородного состава.

Введение базальта

Для достижения хорошей адгезии и требуемого эффекта армирования подбирается оптимальный диаметр и длина волокон.

Инструкция по изготовлению базальтофибробетона:

1. В бетономешалку засыпают песок и щебень.
2. Вводят необходимое количество добавки и перемешивают.
3. При включенном агрегате заливают в смеситель воду.
4. Добавляют цемент.
5. Продолжают замес до получения нужной консистенции.

Если изделия готовят на основе гипсового или цементно-песчаного раствора, то армирование выполняют в последнюю очередь.

Преимущества использования фиброволокна для стяжки:

Фибра делает основание прочным, устойчивым к растрескиванию, высоким нагрузкам. Материал равномерно размещается в бетоне. Волокна предупреждают повреждение стяжки пола при эксплуатации, потому что влага распределяется в таком основании равномерно. Морозостойкий материал виброволокно выдерживает много циклов заморозки с дальнейшим размораживанием.

Добавление фиброволокна в бетон экономит средства, по сравнению с использованием стандартного металлического армирования. Полусухая стяжка с использование фибры делает процесс сушки основания более быстрым.

Достоинства

Широкое использование фибробетона обусловлено тем, что его физико-механические показатели в несколько раз лучше аналогичных значений традиционных материалов. При этом эксплуатационные характеристики изделий соответствуют нормам.

Укрепление стяжки

Для упрочнения покрытий рекомендуют использовать стальные волокна длиной 35-75 мм и диаметром 0,3-1,0 мм. В качестве цементной матрицы выбирают тяжелый бетон класса В25-В35 с размером крупного заполнителя не более 20 мм.

Применение дисперсного армирования стальными фибрами позволит усилить эксплуатационные качества, укрепить верхний слой основания, повысить износостойкость, прочность на изгиб, трещиностойкость и долговечность сооружения.

Профилактика дефектов

Возникновение дефектов бетонных покрытий связано с нарушением технологического процесса. Это объясняется необдуманной экономией, несоблюдением норм и правил, предусмотренных для такого вида конструкций. Подобная халатность приводит к возникновению на поверхности трещин, сколов, выбоин.

Как показала практика, наиболее эффективным средством для профилактики и устранения возникших дефектов являются ремонтные растворы, армированные различными типами волокон. Применение стальной или полипропиленовой фибры позволяет избежать расслоения смесей в период укладки, а впоследствии преждевременного износа и разрушения покрытий.

Улучшение адгезии и водостойкость

Улучшить водонепроницаемость бетона можно методом дисперсного армирования. Поскольку свойства фибробетона зависят от особенностей применяемых волокон, то выбрав материал с нужными характеристиками, можно с успехом решить поставленную задачу.

Так, например, использование стальных и базальтовых фибр позволит в несколько раз увеличить водостойкость изделий. Для получения лучшей адгезии волокон с цементной матрицей и равномерного распределения фибр необходимо правильно выбрать оптимальную длину и диаметр используемых отрезков.

Экономичность и антикоррозийные свойства

Применение фибры для железобетонных конструкций, когда часть каркаса заменяется дисперсными волокнами, позволяет получить ощутимую выгоду, поскольку цена модификаторов намного ниже стоимости стержневой арматуры.

А также большим плюсом в использовании стальной фибры является то, что она защищена от коррозии плотным цементным покрытием.

При грамотном применении добавок можно получить экономически полезный продукт, обладающий улучшенными эксплуатационными свойствами.

Вытягиваем стяжку по маякам

Если вы уже вручную разравнивали бетонную смесь, пытаясь добиться ее идеальной гладкости, то знаете, как сложно это сделать правилом и мастерком. Жидкий раствор имеет свойство навязчиво прилипать и тянуться за инструментом, что бесконечно нарушает геометрию создаваемой плоскости. Но добавка полипропиленового фиброволокна привнесет в этот процесс значительное облегчение. Вязкий раствор при разглаживании становится удивительно послушным и удобоукладываемым, как говорят профессиональные бетонщики. Пластичность раствора заметно повышается, и теперь создать идеально гладкую поверхность по маякам вам будет значительно проще. Впрочем, для этого можно еще использовать специальные добавки, называемые пластификаторами.