При смешивании необходимо соблюдать следующее правило: Базальтовые волокна сначала засыпаются в воду, а затем добавляются в цементный раствор. Количество добавляемых базальтовых волокон составляет 1 % от количества цемента. Если вы знаете это соотношение, вы можете рассчитать расход добавки на один мешок цемента.
Фибра для бетона: достоинства, виды фиброволокна, сфера применения и нормы расхода
Бетонные волокна служат компонентом тонкого армирования изделий для улучшения физико-механических свойств. Эффективность фибробетона характеризуется прочностью на растяжение, ударопрочностью, повышенной трещиностойкостью и стойкостью к истиранию.
- 1 Что такое фиброволокно
- 2 Основные компоненты добавки
- 3 Достоинства
- 3.1 Укрепление стяжки
- 3.2 Профилактика дефектов
- 3.3 Улучшение адгезии и водостойкость
- 3.4 Экономичность и антикоррозийные свойства
- 4.1 Стальное волокно
- 4.2 Стеклянное волокно
- 4.3 Асбестовое волокно
- 4.4 Базальтовая фибра
- 4.5 Полипропиленовое волокно
- 7.1 Добавление полипропилена
- 7.2 Введение базальта
Что такое фиброволокно
Бетон обладает специфическими свойствами, которые характеризуют его как хрупкий материал с неоднородной структурой. Величина конечной деформации значительно ниже, чем, например, у стеклянных, стальных или полимерных композитов.
Использование дополнительных волокон (фибры) в качестве микроармирования бетонных конструкций стало необходимым для увеличения значений упругости. Это свойство нашло широкое применение в технологии строительных процессов, например, в производстве цементных смесей, в производстве высокопрочных материалов и т.д.
Волокна — это материалы в виде отрезков волокон или узких полос органического или неорганического происхождения. Механические свойства бетона, армированного фиброй, зависят от количества и расположения волокон в растворе.
Метод дисперсного армирования бетона предполагает случайное и направленное выравнивание волокон.
Направленный метод предполагает использование тонких непрерывных волокон, тканых и нетканых сеток, тесьмы и других подобных материалов. Рандом (свободный) — это использование материалов, скрученных вместе в виде ковров, холстов, вуали.
Основные компоненты добавки
Технология аддитивного производства зависит от типа используемой арматуры. Не все волокна отвечают требованиям, предъявляемым к арматурным каркасам.
В качестве волокон используются металлические и неметаллические волокна различной длины и сечения:
- В конструкционном отношении наибольший эффект получают от использования стальных волокон, модуль деформативности которых в 6 раз выше показателей бетона.
- Применение полипропилена позволяет на 60-90% сократить риск трещинообразования во время пластической усадки смесей.
- Стеклофибра отличается низкой щелочестойкостью и используется только для предварительного армирования при изготовлении изделий из гипса или стеновых блоков из ячеистых бетонов.
- Базальтовая фибра устойчива к щелочным процессам. Модуль упругости на 15-20% выше, чем у волокон из стекла.
- Асбестовые волокна нейтральны к агрессивному воздействию цементов, их характеризует высокая прочность и огнестойкость.
Правильный выбор добавок для бетона приводит к получению изделий, устойчивых к механическим нагрузкам.
Металлическая фибра
Стальная фибра изготавливается из низкоуглеродистой стальной проволоки ГОСТ 3282, холоднокатаной стальной проволоки ГОСТ 19904 и стальных листов ОСТ 14-17-17-90. Существуют различные типы металлических волокон: Гофры, анкеры и прямые участки.
Анкерные волокна представляют собой куски металлической проволоки диаметром 0,3 мм — 1,2 мм и длиной 10 — 54 мм, с загнутыми или сплющенными концами. Когда якорь
Гофрированные волокна — это отрезки металлической проволоки с низким или высоким содержанием углерода, имеющие гофрированную форму.
Металлические волокна имеют ряд существенных недостатков:
- высокий вес изделия,
- низкая коррозионная стойкость,
- низкое сцепление с бетонной матрицей,
- стальная фибра имеет свойства выходить на поверхность бетона в результате эрозии, что может угрожать безопасности конструкции и элементам, взаимодействующим с поверхностью.
Для защиты от коррозии металлические волокна могут быть обработаны специальными составами, оцинкованы или изготовлены из легированной стали, что неизбежно приводит к увеличению стоимости материалов.
Фибра полипропиленовая
Полипропиленовое волокно также является материалом для армирования бетона путем диспергирования, оно имеет аббревиатуру ВСМ — микроармирующее волокно для строительства. Преимущества: низкий удельный вес, большое количество волокон в одном килограмме, высокая щелочестойкость и отсутствие коррозии.
Недостатки полипропиленовых волокон :
- низкая прочность волокна на растяжение по сравнению с фиброй из других материалов (к сожалению узнать реальную разрывную нагрузку полипропиленового волокна весьма трудно, так как производители выдают весьма противоречивые данные, возможно это обусловлено качеством материала, ведь пропилен это синтетический материал, и в зависимости от сырья и технологии производства, можно получить разные характеристики на выходе)
- Высокий коэффициент удлинения волокна — до 300% (опять же в зависимости от производителя);
- Низкий модуль упругости – 3500 Мпа;
- низкая температурная стойкость полипропиленовых волокон – температура плавления – 160С, температура воспламенения – 320С;
- высокий разброс по качеству сырья для производства материала.
В этом вопросе иногда кажется, что некоторые производители значительно завышают свойства своего продукта.
Например, один производитель заявляет, что его полипропиленовое волокно имеет прочность на разрыв 968 МПа, в то время как большинство производителей заявляют 170 — 250 МПа. То же самое касается относительного удлинения: 20%, в то время как большинство производителей заявляют 150 — 250%.
Полипропиленовые волокна эффективно борются с трещинами в бетоне, а заявления производителей о том, что они повышают ударную прочность на 500%, являются чистой чепухой, не подтвержденной научными исследованиями.
Стекловолоконная фибра
Их принято делить на две большие группы: Е-стекло — наиболее распространенное стекло общего назначения и ВМП — высокопрочное стекло с высоким модулем упругости. Существует множество различных марок стекловолокна, которые отличаются по своим специфическим свойствам: E (электрическая), S (прочность), AR (щелочестойкость) и т.д.
Стекловолокно обладает высокими прочностными характеристиками, во многом схожими с базальтом, но к выбору следует подходить очень ответственно, так как материал искусственный, стоит уточнить у производителя, какая марка волокна используется для изготовления стекловолокна, так как это стекловолокно с низкой щелочестойкостью.
Преимущества фибры
Бетон — популярный строительный материал, поскольку он очень долговечен и неприхотлив в работе. Он используется как в быту, так и в промышленности, и пока альтернатив ему практически нет. Несмотря на эти положительные свойства, бетонные изделия имеют и недостатки:
- Недостаточная устойчивость к растяжению и изгибанию;
- Возможность усадки;
- Опасность возникновения трещин;
- Плохая переносимость ударных нагрузок, пониженный уровень вязкости;
- Наличия множества пор, которые прекрасно задерживают влагу, что грозит постепенным образованием плесени.
Для решения всех этих проблем и улучшения характеристик материала используются бетонные волокна. Такая добавка успешно заменяет сетку или металлическую арматуру для укрепления материала. Волокна, распределенные в толще раствора, выполняют опорную функцию и придают смеси новые свойства. Основные преимущества волокон:
- Возможность добавления практически в любое бетонное изделие – блоки, плиты перекрытия, основание фундамента. Если армирующая сетка поддерживает конструкцию благодаря собственной прочности, то волоконная добавка создает трехмерную сетку прямо внутри раствора.
- Способность фибры улучшать прочностные характеристики бетона позволяет использовать ее для строительства зданий в сейсмоопасных регионах. Также волокна применяют для возведения строений для военных нужд, при закладке производственных цехов и в железнодорожном хозяйстве.
- Искусственные микроволокна химически нейтральны, поэтому они не взаимодействуют ни с кислотами, ни со щелочами. В результате бетонная поверхность прекрасно справляется с влиянием агрессивных средств, разрушения при этом не происходит. Также ниточки легко проникают в поры материала и заполняют их. Бетон приобретает водонепроницаемые свойства и становится более устойчивым к температурным колебаниям.
- Добавление волокна повышает сопротивляемость к износу от частого трения. По этой причине особенно полезно использовать вещество при строительстве трасс и дорожных объектов.
- Присутствие фибры в бетоне позволяет ему намного быстрее застывать, что ускоряет рабочий процесс. Также подобные растворы применяют для создания заливки. Во время перевозки изделий понижается вероятность поломки или повреждения, что уменьшает процент бракованной продукции.
- Фибра эффективно увеличивает пластичность смеси, благодаря чему снижается расход цемента. В общей сложности таким образом можно сэкономить около четверти массы материала. Также подобное свойство позволяет использовать воду в небольшом количестве. Если же добавить чрезмерно много волокон, произойдет обратный эффект – бетон приобретет хрупкость и возникнет опасность растрескивания. Чтобы исправить ситуацию, придется применять дополнительные пластификаторы.
- Микроволокно будет полезно также при создании декоративных украшений. Изделия продолжительное время сохраняются в первоначальном виде, не портятся и не разрушаются.
Разновидности фиброволокна
Чтобы сделать правильный выбор изделия, необходимо учесть все факторы, которые повлияют на его дальнейшее использование. Для разных областей применения требуется определенное волокно, армирующее волокно должно полностью подходить для данного раствора. Основные характеристики наиболее распространенных типов микроволокон приведены в таблице ниже.
Как видно из таблицы, каждый тип волокна имеет определенные преимущества. На основе этих критериев следует выбирать материал для работы. Для максимальной плотности продукта подходят металлические волокна; для прочности на разрыв — базальтовые или стеклянные волокна.
Стальное микроволокно
Для армирования больших, тяжелых конструкций металлические волокна являются предпочтительным материалом. Стальные волокна для бетона обладают особыми свойствами — повышенной прочностью, огнестойкостью, устойчивостью к перепадам температур и атмосферным воздействиям. Основная область применения — заливка полов на производственных и коммерческих предприятиях. Несмотря на многочисленные преимущества, это волокно имеет один недостаток: оно подвержено постепенной коррозии. Для предотвращения ржавчины микроволокно покрыто латунью. Но даже отсутствие контакта с внешней средой и защитное покрытие не могут полностью защитить стальное изделие от медленного ржавления и потери полезных свойств.
Базальтовая фибра
Если вам нужен продукт, нечувствительный к влаге, перепадам температур и химикатам, базальтовое микроволокно — идеальный выбор. Он не воспламеняется и не вступает в реакцию с химическими веществами. Для надежного и высококачественного армирования фибролитовые плиты используются в ванных комнатах, саунах, гаражах и других помещениях с повышенной влажностью. Явным преимуществом базальтовых волокон перед металлическими является их экологичность, коррозионная стойкость и равномерное распределение в смеси.
Полимерное волокно
Эта ткань представляет собой тонкую синтетическую нить, длина которой может достигать 24 мм. Полимерные волокна химически нейтральны, нечувствительны к ржавчине и влаге. Материал абсолютно экологичен и не наносит вреда здоровью человека. Микроволокна легко смешиваются с раствором и делают бетон прочным и эластичным.
Полимерные волокна часто используются для изготовления плит в аэропортах, самовыравнивающихся полов и гидравлических конструкций. Эта добавка смешивается непосредственно с сухим цементом перед приготовлением смеси.
Полипропиленовая фибра
Хотя этот материал имеет довольно низкие показатели прочности, он может придавать поверхностям пластичность, защищая их от растрескивания и разрушения. Благодаря своей относительной дешевизне эти волокна приобрели популярность в строительстве частных домов и хозяйственных построек. Растворы на основе полипропиленовых волокон предпочтительны для черновой отделки внутренних полов.
Использование фиброволокна
Использование волокон можно проиллюстрировать на примере производства полусухого строительного раствора. Смесь готовится в следующем порядке:
- Добавляют в бетономешалку 1 часть цемента и 3 части песка;
- Постепенно вносят сухие волокна, которые должны сразу распределяться, не слипаясь между собой;
- Вливают немного воды до нужной консистенции раствора;
- На чистой подготовленной поверхности размещают маячки. После этого наносят равномерный слой смеси.
- Нанесенный материал выравнивают и шлифуют, добиваясь ровной поверхности;
- Стяжка накрывается полиэтиленом, чтобы она могла равномерно застыть;
- В жаркую погоду может понадобиться регулярное смачивание;
- Если размер покрытия значителен, желательно выполнить швы для деформации.
На следующий день по поверхности уже можно ходить, она полностью защищена от трещин и повреждений.
Полипропиленовая фибра для стяжки
Мы уже говорили об основных свойствах полипропиленовых волокон для армирования бетона. Мы выяснили преимущества волокон для бетона и раствора, как они улучшают их качество. В то же время, однако, важно помнить, что кроме уменьшения микротрещин, повышения эластичности и улучшения внутренних свойств бетонной смеси, микроволокна не играют всеобъемлющей роли и не заменяют фактическое армирование.
Если вы заливаете бетон на прочное основание, он будет ровным и сухим и не потрескается (при соблюдении технологии приготовления раствора). Рекомендуется добавить микроволновый материал в качестве меры предосторожности, если под него подкладывается мягкий материал (тепло- или звукоизоляция).
Для придания поверхности устойчивости к истиранию рекомендуется использовать полипропиленовые волокна. Полипропиленовые волокна также могут помочь сделать поверхность более однородной.
Нужна ли фибра в стяжке
При смешивании раствора с армированным волокнами бетоном следует учитывать, что правило «чем больше, тем лучше» не действует. Напротив, чрезмерное использование волокон приведет к снижению прочности монолитного бетона. Если цементный выравнивающий слой небольшой (до 10 см), армирующие волокна не нужны. Залитый бетон лучше вибрировать, что значительно повышает его долговечность.
Также обратите внимание, что полипропиленовые нити имеют разную длину. Они используются для различных целей:
- ворсинки до 6 мм длиной подходят для штукатурки, кладочного раствора.
- фибру длиной 12 мм добавляют в стяжки, при монолитном строительстве.
- более длинные нити (до 18 мм) используют в полусухой стяжке, для ремонтных работ.
Добавка с волокнами разной длины используется для производства микроармированных строительных растворов в частном строительстве. Важно ознакомиться с рекомендациями производителя. Очень важно, чтобы в процессе бетонирования соблюдалось соотношение всех ингредиентов. Это основное требование для достижения успеха.
Расход и правила добавления
Дозировка полипропиленовых волокон составляет от 0,6 до 0,9 кг на 1 кубический метр. Цена равна 2680,00 рублей за мешок 10 кг:
- Если внеси 300 г на кубометр, смесь становится пластичнее и хорошо заполняет неровности.
- При добавке 600 г, повышается прочность, при высыхании отсутствуют трещины.
- Если замешать в кубометр 800 г полипропиленового ворса, бетон достигнет максимальной прочности.
Вы можете применять добавку различными способами. Есть 2 варианта:
- Первый предполагает засыпать армирующее вещество вместе с сухими компонентами. Для более равномерного распределения добавку засыпают частями.
- Второй способ – замачивание в воде и последующее введение в раствор вместе с жидкостью. Время замешивания такого раствора составляет 15 минут.
Самое главное при добавлении добавки из полипропиленового волокна — тщательно распределить ее в смеси. Самым важным является применение полипропиленовой добавки: Распределение полипропиленовой добавки очень важно.
Рассмотрим введение волокон на примере приготовления полусухого раствора для напольных покрытий. Последовательность приготовления раствора состоит из следующих этапов:
- Сначала в бетоносмеситель закладывают цемент и песок в пропорции 1 к 3.
- Далее начинают вводить порциями сухую фибру. Качественный материал рассыпается на волокна и не образует комков.
- Добавляют воду так, чтобы смесь была полусухая.
- На очищенную от пыли и загрязнений поверхность устанавливают маячки. Затем укладывают смесь толщиной не менее 50 мм.
- Выравнивают раствор правилом. Чтобы сделать поверхность ровной, ее шлифуют, пока бетон еще не застыл.
- Для равномерного схватывания покрывают стяжку полиэтиленом. Если помещение жаркое – смачивают залитую поверхность раз в день водой.
- На большой площади покрытия не лишним будет сделать деформационные швы.
Одно из преимуществ использования микрофибры заключается в том, что по полу можно ходить уже через день. Укладывать ламинат или клеить плитку можно уже через 5 дней. Для сравнения, обычная стяжка полностью готова к использованию через 2-3 недели.
Расход фибры на 1 м3 раствора:
Чтобы изготовить изделие из фибробетона, необходимо знать точное количество армирующего компонента. Расход рассчитывается в граммах на 1 м3.
- 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.
Фиброволокно в полусухой стяжке пола:
Смесь для полусухого раствора готовится из цемента, песка, волокон, пластификатора и небольшого количества воды. Приготовленный раствор наносится на цементный раствор, а затем непосредственно выравнивается поверхность раствора. Затем дайте поверхности высохнуть в течение нескольких дней. Только после этого можно приступать к следующему этапу отделки.
Этот метод подходит для большинства зданий, особенно офисных и промышленных, за исключением зданий с тонкими крышами. Небольшое количество воды, используемое в составе раствора, позволяет производить монтаж без излишнего загрязнения.
Преимущества использования фиброволокна для стяжки:
Волокна делают подложку прочной, трещиностойкой и устойчивой к высоким нагрузкам. Материал равномерно распределяется в бетоне. Волокна предотвращают повреждение напольного покрытия во время эксплуатации, так как влага равномерно распределяется в такой подложке. Морозостойкий волокнистый материал выдерживает множество циклов замораживания и оттаивания.
Добавление волокон в бетон экономит деньги по сравнению с использованием обычной металлической арматуры. Полусухая стяжка с волокнами ускоряет процесс высыхания основания.
