Фиброволокно для бетона: виды и применение для армирования

Бетон очень часто используется в строительстве и ремонтных работах; он высоко ценится благодаря своей прочности. Но даже у него есть недостатки, если использовать раствор в чистом виде, без присадок.

Список минусов бетона без добавок довольно широк:

• Возможно появление трещин.
• Прочность на растяжение при изгибе низкая.
• Бетону свойственна склонность к усадке.
• Ударная вязкость низкая, а значит, при сильном механическом воздействии могут появиться трещины, в худшем случае бетон расколется.
• Структура пористая, поэтому материал может впитывать влагу при длительном воздействии воды, а в итоге возможно заражение плесенью и грибком.

Все эти проблемы удаётся сгладить за счет разнообразных добавок. Прочность на изгиб и разрыв обычно увеличивают, используя арматурный каркаса или противоусадочную сетку. Это хороший способ с точки зрения получаемого результата, но он достаточно затратный по времени и финансам. Поэтому в качестве замены всё чаще используют фибру для бетона – присадку в раствор, которая фактически является армирующим волокном и делает готовый материал более прочным, устойчивым к механическим воздействиям.

Такую добавку используют даже в тех случаях, когда арматура была предусмотрена. Это позволяет дополнительно укрепить материал, а также увеличить его долговечность. Особенно важно такое решение, когда необходима повышенная прочность бетона.

Фибра – это особые волокна, которые могут быть созданы из базальта, стекла, стали, полипропилена или полимеров. От исходного материала зависит разновидность и её характеристики. В длину волокна могут быть 2-3 мм и более, вплоть до нескольких сантиметров. Толщина, текстура, форма тоже разные.

Разновидность фибры выбирают в зависимости от итоговых целей – того, где и в каких условиях материал будет использоваться. Результаты, которые можно получить от добавления такого волокна в бетонный раствор:

• значительное увеличение прочности;
• повышение ударной вязкости;
• достижение устойчивости бетона к истиранию;
• увеличение срока эксплуатации;
• значительное повышение устойчивости к проникновению влаги;
• увеличение показателей жаропрочности и морозостойкости.

Фибра может использоваться при проведении штукатурных работ. В этом случае выбирают волокно малых размеров, длиной по 3-6 мм. Такой подход позволяет качественно армировать поверхность и в то же время обеспечить её гладкость. В тяжёлые бетоны, напротив, добавляют фибру с длинными волокнами. Они могут достигать нескольких сантиметров.

В целом любой бетон, в который была добавлена фибра, называют фибробетоном.

Слово «фибра» пришло к нам из английского языка и в переводе означает «волокно». В профессиональной среде слово используется в чистом виде, но более правильным вариантом считается «фиброволокно» или «армирующее волокно».

Визуально эта добавка, действительно, похожа на «нити». В отличие от всевозможных присадок, она не является какой-либо жидкостью или порошком. Даже крупные варианты этого элемента всегда тонкие, а некоторые виды частично напоминают пух.

Материал изготовления может быть разным, о чём уже говорилось выше. От выбранного варианта зависит, какими будут показатели готового бетона.

Приведём ниже более подробное описание каждой разновидности фиброволокна и сфер их использования.

Недорогой вариант армирования бетона. Такая фибра востребована за границей, относительно недавно появилась в России, где тоже весьма популярна. Но нельзя отрицать, что это во многом связано именно с низкой ценой.

По форме и виду стальная фибра напоминает нарезанную проволоку, которой она, по сути, и является. Волокно сделано из низкоуглеродистой стали. Длина каждого «отрезка» - 2,5-6 см, а диаметр составляет от 0,7 до 1,2 мм. Форма – дуговая или волнообразная.

Что касается сечения, фибра из стали может быть либо треугольной, либо круглой. Поверхность шероховатая, что обеспечивает улучшенное сцепление волокна с застывающим бетонным раствором.

Пропорции при добавлении зависят от того, для чего планируется использовать готовый материал, каковы ожидаемые нагрузки. Примерные рекомендации:

• Если нагрузки будут незначительными, армирующих элементов добавляют немного. На 1 кубометр бетонного раствора используют от 15-30 кг фиброволокна.
• При ожидаемых средних нагрузках берут около 40 кг на каждый куб.
• Если давление или механическое воздействие на здание или сооружение будет сильным, расход фибры из стали составит 75-150 кг на кубометр.

Эта разновидность армирующего волокна добавляется либо в процессе замеса бетонного раствора, либо уже после. Во втором случае требуется дополнительное тщательное перемешивание.

Стальная фибра добавляется в раствор при замешивании или после, в готовую смесь. Ее засыпают небольшими порциями и тщательно перемешивают. Важно понимать, что время замеса в целом увеличивается, независимо от того, когда именно добавили фибру.

Ниже приведём плюсы и минусы использования волокон из стали.

Несмотря на ряд недостатков, стальное волокно – вполне приемлемый выбор. Стоит отметить, что фибра такого типа успешно используется в гражданском строительстве, применяется для заливки стяжек и фундаментов. Она проверена временем.

Материал также можно встретить под названием «ПАН-фибра». Изготавливается, как и следует из названия, из полимерных материалов. Возможная длина элементов – 3 мм, 6 мм, 12 мм, 18 мм и далее с шагом в 3 миллиметра.

Такая фибра применяется для армирования:

• аэродромных плит;
• самовыравнивающихся заливных полов;
• гидротехнических сооружений;
• растворов для ремонта, оштукатуривания и строительства.

Добавлять волокно из полимера можно на любом этапе. Обычно его предварительно засыпают в сухой цемент.

Если требуется замесить тяжёлый бетон, применяется фибра с элементами длиной от 12 до 40 мм. При этом её расход – 2-2,7 кг на каждый кубометр для армированного материала, 0,7-1 кг – при отсутствии арматуры.

Если волокно применяется для ячеистого бетона, то подходят элементы длиной 12 мм. Рассчитывается в пропорции 1:1000.

Когда фибру используют для армирования штукатурки, берут элементы длиной 4 мм. На каждый кубометр засыпают 900 граммов.

Преимущества использования полимерной фибры:

• Усиливает прочность готового бетона.
• Лёгкая – материал утяжеляет незначительно, транспортировать и намешивать легко.
• Коррозии не подвержена.
• Экологична.
• Отличается повышенной устойчивостью к щелочам, солям, кислотам.
• Выдерживает высокую температуру.
• Придаёт пластичность бетону.

Материал представляет собой стеклянное волокно, прочность которого может доходить до 2 тысяч МПа. Диаметр при этом составляет 10-15 микрон.

Стеклянная фибра изготавливается из стойкого к щелочам стеклянного волокна диаметром 10—15 микрон и прочностью до 2000 МПа. Особенность материала в том, что после попадания в раствор, в процессе замешивания она распадается на отдельные части. Итог – получение качественно армированного бетона, который при этом является достаточно однородным.

Области применения волокна из стекла:

• любые стяжки;
• строительные смеси;
• сборные бетонные конструкции.

Преимущества использования стеклянной фибры:

• У бетона снижается уровень растрескивания.
• Уменьшается усадка.
• Упругость и прочность, наоборот, увеличиваются.
• Агрессивные вещества не портят волокно, за исключением щелочной среды.

Стоит отметить, что у стеклянной фибры есть минус. Из-за того, что волокно распадается в процессе замешивания, раствор становится более вязким, быстрее схватывается и застывает. С одной стороны, можно рассматривать это как дополнительное преимущество. Но использовать готовый раствор нужно как можно скорее: небольшое опоздание – и он уже непригоден.

Поэтому от рабочих при добавлении такой фибры требуется скорость. Замедлить процесс отвердевания можно с помощью пластификаторов, и этим лучше не пренебрегать.

Этот вид фиброволокна сильно отличается от других по цвету. Издалека выглядит как трава – зелёная или сушёная. Диаметр таких волокон составляет в среднем 17 мкм, а длина – 1-150 мм.

Базальтовое фиброволокно обычно применяется:

• при возведении бетонных конструкций, которые должны отличаться повышенной сейсмостойкостью;
• при строительстве военных сооружений;
• при возведении радиопрозрачных бетонных конструкций.

При замешивании базальтовую фибру добавляют в воду и лишь потом делают раствор. Текучесть от этого волокна снижается, а потому важно добавлять пластификатор.

Преимущества использования фибры из базальта:

• Повышает ударную прочность бетона в 5 раз.
• В 4 раза возрастает устойчивость готового материала к истиранию.
• Увеличивает долговечность.
• Базальтовая фибра предотвращает появление трещин, втрое уменьшая вероятность появления такой проблемы.
• В разы вырастает стойкость к коррозии.
• Повышается морозоустойчивость.
• Значительно усиливается прочность растяжения при изгибе.
• Фиброволокно данного типа устойчиво к кислотам, щелочам и воде.
• Отлично сцепляется с бетоном.
• Такая фибра мало весит.
• Уменьшает усадку готовой бетонной конструкции.

Армирующее волокно из полипропилена почти так же востребовано, как стальная фибра. Длина элементов может составлять 6-40 мм. При выборе стоит обращать внимание на то, было ли фиброволокно изготовлено из первичного материала или из вторичного. Первый вариант более качественный.

Сферы использования:

• монтаж промышленных полов;
• укладка напольных покрытий;
• прокладка бетонных дорог и тротуаров;
• укладка фундамента.

Преимущества использования такой добавки в бетонном растворе:

• Смесь не расслаивается.
• Прочность растяжения и сжатия увеличивается.
• Повышается долговечность бетона.
• Устраняет усадку.
• Предотвращает истирание готового материала.
• Ударная вязкость повышается – при грубом механическом воздействии бетон не расколется.
• Добавка огнестойкая.
• Устойчива к воздействию агрессивных веществ.
• Не подвержена коррозии.
• Очень лёгкая – не утяжеляет бетон, проста в транспортировке.
• Расход максимально экономичный.
• Сочетается с любыми добавками в бетонный раствор.
• Повышает влагостойкость и морозоустойчивость.
• Препятствует появлению трещин.

Выше было перечислено огромное число преимуществ каждого вида фиброволокна. Однако они действительны только в том случае, если элементы изготовлены из качественного материала. Плохое армирующее волокно не только не даст нужного результата, но и испортит бетонную конструкцию.

Чтобы избежать подобных проблем, нужно покупать фибру у серьёзных брендов, избегая компаний-однодневок и «дворовых» производителей. Что касается выбора разновидности, то здесь рекомендуется ориентироваться на списки преимуществ и особенностей, сравнивать их со своими целями и пожеланиями. Исходя из этого приобретать подходящий тип фибры.

Лучший выбор для стяжки – полипропиленовая фибра. Она подходит для полусухой и мокрой стяжки, не будет лишней даже в том случае, если бетон планируется армировать.

Использование волокна из полипропилена позволяет достичь золотой середины между двумя требованиями: сделать стяжку тонкой и в то же время прочной.

Выше в описании разновидностей фиброволокна уже было сказано, что каждый вариант замешивается по-своему. Можно ориентироваться на эту информацию.

Также нужно внимательно читать инструкцию на упаковке. Некоторые виды фибры допустимо смешивать непосредственно с цементом, и лишь потом – с водой. Другие добавляют в процессе замешивания или после него. Третьи виды положено смешивать с водой. Соблюдать правила крайне важно: они зависят от того, в каких условиях фибра лучше сцепляется с бетоном.

Стоит учитывать, что допускается комбинировать разные типы. Это не вредит, а зачастую даёт улучшенные результаты.

ВАЖНО! Независимо от выбранного вида добавки нужно учитывать, что время замешивания должно быть увеличено примерно на 15 минут. Это позволит добиться отличного результата и избежать технологических ошибок.

Этот вопрос волнует многих. Полностью заменить арматуру она не может. В частности, есть опасность неравномерного распределения – и это несмотря на тщательное перемешивание бетонного раствора. Поэтому нельзя армировать бетон только фиброй, если речь идёт о несущих колоннах и балках, фундаменте, плитах перекрытий. Но когда требуется укрепить изделия, нагрузка на которые невелика, ограничиваться только такими добавками можно. Дорожки и тротуары с небольшой пропускной способностью, садовые скульптуры, бордюры и прочее подобное – вот та область, где такая разбавка будет весьма кстати и позволит отказаться от арматуры.

Несмотря на то, что полная замена одного способа другим в данном случае невозможна, не стоит забывать, что добавки такого типа никогда не будут лишними. И, по возможности, их нужно использовать.

Вы можете заказать бетоносмеситель для замеса раствора при бытовых работах у нас. Компания ASAN специализируется на строительной технике для разных объёмов задач. Здесь вы получите качество, широкий выбор и гарантийный срок на покупку. Обращайтесь – менеджеры помогут вам выбрать оптимальную модель под ваши цели!