Фибра для бетона: полипропиленовая, стекловолокно

Что это такое: основа составов

Фибра для бетонных составов — это специфический волокнистый компонент, своеобразная целлюлоза, представленная в виде нитей, имеющих разную длину. Специфические добавки состоят из сверхтонкого волокна, части которого в результате обработки соединяются между собой. Качественные армирующие элементы изготавливаются на основе таких компонентов, как:

Специфический волокнистый материал изготавливается на основе такого компонента, как полипропилен.

полипропилен;
базальт;
сталь;
стекло.

Фиброволокно для бетона готовится просто и сам процесс производства не требует наличия специального инвентаря или техники. Процедура замеса состава осуществляется применением бетономешалки. Примерный расход на м3 варьируется от 0,5 до 1,5 кг. Армирование бетона фиброй для отстроя масштабных объектов осуществляется при производстве цементно-бетонной смеси. Для малых конструкций волокно добавляется в процессе обработки состава строительным миксером.

Сфера применения фибробетона

Основная сфера применения фиброволокна – это строительство. В последнее время стали очень часто возводить дома из стройматериала – фибробетона. Его состав зависит от того, для каких целей он будет применяться:

стяжка полов на промышленных объектах и в частных домах;
изготовление плит, блоков, секций, труб и т.д.;
для штукатурных работ – фасадная отделка из фибробетона;
изготовление различных типов бетонов;
для строительства реакторных отделений атомных станций;
как материал для бетонирования покрытия дорог;
несъемная опалубка из стеклофибробетона;
выпускают стальную проволоку;
для производства свай и шпал;
изготавливают карнизы;
для устройства морских и речных защитных сооружений;
лепнина из фибробетона;
производство парапетных плит и фэма;
бетонный раствор.

Популярными стали фасадные панели из фибробетона. Из базальтовой, полипропиленовой и металлической фибры можно изготавливать разные предметы для декора интерьера (статуэтки, вазы, подставки), изящные декоративные карнизы и прочие элементы внешней отделки, которые хорошо подаются покраске.

Разновидности

Фибра представляет собой тонкие волокна, отличающиеся по применяемому материалу и длине. Сегодня на рынке предлагается фиброволокно длиной 1,5-45 мм и диаметром до 20 мкм, который является действенной альтернативой классической стальной арматуре, которая дороже и сложнее в применении. Фиброволокно классифицируется по материалам, из которых оно было изготовлено. Наиболее востребованными являются наполнители, выполненными из таких составов:

Полипропиленовая фибра – прочное полимерное армирование, имеет малый удельный вес, устойчиво к агрессивным соединениям, которые могут входить в структуру строительного раствора. Не разрушается в широком диапазоне температур, является отличным теплоизолятором. Полимерная фибра чаще всего применяется при устройстве теплых полов, выравнивания и оштукатуривания стен.
Фибра стальная – состоит из тонких стальных волокон. Применяется при возведении монолитных зданий, поскольку обладает высокой морозоустойчивостью. Стальная фибра для бетона обладает высокой прочностью и устойчивостью к динамическим нагрузкам, но волокна металлической фибры для бетона имеют самый высокий удельный вес среди других волокон, что сказывается на массе конструкции. Фибра из металлических волокон подходит для производства фонтанов, наружных арок и других архитектурных элементов.
Базальтовая фибра – применяется в конструкциях, подвергающихся высоким динамическим и ударным нагрузкам. Этот наполнитель применяется для возведения прочных и устойчивых фундаментов, шпал и других подобных элементов. Она применяется при армировании пеноблоков для повышения их прочностных характеристик.
Стеклофибра для бетона – придает смеси дополнительную пластичность. При небольшом удельном весе стекловолокна, она отличается достаточной прочностью и подходит для изделий из гипса, других составов для художественного оформления помещений, проведения реставрационных работ и восстановления архитектурных памяток.
Асбестовая фибра применяется только для наружных работ и в настоящее время используется достаточно редко.

Фибра для бетона различается по длине, что тоже влияет на сферу ее применения:

длина до 6 мм используется для замешивания в облицовочные и кладочные растворы;
волокна до 12 мм применяется для возведения зданий монолитного типа, стяжек для стен и полов в бытовых и промышленных помещениях;
волокно длиной до 18 мм эксплуатируется в полусухих стяжках, составов для ремонта трещин и выбоин;
длина более 18 мм используется в тяжелых и сверхтяжелых бетонах с повышенной прочностью.

Как базальтовая фибра CEMMIX влияет на характеристики бетона

Структура бетона представляет собой пространственную решетку из цементного камня, заполненную зернами песка и камня (или только песка для строительных растворов), имеющими различную крупность. Также бетон может содержать поры, капилляры, воздух, несвязанную воду. Таким образом, структура бетона или цементного раствора неоднородна.

Применение арматуры в бетонных сооружениях и конструкциях служит увеличению их несущей способности. Однако современное строительство должно решать задачи повышения эффективности производства с одновременным снижением стоимости и трудоемкости производственных процессов, повышением экономичности строительства.

Применение новых прогрессивных технологий, таких, как дисперсно-армированные бетоны, позволяет решить эти задачи в комплексе.

Экономическая составляющая строительства — это важный фактор. Она складывается из затрат на материалы и их обработку, затрат природных ресурсов, электроэнергии, человеческого труда.

Как известно, бетон — более экономичный материал, чем сталь. Использование стальной арматуры повышает энергоемкость бетонных сооружений, увеличивает затраты на их изготовление.

Использование объемного армирования бетонов фиброй позволяет получать материалы нового типа: прочные, долговечные, экономически эффективные.

Помимо снижения затрат на строительство и экономии цемента, можно отметить следующие положительные характеристики бетонов, полученных с применением дисперсного армированиябазальтовой фиброй(по отношению к бетонам без базальтовой фибры):

прочность на изгиб возрастает в 2 раза, ударная прочность — в 5 раз, трещинностойкость — в 3 раза, прочность на раскалывание — в 2 раза;
повышается ударная вязкость;
снижаются усадочные явления;
повышение водонепроницаемости достигает 150%;
стойкость к коррозии за счет отсутствия трещин возрастает до 500%;
морозостойкость бетона увеличивается в 2 раза;
возрастает стойкость к истиранию, повышается долговечность.

Виды фибры

Фиброволокно получают искусственным путем из различных материалов. В зависимости от этого данную продукцию можно разделить на несколько видов.

Стальное волокно

Металлические волокна, используемые в качестве арматурного каркаса, изготавливаются различными методами:

электромеханическим;
механическим;
из расплавленного металла, формованием.

Наибольшее распространение получили механические способы, применяя которые получают следующие виды материалов:

Проволочные волокна, представляющие собой отрезки тонкой проволоки длиной 10-50 мм.
Листовые фибры получают методом фрезерования тонкого листа металла.
Сверхтонкие изготавливают путем экструзии расплава и последующим волочением через алмазные фильтры.

Преимущества дисперсного армирования металлическими фибрами:

повышается сопротивление динамическим и статическим нагрузкам;
трещиностойкость;
износостойкость;
сейсмостойкость;
морозостойкость.

При содержании волокон 0,5% и более повышается удобоукладываемость смесей. С увеличением объема добавки в диапазоне 02-0,8% наблюдается улучшение предела прочности на растяжение-сжатие.

Асбестовое волокно

Для армирования бетона используют срезы волокон, вуали, холсты и материалы в виде нетканых сеток.

Асбестовые фибры обладают следующими качествами:

высокой прочностью (300 кгс/мм²);
огнестойкостью (до 1500 °С);
стойкостью к воздействию щелочной среды (9,0-10,1 pH);
низкой электро- и теплопроводностью (0,045-0,065 Вт/м∙К);
долговечностью.

Прочность асбестовой фибры при растяжении превышает аналогичные свойства стали.

Базальтовые волокна

Основными компонентами являются природные породы базальта, которые вытягивают и измельчают. Фибра такого типа практически не повреждается внешними климатическими факторами.

Вещество переносит очень низкие температуры, также придает стяжке максимальную прочность на изгиб. Поэтому базальтовые волокна используют при возведении зданий, находящихся в сейсмически активных зонах.

Полипропиленовая фибра

Вещество сегодня более популярно, та как немного дешевле, чем базальтовые наполнители. При этом полипропилен также неплохо связывает бетон, увеличивая прочностные характеристики.

Универсальность данной фибры в том, что ее можно применять не только при обустройстве стяжек, но и в качестве штукатурки вместе со специальными растворами.

Срок службы полипропилена намного меньше, чем у базальта, но это не мешает использовать его в современном строительстве.

Металлические волокна

Выпускают их в виде небольшой стружки. Оптимальным вариантом для их использования является сооружение бетонных конструкций со значительными габаритами и весом.

Стекловолокно

Специалисты рекомендуют использовать данный вид фибры в тех местах, где нужно поверхности придать значительную пластичность.

Для чего в бетоне базальтовая фибра

Бетонные сооружения и изделия отличаются высокой прочностью, но склонны к усадке, растрескиванию, коррозии. В целях повышения прочности их армируют.

Для армирования могут использоваться металлические сетки, проволока, прутки разного диаметра и периодического профиля. Это трудоемкий, длительный, затратный процесс. Металлическая арматура может отслаиваться, подвергаться коррозии.

Доступной и экономичной современной альтернативой армированию композитной арматурой является добавление фибры, которую называют также микроарматурой или объемным (дисперсным) армированием.

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.

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.

Базальтовая

Базальтовая фибра обладает целым рядом преимуществ. Ее внедрение в цемент позволяет повысить прочностные качества бетонной конструкции к воздействию агрессивных сред химического характера и к механическим воздействиям, способствует увеличению устойчивости изделия к температурным перепадам, повышает огнеупорность бетона. Базальтовая фибра используется для введения в бетон, применяемый при конструировании:

бетонных полов;
скоростных автомагистралей;
взлетных полос аэропорта;
водных каналов;
военных сооружений;
зданий, требующих повышенной устойчивости к сейсмической активности.

Базальтовая фибра фото:

Базальтовая фибра производство

Базальтовая фибра производится из горной породы – базальта, образовавшегося в результате извержения магмы на земную поверхность. Спустя целую череду извержений/застываний магмы, происходит образование базальта в чистом виде.

Базальт обладает повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред, не корродирует, не теряет со временем своих качественных показателей. Фиброволокно, изготовленноеиз базальта обладает всеми теми же качествами, что и горная порода в чистом виде. Единственный показатель базальтовой армирующей добавки, способствующий различному ее влиянию на бетонную смесь, является толщина волокон и длина резки.

А вы знаете, что жидкое стекло это незаменимый компонент бетона?

Полипропиленовая

Дисперсное армирование бетона пропиленовым фиброволокном не оказывает существенного влияния на изгиб и предотвращает появление микротрещин на стяжке. Полипропиленовая фибра применяется для улучшения физико-механических показателей следующих изделий и конструкций:

плит перекрытий, блоков;
различных стяжек;
штукатурных смесей;
пенобетона;
свай;
аэродромных плит.

Полтипропиленовая фибра фото:

Введенная полипропиленовая фибра значительно снижает риск образования микротрещин в первые часы после укладки бетона. При усадке дисперсный армирующий компонент из пропилена способствует стяжке бетона и препятствуют образованию крупных трещин в цементной конструкции.

Фиброволокноиз пропилена позволяет увеличить степень противостояния цемента разрушающим факторам окружающей среды в несколько раз. Полипропиленовый дисперсный армирующий компонент способствует увеличению степени пластичности цементной смеси и готового бетонного изделия. Помимо этого введение фиброкомпонента из пропилена позволяет увеличить сопротивление цемента удару в 5 раз, следовательно, ее применение целесообразно для повышения взрывоустойчивости на объектах военного назначения.

Полезно будет знать об использование пластификаторов в бетоне.

Применение композитного фибробетона

Применение материала актуально в строительстве бытовом и промышленном везде, где нужно добиться улучшения свойств бетона. Стальной фибробетон применяют для производства: покрытий мостов, полов, тоннелей, берегозащитных полос, фундаментов, шпал, дорог, взлетных полос, тротуаров, каркасов конструкций, бордюров, водоотводных каналов, плотин, шахт колодцев для канализации, водоочистных систем, фибробетонных полов.

Стекловолоконные бетоны актуальны для: фасадной отделки фибробетоном жилых зданий, гидроизоляции очистительных конструкций, шумозащитных щитов, легких декоративных изделий для отделки покрытий, промышленных помещений с часто загрязняемыми покрытиями, скамеек, заборов, клумб.

Выполнение стяжки с фиброволокном

Устройство армированной стяжки с применением фиброволокна происходит в пять этапов:

Подготовка основания.
Установка маяков по уровню
Укладка демпферной ленты.
Замес раствора с добавлением фибры.
Выкладка (вылив) смеси и ее разравнивание на полу.

Приготовление раствора с фиброй

Фиброволокно рекомендуется добавлять в два этапа. Половину при завешивании «на сухую». И половину после добавления в смесь воды. Для стекловолоконной, полипропиленовой и базальтовой фибры рекомендованный расход – порядка 0,5–1 кг/м3. А стального аналога придется добавлять около 25–50 кг/м3.

Приготовление раствора для стяжки

Как и демпферная лента для стяжки пола, армирующее фиброволокно не боится воздействия свойственных бетону щелочей. Оно спокойно переносит процесс дегидратации, происходящий при застывании цементно-песчаных и гипсовых растворов. Каких-либо присадок здесь добавлять в смесь не потребуется. Достаточно замешать все компоненты в однородную массу с последующим добавлением чистой воды.

Цементная стяжка с фиброй

Устройство стяжек с фиброй и без нее, по полусухой и классической мокрой технологии различается мало. Рабочие процессы во всех случаях приблизительно одинаковы. С рассматриваемым армированием главное – это равномерно размешать волокна в растворе, чтобы они не собрались комком на каком-нибудь одном участке пола. В остальном все происходит по обычной схеме.

Вид фиброволокна также на процедуру замешивания раствора особо не влияет. Это размышлять, как подключить бойлер к воде в зависимости от его типа, потребуется серьезно и с тщательной оценкой разных факторов. Фибру надо просто добавить с замешиваемую смесь.
Этой простотой монтажа она и отличается от прямого своего конкурента – армирующей сетки.

Классическую арматуру из прутков или полипропилена требуется не только разложить на полу, но еще и зафиксировать на определенной высоте. Ведь она должна находиться внутри бетона. А фиброволокно после замешивания всех требуемых компонентом уже находится в растворе.

Устройство пола со стяжкой

Способ получения бетона на основе стальной фибры

Производство фибры и строительных смесей на её основе, на современных предприятиях поставлено на поток и полностью автоматизировано.

Изготовление металлической фибры

Чтобы получить анкерную фибру, нарезают проволоку из низкоуглеродистой стали. Часто для этого используют стальной холоднокатаный лист. Полученные заготовки могут иметь разную толщину в основном от 1 мм и более. Тонкие прутки стоят дороже, поскольку имеют лучшие эксплуатационные характеристики. В некоторых случаях их использование полностью оправдано. Например, в дорожном строительстве в полотно укладывают стальную фибру, не превышающую по диаметру 0,8 мм. Иначе, оголившиеся со временем металлические волокна, будут представлять опасность для транспорта.

Изготавливают фибродобавку на специальном фрезерном оборудовании. При резке металл подвергается действию высокой температуры, из-за чего готовые прутки имеют специфический синий оттенок. Этот окисный синеватый слой предохраняет металл от коррозии.

Ряд проводимых операций позволяет внести в последовательность изготовления даже такие мероприятия, как, например, магнитное ориентирование. Оно проводится, когда заготовки находятся ещё на конвейере. Благодаря ему, во время эксплуатации металлических заготовок не возникает образование намагниченных между собой комков, что недопустимо в готовом бетоне. В итоге продукция фасуется в упаковочные пакеты разного объёма, от 1 до 25 кг.

Технология замешивания бетона

Чтобы соединить фибру с цементными смесями, необходима бетономешалка или растворосмеситель. В промышленном производстве используется чаще всего следующая технология:

в бетономешалку засыпается цемент нужной марки, песок, гравий и фибровые волокна;
добавляется вода в нужной пропорции, указанной производителем;
всё перемешивается на протяжении 5−10 минут;
для большей эластичности в смесь добавляют пластификатор;
готовый строительный состав поставляется на объект в течение получаса.

Чтобы ещё более уплотнить частицы бетона, в строительном производстве принято использовать вибраторы. С их помощью уплотняют цементную смесь, а это влияет на прочность готовой конструкции и исключает её разделение на отдельные пласты.

Использование металлических добавок в виде проволоки, можно применять и в самостоятельном строительстве. Способ добавления фибры в бетон очень прост:

готовят сухую песчано-цементную смесь;
засыпают её в форму;
добавляют нужное количество фибры;
металлические прутки равномерно распределяют;
заливают водой.

Добавлять фибру в раствор или бетон можно на любой стадии приготовления

Важно её хорошо распределить, сформировать структуру. Необходимо, чтобы было достигнуто максимальное армирование фиброй по всему конструктивному объёму

А чтобы с бетонной смесью было легче работать, в состав вводят добавки пластификаторы.

Сфера применения

Выбор технических решений по дисперсному армированию зависит от типа используемых волокнистых материалов.

Так, например,

базальтовая фибра

производственные площадки;
промышленные полы;
пешеходные дорожки с интенсивным движением и т.д.

Устойчивость базальтового волокна к химическим факторам и сейсмостойкость позволяет его использование в следующих сферах жилищного и промышленного строительства:

при возведении гидротехнических сооружений;
в работах по берегоукреплению;
при устройстве сейсмостойких конструкций;
взрывоопасных объектов;
в производстве химически стойких железобетонных труб для транспортировки агрессивных жидкостей.

Базальтовая фибра широко применяется в различных сферах жилищного и промышленного строительства.Базальтовая фибра — незаменимый компонент в производстве газобетона, пенобетона и другой продукции из ячеистых бетонов, а также служит структурообразующим материалом при изготовлении фигурных изделий для малых архитектурных форм.

Сталефибробетон применяют

Монолитные конструкции: автомобильные дороги, промышленные полы, стяжки и т.д.
Водоотбойные дамбы, волнорезы, ирригационные каналы, емкости для жидкостей, тоннели.
Оборонительные сооружения.
Железобетонные конструкции: изготовление сборных фундаментов, свай, стеновых панелей, балок, колонн, трубопроводов.
Строительство дорожных, аэродромных и тротуарных покрытий.

Использование полипропиленовой фибры

устройство промышленных полов и стяжек;
устройство наружных стен, изоляции на основе блоков ячеистых бетонов;
изготовлении штучных декоративных изделий (тротуарная плитка, бордюр);
приготовление растворов, торкрет смесей, штукатурок.

Асбестовые волокна

кровельные волнистые и плоские покрытия;
безнапорные и напорные трубы;
укрепляющие модифицирующие добавки для верхнего слоя бетона;
декоративные фасадные плиты;
ремонтные составы, асфальтовые смеси.

Стеклянную фибру

Полипропиленовая фибра: состав и свойства

Данный вид армирующего материала химическая промышленность изготавливает из синтетического вещества – полипропилена. Это отрезки волокон различной длины: от 6 до 40 мм. Они могут быть разными также и по толщине, конфигурации, форме сечения, текстуре поверхности. Полипропиленовые волокна характеризуются высокой упругостью и серьёзной прочностью; устойчивостью к воздействиям агрессивных сред (в том числе щелочных), огнестойкостью. Естественно, они не подвергаются коррозии. Важными преимуществами полипропиленовой фибры являются её лёгкость и огромная площадь рабочей поверхности: в одном килограмме полипропиленовой фибры содержится порядка миллиона волокон. Фибра из полипропилена хорошо сочетается в бетонном растворе с другими добавками. Такими, как

пластификаторы / суперпластификаторы;
ускорители отвердения;
гидрофобные присадки;
антиморозные добавки.

Добавление полиэтиленовой фибры формирует «эффект трёхмерного армирования»: отрезки волокон распределяются по раствору в различных направлениях и под разным наклоном. Они компенсируют растягивающие и разрывные напряжения, которые неизбежно возникают вследствие нагрузок. Бетон становится гораздо более устойчивым к сжатию и растяжению при изгибах. Кроме того, фибра имеет ряд других полезных свойств:

предотвращает расслаивание бетона;
снижает истираемость его поверхности;
повышает ударную вязкость (при сильном ударе бетон не расколется, в нём лишь образуется вмятина);
снижает усадочные свойства;
улучшает устойчивость к морозу и резким перепадам температур;
придаёт бетону водостойкость.

Немаловажным является также свойство полипропиленовой фибры делать бетонный раствор более густым и вязким: сохраняя оптимальную консистенции, он не растекается и лучше сохраняет форму.