Фибробетон. состав и свойства. применение и плюсы. особенности

Легкие пористые бетоны

Среди всего разнообразия данного типа материалов выделяются пенофибробетон и газофибробетон. Газофибробетон – ячеистый материал неавтоклавного твердения, который упрочняют фиброволокном. Изготовление такого бетона простое, материал используется в создании стеновых блоков, других элементов для теплоизоляции пола, кровель в индивидуальном домостроении.

Основные свойства газофибробетона: плотность около 550 кг/м3, низкая теплопроводность, безопасность и экологическая чистота, экономичность (тонна сухой смеси дает около 2м3 газофибробетона). По свойствам и характеристикам пенофибробетон практически идентичен газофибробетону, используется в основном для сооружения зданий малой этажности, теплоизоляции.

Введение фиброволокна в бетонные смеси позволяет существенно улучшить такие показатели бетона: прочность, стойкость к механическим и химическим воздействиям, срок службы, теплоизоляционные свойства. При выборе конкретного материала учитывают тип и характеристики фибры, условия эксплуатации будущей конструкции, важные требования к монолиту. При условии соблюдения технологии производства и правильности выбора фиброволокна материал обеспечит все необходимые показатели и параметры.

Технические характеристики

Свойства бетона зависят в первую очередь от используемого стройматериала в производстве. Рассмотрим характеристики основных видов фибробетона. Стальная фибра – самый распространенный наполнитель. Он обладает повышенной прочностью к нагрузкам, не усаживается и не образует трещин во время службы. Наиболее примечательные его качества – длительный срок эксплуатации, плотность и стойкость к износу. Кроме того, данный фибробетон не теряет свойства под действием низких температур, влаги и огня.

Следующее в рейтинге популярности волокно из стекла. Бетон этого типа обладает высокими качествами упругости, что наделяет его пластичностью. Однако щелочная среда вредна этому материалу. Стойкость к химическому влиянию обеспечивается полимерной пропиткой, путем добавления в бетон добавок на основе глиноземистого раствора. Именно он связывает щелочи и препятствует повреждению фибробетона. В конечном варианте вы получаете раствор с высокой прочностью, устойчивостью к высоким температурам, гидроизоляцией, стойкостью к воздействию химических средств и истиранию.

Асбестовая фибра характеризуется долговечностью, стойкостью к щелочной среде, нагрузкам и термозащитными качествами. Бетон на основе базальта имеет повышенную прочность. Больше всего он подходит для конструкций, которые подвержены постоянным нагрузкам, деформации и вокруг которых существуют факторы для появления трещин.

Общие характеристики остальных типов волокон – это защита от воздействия химических веществ, прочность на деформацию, стойкость к перепадам температур и неспособность проводить электричество. Благодаря синтетичной природе материалов вес бетона снижается.

Фибра: виды материалов и их классификация

Чтобы понять, что такое фибробетон, стоит немного углубиться в историю. Впервые материал представили в 1907 году – русский ученый В.П. Некрасов в своих статьях рассказал про исследования производства композитного материала, упрочненного отрезками тонкой проволоки.

Раньше строители добавляли в раствор различные дисперсные волокна и распределяли в массе равномерно. Это позволяло улучшить свойства бетона: уменьшить количество трещин, повысить стойкость к воздействию внешних факторов и физическим нагрузкам, поднять показатель прочности в среднем на 30%.

Армирование бетонной смеси производится с использованием искусственных волокон из разных типов неметаллизированных и металлизированных нитей минерального либо органического происхождения. Физико-технические свойства материала (теплопроводность, прочность, плотность), устойчивость к химическим веществам напрямую зависят от особенностей приготовления бетона и типа, объема вводимого в смесь волокна.

Сегодня производство фибробетона осуществляется в промышленных масштабах, все технологии протестированы и усовершенствованы, можно заранее просчитать характеристики материала по его параметрам. В производстве используют два типа фибры: неметаллическая (акрил, стекло, полиэтилен, базальт, углевод, карбон и т.д.) и металлическая (стальные волокна разного размера и формы).

Наибольшей популярностью пользуются металлические и стеклянные волокна, постепенно набирает популярность полипропиленовая фибра. Углерод и базальт применяются редко из-за высокой стоимости. Вискоза, хлопок, нейлон обеспечивают специфические особенности бетону, которые не всегда актуальны в современном строительстве.

Состав и материалы

Состав стеклофибробетона довольно незамысловатый – серый или белый портландцемент М 500-700, просеянный мелкокалиберный кварцевый песок, ровинг (щелочеустойчивое стекловолокно), в отдельных случаях используют глиноземистый цемент. Для повышения характристик – эстетических, формировочных, технологических – в состав добавляют присадки.

Наиболее важный момент в процессе изготовления своего стеклобетона – выбор связующего. База из глиноземистого цемента отличается интенсивной кристаллизацией образований, снижение прочности происходит медленнее, чем в составах из портландцемента. В содействии с водой портландцемент предотвращает разрушение металлических элементов, но губительно влияет на стеклофибру.

Главное составляющее жидкой фазы портландцемента перед застыванием – гидроксид кальция – приводит к коррозии стекла, что разрушает кремнекислородную конструкцию. Исходя из этого, при изготовлении своих стеклофибробетонов на основе портландцемента целесообразно применение щелочестойкой фибры – в ином случае вместо армированного материала вы получите блок, пропитанный жидким стеклом.

С другой стороны, высокая цена глиноземов абсолютно оправдана. Среди их главных преимуществ по применению выделяют следующие:

• быстрое затвердевание;
• повышение прочности в процессе высыхания;
• незначительное влияние химических веществ на стеклонить;
• быстрое изготовление материала, как следствие – сокращение сроков строительства.

Единственным недостатком можно считать возможность изменения характеристик прочности. Применение глиноземов в строительстве требует точного выполнения рекомендаций по процессу – минимальная ошибка приведет к конечной потере большей части свойств готового стеклофибробетона.

Стекловолокно составляет 3 – 5% от общей массы бетона.

Для изготовления материалов для внутренних работ и отделки, применяют штукатурку на гипсовой основе, или гипс в чистом виде. Среда для затвердевания практически не несет угрозы разрушения армирующих элементов. Существует риск коррозии стальных деталей, фибра разрушению не подвергается. Гипс, укрепренный фиброй, более прочный, огнестойкий и характеризуется низкой теплопроводностью.

Стеклофибру выбирают, исходя из химического состава, прочности материала – широкий выбор видов стекла позволяет подобрать нужный вид, ориентируясь на свои критерии отбора. При изготовлении стеклофибробетона преимущественно используют следующие волокна:

• силикатные;
• кварцевые;
• натрийкальциево-силикатные;
• алюмоборосиликатные;
• цирконийсиликатные (щелочеустойчивое стекловолокно).

Фибробетон это

Бетон — один из основных универсальных строительных материалов, обладающий огромным преимуществом, но несмотря на его прочность и долговечность у материала есть один существенный недостаток — он хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение. Из-за этого, в конструкциях, при воздействии сильной нагрузки, могут появится трещины. Как раз для того, чтобы улучшить качество бетона, помимо песка, щебня, гравия, цемента и воды, в него замешивают различные функциональные добавки.

Виды фибробетона

Фибробетон относится к композитным строительным материалам и появился на рынке совсем недавно. Фибра в его составе представляет собой микроарматуру, которая равномерно укрепляет материал во всех плоскостях. Добавка повышает класс бетона, прочность, ударостойкость и снижает образование усадочных трещин, однако конечные свойства материала зависят от свойств волокон в его составе.

Всего можно выделить шесть видов фибробетона:

1. На стальной фибре (металлическая фибра)

Стальной фибробетон обладает повышенной прочностью к нагрузкам, не образует трещин во время эксплуатации, не теряет свойства под воздействием низких температур. Является влаго- и огнестойким материалом, однако имеет большой вес и низкую коррозионную стойкость, что все же ограничивает область его применения и срок службы.

Используется для строительства дорог, шпал, заливки фундаментов, создания шахт колодцев, плотин, мостового покрытия и многого другого. Несмотря на его минусы — спектр применения материала очень обширен.

1. На полипропиленовой фибре.

Содержит в своем составе синтетические волокна, которые получают из полипропиленовой пленки. В растворе волокна раскрываются и создают сетчатую структуру. Обладает более высоким сопротивление к ударным нагрузкам в отличие от обычного бетона. Имеет довольно плохую устойчивость к повышенным температурам и недостаточную стойкость по растяжению и сжатию.

Используется для изготовления конструкций из пеноблоков и ячеистого бетона.

1. На целлюлозной фибре.

Содержит целлюлозные нити. Обладает повышенными жаростойкими характеристиками и стойкостью к кислотам, используется для замедления усадочных процессов.

1. На базальтовой фибре.

На базальтовой фибре — содержит в своем составе искусственное минеральное неорганическое волокно, получаемое из базальта. Такой бетон не подвержен горению, устойчив к воздействию кислотных и щелочных реактивов, и другими присущие базальту.

Из такого фибробетона изготавливают декор зданий, фонтаны и статуи, различные элементы для облагораживания придомовой территории, стеновые панели, дорожные плиты.

1. На фибре из стекловолокна.

Содержит неорганические стеклянные нити.

Чаще всего используется для изготовления щитов шумозащиты, заборов, гидроизоляции для очистительных сооружений.

1. На фибре из углеволокна.

Содержит рубленные отрезки углеродных нитей. Характеризуется высокими показателями устойчивости к механическим нагрузкам. Обладает высокой адгезией и не подвержено коррозии. Не горит. Очень дорог в производстве, что сильно ограничивает область его применения.

В нашей компании имеется множество разновидностей бетона и добавок. Вы можете с фиброй у нас, на выгодных условиях!

Обзор производителей

Производство фибробетона налажено в России на довольно высоком уровне. Нет никаких веских причин, чтобы предпочитать импортную продукцию. Отличный результат приносит использование смесей марки «3ДБетон», также специалисты рекомендуют ориентироваться на бренды «РОСПАН» и LTM. Благодаря современному оборудованию и новейшим технологическим приемам удается соответствовать той планке, которую на мировом рынке задают японские концерны. Выбор между производителями можно делать, отталкиваясь всего лишь от логистики, потому что практического различия между их товарами обнаружить не удается.

Для чего необходимо модифицировать бетон фиброй

Согласно положениям ГОСТ 25192-2012 фибробетоном называется бетонная смесь, содержащая в своей массе беспорядочно ориентированные рассредоточенные волокна. По сути это — композит, в котором важная роль отводится дополнительно вносимым упрочняющим частицам. От того, какими свойствами обладает добавка (фибра), во многом зависят рабочие характеристики полученного на выходе улучшенного бетона. Введение фибры в бетонную композицию наиболее точно можно описать как «дисперсное армирование». Основным недостатком традиционного бетона является склонность к хрупкому разрушению, а также недостаточная прочность при растяжении. Фибробетон, который армируется волокнами, получает новые востребованные свойства:

• Устойчивость к появлению трещин.
• Вязкость разрушения.
• Усталостную и ударную прочность.
• Стойкость к истиранию.
• Прочность на срез, растяжение, сжатие.
• Сопротивление сползанию и снижение кавитации.
• Улучшенную водонепроницаемость, жаропрочность, морозостойкость.

По многим из этих показателей фибробетон становится в разы более стойким обычных смесей. Но технология дисперсного армирования позволяет получить высококачественный бетон лучшими техническими свойствами при неизменном расходе портландцемента.

Несмотря на относительно высокую стоимость фибровых волокон, экономическая эффективность такой смеси установлена всеми исследованиями. В этом вся сущность материала нового поколения.

Плюсы и минусы

Пытаясь разобраться, фибробетон – что это такое, нужно понимать, что все основные характеристики зависят от используемых в его производстве материалов и соблюдения технологии. Но есть определенные свойства, характерные для всех типов фибробетона, которые обязательно учитываются при планировании работ.

Основные преимущества фибробетона:

• Понижение затрат на строительство – за счет повышения прочности плит можно отказаться от армирования, сократив длительность проведения работ, расходы на дополнительные материалы, их транспортировку, монтаж
• Повышение прочности готовых конструкций – технология производства фибробетона любого типа предполагает, что такой материал не боится усадки, не покрывается трещинами, сколами, гарантируя даже более высокую прочность, чем в конструкциях с арматурой
• Прекрасные адгезионные качества
• Стойкость к резким скачкам температуры, влаге, охлаждению/оттаиванию
• Негорючесть – усиленная с помощью композита бетонная конструкция исключает нарушение структуры монолита и появление трещин под воздействием высоких температур
• Легкость фибробетонных блоков, что снижает затраты на транспортировку и монтаж
• Экономия на строительных материалах – за счет существенного увеличения прочности фундамент или стены можно сделать с меньшей толщиной монолита, не пожертвовав устойчивостью и надежностью
• Продление срока эксплуатации – введение волокон фибры позволяет добиться большего срока службы бетона при сохранении всех важных эксплуатационных характеристик
• Уменьшение расхода бетона

Единственным минусом считается сравнительно высокая стоимость фибробетона. Для приготовления раствора нужно покупать дорогие материалы, готовые фибробетонные блоки также стоят дороже, чем обычные бетонные. Но экономия на последующих этапах строительства и эксплуатации здания полностью перекрывает этот недостаток.

Это интересно: Декоративный кирпич — применение в интерьере и советы по изготовлению

Области применения

При производстве применяются разные добавки, поэтому можно легко менять свойства конечного материала. Все зависит от того, для чего он будет использоваться.

Изделия из фибробетона

Высокопрочный фибробетон применяется для изготовления скульптур, ротонд и колоннад. Такие сооружения популярны среди строителей и архитекторов. Это связано с тем, что с материалом легко работать. Да и сохраняется он гораздо лучше, нежели аналогичные виды. Ему не страшны негативные климатические условия в виде дождя и снега, так как бетон не теряет первоначальный вид.

Промышленное строительство

Наличие в составе стальной проволоки обеспечивает высокую прочность. Такой материал применяется при строительстве следующих объектов:

• сооружения, изготовленные из монолитного железобетона;
• гидротехнические строения;
• водоочистные станции;
• подземные магистрали.

Фибробетон используют при строительстве транспортных тоннелей. Незаменим материал и при возведении подземных водоотводящих конструкций.

Фасадные панели из фибробетона

Все чаще для облицовки зданий используют фасадные панели из фибробетона. Они быстро монтируются, отличаются легкостью, низкой ценой и высокими техническими показателями.

Существенный плюс в том, что можно подобрать материал, который будет имитировать дерево, камень или кирпич.

Лицевая сторона панелей обработана специальным составом, который устойчив к влаге и ряду других вредных атмосферных явлений.

Ступени из фибробетона

Фибробетонные накладки — облицовочный материал для маршевых конструкций. Такие ступени отличаются высоким показателем качества, прочности и надежности.

Кроме этого, материал придаст благородный вид простым лестничным пролетам. Панели легко монтируются на рабочую поверхность, поэтому установить их можно собственноручно.

Декор из фибробетона

Бетон, в составе которого содержится стеклянная фибра, используется в различных сферах. Чаще материал применяют для производства декоративных элементов, связанных с украшением ландшафтного дизайна, ограждений, козырьков.

Другие изделия

Из фибробетона делают тротуарные и дорожные покрытия, а также производят декоративную плитку и бордюры.

В последнее время применяют для создания оснований аэродромов, железнодорожных шпал, мостов, так как материал может выдерживать максимальные нагрузки.

Технология

Процесс производства отличается от изготовления пенобетона введением фиброволокна. Вместо кварцевого песка в качестве кремнеземистого наполнителя может использоваться доменный шлак, зола-унос. Введение наполнителя имеет целью снизить расход вяжущего вещества, усадку смеси, повышает качество продукта. Армирование фиброволокном проводится с целью повысить морозостойкость, водонепроницаемость материала, исключает образование сколов, деформации, повышает сопротивление механическим воздействиям. При введении в смесь полиамидной фибры в объеме 0,4% от количества цемента прочность пенобетона возрастает на 26%.

Области применения

Учитывая вышеперечисленные технические характеристики фибробетона, этот материал стал популярным на рынке. Он применяется в конструкциях, на которые оказывается сильное давление со стороны окружающей среды. Эти конструкции могут быть как промышленного, так и бытового характера. Каждый исходный материал имеет свою сферу применения. Стальной фибробетон чаще всего применяется:

• шпалы, фундамент, мостовое покрытие, берегозащитные полосы;
• полы, тоннели;
• дороги, полосы для взлета и посадки на аэродромах, тротуары;
• тротуарная плитка, бордюрный материал;
• каркас конструкции, монолитные сооружения;
• каналы для водоотвода, шахты колодцев под канализацию, плотины, водоочистные системы;
• фибробетонные полы.

Бетон со стекловолокном используется при устройстве:

• щитов для шумозащиты;
• гидроизоляции для очистительных сооружений;
• декоративных изделий небольшого веса для отделки покрытий;
• фасадной отделки фибробетоном жилых конструкций;
• промышленных помещений, покрытия в которых подвержены загрязнению;
• заборов, скамеек, цветочных клумб и других объектов.

Базальтовый бетон является незаменимым при строительстве:

• перекрытий, фундамента, дорог;
• резервуаров, дамб, конструкций железнодорожного характера.

Фибробетон из полипропилена необходим для создания:

• конструкций из пеноблоков;
• ячеистого бетона;
• объектов небольшого веса.

Хлопковые и вискозные материалы используются при замешивании текстильбетона.