В процессе строительного производства железобетонных изделий давно уже не обходятся без применения зарекомендовавших себя арматурных каркасов. Как известно, наличие арматуры в бетоне обеспечивает конструктивную прочность и долговечность зданий. Но и новые технологии не стоят на месте. Рынок предлагает потребителю современные материалы, такие, например, как добавляемая в бетон металлическая или анкерная фибра.
Свойства металлической фибры
Универсальный строительный материал бетон, бесспорно, выигрывает перед остальными. Он бывает разных марок, обладает повышенной прочностью, долговечностью, морозостойкостью. Для повышения рабочих качеств в бетон вводят дополнительные добавки и присадки, ещё более улучшая его признанные свойства и доказывая многофункциональность. Однако и бетонные элементы, под воздействием природных осадков, перепадов температур или любых механических воздействий, которым он подвергается в процессе эксплуатации, могут терять свои качества.
Чтобы увеличить срок службы бетона, сохранить конструкции от трещин и разрушений, применяют для скрепления внутренней структуры этого стройматериала, металлическую фибру. Эта специальная добавка может взять на себя все функции арматурной сетки, применяющейся в изготовлении строительных элементов из бетона, и обеспечить им не меньшую жёсткость, прочность и качество.
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.
Преимущества
Бетон с фиброй обладает следующими преимуществами:
- в 2 раза увеличивается прочность материала на растяжение при изгибе;
- предельная деформация повышается в 20 раз;
- улучшается вязкость, устойчивость к ударной нагрузке;
- сохраняется морозоустойчивость и водонепроницаемость;
- увеличивается огнестойкость при воздействии высоких температур;
- повышается сопротивление сейсмологическим факторам;
- получившаяся трёхмерная структура препятствует растрескиванию строительного материала и его истиранию;
- имеет прекрасную совместимость с любыми активными добавками.
При всём этом, фибра доступна в применении, имеет низкую стоимость, что удешевляет цену бетона и строительного процесса в целом.
Недостатки
У этого популярного металлического заполнителя есть и недостатки. И прежде всего:
его наличие даёт увеличение веса бетонных изделий;- не всегда бывает хорошая прочность сцепления с цементом (чаще при использовании гладких заготовок или применении тощих бетонных смесей, с большим количеством песка);
- возможен выход материала из тела бетона в условиях длительной эксплуатации (особенно заметно в дорожном строительстве при ремонтных работах полотна);
- нанесение дополнительного коррозионного или другого защитного покрытия приводит к дополнительным тратам и удорожанию конечной стоимости продукции.
Эти свойства, однако, не влияют на популярность такого строительного материала и он широко применяется современным потребителем.
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.
Расход материала
Прежде, чем применять фибру, надо определиться с расходом металлической добавки для бетона. А это во многом будет зависеть от тех нагрузок, которым будет подвержена конструкция в будущем. Если они незначительные, то достаточно расхода от 15 до 30 кг на 1 куб бетона. При средних нагрузках значение следует увеличить до 40 кг. Если речь идёт о большом давлении на элементы, то потребуется расход фибры от 40 до 75 кг. При ещё более критических нагрузках это значение может достигнуть и 150 кг расхода металлического заполнителя на 1 куб бетонной смеси.
Количество используемой для приготовления бетона фибры можно увидеть в инструкции, приложенной к заводской упаковке. Наилучший результат применения добавки будет достигнут при правильном соотношении количества этого материала на 1 м3 бетона, цемента или сухой смеси. При производстве сборных изделий или во время монолитных строительных работ расход фибры может существенно отличаться.
Приведём нормы расхода фибрового волокна в часто употребляемых строительных смесях:
Для приготовления бетона, пенобетона или других пористых конструкций, среднее потребление металлической фибры составляет от 500 гр до 900 гр/1 м3.- При включении добавки в сухие штукатурные смеси — от 600 гр до 1 кг.
- В приготовлении состава для отлива декоративных камней фасадной облицовки, а также изделий из гипса — допускается использовать от 400 гр до 800 гр фибры.
- Бетонная смесь для автодорог включает металлического сырья от 1 до 1,5 кг/м3.
- Для стяжек под тротуарную плитку и изготовление малых архитектурных форм, можно использовать от 1,5 до 2,5 кг.
Исходя из приведённого списка видно, что средний расход фиброволокна составляет 0,4—1,5 кг на один куб бетона.
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.
Другие виды фибровых добавок
Укрепляющий компонент для бетона может быть изготовлен не только из стали, но и из других основ. Более подробно ознакомимся с каждым из видов фиброволокна.
Полипропиленовая
Это синтетический материал, он усиливает строительные смеси, экономичен, доступен по цене и обладает достойными эксплуатационными показателями. Из растворов с этой добавкой делают газобетонные блоки, фундаменты, половые стяжки, придорожные бордюры, оградительные конструкции.
Базальтовая
Это добавка без запаха (в отличие от полипропиленовой), придаёт прочность конструкциям с пористой структурой, часто используется при создании гипсовых изделий, устойчива к высоким температурам. Эта фибра имеет более длинные волокна, чем остальные виды, поэтому расходуется индивидуально. Она, к примеру, совершенно не подходит для архитектурных форм, так как волокна могут проявляться на поверхности изделия.
Стекловолокно
Стекловолокно добавляют в бетон для придания ему пластичности. Оно отличается малым весом и с ним любят работать архитекторы, создавая объёмные и изогнутые декоративные элементы. Поэтому конструкции с добавлением стекловолокнистой фибры часто применяются при ремонте памятников.
Любой тип фибры, применяемый в бетонной смеси, повышает качество этого строительного материала в несколько раз, ведь этот компонент и создан для улучшения свойств бетона.
