Фибра для бетона: виды, характеристики, плюсы и минусы

Beton-House com

Сайт о бетоне: строительство, характеристики, проектирование. Соединяем опыт профессионалов и частных мастеров в одном месте

Включение материала в состав

Для улучшения характеристик возводимых бетонных и железобетонных конструкций, применяется добавка, которая существенно улучшает характеристики смесей. Речь пойдет об аналоге арматуры — фибре.

Она сравнительно недавно появилась на нашем рынке, и тотчас же завоевала доверие специалистов. Волокна могут быть различного происхождения, иметь разные размеры и внешний вид. Чаще всего, в строительстве используется металлическая фибра для бетона.

Общие свойства фибры для бетона. Для чего используется фиброволокно

Фиброй называют волокна, выполненные из стали, базальта, стекла, полимеров, полипропилена. Эти волокна могут иметь различную длину (от 2—3 мм до нескольких сантиметров), толщину, конфигурацию, форму сечения, текстуру поверхности.

Фибру добавляют в бетонные растворы любого назначения для придания прочности, ударной вязкости, устранения усадки и предотвращения растрескивания, повышения долговечности и устойчивости к истиранию. Бетон с добавлением фибры становится водостойким, устойчивым к морозам (морозоустойчивость может повышаться до 100 циклов), жаростойким.

Важно!

Выбор вида и размера фибры зависит от назначения бетона.

В штукатурные растворы добавляют фибру малой длины (3-6 мм) для обеспечения гладкости оштукатуренной поверхности. В тяжелые бетоны добавляют фибру большой длины волокон.

Бетоны с добавлением фиброволокна называются фибробетонами.

Разновидности микрофибры

В настоящее время микрофайбер производится во многих странах мира. Лучшей (и наиболее дорогой) является ткань, произведенная в США, которая подразделяется на несколько категорий. Наиболее широко представлены полиамидные ткани тактель, которые уже получили название «хлопка XXI века». Они, в свою очередь, разделяются на:

• тонкий и нежный трикотаж тактель микро;
• отличающийся особой мягкостью тактель мультисофт, из которого изготовляют дорогое нижнее белье;
• тактель диабло с особым переплетением нитей отличается ярким блеском и применяется для нарядной одежды;
• тактель акватор имеет повышенную воздухопроницаемость и быстро сохнет, используется преимущественно для купальных костюмов;
• тактель климат имеет терморегулирующие свойства, особенно рекомендуется для жаркой погоды;
• тактель текстураль – толстая, но очень мягкая ткань.

Широкое распространение получила также ткань мерил, созданная на основе полиамидных микроволокон и эластана. По внешнему виду и свойствам она напоминает шелк, при этом эластична, прочна и проста в уходе.

Виды фиброволокна

«Фибра» в переводе с английского означает «волокно». Действительно, на вид это нити определенного диаметра и длины, изготовленные из различных материалов.

В зависимости от материала, фибра для бетона делится на пять основных разновидностей:

1. стальная;
2. полимерная;
3. базальтовая;
4. полипропиленовая;
5. стеклянная.

Важно!

В современном строительстве добавка фибры в бетонные растворы желательна даже в тех случаях, когда в конструкции используется арматура, но особенно важно укрепить таким способом бетон, предназначенный для заливки конструкций, которые будут подвергаться повышенным нагрузкам (фундаменты, стяжки пола, дорожные покрытия).

Стальная фибра

Основное преимущество этого вида фибры — низкая стоимость. Она много лет используется в странах Европы, а в России появилась не так давно.

Форма и свойства

Стальная фибра для бетона представляет собой отрезки проволоки из низкоуглеродистой стали диаметром 0,7—1,2 мм и длиной от 25 до 60 мм.

В сечении она может быть круглой или треугольной, а по конфигурации напоминать дугу или скобку, либо иметь волнообразную форму. Для улучшения сцепления с бетоном фибра имеет шероховатую поверхность.

Дозировка и метод добавления

Стальная фибра дозируется в зависимости от назначения бетона и тех нагрузок, которые конструкция будет испытывать в процессе эксплуатации:

1. при незначительных нагрузках достаточно 15—30 кг фибры на 1 куб бетона;
2. при средних нагрузках добавляют до 40 кг материала на 1 кубометр раствора;
3. при высоких нагрузках расход стальной фибры увеличивается до 75, а в отдельных случаях до 150 кг на кубический метр раствора.

Стальная фибра добавляется в раствор при замешивании или после, в готовую бетонную смесь. Ее засыпают небольшими порциями и тщательно перемешивают.

Важно!

Добавление фибры увеличивает время замеса раствора на 15%.

Преимущества и недостатки стальной фибры

Благодаря добавлению стальной фибры, которая образует в бетоне трехмерный каркас, конструкция приобретает дополнительные характеристики:

1. прочность на растяжение при изгибе возрастает в 2 раза;
2. предельная деформация увеличивается в 20 раз;
3. повышается устойчивость к ударным нагрузкам;
4. возрастают морозостойкость и водонепроницаемость.

Стальная фибра применяется в гражданском строительстве при заливке фундаментов, стяжек и может заменить арматуру. Добавление стальной фибры по сравнению с армированием — простой и удобный процесс. Не нужно раскладывать арматуру и устанавливать крепежи; экономятся время и затраты труда.

Важно!

Стальная фибра совместима с другими добавками.

Недостатки стальной фибры:

1. высокий вес;
2. сцепление с бетоном менее прочное, чем у других видов фибры;
3. подверженность коррозии;
4. вследствие эрозии бетона стальная фибра может со временем выходить наружу.

Полимерная фибра (ПАН-фибра)

Полимерная фибра — это волокна из полимерного материала длиной от 3, 6, 12, 18, 24 мм и выше.

Область применения фибры в бетоне

Полимерная фибра применяется в следующих типах бетонных конструкций:

1. самонивелирующиеся полы;
2. аэродромные плиты;
3. гидротехнические сооружения;

а также добавляется в строительные, ремонтные и штукатурные растворы.

Свойства

Преимущества полимерной фибры:

1. не подвержена коррозии;
2. легкая;
3. увеличивает прочность бетонна;
4. обладает высокой стойкостью к повышенным температурам, солям, щелочам, кислотам;
5. безопасна для окружающей среды и человека.

Основное преимущество полимерной фибры — она придает бетону пластичность.

Как использовать фиброволокно

Полимерную фибру можно добавлять прямо в сухой цемент перед замешиванием раствора.

Сколько фибры добавить в бетонный раствор

Пропорции добавления и выбор длины фибры зависят от назначения бетона:

1. в тяжелых бетонах используется фибра длиной 12—40 мм, в армированных бетонах в количестве 2—2,7 кг на куб, в неармированных — 0,7—1 кг на куб;
2. в ячеистых бетонах применяется фибра длиной 12 мм в дозировке 0,1% от массы пенобетона;
3. в шукатурки добавляют фибру длиной 4 мм в количестве 0,9 кг на кубометр раствора.

Стеклянная фибра

Стеклянная фибра изготавливается из стойкого к щелочам стеклянного волокна диаметром 10—15 микрон и прочностью до 2000 МПа.

Попадая в раствор, во время перемешивания стеклофибра распадается на отдельные волокна

Свойства стеклянной фибры

Стеклофибра придает бетону следующие качества:

1. уменьшение растрескивания;
2. снижение усадки;
3. увеличение прочности и упругости.

Стеклянная фибра устойчива к агрессивным средам (кроме щелочной среды).

Где применяется

Стеклофибру применяют:

1. в стяжках любой толщины;
2. в сборных бетонных конструкциях;
3. в строительных смесях.

Важно!

Бетон с добавлением стеклянной фибры схватывается и застывает быстрее, это необходимо учесть при работе. Продлить срок жизни раствора поможет добавление пластификатора.

Базальтовая фибра

Базальтовой фиброй называют отрезки базальтового волокна, которые могут иметь длину от 1 до 150 мм. Волокно имеет диаметр 16—18 мкм, оно устойчиво к воде, кислотам, щелочам, прочное, упругое.

Базальтовое волокно, в отличие от металлической фибры, не подвергается коррозии, в 3 раза легче и имеет площадь поверхности в 25 раз больше. Базальтовая фибра обладает высокой адгезией и одинаковым с бетоном коэффициентом температурного расширения.

Качества бетона с базальтовой фиброй

Добавление фибры сообщает бетонам следующие характеристики:

1. ударная прочность повышается в 5 раз;
2. устойчивость к образованию трещин возрастает в 3 раза;
3. прочность на раскалывание увеличивается в 2 раза;
4. повышается стойкость к истиранию (до 300%) и долговечность;
5. прочность на растяжение при изгибе увеличивается до 300%;
6. морозостойкость повышается в 2 раза;
7. благодаря отсутствию трещин устойчивость к коррозии повышается до 500%;
8. водонепроницаемость увеличивается до 150%;
9. уменьшается усадка;
10. повышается ударная вязкость .

Где применяется

Базальтовую фибру используют для изготовления сейсмостойких конструкций, взрывобезопасных объектов, военных сооружений, сложных радиопрозрачных конструкций.

В связи с непревзойденной стойкостью к истиранию, которую получает бетон при добавлении базальтовой фибры, он широко применяется для изготовления стяжек.

Метод добавления

Базальтовое волокно замачивают в воде и затем добавляют в раствор при замешивании.

Важно!

Добавление любых видов фибры делает бетонный раствор более вязким и менее текучим, поэтому важно совмещать использование фибры с применением пластификатора, который позволяет экономить цемент, воду, затраты на уплотнение бетона и увеличивает текучесть раствора.

Полипропиленовая фибра

Полипропиленовая фибра — это армирующее микроволокно, применяемое как альтернатива армированию бетона. Это самый распространенный вид армирующих волокон.

Форма и свойства

Этот вид фибры изготавливается из синтетического вещества — полипропилена.

Волокна из полипропилена формируют экструзией или вытягиванием и нарезают на отрезки разной длины.

Длина волокон полипропиленовой фибры от 6 до 40 мм.

Фибра обладает значительной прочностью и упругостью, устойчива к агрессивным, в том числе, щелочным, средам и коррозии, а также огнеустойчива.

Весомое преимущество полипропиленовой фибры — ее легкость и большая площадь поверхности (в 1 кг полипропиленовой фибры около 1 миллиона волокон).

Фибра в бетонных смесях сочетается с любыми другими добавками:

1. пластификаторами и суперпластификаторами;
2. ускорителями;
3. гидрофобизирующими добавками;
4. противоморозными добавками.

Полипропиленовая фибра может изготавливаться из первичного или вторичного сырья. В первом случае качество фибры выше.

Для чего применяется полипропиленовая фибра

Добавление фиброволокна в раствор компенсирует растягивающие напряжения его нижнего слоя и разрывные напряжения вследствие нагрузок и обеспечивает следующие преимущества фибробетонов перед обычными бетонами:

1. предотвращение расслаивания смеси;
2. увеличение прочности на сжатие и на растяжение при изгибе;
3. повышение долговечности бетона;
4. снижение истираемости поверхности бетона;
5. повышение ударной вязкости (при ударах бетон не раскалывается, а только появляется вмятина);
6. устранение усадки;
7. предупреждение образования трещин;
8. повышение устойчивости к морозу;
9. увеличение водостойкости бетона.

Дополнительные свойства полипропиленовой фибры

Раствор с фиброй становится более густым, держит форму и не течет, поэтому позволяет наносить штукатурку более толстым слоем.

В каких случаях применяют полипропиленовую фибру

Полипропиленовая фибра образует в бетоне трехмерный армирующий каркас, поэтому ее применение оправдано при изготовлении:

1. промышленных полов;
2. напольных покрытий;
3. стяжек;
4. бетонных полов;
5. бетонных дорог;
6. тротуаров;
7. фундаментов.

Расход полипропиленового фиброволокна

Фибра очень легкая и очень экономичная. В общем случае соотношение фибры к бетону составляет 900 г на 1 кубометр смеси. В зависимости от области применения дозировка фибры может меняться:

1. Для изготовления промышленных полов и бетонных дорожных покрытий применяют фибру размером 12, 20 или 40 мм от 1 кг на 1 м3.
2. Для стяжек и теплых полов используется от 0,9 до 1,5 кг фибры длиной 12 или 20 мм на 1 куб смеси.
3. В железобетонных конструкциях используют бетон с добавлением от 0,9 кг на 1 кубометр бетона фибры длиной 12 или 20 мм.
4. Для ячеистых бетонов количество фиброволокна размером 12, 20 или 40 мм от 0,9 кг на куб бетона.
5. Для наливных полов, штукатурных и ремонтных растворов применяют полипропиленовую фибру размером 6 или 12 мм из расчета 1 кг на кубометр раствора.
6. Для мелкоштучных изделий сложной формы нужна фибра длиной 6 или 12 мм в дозировке от 0,9 кг на 1 м3 смеси.
7. При изготовлении тротуарной плитки в раствор добавляют от 0,9 до 1,5 кг фибры длиной 6—12 мм на 1 куб цементного раствора.

Как применять фиброволокно из полипропилена

Фибра проста в применении.

Как добавлять фиброволокно в бетонный раствор?

Существуют три способа:

1. Фибру добавляют к сухим компонентам раствора (цементу и наполнителям), тщательно смешивают строительным миксером или в бетономешалке, затем доливают воду.
2. Фибру добавляют в часть воды затворения, хорошо перемешивают, чтобы волокна распределились и добавляют в бетонную смесь в процессе замешивания.
3. Фибру засыпают в раствор во время замешивания небольшими порциями. После добавления каждой порции смешивают 5 минут, прежде чем добавить еще фибры.

Важно!

Эффективность фибры непосредственно зависит от того, насколько хороша она распределилась в бетонном растворе, поэтому следует увеличить время замешивания на 15%.

Видео: Замес раствора с фиброй

Описание, применение

Бетон сам по себе является прекрасным строительным материалом, во многих областях применения не имеющий аналогов. Однако и у него есть свои минусы: он подвержен механическим повреждениям, особенно по краям и в местах стыка элементов. Армирование с помощью оговариваемого волокна, может кардинально повысить его прочность и увеличить срок службы.

Наиболее активно волокна применяются в строительстве.

Виды волокон и их характеристики:

Вид	Плотность, г/см3	Диаметр, мкм	Модуль упругости, ГПа	Прочность на растяжение, Мпа	Удлинение при разрыве,%
Стальное	7,8	200-1200	190-210	500-1500	3-4
Асбестовое	2,6	0,02-04	68-70	910-3100	0,6-0,7
Базальтовое	2,6	13-17	70-110	1600-3200	1,4-3,6
Стеклянное	2,6	5-20	50-70	1400-1900	1,5-3,5
ПАН	1,17	17-35	до 11	500-600	26
Полиэфирное	1,4	8,5	730-750	11-13
Углеродное	1,7	8	230	2850	0,79
Полипропиленовое	0,9	15-500	7,5-18	400-750	10-25

Области применения комбинированного материала:

• при устройстве полов;
• при штукатурных фасадных работах;
• в изготовлении строительных блоков;
• для изготовления свай;
• при строительстве мостов;
• при монтаже бетонного дорожного и аэродромного полотна;
• в несъемной опалубке;
• в фундаментах под оборудование ударного и динамического действия.

Микрофибра может подмешиваться в любые смеси, в составе которых есть цемент. Если она добавляется в раствор для армирования, она вводится в смесь до заливки воды (как видно на фото), затем перемешивается и равномерно распределяется по всему раствору.

Добавление волокон в миксер

Такой материал приобретает следующие характеристики:

1. Значительно повышается эластичность, стойкость к механическим повреждениям.
2. Увеличивается износостойкость.
3. Усиливается водостойкость.
4. Бетон приобретает лучшую адгезию.
5. Повышается долговечность конструкций.
6. Повышается ударное сопротивление.

К плюсам применения такого волокна можно отнести: отсутствие необходимости в специальном оборудовании для ее введения (засыпку легко выполнить своими руками), бюджетность добавки.

На что обращать внимание при покупке фибры

Покупка некачественной фибры — не только напрасная трата денег, но и риск испортить конструкцию. Бетонные сооружения изготавливаются с расчетом на прочность и долгий срок службы. Использование некачественных материалов может привести к значительным убытками.

Например, на рынке встречается полипропиленовая фибра кустарного производства. На вид она мало отличается от заводской фибры, но изготавливается с нарушением технологии. В качественной фибре есть такой компонент, как замасливатель. Он препятствует комкованию волокон и способствует их равномерному распределению в растворе. Поддельная фибра скомкуется, и образования трехмерного каркаса в толще бетона не произойдет, а значит, бетон не получит тех свойств, которые ожидались при добавлении фибры. «Сэкономив» несколько рублей, можно понести существенные убытки.

Чтобы избежать таких ситуаций, приобретайте фибру проверенных производителей у надежных поставщиков.

Способы смешивания

Производство бетонных конструкций своими руками методом дисперсного армирования вмещает в себя 3 основных этапа:

1. Подготовка фибровой арматуры.
2. Приготовление композита.
3. Формование изделий.

При использовании модификаторов повышается жесткость смесей. В результате бетон теряет подвижность и становится трудноукладываемым.

Добавление полипропилена

Непременное условие для получения композиций, имеющих высокую прочность и устойчивость, — это равномерная подача фиброволокна в бетономешалку.

Порядок выполнения работ:

1. Вначале осуществляется добавление наполнителя, щебня или гравия.
2. Затем засыпают песок и всухую перемешивают.
3. Не отключая бетоносмеситель, вводят требуемый объем полипропиленовых фибр.
4. Добавляют цемент и воду с растворенными в ней пластификаторами.
5. Продолжают мешать до получения однородного состава.

Введение базальта

Для достижения хорошей адгезии и требуемого эффекта армирования подбирается оптимальный диаметр и длина волокон.

Инструкция по изготовлению базальтофибробетона:

1. В бетономешалку засыпают песок и щебень.
2. Вводят необходимое количество добавки и перемешивают.
3. При включенном агрегате заливают в смеситель воду.
4. Добавляют цемент.
5. Продолжают замес до получения нужной консистенции.

Если изделия готовят на основе гипсового или цементно-песчаного раствора, то армирование выполняют в последнюю очередь.

Нужна ли фибра для стяжки, и какую использовать

При изготовлении стяжки важно соблюсти баланс между двумя взаимоисключающими задачами:

1. обеспечение высокой прочности (что прямо пропорционально толщине стяжки);
2. минимальная толщина стяжки (чтобы сэкономить материалы и максимально сохранить высоту потолка).

Решить это противоречие помогает добавление полипропиленового фиброволокна. Его рекомендуется добавлять как в раствор для мокрой стяжки, так и в смесь для полусухой стяжки независимо от того, используется ли армирование сеткой.

Фиброволокно не только повышает прочность стяжки и снижает ее истираемость, но и предотвращает усадку и появление трещин, увеличивает ударную вязкость поверхности, предотвращая растрескивание и сколы в процессе эксплуатации. Стяжка с добавлением фиброволокна отличается прочностью и долговечностью.

Видео: Стяжка с фиброй крепче, чем с арматурой!

Краткие итоги

Фибра для бетона, цена которой в несколько раз ниже, чем другие материалы для армировки (металлическая ячеистая сетка, решетка или прутья), является универсальной добавкой, которая увеличивает в несколько раз долговечность бетонных конструкций. Полимер невосприимчив ко всем составляющим строительной смеси и не вступает с ее компонентами в реакцию, что делает его применение универсальным и легким.

При проведении некоторых замеров, было установлено, что добавление полипропиленовой фибры в состав бетона на 90% уменьшает образование трещин в первые часы затвердевания бетона.

Учитывая относительно недавнее появление на отечественном строительном рынке, технология еще полностью не раскрыла свой потенциал. Отчетливо просматриваются хорошие перспективы бетона с полимерной фиброй, что со временем сможет вытеснить с рынка армировочных материалов такие привычные материала, как металлическая сетка и стальные пруты.

Советы по выбору армирующего волокна

Каждый из видов армирующих волокон обладает своими преимуществами и недостатками. Выбор армирующего волокна напрямую зависит от назначения конструкций, которые будут изготовлены из бетона.

Большое значение имеет качество материала, поэтому следует внимательно отнестись к выбору производителя и продавца армирующих волокон.

Полипропиленовое фиброволокно — современная альтернатива армирования бетона, которая экономит деньги, затраты времени и труда и обеспечивает бетону повышенную прочность, долговечность, устойчивость к внешним факторам и другие важные характеристики. На сегодняшний день рекомендуется использовать фибру практически в любых конструкциях. Эффективность работы добавок зависит от их правильного выбора и применения.

Расход

Для производства изделий из фибробетона требуется знать количество волокна, позволяющее добиться максимальной прочности материала. Расход фибры, необходимой для приготовления раствора, рассчитывается в граммах на 1 м3 и зависит от состава и применения строительной смеси:

• Производство декоративного камня, гипсовой лепнины и отливок, других облицовочных и декоративных элементов – 400-600 г/м3.
• Повышение прочности пористых бетонов и пеноблоков, штукатурные и сухие строительные составы – 600-900 г/м³.
• Бетоны на основе цемента, в том числе для изготовления плит и блоков, строительства автомобильных дорог – 1000-1500 г/м3.
• Конструкции из плотных бетонов, подвергающиеся динамическим нагрузкам, негативным внешним воздействиям, тротуарная плитка, стяжки 1800-2700 г/м3.