Фибробетон это что: Что такое фибробетон, для чего он нужен и где применяется

Содержание

что это такое, состав фибробетона, характеристики, применение

Содержание:

Характеристики стальных волокон
Разновидности неметаллических фиброволокон
Технология изготовления фибробетона

Фибробетон – это бетонная смесь с добавлением металлических или неметаллических волокон, обеспечивающих объемное армирование. В затвердевшем виде в разрезе такой бетон имеет структуру, пронизанную тонкими волокнами, располагаемыми во всех направлениях. Усиление конструкций фиброй является, как правило, вспомогательным мероприятием, дополняющим традиционное армирование стальными или полимерными композитными стержнями. Вид фибры оказывает влияние на эксплуатационные характеристики готового продукта.

Характеристики стальных волокон

Наиболее популярной является стальная фибра, в качестве которой выступают отрезки стальной проволоки диаметром 0,1-0,5 мм, длиной 10-50 мм. Они обеспечивают строительному материалу повышенные:

прочность на растяжение и разрыв;
устойчивость к усадке;
водонепроницаемость;

морозостойкость;
жаропрочность.

Бетон со стальной фиброй востребован при строительстве каркасов зданий, монолитных железобетонных конструкций, при устройстве канализационных колодцев, резервуаров для очистки воды, плотин, полов объектов индустриального назначения, подвергаемых значительным нагрузкам.

Разновидности неметаллических фиброволокон

Популярными являются стекловолокна, обеспечивающие высокий модуль упругости. Для таких стройматериалов характерна низкая стойкость к щелочным средам. Для устранения этого недостатка полученный продукт пропитывают полимерными составами, обеспечивающими химическую стойкость, или в процессе приготовления в бетон добавляют вещества, связывающие щелочи. Стеклофибробетон востребован для изготовления конструкций, к которым предъявляют повышенные требования по шумоизоляционным характеристикам, а также скамеек, козырьков, ограждений, декоративных малогабаритных изделий.

Прекрасные эксплуатационные характеристики бетону обеспечивают базальтовые и углеродные волокна.

Однако из-за высокой стоимости их применение ограничено только строительством объектов, подвергаемых высоким нагрузкам: автостоянок, бетонных перекрытий, дорожных покрытий, дамб, резервуаров, ЖД конструкций.

Помимо перечисленных выше, применяют волокна:

полипропиленовые – для изготовления ячеистых бетонов, пеноблоков;
вискозные, хлопковые – востребованы в основном за рубежом при изготовлении текстильных бетонов;
полиэфирные, акриловые, нейлоновые, полиамидные.

Технология изготовления фибробетона

Процесс приготовления этого строительного материала мало отличается от производства обычной бетонной смеси.

Особенности:

Правильный подбор типа армирующего волокна. Зависит от планируемых эксплуатационных условий и свойств матрицы – исходного бетона.

Необходимость равномерного распределения фибры по объему продукта. Для этого перемешивание осуществляют дольше, по сравнению с классическим процессом.
Необходимость обеспечения устойчивости фибры (например, стекловолоконной) к щелочной среде путем проведения дополнительных технологических мероприятий.

Способы добавления фибры в бетонную смесь:

В цемент. Обеспечивает равномерное распределение усиливающих волокон в приготавливаемой смеси.
В бетономешалку. Оптимальный результат получают при увеличении длительности перемешивания на 15-30%.
На месте производства работ, в миксер бетоновоза. После добавления фибры в миксер процесс перемешивания должен длиться не менее 5-10 минут.

Объемное армирование фиброволокнами – перспективное направление в получении прочных строительных материалов, соответствующих эксплуатационному назначению.

что это такое, где применяется

Фибробетон – это новый мелкозернистый материал, который появился на рынке сравнительно недавно, но благодаря своим эксплуатационным характеристикам уже успел завоевать популярность. Фибробетон – это бетон, имеющий в составе не только все составляющие раствора, но и армирующее фиброколокно.

Фибробетонные добавки одинаковые по толщине и длине, распределяются в структуре равномерно. Мельчайшие волокна могут быть сделаны из разных материалов, выполняют роль упрочняющей арматуры, повышают прочность бетонной конструкции, улучшают ее свойства.

Содержание

1 Фибра: виды материалов и их классификация
2 Основные виды фиброволокна
3 Плюсы и минусы
4 Изготовление армированных фибробетонов
- 4.1 Промышленное производство
- 4.2 Приготовление на строительной площадке
5 Применение композитного фибробетона
6 Легкие пористые бетоны

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.

Основные виды фиброволокна

По способам производства и происхождению фибру классифицируют на шесть главных категорий, в соответствии с ГОСТом 14613-83 «Фибра. Технические условия». Состав фибробетона определяется указанными в ГОСТе стандартами, производство осуществляется с соблюдением технологии. Благодаря этому изделия из фибробетона демонстрируют установленные свойства и характеристики, напрямую зависящие от типа фибры.

Типы фибры, которые вводят в состав:

1) Стальная фибра – может быть анкерной или волновой, волокна представляют собой волновые либо прямые куски проволоки длиной 10-50 миллиметров с загнутыми окончаниями, изготавливаются формованием из расплава либо механическим, электрическим методом. Технологию выбирают в соответствии с диаметром волокна.

Стальное волокно используется для повышения прочности конструкции, демонстрирует великолепную стойкость к износу. Из минусов стоит отметить низкий уровень устойчивости к коррозии, большой вес готового изделия, не очень хорошую адгезию с бетонным основанием.

2) Стекловолоконная фибра – в качестве наполнителя используются нити из неорганического стекла, которые получают путем вытягивания расплавленной стеклянной массы на специальных установках. Свойства нитей напрямую зависят от химической структуры стекла и способа получения материала.

Конструкционные и механические свойства фибробетона со стекловолокном могут быть самыми разными и зависят от длины, прочности, толщины волокон. Материал пластичный, но боится щелочной среды.

3) Базальтовая фибра – минеральное неорганическое волокно искусственного происхождения, которое получают из плавленого в печах минерала вулканического происхождения. Нити демонстрируют такие свойства: стойкость к механическому воздействию, устойчивость к кислотам и щелочи, к горению.

В среднем бетон упрочняется в три раза. Примеры использования базальтового фиброволокна: цокольные панели многоэтажек, стены и монолиты, межкомнатные перегородки, скульптуры, фонтаны, детали реконструкции, декор фасадов, несъемная опалубка для свайных фундаментов, дорожные плиты и т.д.

4) Углеродная фибра – рубленые куски нитей, которые получают из углерода посредством термической обработки при максимальных температурах. Гарантирует прекрасные показатели устойчивости строительных конструкций к механической нагрузке, к химическим реакциям.

Основные преимущества: фибра не боится коррозии, обладает высокой адгезией, стойкостью к кислотам и щелочи, повышенным температурам. Упругость выше, чем у стальных волокон, а прочность идентична аналогичному показателю стеклянной фибры. Единственный минус – высокая цена.

5) Целлюлозная фибра – полимерный углеводородный материал не растворяется в воде, не боится огня, кислот. Хорошо влияет на паропроницаемость покрытия из полимера, замедляет усадку, помогает выводить влагу на поверхность фибробетона из нижних слоев стяжки.

6) Полипропиленовая фибра – синтетические волокна сечением 0.02-0.038 миллиметра, которые делают из пропиленовой пленки способом нарезания и скручивания. В бетоне фибра раскрывается и создает структуру сетки, гарантируя существенное улучшение технических характеристик фибробетона. Показывает хорошее сопротивление к ударам, химическим воздействиям. Из недостатков стоит отметить такие: не очень высокая стойкость к сжатию и растяжению, высоким температурам, разброс в качестве сырья.

Реже используют нейлон, иногда применяется вискоза и другое фиброволокно для придания бетону специфических свойств. Выбирая фибробетонные блоки, в первую очередь, необходимо определить правильное волокно для ремонтно-строительных работ с учетом условий эксплуатации, нагрузок, функций, стоимости.

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.

Изготовление армированных фибробетонов

Рассматривая фибробетон и его применение в строительстве, стоит отметить, что самое главное условие хороших характеристик материала – правильное его производство. Будь то производство в заводских условиях или замешивание раствора с фиброй своими руками, важно правильно определить состав, пропорции, соблюдать технологию создания и использования.

Промышленное производство

Технология зависит от типа волокна, пропорций составляющих бетона. Плотность фибробетона обеспечивается за счет максимально равномерного распределения волокон в растворе, правильной ориентации в смеси. Именно равномерность нахождения волокон в монолите оказывает прямое влияние на способность бетонной конструкции противодействовать внешним механическим нагрузкам и химическим условиям.

Основные этапы производства любого фибробетона: приготовление раствора, формирование волокон фибры, их нарезка по параметрам, добавление в смесь, качественное размешивание, уплотнение, заливка в форму, застывание монолита.

В зависимости от типа используемых волокон, которые могут быть металлическими и неметаллическими, этап создания фибры и ее добавления в раствор может быть разным. Стальная фибра режется из металлической ленты, стеклянная – формируется из расплавленной массы, целлюлозная – режется и скатывается в трубочки, которые потом распрямляются и создают сетку в растворе. Распределение фибры в растворе также может осуществляться разными способами, но с единственной целью – обеспечить максимальную равномерность.

Часто в смесь добавляют пластификаторы, которые повышают уровень пластичности самого бетона, что положительно сказывается на качестве материала. Пластификаторы позволяют контролировать скорость схватывания бетона, регулируют уровень усадки.

Приготовление на строительной площадке

Армирующий наполнитель может вводиться в раствор непосредственно перед его применением на объекте. Тут соблюдают такую технологию: смешивание песка с наполнителем, введение просеянных через сито волокон, соединение их с цементом, заливка водой с пластификатором. Качественное перемешивание до получения однородной массы.

Готовая смесь заливается в формы, оставляется на трое суток для схватывания. Потом сушить лучше не открытом воздухе.

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.

Базальтовый фибробетон используется в строительстве фундамента, перекрытий, дорог, дамб, резервуаров, железнодорожных конструкций. Полипропиленовые волокна используются в сооружении объектов малого веса, ячеистого бетона, пеноблоковых конструкций. Вискозные и хлопковые волокна нужны для замешивания текстильбетона, используемого в современном строительстве все чаще.

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.

Бетон, армированный фиброй – типы, свойства и преимущества Бетон, армированный фиброй

, можно определить как композитный материал, состоящий из смесей цемента, раствора или бетона и прерывистых, дискретных, равномерно распределенных подходящих волокон. Фибробетон бывает разных типов и свойств со многими преимуществами. Непрерывные сетки, тканые ткани и длинные проволоки или стержни не считаются дискретными волокнами.

Волокно представляет собой небольшой кусок армирующего материала, обладающий определенными характерными свойствами. Они могут быть круглыми или плоскими. Волокно часто описывается удобным параметром, называемым «соотношение сторон». Соотношение сторон волокна – это отношение его длины к диаметру. Типичное соотношение сторон колеблется от 30 до 150.

Бетон, армированный волокнами (FRC) – это бетон, содержащий волокнистый материал, повышающий его структурную целостность. Он содержит короткие дискретные волокна, равномерно распределенные и беспорядочно ориентированные. Волокна включают стальные волокна, стеклянные волокна, синтетические волокна и натуральные волокна. Внутри этих различных волокон характер фибробетона меняется в зависимости от бетона, волокнистых материалов, геометрии, распределения, ориентации и плотности.

Армирование волокном в основном используется в торкрет-бетоне, но также может использоваться в обычном бетоне. Обычный бетон, армированный волокном, в основном используется для настила полов и тротуаров, но его можно рассматривать для широкого спектра строительных деталей (балки, клещи, фундаменты и т. д.) как отдельно, так и с арматурой, связанной вручную

Бетон, армированный волокнами (обычно это стальные, стеклянные или «пластиковые» волокна), дешевле арматуры, скрепленной вручную, но при этом во много раз увеличивает прочность на растяжение. Важны форма, размер и длина волокна. Тонкое и короткое волокно, например, коротковолокнистое стекловолокно, будет эффективным только в первые часы после заливки бетона (уменьшает растрескивание при застывании бетона), но не повысит прочность бетона на растяжение

Содержимое:

Влияние волокон в бетоне
Необходимость фибробетона
Факторы, влияющие на свойства фибробетона
- 4. Ориентация волокон
- 5. Удобоукладываемость и уплотнение бетона
- 6. Размер крупного заполнителя
- 7. Смешивание
Различные типы фибробетона
- 1. Бетон, армированный стальным волокном
- 2. Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)
- 3. GFRC – Бетон, армированный стекловолокном
- 4. Асбестовое волокно
- 5. Углеродное волокно
- 16

Влияние волокон на бетон

Волокна обычно используются в бетоне для предотвращения растрескивания при пластической усадке и растрескивании при усадке при высыхании. Они также снижают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают просачивание воды. Некоторые типы волокон обеспечивают большую ударопрочность, стойкость к истиранию и разрушению бетона. Как правило, волокна не повышают прочность бетона на изгиб, поэтому они не могут заменить армирование, устойчивое к моменту, или арматуру из конструкционной стали. Некоторые волокна снижают прочность бетона.

Количество волокон, добавляемых в бетонную смесь, измеряется в процентах от общего объема композита (бетон и волокна), называемого объемной долей (V _f). V _f обычно составляет от 0,1 до 3%. Соотношение размеров (l/d) рассчитывается путем деления длины волокна (l) на его диаметр (d). Волокна с некруглым поперечным сечением используют эквивалентный диаметр для расчета коэффициента удлинения.

Если модуль упругости волокна выше, чем у матрицы (бетона или вяжущего раствора), они помогают нести нагрузку за счет увеличения прочности материала на растяжение. Увеличение соотношения размеров волокна обычно сегментирует прочность на изгиб и ударную вязкость матрицы. Однако слишком длинные волокна имеют тенденцию «комкаться» в смеси и создавать проблемы с удобоукладываемостью.

Некоторые недавние исследования показали, что использование волокон в бетоне оказывает ограниченное влияние на ударопрочность бетонных материалов. Это открытие очень важно, так как традиционно считается, что пластичность увеличивается, когда бетон армирован волокнами. Результаты также показали, что микроволокна обладают лучшей ударопрочностью по сравнению с более длинными волокнами.

Необходимость бетона, армированного фиброй

Повышает прочность бетона на растяжение.
Уменьшает воздушные и водяные пустоты, присущую гелю пористость.
Повышает прочность бетона.
Волокна, такие как графит и стекло, обладают отличной устойчивостью к ползучести, чего нельзя сказать о большинстве смол. Таким образом, ориентация и объем волокон оказывают значительное влияние на характеристики ползучести арматурных стержней/напрягающих элементов .
Железобетон сам по себе представляет собой композитный материал, в котором арматура выступает в качестве усиливающего волокна, а бетон — в качестве матрицы. Поэтому крайне важно, чтобы поведение двух материалов при термических напряжениях было одинаковым, чтобы свести к минимуму дифференциальные деформации бетона и арматуры.
Было признано, что добавление в бетон мелких, близко расположенных и равномерно распределенных волокон будет действовать как гаситель трещин и существенно улучшит его статические и динамические свойства.

Факторы, влияющие на свойства фибробетона

Фибробетон представляет собой композиционный материал, содержащий волокна в цементной матрице, распределенные упорядоченным или случайным образом. Его свойства, очевидно, будут зависеть от эффективной передачи напряжения между матрицей и волокнами. Факторы кратко обсуждаются ниже:

1. Относительная жесткость матрицы волокна

Модуль упругости матрицы должен быть намного ниже модуля упругости волокна для эффективной передачи напряжения. Таким образом, волокна с низким модулем упругости, такие как найлоны и полипропилены, вряд ли дадут улучшение прочности, но помогут в поглощении большой энергии и, следовательно, придадут большую степень ударной вязкости и сопротивления приданию. Высокомодульные волокна, такие как сталь, стекло и углерод, придают композиту прочность и жесткость.

Межфазная связь между матрицей и волокном также определяет эффективность передачи напряжения от матрицы к волокну. Хорошая связь необходима для повышения прочности композита на растяжение.

2. Объем волокон

Прочность композита во многом зависит от количества используемых в нем волокон. На рис. 1 и 2 показано влияние объема на ударную вязкость и прочность. Из рис. 1 видно, что с увеличением объема волокон примерно линейно увеличиваются прочность на растяжение и ударная вязкость композита. Использование более высокого процентного содержания волокна, вероятно, вызовет расслоение и жесткость бетона и раствора.

Рис.1: Влияние объема волокон при изгибе

Рис.2: Влияние объема волокон при растяжении

На свойства и поведение композита влияет соотношение сторон волокна. Сообщалось, что до коэффициента удлинения 75 увеличение коэффициента удлинения линейно увеличивает предел прочности бетона. После 75 относительная сила и выносливость снижаются. В таблице 1 показано влияние соотношения сторон на прочность и ударную вязкость.
Таблица-1: Соотношение сторон волокна
Тип бетона Соотношение сторон Относительная прочность Относительная ударная вязкость
Гладкий бетон 0 1 1
С 25 1,5 2,0
Случайно 50 1,6 8,0
Дисперсные волокна 75 1,7 10,5
100 1,5 8,5
4. Ориентация волокон
Одно из различий между обычным армированием и армированием волокнами заключается в том, что в обычном армировании стержни ориентированы в желаемом направлении, а волокна ориентированы случайным образом. Чтобы увидеть эффект хаотичности, были испытаны образцы строительного раствора, армированные 0,5% объема волокон. В одном наборе образцов волокна были выровнены в направлении нагрузки, в другом — в направлении, перпендикулярном направлению нагрузки, а в третьем — хаотично.
Было замечено, что волокна, выровненные параллельно приложенной нагрузке, обладают большей прочностью на растяжение и ударной вязкостью, чем случайно распределенные или перпендикулярные волокна.
5. Удобоукладываемость и уплотнение бетона
Введение стальной фибры значительно снижает удобоукладываемость. Такая ситуация отрицательно сказывается на закреплении свежей смеси. Даже продолжительная внешняя вибрация не уплотняет бетон. Объем волокна, при котором достигается эта ситуация, зависит от длины и диаметра волокна.
Другим последствием плохой обрабатываемости является неравномерное распределение волокон. Как правило, удобоукладываемость и стандарт уплотнения смеси улучшаются за счет увеличения водоцементного отношения или использования каких-либо добавок, снижающих содержание воды.
6. Размер крупного заполнителя
Максимальный размер крупного заполнителя должен быть ограничен 10 мм, чтобы избежать заметного снижения прочности композита. Волокна также действуют как заполнитель. Хотя они имеют простую геометрию, их влияние на свойства свежего бетона сложное. Межчастичное трение между волокнами и между волокнами и агрегатами определяет ориентацию и распределение волокон и, следовательно, свойства композита. Снижающие трение добавки и добавки, улучшающие когезивность смеси, могут значительно улучшить смесь.
7. Смешивание
Смешивание фибробетона требует соблюдения строгих условий, чтобы избежать слипания волокон, расслоения и, как правило, трудностей с однородным смешиванием материалов. Увеличение соотношения сторон, объемного процента, размера и количества крупного заполнителя усиливает трудности и склонность к комкованию. Содержание стальной фибры более 2% по объему и соотношение сторон более 100 затрудняют смешивание.
Важно, чтобы волокна были равномерно распределены по смеси; это можно сделать путем добавления волокон перед добавлением воды. При смешивании в лабораторном смесителе введение волокон через корзину из проволочной сетки способствует равномерному распределению волокон. Для использования в полевых условиях должны быть приняты другие подходящие методы.
Различные типы фибробетона
Ниже приведены различные типы волокон, обычно используемые в строительной отрасли.
Бетон, армированный стальным волокном
Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)
Армированный стекловолокном бетон
Асбестовые волокна
Углеродное волокно
Органические волокна
1. Бетон, армированный стальным волокном
В качестве армирования не предлагается ни один тип стальной фибры. Круглое стальное волокно, обычно используемый тип, производится путем разрезания круглой проволоки на короткую длину. Типичный диаметр находится в диапазоне от 0,25 до 0,75 мм. Стальные волокна, имеющие прямоугольное поперечное сечение, получают путем просеивания листов толщиной около 0,25 мм.
Волокно из тянутой проволоки из мягкой стали. В соответствии с IS:280-1976 с диаметром проволоки от 0,3 до 0,5 мм практически применялись в Индии.
Круглые стальные волокна производятся путем резки или рубки проволоки, плоских листовых волокон, имеющих типичное c/s от 0,15 до 0,41 мм по толщине и от 0,25 до 0,90 мм в ширину производятся путем просеивания плоских листов.
Деформированное волокно, свободно связанное водорастворимым клеем в виде жгута. Поскольку отдельные волокна имеют тенденцию группироваться вместе, их равномерное распределение в матрице часто затруднено. Этого можно избежать, добавляя пучки волокон, которые разделяются в процессе смешивания.
Читайте также:
Применение железобетона
Приготовление и применение железобетона
2. Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)
Полипропилен является одним из самых дешевых и широко доступных полимеров. химическая атака. Его температура плавления высока (около 165 градусов по Цельсию). Так что рабочая темп. As (100 градусов по Цельсию) может выдерживаться в течение коротких периодов времени без ущерба для свойств волокна.
Полипропиленовые волокна, будучи гидрофобными, легко смешиваются, так как им не требуется длительный контакт во время смешивания, а нужно только равномерно перемешать их в смеси.
Полипропиленовые короткие волокна в малых объемных долях от 0,5 до 15, коммерчески используемые в бетоне.
Рис. 3: Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном
3. GFRC – Бетон, армированный стекловолокном
на стойку. Эти подставки можно нарезать на кусочки разной длины или объединить в тканевые коврики или ленты. Используя обычные методы смешивания обычного бетона, невозможно смешать более 2% (по объему) волокон длиной 25 мм.
Стекловолокно в основном применялось для армирования цементных или растворных матриц, используемых при производстве тонколистовых изделий. Обычно используемыми истинами стекловолокна являются электронное стекло. В армированном пластике и AR-стекле E-стекло имеет недостаточную устойчивость к щелочам, присутствующим в портландцементе, в то время как AR-стекло имеет улучшенные щелочестойкие характеристики. Иногда в смеси также добавляют полимеры для улучшения некоторых физических свойств, таких как движение влаги.
Рис. 4: Бетон, армированный стекловолокном. асбоцемент. Асбестовые волокна обладают термомеханической и химической стойкостью, что делает их пригодными для изготовления листовых труб, черепицы и гофрированных кровельных элементов. Асбестоцементная плита примерно в два-четыре раза больше, чем неармированная матрица. Однако из-за относительно небольшой длины (10 мм) волокна обладают низкой ударной вязкостью.
Рис.5: Асбестовое волокно
5. Углеродное волокно
Углеродное волокно из новейшего и, вероятно, наиболее впечатляющего дополнения к ассортименту волокна, доступного для коммерческого использования. Углеродное волокно обладает очень высоким модулем упругости и прочностью на изгиб. Эти экспансивные. Было обнаружено, что их характеристики прочности и жесткости превосходят даже характеристики стали. Но они более уязвимы к повреждениям, чем даже стекловолокно, и поэтому обычно обрабатываются безотказным покрытием.
Рис. 6: Углеродные волокна
также прочитайте: железобетон с стеклянным волокном (GFRC) — свойства и применение в строительных работах
6. Органические волокны 6. Органические волокон
Orary Oraric. Таким или натуральное волокно может быть химически более инертным, чем стальное или стеклянное волокно. Они и дешевле, особенно если натуральные. Для получения композита многократного крекинга можно использовать большой объем растительного волокна. Проблема смешивания и равномерного диспергирования может быть решена путем добавления суперпластификатора.
Рис. , типы и области применения
Бетон, армированный фиброй, представляет собой композитный материал, состоящий из волокнистого материала, который повышает его структурную целостность. Он включает смеси цемента, строительного раствора или бетона и прерывистых, дискретных, равномерно диспергированных подходящих волокон. Волокна обычно используются в бетоне для предотвращения растрескивания из-за пластической усадки и усадки при высыхании. Они также уменьшают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают водоотведение.
Преимущества бетона, армированного фиброй
Бетон, армированный фиброй, может быть полезен там, где желательна высокая прочность на растяжение и меньшее растрескивание, или когда невозможно разместить обычную арматуру
Повышает ударную вязкость бетона, ограничивает рост трещин и приводит к большей деформационной способности композитного материала
В промышленных проектах макросинтетические волокна используются для повышения прочности бетона. Изготовленные из синтетических материалов, эти волокна имеют длинные и толстые размеры и могут использоваться в качестве замены арматуры из стержней или ткани 9.0016
Добавление фибры в бетон повысит его морозостойкость и поможет сохранить бетон прочным и привлекательным в течение длительного времени.
Улучшает сцепление смеси, улучшая прокачиваемость на большие расстояния
Повышение устойчивости к пластической усадке во время отверждения
Сводит к минимуму требования к стальной арматуре
Жестко контролирует ширину трещин, повышая тем самым долговечность
Уменьшает сегрегацию и выделение воды
FRC, ударная вязкость примерно в 10-40 раз выше, чем у простого бетона
Добавление волокон повышает усталостную прочность
Волокна увеличивают сопротивление сдвигу железобетонных балок
Различные типы фибробетона
Фибра для бетона доступна в различных размерах и формах. Основными факторами, влияющими на характеристики фибробетона, являются водоцементное отношение, процентное содержание волокон, диаметр и длина волокон. Ниже приведены различные типы фибробетона, используемые в строительстве.
Бетон, армированный стальным волокном
Стальное волокно представляет собой металлическую арматуру. Определенное количество стальной фибры в бетоне может вызвать качественные изменения физических свойств бетона. Это может значительно повысить устойчивость к растрескиванию, ударам, усталости и изгибу, прочность, долговечность и другие. Для улучшения долгосрочных характеристик, повышения прочности, ударной вязкости и устойчивости к нагрузкам SFRC используется в таких конструкциях, как полы, жилые дома, сборные железобетонные изделия, мосты, туннели, дорожное покрытие для тяжелых условий эксплуатации и горнодобывающая промышленность. Типы стальных волокон определены ASTM A820: Тип I: холоднотянутая проволока, Тип II; резаный лист, Тип III: экстракция из расплава, Тип IV: резка в прокате и Тип V: модифицированная холоднотянутая проволока
Бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)
Бетон, армированный полипропиленовым волокном, также известный как полипропилен или ПП. Это синтетическое волокно, преобразованное из пропилена и используемое в различных областях. Эти волокна обычно используются в бетоне для предотвращения растрескивания из-за пластической усадки и усадки при высыхании. Они также уменьшают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают водоотведение. Полипропиленовое волокно относится к группе полиолефинов и является частично кристаллическим и неполярным. По своим свойствам похож на полиэтилен, но более твердый и термостойкий. Это белый прочный материал с высокой химической стойкостью. Полипропилен производится из газообразного пропилена в присутствии катализатора, такого как хлорид титана. Полипропиленовое волокно обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, обладает высокой устойчивостью к кислотам, щелочам и органическим растворителям.
Бетон, армированный стекловолокном
Бетон, армированный стекловолокном, представляет собой материал, состоящий из множества очень тонких стекловолокон. Стекловолокно имеет примерно сопоставимые механические свойства с другими волокнами, такими как полимеры и углеродное волокно. Хотя он не такой жесткий, как углеродное волокно, он намного дешевле и значительно менее хрупкий при использовании в композитах. Поэтому стекловолокно используется в качестве армирующего агента для многих полимерных изделий; для формирования очень прочного и относительно легкого армированного волокном полимерного (FRP) композитного материала, называемого стеклопластиком (GRP), также широко известного как «стекловолокно». Этот материал содержит мало воздуха или газа или совсем не содержит их, он более плотный и является гораздо худшим теплоизолятором, чем стекловата.
Полиэфирные волокна
Полиэфирные волокна используются в фибробетоне для промышленных и складских полов, тротуаров и покрытий и сборных изделий. Полиэфирные микро- и макроволокна используются в бетоне для обеспечения превосходной устойчивости к образованию пластических усадочных трещин по сравнению со сварной проволочной сеткой, а также для повышения прочности и способности обеспечивать структурную прочность при правильном проектировании, соответственно. Полиэфирные микро- и макроволокна используются в бетоне для обеспечения превосходной устойчивости к образованию пластических усадочных трещин по сравнению со сварной проволочной сеткой, а также для повышения прочности и способности обеспечивать структурную прочность при правильном проектировании, соответственно.
Углеродные волокна
Углеродные волокна представляют собой волокна диаметром около 5–10 микрометров, состоящие в основном из атомов углерода. Углеродные волокна имеют ряд преимуществ, включая высокую жесткость, высокую прочность на растяжение, малый вес, высокую химическую стойкость, устойчивость к высоким температурам и низкое тепловое расширение. Углеродные волокна обычно комбинируются с другими материалами для формирования композита. При пропитке пластиковой смолой и сушке он образует полимер, армированный углеродным волокном (часто называемый углеродным волокном), который имеет очень высокое отношение прочности к весу и чрезвычайно жесткий, хотя и несколько хрупкий. Углеродные волокна также комбинируются с другими материалами, такими как графит, для формирования армированных углеродных композитов, которые обладают очень высокой термостойкостью.
Макросинтетические волокна
Макросинтетические волокна изготавливаются из смеси полимеров и изначально разрабатывались как альтернатива стальным волокнам в некоторых областях применения. Первоначально они рассматривались как потенциальная альтернатива стальным волокнам в набрызг-бетоне, но расширение исследований и разработок показало, что они могут играть важную роль в проектировании и строительстве плит с опорой на грунт и в широком спектре других применений. Они особенно подходят для обеспечения номинальной арматуры в агрессивных средах, таких как морские и прибрежные конструкции, поскольку они не подвержены проблемам окрашивания и отслаивания, которые могут возникнуть в результате коррозии стали. Кроме того, поскольку они не проводят ток, они использовались в развитии трамвая и легкорельсового транспорта.
Микросинтетические волокна
Микросинтетические волокна обладают превосходной устойчивостью к образованию пластических усадочных трещин по сравнению с армированием сварной проволокой. формы стресса. Тем не менее, эти продукты должны регулярно добавляться в любой тип бетона для повышения сопротивления растрескиванию, защиты от скалывания, морозостойкости и улучшения однородности бетона во время укладки.
Натуральные волокна
Натуральные волокна получают непосредственно из животных, растительных или минеральных источников и превращают в нетканые материалы, такие как войлок или бумага, или, после прядения в пряжу, в тканые ткани. Натуральное волокно может быть далее определено как скопление ячеек, в которых диаметр незначителен по сравнению с длиной. Хотя природа изобилует волокнистыми материалами, особенно целлюлозными типами, такими как хлопок, древесина, зерно и солома. Рекомендуется использовать натуральные волокна при изготовлении бетона, так как несколько типов этих волокон имеются в наличии и имеются в большом количестве. Идея использования таких волокон для повышения прочности и долговечности хрупких материалов не нова; например, солома и конский волос используются для изготовления кирпичей и штукатурки. Натуральные волокна подходят для армирования бетона и легко доступны в развивающихся странах.
Целлюлозные волокна
Целлюлозные волокна производятся из простых или сложных эфиров целлюлозы, которые могут быть получены из коры, древесины или листьев растений или другого растительного материала. В дополнение к целлюлозе волокна могут также содержать гемицеллюлозу и лигнин, причем различное процентное содержание этих компонентов изменяет механические свойства волокон. Основное применение целлюлозных волокон — в текстильной промышленности, в качестве химических фильтров и в качестве армирующих волокон композитов из-за их свойств, аналогичных свойствам инженерных волокон, что является еще одним вариантом для биокомпозитов и полимерных композитов.
Применение фибробетона
Применение фибробетона зависит от того, как укладчик и строитель использует преимущества статических и динамических характеристик материала. Некоторые из его областей применения:
Взлетно-посадочная полоса
Парковка самолетов
Тротуары
Облицовка тоннеля
Стабилизация склона
Тонкая оболочка
Стены
Трубы
Люки
Плотины
Гидравлическая конструкция
Приподнятые палубы
Дороги
Мосты
Полы склада
Заключение
Прочность и эстетичность Бетон, армированный фиброй, может добавить преимущества вашему проекту. Бетон, армированный волокнами, быстро набирает обороты в строительной отрасли, поскольку подрядчики и домовладельцы начали признавать его многочисленные преимущества. Бетон, армированный фиброй, вызывает все больший интерес среди бетонщиков из-за сокращения времени строительства и трудозатрат. Помимо вопросов стоимости, вопросы качества имеют первостепенное значение для строительства, и фибробетон также отвечает этим требованиям.