Фибра для бетона: виды, характеристики, достоинства и недостатки

Чтобы на этапе строительства, улучшить технические характеристики конструкций из бетона или железобетона, в строительную смесь можно добавить специальную добавку, которая является аналогом арматуре – фибру.

Это инновация на строительном рынке, которая в сравнительно короткое время, смогла завоевать доверие специалистов и популярность среди мастеров. Волокна фибры состоят из различных материалов, имеют разную форму, размер и внешний вид. Наиболее распространенный вид фибры в строительстве конструкций из бетона – металлическая фибра.

Описание, использование

Бетон один из самых крепких и надежных строительных материалов, но, к сожалению, у него также есть минусы, которые можно исправить с помощью современных технологий. Например, для предотвращения разрушения по краям или в местах стыков, армирование специальными волокнами способно увеличить прочность бетона и срок его эксплуатации.

Широкое распространение в строительстве получили следующие волокна

Типы волокон и их  свойства

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

Сфера использования комбинированных материалов

• строительство полов;
• оштукатуривание внешних фасадов;
• изготовление строительных блоков;
• возведение свай;
• строительство мостов;
• строительство полотен для дорог и аэродромов;
• возведение несъемных опалубок;
•  возведение фундамента, который будет использоваться под оборудование ударного и динамического воздействия.

В любой цементный состав, для улучшения крепости бетона, можно добавить микрофибру. Если вы хотите добиться именно, эффекта армирования, то фибру необходимо добавлять в сухую смесь до добавления воды, потом тщательно перемешать и равномерно добавить ко всему раствору.

Добавление волокон в миксер

Материал с добавление фибры получает такие свойства, как:

1. Эластичность. Она значительно увеличивается , повышается стойкость к повреждениям, вызванных механическими воздействиями.
2. Повышается уровень износостойкости.
3. Стойкость к проникновению воды увеличивается.
4. У бетона увеличивается адгезия.
5. Увеличивается срок службы сооружений.
6. Улучшается сопротивление к ударам.

Абсолютные достоинства таких волокон, это простота в применении – специальное оборудование для введения фибры в строительную смесь не нужно, можно справиться своими руками. Добавки из микрофибры бюджетные и не требуют больших финансовых вложений.

Виды фиброволокна

Металлическая фибра

Фибра из металла может быть изготовлена, следуя разным технологиям:

• Вырезанная из листа стали. Длина волокна достигает 20-50 мм, прочность на разрыв варьируется от 510 до 850 H/мм².

• Вырезанная из проволоки, форма волны.

• Покрытая слоем латуни. За счет этого, фибра отличается хорошей адгезией и прочностью к разрыву около 3000 H/мм².

•  Анкерная. Часто применяется фибра из стали в форме анкерных и волнообразных волокон.

Фибра анкерная стальная

Производится из низкоуглеродистой проволоки общего назначения (термически не обработанной), в соответствии с  ГОСТ 3282-74, EN 10016-4, C12D2 – C18D2. Длина  50-60 мм, диаметр 1 мм, предел прочности на разрыв от 950 до 1350 H/мм².

Батон, армированный фиброй анкерной стальной, приобретает следующие свойства:

• увеличивается прочность на сжатие до 25%;
• увеличивается прочность на растяжение при изгибе до 250%;
• увеличивается прочность при осевом растяжении до 60-80%;
• увеличивается сопротивляемость удару до 10-12 раз;
• увеличивается модуль упругости до 20%;
• увеличивается  срок эксплуатации сооружений;
• увеличивается морозостойкость, водонепроницаемость, стойкость к образованию трещин, изменениям температуры.

Затраты на один куб раствора:

• при небольших нагрузках — 15–20 кг/м³.
• при средних нагрузках — 30–45 кг/м³.
• при больших нагрузках — 45–75 кг/м³.
• в особых случаях – 75–150 кг/м³.

Волновая фибра из стали

Волокно для этой фибры изготавливается из стальной низкоуглеродистой и высокоуглеродистой проволоки, которая произведена по ГОСТу 3282-74, ГОСТу 9389-75.

Бетон с добавлением фибры из волновой стали приобретает такие свойства, как:

• повышенный показатель стойкости на сжатие на 25%;
• повышенный показатель стойкости на растяжении при изгибе на 250%;
• повышенный показатель стойкости при осевом растяжении на 60%;
• повышенный показатель стойкости к ударам в 12 раз;
• повышенная упругость на 20% .

Затраты на один кубический метр раствора:

• возведение полов для промышленных помещений — 20-40 кг;
• возведение плит перекрытия — 25- 50 кг;
• строительство мостов, тоннелей, дорог — 500-100 кг;
• строительство морских сооружений — от 100 кг.

Обратите внимание, что применение фибры во время устройства полов, дает возможность сделать меньше толщину стяжки.

Базальтовая фибра

Преимущества фибр из базальта:

1. Надежная устойчивость.
2. Продолжительный срок эксплуатации.
3. Повышенная стойкость к перепадам температуры.
4. Является негорючим материалом.
5. Стойкость к морозам.
6. Устойчивость к воздействию воды.
7. Высокая стойкость к воздействию агрессивных сред.
8. Экологически безопасный продукт.

Использование базальтовой фибры:

• Строительство гражданских объектов;
• Строительство полов для промышленных объектов;
• Возведение конструкций с повышенным износом поверхности (водохранилища, морские сооружения, углехранилища и т.д.);
• Возведение мостов, строительство дорог, стойких к химическим реагентам;
• Возведение тоннелей;
• Производство плитки для тротуаров, а также элементов для декора.

Затраты на один кубический метр раствора:

1. Использование в сухую смесь растворов для декоративных изделий, пенобетона, газобетона — от 0,3 до 0,9 кг;
2. Строительство автостоянок, дорог, всех мест, которые испытывают небольшую нагрузку, а также для промышленных полов — от 0,9 до 1,8 кг.
3. Возведение мостов, строительство автомагистралей, аэродромных полос, и всех сооружений, которые испытывают большие нагрузки, гидротехнических сооружений — от 1,8 до 2,7 кг.

Углеродная фибра

Отличительная черта и достоинство углеродной фибры – это отсутствие возможности появлении коррозии (чем у металлической), повышенная устойчивость к воздействию щелочи (чем у базальтовой и стеклофибры) и повышенные свойства адгезии с бетоном (например, полипропиленовая фибра не имеет этих свойств).

Ценовой диапазон углеродной фибры высокий, но этот показатель полностью перекрывается ее техническими характеристиками и расходом, от 0,6 до 1,1 килограмм на 1 квадратный метр.

Использование углеводородной фибры:

• строительство автомагистралей и аэродромных полос;
• инженерные и гидротехнические конструкции;
•  устройство полов;
• добавление в торкрет-бетон;
• строительство малых архитектурных форм, производство ЖБИ.

Полиамидная фибра

Полиамидные элементы, добавленные в строительный раствор, улучшают свойства адгезии, эластичность материала, прочность, а также увеличивают гидроизоляцию материала, стойкость к морозам и воздействию химикатов. Фибру из полиамида можно добавлять, как в готовый раствор, так и в сухую смесь.

Ценовой диапазон фибры низкий, как и ее расход – около 200 грамм на один кубический метр.

Стеклофибра

Стеклофибра – это нарубленное стекловолокно, которое при добавлении в раствор, распадается на волокна и становится практически невидимой.

Добавление стеклофибры способствует уменьшению усадки и появлению трещин на бетоне. Обладает повышенной стойкостью, эластичностью, упругостью. А также хорошо проявляет стойкость к воздействию агрессивных сред и появлению коррозии.

Использование стеклофибры:

• строительство сборных сооружений и построек из бетона;
• добавление в различные строительные смеси;
• устройство полов;
• добавление в торкрет-бетон;

Обратите внимание, что стеклофибробетон приобретает твердую консистенцию значительно быстрее, чем обычный бетон, а также стекловолокно не устойчиво к воздействию щелочей.

Определив правильный расход волокна, можно внимательно прочитав инструкцию по применению. Как правило, он составляет от 0,3 до 1,2 кг на куб.метр. Если вы хотите достичь более прочного материала, количество стеклофибры можно увеличить в растворе.

Полипропиленовая фибра

Является самой популярной добавкой в бетонный раствор. Ее изготовление происходит путем экструзии. В результате чего, получаются тонкие белые или желтые волокна, длина которых составляет от 6 до 18 мм.

При добавлении полипропиленовой фибры в бетонный раствор, камень получается более прочный, износостойкий, меньше подвергается образованию трещин и истиранию.

Использование полипропиленовой фибры:

• Строительство гражданских объектов;
• Строительство полов;
• Возведение тоннелей, строительство дорог;
• Производство плитки для тротуаров, а также элементов для декора;
• Добавление в различные строительные смеси;
• Устройство аэродромных полос.

Бетон с добавлением фибры из полипропилена приобретает такие свойства, как:

1. Устойчивость к появлению микротрещин и расслоению.
2. Стойкость к агрессивным средам.
3. Повышенную стойкость к возможной деформации и к любым типам нагрузки.
4. Повышенная устойчивость к влажности.
5. Возможность появления пыли на поверхности сведена к минимуму.
6. Продолжительный срок службы.

Бетон с добавление фибры из полипропилена в 5 раз крепче обычного бетона и способен противостоять сильным ударам.

Затраты на один кубический метр раствора:

1. Возведение мостов, строительство автомагистралей, аэродромных полос, и всех сооружений, которые испытывают большие нагрузки — от 1,8 до 2,7 кг.
2. Строительство сооружений и конструкций, которые испытывают среднюю нагрузку— от 1 кг.
3. Строительство сооружений и конструкций, которые испытывают малую нагрузку— от 0,6 кг.

Использование различных фибровых добавок, позволяют улучшить  технические характеристики бетона  и получить идеальный бетон, практически, без недостатков. К улучшенным техническим свойствам бетона, можно также добавить уменьшение трудозатрат и вес конструкций.