Как сделать бетон прочнее. Базальтовая фибра: армируем без арматуры

Один из интересных современных материалов, широко применяющийся в строительстве — загадочная базальтовая фибра, которая появилась на рынке не так давно. Из чего ее изготавливают? Как она может пригодиться в строительстве? Какие выгоды обеспечивает использование этого материала, и какие недостатки он скрывает? Разберемся в статье.

Базальтовой фиброй (fibra) называются короткие кусочки базальтовых волокон или ровинга. Фибра, в переводе с английского, и означает волокно, а ровингом называют жгуты или пасмы из волокон. Благодаря своим уникальным качествам базальтовые волокна применяются в самых разных отраслях, таких, как промышленность, строительство, дорожные работы.

Как производится базальтовое волокно

Базальтовое волокно изготавливается из пород магматического происхождения, которые подвергаются плавлению, а затем пропускаются через фильеры (специальные формы с отверстиями), для получения волокон определенной толщины.

В соответствии с диаметром отверстий в фильерах, волокно может получаться разной толщины — от 0,5 до 20 микрон:

1. Непрерывные. Их толщина может составлять 8–11, 12–14, 16–20 микрон, а в длину они могут достигать 25–50 и более км.
2. Супертонкие (микроволокно) имеют толщину 0,5–3 микрона, длину — 10–50 мм.
3. Штапельные. Имеют длину 5–12 мм, толщину 6–12 микрон.

Свойства

Поскольку базальтовое волокно получают из расплава природного камня, оно показывает великолепную стойкость к агрессивным средам, будь то кислотная, щелочная среда или растворы солей. Помимо химической стойкости, базальтовые волокна демонстрируют такие показатели, как:

1. термоизоляция;
2. звукоизоляция;
3. негорючесть;
4. высокая температура плавления;
5. устойчивость к очень низким температурам (–200° С при длительном воздействии);
6. отсутствие дымления (например, при пожарах);
7. низкая гигроскопичность (ниже, чем у стеклянных волокон, в 6 раз);
8. прозрачность для электромагнитного излучения, радиолучей, магнитного поля;
9. высокая прочность;
10. высокий модуль упругости;
11. экономичность производства и невысокая стоимость.

Этими характеристиками обуславливается широкое применение материала в следующих отраслях:

1. тепло- и звукоизоляция;
2. противопожарные системы;
3. огнестойкие материалы;
4. армирование;
5. производство фильтров.

Из базальтового волокна изготавливается текстиль, нетканые материалы, плиты, ровинг, а также базальтовая фибра, которая нашла применение в строительстве.

Как производится базальтовая фибра

Материал производится методом рубления ровинга (жгута, сплетенного из непрерывных одноноправленных базальтовых волокон).

Интересно!

Базальтовый ровинг используется также для изготовления базальтовой и базальтопластиковой арматуры.

Как тип замасливателя влияет на область применения фибры

Отрезки (чопы) имеют длину 3,2, 6,4, 12,7 мм и выше (до 150 мм). К ним добавляется замасливатель для предотвращения комкования и равномерного распределения волокон в растворе, благодаря которому возникает трехмерная структура.

В качестве добавки в бетон применяется так называемый «мокрый» ровинг, содержание влаги в котором составляет 8–10%. Для него применяется водосовместимый замасливатель.

Важно!

Дешевые виды базальтовой фибры могут внешне не отличаться от качественных материалов, но производиться с нарушениями, например, без замасливателя. Отсутствие замасливателя приводит к комкованию фибры, которая плохо и неравномерно распределяется в растворе и не обеспечивает заявленных свойств.

Фибра из сухого ровинга содержит водонесовместимый замасливатель и применяется как замена асбеста, например, при производстве тормозных колодок.

Применение в строительстве

Широкое применение получила базальтовая фибра в производстве строительных работ. Она может использоваться практически в любых видах строительных материалов:

1. штукатурке;
2. шпаклевке;
3. плиточном клее;
4. цементных растворах;
5. бетонных смесях.

Благодаря своим характеристикам, бетон используется в строительстве уже несколько тысячелетий, со времен Древнего Рима и до сих пор не потерял актуальности. Это очень прочный материал, но у него есть свои недостатки:

1. низкая ударная вязкость, которая приводит к появлению трещин при ударе;
2. склонность к усадке и образованию трещин;
3. низкая прочность при изгибе;
4. подверженность коррозии из-за пористой структуры.

Но мы-то живем не в Древнем Риме и можем пользоваться достижениями современной химии для того, чтобы сделать бетон по-настоящему безупречным. На сегодняшний день разработаны различные добавки, которые придают бетонам те или иные требуемые качества. Бетон может стать морозостойким и водонепроницаемым, особо прочным, не подверженным коррозии и трещинам. Все эти чудеса происходят благодаря добавкам.

Современное строительство немыслимо без химических добавок для бетона: пластификаторов и суперпластификаторов, противоморозных, водоотталкивающих и прочих.

Так, пластификаторы позволяют повышать подвижность бетона на несколько пунктов без смещения водоцементного соотношения в пользу воды, благодаря чему облегчаются работы по укладке и обработке бетона вплоть до получения литых бетонных смесей. При этом экономятся цемент (до 15 и даже 20%), вода, электроэнергия и трудозатраты без ущерба для прочности готового изделия.

Специальные противоморозные добавки позволяют производить бетонирование даже при отрицательных температурах, что в условиях России, с ее затяжной холодной зимой, крайне актуально.

Благодаря добавкам можно получить бетон, устойчивый к замерзанию и оттаиванию, водостойкий бетон, необходимый для сооружений, постоянно подвергающихся воздействию влаги.

Также в бетон добавляется базальтовая фибра.

Для чего в бетоне базальтовая фибра

Бетонные сооружения и изделия отличаются высокой прочностью, но склонны к усадке, растрескиванию, коррозии. В целях повышения прочности их армируют.

Для армирования могут использоваться металлические сетки, проволока, прутки разного диаметра и периодического профиля. Это трудоемкий, длительный, затратный процесс. Металлическая арматура может отслаиваться, подвергаться коррозии.

Доступной и экономичной современной альтернативой армированию композитной арматурой является добавление фибры, которую называют также микроарматурой или объемным (дисперсным) армированием.

Важно знать!

Современные стандарты строительства рекомендуют использование фибры даже в том случае, если в изделии планируется установка арматуры.

Почему именно базальтовая?

Для объемного армирования бетона применяются различные виды фибры: полипропиленовая, стеклянная, металлическая. Каждая из них имеет собственные достоинства и недостатки. Выбор конкретного вида обуславливается целями и задачами.

Преимуществами базальтовой фибры являются:

1. легкость (в 3 раза легче по сравнению с металлической);
2. химическая и коррозионная устойчивость;
3. большая площадь поверхности (в 25 раз больше, чем у металлической);
4. одинаковый с бетоном коэффициент температурного расширения;
5. высокая адгезия с бетоном.

При добавлении базальтовой фибры бетон приобретает новые свойства (по сравнению с бетоном без добавок):

1. повышение ударной прочности в 5 раз;
2. увеличение трещиностойкости в 3 раза;
3. повышение прочности на раскалывание в 2 раза;
4. увеличение прочности на изгиб в 2 раза;
5. повышение ударной вязкости;
6. снижение усадки;
7. повышение водонепроницаемости до 150%;
8. увеличение стойкости бетона к коррозии до 500% (за счет отсутствия трещин);
9. повышение морозостойкости в 2 раза;
10. значительное повышение стойкости к истиранию.

Кроме того, добавление базальтовой фибры снижает трудозатраты на проведение арматурных работ, позволяет уменьшить толщину стен конструкций и сэкономить бетон и сталь (позволяет уменьшить толщину стяжки, что бывает необходимо для сохранения высоты потолка).

А есть ли недостатки?

Специалисты называют единственный недостаток базальтовой фибры — колючесть, как у стекловаты. Но с появлением фибры из базальтового ровинга проблема потеряла актуальность.

Область применения

Базальтовую фибру добавляют в любые виды бетонов: декоративный и обычный, тяжелый бетон, ячеистый бетон, пенобетон и другие.

Она используется при изготовлении радиопрозрачных, сейсмостойких и других сложных изделий, военных сооружений, взрывобезопасных объектов.

Благодаря тому, что бетон с базальтовой фиброй становится устойчивым к истиранию, ее используют для дорожных работ, бетонных полов, стяжек, при изготовлении тротуарной плитки и малых архитектурных форм.

Расход базальтовой фибры

Расход базальтовой фибры небольшой, и он зависит от области применения:

1. при изготовлении промышленных полов и дорожных покрытий применяют фибру длиной 12–24 мм в количестве 1–3 кг на кубометр бетона;
2. для стяжек и теплых полов — фибру длиной 12–24 мм, 0,9–1,5 кг на куб бетона;
3. для железобетонных конструкций — от 1 кг материала длиной 12–24 мм на кубический метр бетона;
4. в ячеистых бетонах применяется фибра длиной 12, 24 или 40 мм в количестве от 0,6 до 1,5 кг на кубометр бетонной смеси;
5. при производстве мелкоштучных изделий и тротуарной плитки применяют фибру длиной 6–12 мм из расчета от 0,6 до 1,5 кг на м³ бетона.

Полезно знать!

При добавлении базальтовой фибры необходимо увеличить время замеса на 15%, поскольку эффективность фибры напрямую зависит от качественного распределения в растворе.

Мифы о базальтовой фибре

Базальтовую фибру строители еще не «распробовали», оттого существуют на ее счет некоторые сомнения. Например, некоторые строители считают, что расход базальтовой фибры больше, чем полипропиленовой. Что же лучше: базальтовая или пропиленовая фибра?

На самом деле все дело в плотности. Полипропиленовое волокно выглядит объемнее, чем базальтовая фибра, и кажется, что волокон в нем больше, но при взаимодействии с другими компонентами строительных смесей она распушается и становится такой же объемной, как и полипропиленовая, поэтому их можно дозировать одинаково по весу.

Полезно знать!

При добавлении фибры подвижность бетонной смеси снижается. Для повышения удобства работ рекомендуется применение пластификатора.

Советуем изучить: Пластификаторы

Базальтовая фибра — современная экономичная и экологически чистая добавка для объемного армирования различных видов бетонных смесей, цементных штукатурных и кладочных растворов, которая повышает прочность изделий, облегчает работы, экономит строительные материалы, но только в том случае, если это качественная фибра, изготовленная в заводских условиях и с соблюдением технологий. Чтобы избежать разочарований и дорогостоящих ошибок, приобретайте базальтовую фибру у надежного поставщика.