Расход фибры для бетона

Бетон — материал очень прочный, долговечный, универсальный, что и стало причиной его широкого распространения в качестве основного строительного материала со времен Древнего Рима.

Однако еще строители древности заметили, что стойкость бетонных изделий к нагрузкам различного характера различна. Если на сжатие бетон работает очень хорошо, то изгибающим, растягивающим и раскалывающим нагрузкам он сопротивляется хуже.

Появление армированного бетона, имеющего способность сопротивляться изгибающим, растягивающим, знакопеременным нагрузкам, позволило создавать сложные по форме конструкции, в частности, арочные. Образцы таких изделий (например, мосты) сохранились в некоторых странах Европы до наших дней.

Металлический каркас внутри бетонного изделия воспринимает и равномерно распределяет нагрузки по всей его конструкции, благодаря чему прочность и долговечность изделия повышаются.

В соответствии с требованиями СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003», армированию подлежат следующие типы конструкций:

1. фундаменты;
2. плиты перекрытия;
3. колонны;
4. стены;
5. строительные блоки;
6. конструкции сложной формы;
7. плавающие стяжки;
8. стяжки толщиной более 50 мм.

Что такое армирование фиброй

Для замены или дополнения стальной либо композитной арматуры в бетонных изделиях сегодня применяется инновационный материал — фибра. Ее также называют дисперсной арматурой.

Фибра представляет собой отрезки волокна из тех или иных материалов, которые вводят непосредственно в бетонную смесь при приготовлении. Отрезки волокна распределяются во всем объеме бетона и образуют своеобразный трехмерный «каркас». В результате материал (фибробетон) приобретает новые характеристики:

1. повышенную стойкость к нагрузкам на растяжение при изгибе, знакопеременным и раскалывающим нагрузкам;
2. снижение усадочных явлений;
3. сопротивление к образованию трещин;
4. значительно повышенную прочность и долговечность;
5. устойчивость к истираемости.

Интересный факт!

Технически, фибра является разновидностью заполнителя для бетона. Обычные заполнители, применяемые в бетонах (крупный и мелкий в тяжелых бетонах, мелкий — в мелкозернистых) тоже являются своеобразным каркасом. Но добавление фибры приводит к резкому возрастанию прочности (особенно, при растяжении), трещиностойкости, способности воспринимать ударные нагрузки. При этом решающее значение для проявления армирующего эффекта имеют прочность заполнителя, хорошее сцепление его элементов с цементным камнем и взаимная «перевязка».

Виды фибры

В зависимости от материала изготовления, фибра подразделяется на несколько видов. Рассмотрим основные из них.

Стальная фибра

Стальная фибра представляет собой отрезки проволоки из низкоуглеродистой стали, однако по методу изготовления может быть не только рубленой из проволоки, но и резанной из листа, фрезерованной из слябов (заготовок в виде пластины), тянутой из расплава.

Бетон со стальной фиброй в составе называется сталефибробетоном; требования к его основным показателям регулируются ГОСТ Р 59535–2021 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые, дисперсно-армированные стальной фиброй. Технические условия».

Согласно нормативу, диаметр элементов стальной фибры составляет 0,12–1,3 мм, длина — 5–100 мм, соотношение длины отрезка к диаметру — 28–106. Модуль упругости стали для изготовления фибры — не ниже 200 000 МПа.

Стальная фибра может иметь форму:

1. прямую;
2. волновидную;
3. анкерную;
4. закругленную.

Форма сечения стальной фибры — круглая, прямоугольная или серповидная. Поверхность — шероховатая, для лучшего сцепления с бетоном, поскольку от него зависит армирующая способность фибры.

При добавлении стальной фибры характеристики бетона изменяются следующим образом:

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

К недостаткам стальной фибры можно отнести:

1. высокий удельный вес (7,8 т/м³);
2. подверженность коррозии и связанную с этим опасность выхода элементов фибры наружу;
3. менее прочное сцепление с бетоном, чем у прочих видов фибры.

Сталефибробетоны применяются для изготовления монолитных и сборных изделий и конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по ударной прочности, вязкости разрушения, трещиностойкости, износостойкости, морозостойкости, выносливости, сопротивлению кавитации, пониженной усадке и ползучести.

Стеклянная фибра

Это фибра из стойкого к щелочам стеклянного волокна, имеющего диаметр 10–15 микрон.

В растворе она при перемешивании распадается на отдельные волокна, обеспечивая повышение прочности и упругости бетона, снижение усадки и образования трещин, а также ускорение схватывания и застывания бетона.

Базальтовая фибра

Этот вид фибры изготавливается из базальтового волокна (ровинга). Оно тонкое, имеет диаметр 16–18 мкм, при этом в 2,5 раза прочнее на разрыв, чем сталь. Базальтовое волокно химически инертно, не вступает в реакции с кислотами, щелочами, солями, не подвержено коррозии.

Фибра из базальта в три раза легче, а ее удельная площадь поверхности в 25 раз больше, чем у стальной. Благодаря высокой адгезии и одинаковому с бетоном коэффициенту теплового расширения, она лучше сцепляется с цементным камнем, чем сталь.

Бетон с добавлением базальтовой фибры называется базальтофибробетоном. Высокий модуль упругости базальтовой фибры и отличные показатели прочности на разрыв позволяют применять ее при изготовлении конструкций, воспринимающих высокие нагрузки. А малый вес и невысокая стоимость позволяют ей успешно конкурировать со стальной фиброй.

Компания CEMMIX производит фибру базальтовую CemFibra R из ровинга диаметром 17 мкм, предназначенную для объемного армирования строительных растворов, бетонов и композиционных материалов. Также она применяется с любыми сухими строительными смесями и с бетоном самостоятельного замеса.

Базальтовая фибра CemFibra R расфасована в пакеты по 200 г и 1 кг.

Добавление фибры базальтовой CemFibra R в бетонные и растворные смеси обеспечивает следующие преимущества:

1. исключение расслаивания бетонной смеси;
2. снижение усадки и образования трещин в процессе твердения бетона;
3. уменьшение трудозатрат на арматурные работы;
4. сокращение расхода стали и бетона (за счет возможности уменьшения толщины конструкций до 20% с сохранением проектных свойств);
5. повышение сопротивления бетона к ударным нагрузкам в пять раз;
6. увеличение прочности на растяжение при изгибе в два раза;
7. повышение стойкости к истиранию бетонных конструкций на 40–60 %;
8. увеличение водонепроницаемости и химической стойкости изделия к агрессивным веществам;
9. повышение морозостойкости бетона до 100 циклов (до F 100);
10. обеспечение огнестойкости бетонных конструкций (бетон устойчив к изгибу после воздействия температуры 600° С в течении одного часа);
11. увеличение долговечности конструкций;
12. снижение затрат на текущий ремонт изделий.

Благодаря этим свойствам, базальтовая фибра находит применение при изготовлении сейсмостойких конструкций, взрывобезопасных объектов, сложных радиопрозрачных конструкций, военных сооружений. Также она популярна при изготовлении бетонных и растворных стяжек, поскольку снижает истираемость бетона и позволяет получить прочную, устойчивую к ударным нагрузкам стяжку.

Полипропиленовая фибра

Это наиболее широко распространенный вид армирующей фибры, чаще всего применяемый для армирования штукатурных растворов, наливных полов, стяжек, а также для дополнительного армирования фундаментов.

Изготавливается из волокон полипропилена методом нарезания его на отрезки различной длины (обычно 6–40 мм).

Поскольку модуль упругости полипропиленовых волокон значительно ниже модуля упругости бетонной матрицы, полипропиленовую фибру в качестве несущей арматуры практически не применяют; в ответственных изделиях она применяется для дополнительного армирования.

Компания CEMMIX выпускает полипропиленовую фибру CemFibra в пакетах по 150 г и 600 г.

CemFibra имеет светлый оттенок и универсальную длину отрезков волокна — 12–15 мм. Она обладает высокой прочностью, упругостью, стойкостью к воздействию агрессивных химических веществ, включая щелочные среды. Не подвержена коррозии, огнестойка.

Отличительная особенность полипропиленовой фибры — высокая удельная площадь поверхности. Так, 1 кг полипропиленовой фибры содержит порядка 1 млн. волокон.

При добавлении фибры CemFibra в бетонные смеси и растворы обеспечиваются следующие преимущества:

1. исключение расслаивания раствора;
2. устранение усадки и предупреждение образования трещин;
3. компенсация растягивающих напряжений в бетоне;
4. повышение прочности, стойкости к ударным нагрузкам, водонепроницаемости, морозоустойчивости, долговечности бетона;
5. снижение истираемости поверхности бетонного изделия.

В штукатурных растворах добавление фибры CemFibra обеспечивает повышение тиксотропности, благодаря чему раствор можно наносить более толстым слоем. Стяжки, в которых сетка заменена полипропиленовой фиброй, могут выполняться значительно меньшей толщины, чем стяжки с традиционным армированием.

Можно ли заменить фиброй традиционную арматуру

Однозначно ответить на этот вопрос не представляется возможным; все зависит от конкретного изделия, требований к нему, условий его эксплуатации, а также от вида фибры.

Начало применения фибры для армирования бетонных изделий и штукатурных растворов приходится на 1900-е годы, то есть, история применения этого материала насчитывает более сотни лет. Активное изучение свойств фибробетонов пришлось на середину XX в.

Это достаточно большой срок для того, чтобы оценить воздействие фибры на прочность и долговечность бетонных конструкций.

В частности, было установлено, что по показателю работы разрушения фибробетон до двадцати раз может превосходить обычный бетон.

На сегодняшний день в Европе уже построены и эксплуатируются здания, полностью изготовленные из фибробетона без применения традиционной арматуры.

Отечественные строители более осторожны; в России такие здания пока не возводят. Однако дисперсное армирование фиброй успешно применяется при изготовлении дорожных покрытий, стяжек (обязательно в полусухих стяжках), полов, штукатурных покрытий, штучных изделий (брусчатки, блоков, бордюрного камня).

При изготовлении ответственных конструкций, например, фундаментов, монолитных стен, плит перекрытий фибра применяется как дополнительное армирование (комбинированное армирование).

Особенности добавления фибры в бетонную смесь

Добавление фибры в раствор для его армирования — значительно более простая и менее трудоемкая процедура, чем армирование изделий металлическими или композитными каркасами. По сути, нужно просто засыпать ее в раствор, как другие заполнители и перемешать, добиваясь равномерного ее распределения.

Каталог продукции CEMMIX

CemFibra 600гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Существует опасность комкования элементов фибры и собирания их в «ежи». Чтобы этого не произошло, фибру вводят в раствор постепенно, при постоянном перемешивании, а время перемешивания увеличивают на 15 %. При этом перемешивание растворов с любыми видами фибры производится только механизированными способами.

Базальтовую фибру перед применением замачивают и размешивают в воде замеса до полного увлажнения и равномерного распределения, а затем добавляют в раствор при перемешивании.

Важно!

Базальтовая фибра CemFibra R применяется в растворах вместе с суперпластификатором Cem Base или CemPlast в максимальной дозировке; водоцементное соотношение раствора не должно превышать 0,5. Для предотвращения комкования, в растворах с базальтовой фиброй в качестве мелкого заполнителя применяют мелкофракционные пески фракций 0,35–0,63 мм в количестве не менее 30 % от общей массы песка.

Полипропиленовую фибру можно применять одним из трех способов:

1. предварительно тщательно смешать с сухими компонентами смеси, затем постепенно доливать воду;
2. добавить фибру в часть воды затворения и перемешать, затем добавлять в бетонную смесь при перемешивании;
3. подсыпать в раствор при перемешивании частями, перемешивая после добавления каждой порции не менее 5 минут.

Каталог продукции CEMMIX

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

CemFibra 600гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

CemPlast 1л

Суперпластификатор для бетона

CemStone 5л

Комплексная добавка для кладочных и строительных растворов.

CemThermo 5л

Специализированная высокоэффективная пластифицирующая и упрочняющая добавка для заливки теплых полов.

Plastix 10л

Пластификатор для бетонов и строительных растворов.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Также нужно учитывать, что применение фибры любого вида повышает вязкость бетонной или растворной смеси и снижает ее подвижность. Чтобы компенсировать этот эффект, применяют пластификаторы и суперпластификаторы.

К примеру, компания CEMMIX выпускает несколько разновидностей пластифицирующих и суперпластифицирующих добавок для различных видов бетонных конструкций:

1. Plastix,
2. Cem Base,
3. CemPlast,
4. Cem Stone,
5. CemThermo.

Применение пластифицирующих добавок для бетонов и растворов CEMMIX обеспечивает следующие преимущества:

1. низкий расход;
2. жидкую форму, благодаря чему их легко дозировать и добавлять в бетонный раствор при приготовлении;
3. повышение удобоукладываемости бетонных смесей и растворов на 3–4 пункта (с П1 по П4–П5);
4. предотвращение расслаивания смеси и обеспечение ее гомогенности;
5. повышение живучести;
6. уменьшение усадки;
7. повышение ранней и расчетной прочности бетона;
8. снижение водопотребности бетонной и растворной смеси;
9. возможность уменьшения количества цемента в смеси до 10 % с сохранением прочности;
10. повышение плотности, водонепроницаемости, морозостойкости, долговечности бетона;
11. возможность уменьшения либо полного исключения виброобработки бетона после укладки.

Расход фибры для бетона

Расход фиброволокна на куб бетона зависит от типа изделия и вида фибры.

Сколько нужно стальной фибры

Расход стальной фибры зависит от нагрузок, которые будет воспринимать изделие в процессе строительства и эксплуатации. Содержание фибры в сталефибробетоне определяется по методике, изложенной в ГОСТ Р 59535–2021 (приложение А).

Приблизительное количество стальной фибры на куб бетона составляет:

1. для изделий, испытывающих незначительные нагрузки — 15–30 кг;
2. для изделий, воспринимающих средние нагрузки — до 40 кг;
3. при высоких нагрузках — 75–150 кг.

Расход базальтовой фибры

Расход базальтового фиброволокна в общем случае составляет 1 кг на 1 куб бетона или раствора, но в зависимости от типа изделия, рекомендации могут меняться.

Так, фибра CemFibra R применяется в следующих количествах (в % от массы цемента):

1. для стяжек полов в гражданском строительстве — 1;
2. для плит перекрытий — 2;
3. для железобетонных изделий — 3;
4. для декоративного бетона — 1,5;
5. в сухих строительных смесях, штукатурных растворах — 0,6;
6. в ремонтных растворах на цементном или гипсовом вяжущем — 1;
7. в растворах для торкетирования — 2;
8. для изготовления тротуарной плитки — 1,5.

Расход полипропиленовой фибры

Полипропиленовая фибра CemFibra применяется в следующих количествах (в кг на куб бетонной или растворной смеси):

1. для наливных полов, фундаментов — 0,9;
2. для штукатурных и кладочных растворов — 0,6.

Фибру называют материалом будущего, хотя уже сегодня ее применение — это способ существенно повысить качество бетонных изделий и снизить трудозатраты при их изготовлении.

Компания CEMMIX производит наиболее перспективные и широко применяемые разновидности фибры для бетонов и растворов — базальтовую и полипропиленовую, а также добавки для бетонов и другие современные материалы для строительства и ремонта. Продукция CEMMIX уже сегодня широко представлена в розничных строительных сетях и на маркетплейсах, пользуется заслуженным доверием покупателей. Мы приглашаем к сотрудничеству оптовых покупателей и региональных дистрибьюторов!