Фибробетон
Фибробетон — разновидность цементного бетона. В этом материале равномерно распределены фибра/волокна в качестве армирующего материала. Используется как строительный материал для монолитного и сборного строительства. Стальная фибра - это продукт из стальной проволоки с загнутыми концами (анкерами) на концах. Анкера прочно сцепленны с бетоном и принимают на себя возникающие напряжения.[1].
Применение
[править | править код]Фибробетон применяется в сборных и монолитных конструкциях, работающих на знакопеременных нагрузках. Важнейшая характеристика этого материала — прочность на растяжение. Она отражает его сопротивление другим воздействиям. Фибробетон долговечен — по показателю работы разрушения он может в 15-20 раз превосходить бетон[2].
Стеклофибробетон
[править | править код]Стеклофибробетон — это разновидность бетона, в котором функции арматуры в бетонной матрице выполняет стекловолокно. Бетонные матрицы на основе портландцемента обладают значительной щёлочностью, которая присутствует в бетоне не только на этапе его производства, но и сохраняется в нём впоследствии. При применении стекловолокна в качестве армирующего материала в сочетании с портландцементом, волокно должно противостоять воздействию содержащейся в цементе щёлочи в течение длительного времени. Волокно из обычного алюмоборосиликатного стекла не стойко в щелочной среде бетона, поэтому для армирования используют стекло другого химического состава — на базе циркония[3].
Сталефибробетон
[править | править код]Сталефибробетон — строительный композитный материал, представляющий собой бетон, армированный стальной фиброй. Сталефибробетон состоит из трёх компонентов: крупного заполнителя (щебень), стальных волокон (фибры) и связующего материала (раствора). Прочность сталефибробетона зависит от класса исходного бетона — матрицы, вида и размеров стальной фибры, характера её поверхности, геометрии и размера сечения элемента. Увеличение предела прочности при сжатии прямо пропорционально содержанию фибр и достигает 140—150 % при 2-3 % армирования. Предел трещиностойкости такого вида бетона возрастает от 30 до 80 % по сравнению с железобетоном, — при раскрытии трещин до 0,05 мм в 6-10 раз.
Виды фибры
[править | править код]Сталь и другие металлы
[править | править код]Стальная фибровая арматура применяется в монолитных железобетонных конструкциях и сборных конструкциях заводского изготовления.
Применяемые стальные волокна различной формы имеют Ø 0,2-1,2 мм и длину от 5 до 12 см не могут, в силу различных факторов, удовлетворительно использоваться для создания тонкослойных покрытий. Диаметр используемого фибрового волокна определяет начальную ширину раскрытия трещин в композите: при использовании стальных фибр Ø 0,3 мм трещины имеют характер местных разрывов, размер их не превышает 1—3 мкм; повышение диаметра волокон до Ø 0,9 мм приводит в тех же условиях к увеличению начальной ширины трещины до 7-10 мкм[4].
Из-за слабой адгезией металла и цементной матрицы, металлическую фибру для увеличения анкерности выпускают разной конфигурации: волнистую, с расплющенными и загнутыми концами.
Имеет высокий модуль упругости и хорошие показатели прочности на разрыв. Разработаны технологические решения, позволяющие снизить стоимость изготовления базальтовой фибры, ввиду чего в настоящее время она составляет достаточно серьёзную конкуренцию стальным волокнам[5].
Обладает высокой прочностью для всех видов напряжённых состояний и способностью переносить большие деформации в упругом состоянии[6]. Конструкции из базальтобетона обладают более высокой прочностью и деформативностью, нежели аналогичные конструкции армоцемента с арматурой из стальных сеток, так как армирующее их базальтовое волокно не только превосходит стальные сетки по указанным параметрам, но и обеспечивает более высокую степень дисперсности армирования цементного камня.
При твердении цементного камня поверхность тонкого базальтового волокна разрушается. Прочность волокна уменьшается, однако образующиеся раковины повышают прочность сцепления цементного камня и волокна, ввиду чего возрастает и прочность самого изделия. При использовании толстых волокон их прочность не изменяется.
Стеклянные циркониевые тонкие волокна диаметром 8-10 мкм по прочности соответствуют высокоуглеродистой холоднотянутой проволоке, плотность же их в несколько раз меньше. Модуль упругости примерно втрое превышает модуль упругости матрицы. При производстве тонких волокон и объединение их в комплексные нити требуется дорогостоящее оборудование[7]. Для изготовления стекла используется многокомпонентная шихта, что сказывается на стоимости фибр. Для равномерного распределения таких волокон в композиции требуются специальные методы (напыление, контактное формование) и оборудование, повышающие стоимость конструкции.
Полипропиленовые волокна имеют надёжное сцеплением с бетонной матрицей. Этому материалу свойственна повышенная деформативность, поскольку модуль упругости таких волокон составляет не более 1/4 модуля упругости бетонной матрицы. Такие волокна не могут использоваться в качестве эффективной несущей арматуры и применяются при дополнительном (конструктивном) армировании, способствующем предотвращению повреждений и выколов в бетоне при транспортировании и монтаже изделий, частичному повышению ударной прочности, сопротивления истиранию и т. д. Изделия, армированные полипропиленовыми волокнами, характеризуются значительными деформациями даже при небольших нагрузках растяжения, что объясняется низкой адгезией полипропилена в цементной матрице[8].Такие изделия с течением времени теряют свои прочностные свойства, имеют высокую истираемость поверхности.
См. также
[править | править код]
Примечания
[править | править код]- ↑ Фибробетон. Большая российская энциклопедия. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 1 сентября 2023. Архивировано 26 сентября 2023 года.
- ↑ «Фибробетон: технико-экономическая эффективность применения». Журнал «Промышленное и гражданское строительство», № 9/2002, 17.07.2006.
- ↑ К. А. Сарайкина, В. А. Шаманов. «Дисперсное армирование бетонов» // Вестник ПГТУ. Урбанистика. 2011. № 2.
- ↑ 215. В. В. Шишкин, С. В. Скориков, А. В. Акиншина. «Возможности использования дисперсноармированных цементных композитов для восстановления трубопроводов водоснабжения» // Наука. Инновации. Технологии. 2013. № 1.
- ↑ Новицкий А. Г., Ефремов М. В. «Особенности получения непрерывного химически стойкого базальтового волокна» // Хімічна промисловість України. 2003. № 1. С. 24-27.
- ↑ Канаев С. Ф. «Базальтофибробетон на грубых базальтовых волокнах». Обзор. М.: НПО «Композит», 1990.
- ↑ «Стеклофибробетон и конструкции из него». Серия «Строительные материалы». Вып. 5. ВНИИНТПИ, М., 1991.
- ↑ Новицкий А. Г., Ефремов М. В. «Аспекты применения базальтовой фибры для армирования бетонов» // Будівельнi матеріали, вироби та санітарна техніка. Вып. 36. 2010.
 | |
|---|---|
| В библиографических каталогах |
