Все фибры. бетона!
Бетон — очень прочный строительный материал. Благодаря своей прочности он так широко распространен в строительных и ремонтных работах.
Но и у бетона есть свои слабые места:
Существуют различные способы сделать бетон безупречным: особые присадки, добавляющиеся в состав раствора, придают ему плотность, вязкость, водоотталкивающие свойства. В зависимости от того, какая добавка применена, можно получить бетоны с различными характеристиками.
Чтобы увеличить прочность бетонных конструкций, в том числе и прочность на изгиб и разрыв, используют армирование при помощи противоусадочной сетки или арматурного каркаса.
Но армирование бетона таким способом — дорогостоящее и затратное по времени мероприятие.
Современная альтернатива армированию — применение специальной фибры для бетона, которую добавляют в бетонный раствор. Благодаря ее свойствам, фибру называют микроарматурой и рассматривают как альтернативу традиционному армированию.
Общие свойства фибры для бетона. Для чего используется фиброволокно
Фиброй называют волокна, выполненные из стали, базальта, стекла, полимеров, полипропилена. Эти волокна могут иметь различную длину (от 2—3 мм до нескольких сантиметров), толщину, конфигурацию, форму сечения, текстуру поверхности.
Фибру добавляют в бетонные растворы любого назначения для придания прочности, ударной вязкости, устранения усадки и предотвращения растрескивания, повышения долговечности и устойчивости к истиранию. Бетон с добавлением фибры становится водостойким, устойчивым к морозам (морозоустойчивость может повышаться до 100 циклов), жаростойким.
Выбор вида и размера фибры зависит от назначения бетона.
В штукатурные растворы добавляют фибру малой длины (3-6 мм) для обеспечения гладкости оштукатуренной поверхности. В тяжелые бетоны добавляют фибру большой длины волокон.
Бетоны с добавлением фиброволокна называются фибробетонами.
Виды фиброволокна
«Фибра» в переводе с английского означает «волокно». Действительно, на вид это нити определенного диаметра и длины, изготовленные из различных материалов.
В зависимости от материала, фибра для бетона делится на пять основных разновидностей:
В современном строительстве добавка фибры в бетонные растворы желательна даже в тех случаях, когда в конструкции используется арматура, но особенно важно укрепить таким способом бетон, предназначенный для заливки конструкций, которые будут подвергаться повышенным нагрузкам (фундаменты, стяжки пола, дорожные покрытия).
Стальная фибра
Основное преимущество этого вида фибры — низкая стоимость. Она много лет используется в странах Европы, а в России появилась не так давно.
Форма и свойства
Стальная фибра для бетона представляет собой отрезки проволоки из низкоуглеродистой стали диаметром 0,7—1,2 мм и длиной от 25 до 60 мм.
В сечении она может быть круглой или треугольной, а по конфигурации напоминать дугу или скобку, либо иметь волнообразную форму. Для улучшения сцепления с бетоном фибра имеет шероховатую поверхность.
Дозировка и метод добавления
Стальная фибра дозируется в зависимости от назначения бетона и тех нагрузок, которые конструкция будет испытывать в процессе эксплуатации:
Стальная фибра добавляется в раствор при замешивании или после, в готовую бетонную смесь. Ее засыпают небольшими порциями и тщательно перемешивают.
Добавление фибры увеличивает время замеса раствора на 15%.
Преимущества и недостатки стальной фибры
Благодаря добавлению стальной фибры, которая образует в бетоне трехмерный каркас, конструкция приобретает дополнительные характеристики:
Стальная фибра применяется в гражданском строительстве при заливке фундаментов, стяжек и может заменить арматуру. Добавление стальной фибры по сравнению с армированием — простой и удобный процесс. Не нужно раскладывать арматуру и устанавливать крепежи; экономятся время и затраты труда.
Недостатки стальной фибры:
Полимерная фибра (ПАН-фибра)
Полимерная фибра — это волокна из полимерного материала длиной от 3, 6, 12, 18, 24 мм и выше.
Область применения фибры в бетоне
Полимерная фибра применяется в следующих типах бетонных конструкций:
а также добавляется в строительные, ремонтные и штукатурные растворы.
Свойства
Преимущества полимерной фибры:
Основное преимущество полимерной фибры — она придает бетону пластичность.
Как использовать фиброволокно
Полимерную фибру можно добавлять прямо в сухой цемент перед замешиванием раствора.
Сколько фибры добавить в бетонный раствор
Пропорции добавления и выбор длины фибры зависят от назначения бетона:
Стеклянная фибра
Стеклянная фибра изготавливается из стойкого к щелочам стеклянного волокна диаметром 10—15 микрон и прочностью до 2000 МПа.
Попадая в раствор, во время перемешивания стеклофибра распадается на отдельные волокна
Свойства стеклянной фибры
Стеклофибра придает бетону следующие качества:
Стеклянная фибра устойчива к агрессивным средам (кроме щелочной среды).
Где применяется
Бетон с добавлением стеклянной фибры схватывается и застывает быстрее, это необходимо учесть при работе. Продлить срок жизни раствора поможет добавление пластификатора.
Базальтовая фибра
Базальтовой фиброй называют отрезки базальтового волокна, которые могут иметь длину от 1 до 150 мм. Волокно имеет диаметр 16—18 мкм, оно устойчиво к воде, кислотам, щелочам, прочное, упругое.
Базальтовое волокно, в отличие от металлической фибры, не подвергается коррозии, в 3 раза легче и имеет площадь поверхности в 25 раз больше. Базальтовая фибра обладает высокой адгезией и одинаковым с бетоном коэффициентом температурного расширения.
Качества бетона с базальтовой фиброй
Добавление фибры сообщает бетонам следующие характеристики:
Где применяется
Базальтовую фибру используют для изготовления сейсмостойких конструкций, взрывобезопасных объектов, военных сооружений, сложных радиопрозрачных конструкций.
В связи с непревзойденной стойкостью к истиранию, которую получает бетон при добавлении базальтовой фибры, он широко применяется для изготовления стяжек.
Метод добавления
Базальтовое волокно замачивают в воде и затем добавляют в раствор при замешивании.
Добавление любых видов фибры делает бетонный раствор более вязким и менее текучим, поэтому важно совмещать использование фибры с применением пластификатора, который позволяет экономить цемент, воду, затраты на уплотнение бетона и увеличивает текучесть раствора.
Полипропиленовая фибра
Полипропиленовая фибра — это армирующее микроволокно, применяемое как альтернатива армированию бетона. Это самый распространенный вид армирующих волокон.
Форма и свойства
Этот вид фибры изготавливается из синтетического вещества — полипропилена.
Волокна из полипропилена формируют экструзией или вытягиванием и нарезают на отрезки разной длины.
Длина волокон полипропиленовой фибры от 6 до 40 мм.
Фибра обладает значительной прочностью и упругостью, устойчива к агрессивным, в том числе, щелочным, средам и коррозии, а также огнеустойчива.
Весомое преимущество полипропиленовой фибры — ее легкость и большая площадь поверхности (в 1 кг полипропиленовой фибры около 1 миллиона волокон).
Фибра в бетонных смесях сочетается с любыми другими добавками:
Полипропиленовая фибра может изготавливаться из первичного или вторичного сырья. В первом случае качество фибры выше.
Для чего применяется полипропиленовая фибра
Добавление фиброволокна в раствор компенсирует растягивающие напряжения его нижнего слоя и разрывные напряжения вследствие нагрузок и обеспечивает следующие преимущества фибробетонов перед обычными бетонами:
Дополнительные свойства полипропиленовой фибры
Раствор с фиброй становится более густым, держит форму и не течет, поэтому позволяет наносить штукатурку более толстым слоем.
В каких случаях применяют полипропиленовую фибру
Полипропиленовая фибра образует в бетоне трехмерный армирующий каркас, поэтому ее применение оправдано при изготовлении:
Расход полипропиленового фиброволокна
Фибра очень легкая и очень экономичная. В общем случае соотношение фибры к бетону составляет 900 г на 1 кубометр смеси. В зависимости от области применения дозировка фибры может меняться:
Как применять фиброволокно из полипропилена
Фибра проста в применении.
Как добавлять фиброволокно в бетонный раствор?
Существуют три способа:
Эффективность фибры непосредственно зависит от того, насколько хороша она распределилась в бетонном растворе, поэтому следует увеличить время замешивания на 15%.
Видео: Замес раствора с фиброй
На что обращать внимание при покупке фибры
Покупка некачественной фибры — не только напрасная трата денег, но и риск испортить конструкцию. Бетонные сооружения изготавливаются с расчетом на прочность и долгий срок службы. Использование некачественных материалов может привести к значительным убытками.
Например, на рынке встречается полипропиленовая фибра кустарного производства. На вид она мало отличается от заводской фибры, но изготавливается с нарушением технологии. В качественной фибре есть такой компонент, как замасливатель. Он препятствует комкованию волокон и способствует их равномерному распределению в растворе. Поддельная фибра скомкуется, и образования трехмерного каркаса в толще бетона не произойдет, а значит, бетон не получит тех свойств, которые ожидались при добавлении фибры. «Сэкономив» несколько рублей, можно понести существенные убытки.
Чтобы избежать таких ситуаций, приобретайте фибру проверенных производителей у надежных поставщиков.
Нужна ли фибра для стяжки, и какую использовать
При изготовлении стяжки важно соблюсти баланс между двумя взаимоисключающими задачами:
Решить это противоречие помогает добавление полипропиленового фиброволокна. Его рекомендуется добавлять как в раствор для мокрой стяжки, так и в смесь для полусухой стяжки независимо от того, используется ли армирование сеткой.
Фиброволокно не только повышает прочность стяжки и снижает ее истираемость, но и предотвращает усадку и появление трещин, увеличивает ударную вязкость поверхности, предотвращая растрескивание и сколы в процессе эксплуатации. Стяжка с добавлением фиброволокна отличается прочностью и долговечностью.
Видео: Стяжка с фиброй крепче, чем с арматурой!
Советы по выбору армирующего волокна
Каждый из видов армирующих волокон обладает своими преимуществами и недостатками. Выбор армирующего волокна напрямую зависит от назначения конструкций, которые будут изготовлены из бетона.
Большое значение имеет качество материала, поэтому следует внимательно отнестись к выбору производителя и продавца армирующих волокон.
Полипропиленовое фиброволокно — современная альтернатива армирования бетона, которая экономит деньги, затраты времени и труда и обеспечивает бетону повышенную прочность, долговечность, устойчивость к внешним факторам и другие важные характеристики. На сегодняшний день рекомендуется использовать фибру практически в любых конструкциях. Эффективность работы добавок зависит от их правильного выбора и применения.
Стяжка пола с фиброволокном
Кандидат наук, бессменный эксперт сайта, реальный, а не абстрактный (в отличие от прочих ресурсов) человек.
Укладывая стяжку пола, строителям приходится решать две взаимоисключающие друг друга задачи.
Устранить проблему помогло фиброволокно для стяжки пола.
Что это и зачем нужно
Фиброволокно, или просто фибра, — это армирующая добавка в различные строительные смеси и растворы. Принимая внутри бетона хаотическое расположение, она улучшает его качественные характеристики, такие как истираемость, прочность и др. Кроме этого, фиброволоконный бетон лучше сопротивляется нагрузкам на изгиб и растяжение. Все это очень важно для стяжки пола.
Фибра представляет собой очень прочные тонкие волокна длиной от 6 мм до 20 мм. Размер армирующих добавок по–разному влияет на характеристики бетона, поэтому применяется:
Производится в виде рассыпчатого материала из стекла, металла, базальта и полипропилена. Начинает воздействовать на стяжку уже на стадии замешивания раствора — активно влияет на будущие физико–химические процессы, которые начнутся после заливки, при этом по двум направлениям сразу.
1. Раствор с армирующими добавками требует меньше воды для полного размешивания. Следовательно, в процессе гидратации стяжка быстрее наберет прочность, а излишки влаги не будут активно испаряться, образуя микропустоты и сеть мелких трещин.
Для сведения: в любом растворе есть пустоты. В традиционной смеси цемента и песка их заполняет вода, в армированной — волокна фибры. Поэтому и нужно меньше воды до 20%.
2.Заполняя все пустоты после заливки, фиброволокно препятствует образованию микротрещин в первые 5-7 часов схватывания раствора.
Для сведения: на начальной стадии гидратации в теле заливки появляются внутренние напряжения из-за микропор и разной скорости отвердевания, что проявляется в сети трещин на поверхности любого бетонного изделия. Применение армирующих волокон позволяет, во–первых, заполнить пустоты и, во–вторых, равномерно распределять влагу внутри бетонного изделия, в результате чего процесс отвердевания идет равномерно, что сводит внутренние напряжения к нулю.
На второй стадии гидратации, когда обычный бетон начинает усадку и появляются трещины, волокна фибры удерживают стяжку в прежних размерах, в результате чего трещины не образуются. Если же они все-таки появляются, то благодаря разнонаправленному воздействию армирующих волокон на бетонную поверхность, происходит стягивание образующихся разрывов между частицами цемента.
Преимущества использования и недостатки
Включение в цементно–песчаный состав фиброволокна дает стяжке значительные преимущества перед классическим вариантом раствора.
Качественная фибра не имеет недостатков. Проблемы могут возникнуть только с полипропиленовым волокном, произведенным с нарушением технологии. Оно со временем начинает выделять ядовитые вещества, отрицательно влияющие на здоровье проживающих в доме или квартире людей. Чтобы этого избежать, обязательно проверяйте наличие сертификата на приобретаемый стройматериал.
Виды фиброволокна и их характеристики
Промышленность производит несколько видов фибры, имеющие разные физические свойства и цену.
Стеклофибра
Стекловолокно производится из циркония. Представляет собой комплексную нить толщиной 8-10 мкм из нескольких тончайших волокон. Имеет длину до 12 мм. Материал экологически чистый, не подвержен гниению и коррозии.
В основном применяется для армирования газо– и пенобетонов, при отделочных работах (штукатурка стен), производстве лёгких облицовочных плит, декоративных скульптурных и архитектурных изделий, звукозащитных барьеров и т.д. Ее особенность по сравнению с другими видами фибры в том, что при схватывании армированного раствора, внимание, толщиной менее 3 см, не происходит образования трещин и расслаивания.
Применяется стекловолокно и для стяжек пола, но мало, из-за более низких показателей прочности стяжки по сравнению с другими видами фибры (прочность бетона на изгиб и растяжение возрастает в 3-5 раз, ударная — в 10-12 раз). Ее основное предназначение — штукатурные смеси.
Из-за сложности в изготовлении и высокой стоимость шихты, из которой она производится, стеклофибра относится к средней ценовой категории(100-130 руб./кг).
Внимание: из-за высокой хрупкости стекловолокна его нельзя применять в кладочных растворах и готовых монолитобетонных изделиях.
Оптимальный расход на 1 м 3 раствора — 900 г.
Стальная фибра
Изготавливается из высокоуглеродистой проволоки диаметром 0,2-1,2 мм и длиной 5 мм-15 см. Используется в промышленном строительстве и заводском изготовлении монолитных железобетонных конструкций, в основном для фортификационных и гидротехнических сооружений, мостовых пролетов, зданий аэропортов и взлетно–посадочных полос.
В жилищном строительстве нашел применение в наливных и бесшовных полах. Для стяжек практически не используется, так как в тонкослойном бетоне (до 4 см) способствует образованию местных разрывов в 1-3 мкм из-за различных коэффициентов расширения при изменении температуры, которые со временем разрастаются до микротрещин.
Армирование стальной фиброй позволяет:
К недостаткам относится высокая проводимость звука элементами армирования, в результате чего коэффициент шумопоглощения стяжки снижается. Стоимость фибры из металла очень низкая и составляет 25-40 руб. за 1 килограмм. Расход на 1 м 3 — 25-50 кг.
Базальтовая фибра
Представляет собой короткие волокна толщиной 20-500 мкм и длиной 1-150 мм, получаемые при плавлении горных базальтовых пород до 1400 градусов. Это лучший армирующий материал из всех применяемых в строительстве. Его использование повышает прочность бетона:
Кроме этого улучшаются:
В стяжке пола, как правило, не используется, хотя цена, по сравнению с широко применяемым полипропиленовым фиброволокном, значительно ниже (145-200 руб./кг). Учитывая, что ее расход на 1 м 3 немного выше, чем у полипропиленового волокна, окончательная переплата за базальтовую фибру на квартиру будет в районе 1,0-1,5 тыс.руб. Правда многие положительные качества базальтовой фибры там просто не нужны.
Пропиленовое фиброволокно
Современный армирующий материал из гранулированного высокомодульного термопластичного полимера. Получают путем продавливания вязкой массы полипропилена через тончайшие отверстия (технологический процесс называется «экструзия») с последующим вытягиванием вдоль (структурная модификация). Волокна белого цвета имеют длину от 6 мм до 2,0 см, диаметр 15-20 мкм. Необходимо отметить, что в продаже типоразмеры волокна в одной упаковке условные, что обусловлено технологическим процессом.
Применение полипропиленового волокна в бетоне улучшает его показатели прочности незначительно:
К плюсам относится и повышенная звукоизоляция армированного бетона. В рейтинге армирующих материалов синтетическое фиброволокно по всем без исключения физико–химическим показателям занимает последнее место. Однако для стяжек пола и штукатурных работ этого вполне достаточно.
В бетонных изделиях также не применяется и из-за короткого срока эксплуатации — волокна стареют и теряют прочность. В ценовом сегменте находится в категории высоких цен (220-240 руб./кг). На 1 м 3 расходуется 600-900 г. Для удобства расчетов выпускается в пакетах по 600 г, упакованных в мешки по 10, 20 или 30 штук.
Расчет потребления фиброволокна
При расчете количества фибры для стяжки пола почему-то устоялось мнение, что качественные характеристики бетона определяются весом армирующего материала. Это крайне ошибочное мнение. Влияют два фактора:
Поэтому, чем выше показатели плотности и упругости, тем меньше нужно армирующего материала. Количество волокон больше влияет на процесс образования трещин на поверхности стяжки — чем их больше, тем эффективнее они затягиваются в процессе гидратации бетона.
Исходя из сказанного, следует четко уяснить: приведенный в строительных справочниках расход фибры относится только к полипропилену. У других видов он совершенно разный.
Таблицу расхода фибры можно сделать на метр кубический раствора и на 1 м 2 стяжки, но только на 1 см толщины заливки (продолжить расчет самостоятельно не представляет труда — норма расхода на 1 м 2 умножается на площадь помещения и на высоту стяжки в см).
Рассчитывая таблицу, мы исходили из оптимального расхода фиброволокна именно для стяжки пола. При этом ориентировались на результаты исследований влияния количества полипропиленового волокна в 1 м 3 раствора на качественные характеристики бетона:
Таблица: Оптимальный расход фибры при заливке стяжки.
| Расход фибры | На 1 м3 раствора | На 1 м2 площади |
|---|---|---|
| Виды фибры в граммах | ||
| Стекловолокно | 900 | 9 |
| Металлическая фибра | 35000 | 350 |
| Волокно базальта | 1500 | 15 |
| Полипропиленовая фибра | 600 | 6 |
По ценовому фактору лидирует стекловолокно, но сложности в его применении, особенно при размешивании раствора, сделали наиболее популярным синтетическое фиброволокно.
Стяжка с фиброволокном своими руками
Технологический процесс устройства стяжки с армирующими добавками простой, а поэтому может выполняться своими руками.
Необходимые материалы и инструменты
Независимо от того, какой способ заливки стяжки применяется, п/сухой или мокрый, понадобятся следующие материалы:
Из инструментов и оборудования должны быть:
Для выполнения подготовительных работ:
Для укладки стяжки:
Полусухая стяжка
Полусухая стяжка пола с фиброволокном производится на подготовленную поверхность основания пола. Она очищается от остатков старой стяжки, строительного мусора и пыли. Трещины в бетонном перекрытии заделываются ремонтным раствором. В деревянном основании меняются прогнившие доски, щели между досок и места выпавших суков заделываются паркетной шпатлевкой.
На подготовленном таким образом основании пола проводятся гидро– и звукоизоляционные работы. В индивидуальном строительстве прибегают также и к теплоизоляционным работам, что в квартирах практически не выполняется.
На следующем этапе определяется уровень, до которого будет заливаться раствор. Для этого на стену наносится по всему периметру помещения нулевая линия на высоте 1,4-1,5 м от пола.
С помощью рулетки вдоль стен проводятся замеры расстояния между полом и линией горизонта (нулевой), для определения самой высокой точки на полу. В зависимости от метода заливки стяжки определяется ее толщина. Добавив к самой высокой точке пола толщину слоя бетона, получаем линию стяжки (подробнее об этом изложено здесь).
По линии стяжки выставляются линии маяков, что позволит добиться ровной поверхности стяжки. На заключительном этапе устанавливается демпферная лента.
Когда используется полусухая фиброцементная стяжка пола, технология простая и состоит из нескольких последовательных шагов.
Фиброцементная или мокрая стяжка пола
Мокрая стяжка пола производится также по подготовленной поверхности как и для п/сухой стяжки. При этом фиброцементная стяжка пола технологию п/сухой стяжки практически полностью повторяет.
Работы по устройству пола можно начинать через 28 дней, после того как стяжка наберет прочность.
Советы по выбору армирующего волокна
Выбор строителями полипропиленовой фибры обусловлен ценовым фактором. По качественным показателям она уступает другим армирующим материалам, но для стяжки пола их достаточно.
Вопрос необходимо рассматривать в другой плоскости — сроку эксплуатации. Если планируется в последующем менять напольное покрытие без замены стяжки, то без базальтовой фибры не обойтись. Незначительная потеря в деньгах сегодня обернется большой экономией в будущем.