Фибробетоны

Как известно, камень хорошо работает на сжатие, стойкость к растяжению обеспечивает арматурный каркас. Но сталь располагается только в местах наибольшего расчетного растяжения, а в случаях, когда прочность необходима по всему объему, устройство арматурных прутьев становится весьма дорогостоящим делом. Решить проблему призван фибробетон – материал с волокнистым армированием.

Состав

Фибробетон – это особый вид строительного материала, отличающийся высокой прочностью. В состав которого входят:

• Цемент;
• Очищенный песок;
• Волокна фибры;
• Пластификаторы;
• Вода.

В отличии от классического бетонного раствора, в этот не добавляют крупный заполнитель, вместо него роль связующих упрочнителей играют волокна фибры. Это могут быть материалы разного происхождения:

• Металлическое волокно – стружка стали. С ней бетон получается особенно крепким на разрыв, растяжение, предотвращает образование трещин и значительную усадку при твердении и сушке раствора. Размеры стружки определяются согласно расчетам конструкций, поскольку заполнитель является основным компонентом, принимающим на себя все нагрузки и компенсирующим их. При потребности в бетоне с высокой несущей способностью края стружки подгибают, образуются множественные анкера, выполняющие роль жёсткого каркаса.
• Неметаллическая фибра чаще всего входит в состав фибробетона. Это волокна разного происхождения (стекловолокно, полипропилен, полиамид, акрил, вискоза, нейлон, асбест, карбон, базальт, углероды).

Для самых ответственных целей используют металлическое волокно, для несильно нагруженных – полипропилен и стекловолокно. Прочная стальная фибра может быть заменена на более дорогой базальт, но такой вариант принимается редко в виду высокой стоимости. Полимерные и стеклянные волокна доступны по цене и оптимальны по техническим характеристикам.

Применение фибробетона

• Бетон с усиливающими волокнами широко применяют в строительстве промышленных объектов, особо ответственных объектов и общественных мест:
• Дорожное покрытие;
• Укладка взлетных полос аэродромов;
• Массивные фундаменты под тяжелые объекты;
• Прочный пол в производственных цехах и складах;
• Тротуары;
• Монолитное строительство домов, тоннелей;
• Укрепление набережных;
• Объекты специального назначения: водоотводные шахты, канализационные колодцы, очистные резервуары;
• Чаши бассейнов и т.д.

Отдельные изделия из фибробетона:

• Шумозащитные щиты вдоль трасс;
• Дорожные бордюры;
• Тротуарная плитка;
• Скамейки;
• Заборы;
• Козырьки и т.д.

Бетоны, армированные волокном, используют в тех случаях, когда устройство каркаса нецелесообразно с точки зрения финансовых, материальных и трудовых затрат. Например, дорожную плитку армировать гораздо сложнее, чем ввести в состав раствора армирующее волокно и просто залить бетон в форму. Тот же принцип работает с опорными конструкциями – плитами или монолитными стенами в тоннелях, опорами набережных: нагрузка на них поступает равномерно по всей площади, поэтому одинаково прочным должен быть любой участок изделия, чего непросто добиться с классическими арматурными каркасами.

Фибробетоны, подкрашенные пигментом, служат основой для создания декоративных панелей для отделки фасадов, украшения ландшафта, облицовки фонтанов и других конструкций. Изделиям придают разную форму, рельеф и текстуру.

Технические характеристики

Для каждого типа наполнителя существует своя рецептура приготовления раствора, соответственно, бетон отличается по всем характеристикам. Состав и характеристики фибробетона ГОСТы не регламентируют. Согласно СП 52-104-2006 материал должен отвечать требованиям ГОСТ 26633-91.

Для каждого типа материала будут свои показатели:

• Для фибры из полипропилена плотность 0,9 г/см3, модуль упругости достигает 8000 МПа, удлинение на разрыв до 25%;
• Для базальта плотность 2,6-2,7 г/см3, модуль упругости до 11000 МПа, прочность на растяжение до 3200 МПа, удлинение на разрыв до 3,6 МПа;
• Для стали плотность 7,8 г/см3, модуль упругости до 210000(!) МПа, а прочность на растяжение 3150 МПа.

Как видно, технические характеристики фибробетона отличаются незначительно (за исключением отдельных параметров, но их необходимо учитывать при выборе волокна). Приведем основные параметры бетона на основе стекловолоконного камня:

Все бетоны на армированном волокне отличаются высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью.

Достоинства и недостатки

Фибробетон – уникальный материал, превосходящий обычный камень по ряду качеств:Упрощенный способ армирования методом замеса компонентов;

• Уменьшается расход бетона благодаря введению волокон от 20% общего объема;
• Повышается прочность камня по всему объему;
• Увеличивается вязкость и удобоукладываемость раствора в форму;
• Хорошие адгезионные качества;
• Повышение водонепроницаемости;
• Уменьшение массы изделия и конструкций;
• Увеличенный срок службы.

При правильном подборе волокон и их характеристик единственным недостатком фибробетона останется его высокая стоимость, которая с легкостью компенсируется долговечностью камня и отсутствием потребности в ремонте.

Фибробетон своими руками

Настоящий качественный фибробетон может быть изготовлен только на заводе по предварительным расчетам. Для каждого типа фибры используются разные рецепты, выдерживается время замеса, чего в домашних условиях добиться непросто. Чтобы самостоятельно приготовить раствор, следует затворить стандартную смесь из цемента, песка и пластификатора, добавить к ним волокно. Пропорция определяется индивидуально: на 1 м3 понадобится от 300 гр. до 25% сухой фибры от общего объема. Чтобы удешевить материал, можно использовать смесь дорогих и дешевых волокон.

В частном домостроении используют армированный волокнами бетонный камень для устройства прочного фундамента. Такой гораздо проще монтировать, не используя отдельного каркаса из прутьев арматуры, но должно быть выполнено главное условие – материал необходимо заранее рассчитать в конструкторском бюро.

Панели из фибробетона можно изготовить самостоятельно и облицевать ими фасад дома, сделать щиты для забора – это гораздо дешевле, чем покупать готовые или армировать обычный бетон в форме.