Зачем добавлять фиброволокно в бетон?

Полипропиленовая фибра: состав и свойства

Данный вид армирующего материала химическая промышленность изготавливает из синтетического вещества – полипропилена. Это отрезки волокон различной длины: от 6 до 40 мм. Они могут быть разными также и по толщине, конфигурации, форме сечения, текстуре поверхности. Полипропиленовые волокна характеризуются высокой упругостью и серьёзной прочностью; устойчивостью к воздействиям агрессивных сред (в том числе щелочных), огнестойкостью. Естественно, они не подвергаются коррозии. Важными преимуществами полипропиленовой фибры являются её лёгкость и огромная площадь рабочей поверхности: в одном килограмме полипропиленовой фибры содержится порядка миллиона волокон. Фибра из полипропилена хорошо сочетается в бетонном растворе с другими добавками. Такими, как

• пластификаторы / суперпластификаторы;
• ускорители отвердения;
• гидрофобные присадки;
• антиморозные добавки.

Добавление полиэтиленовой фибры формирует «эффект трёхмерного армирования»: отрезки волокон распределяются по раствору в различных направлениях и под разным наклоном. Они компенсируют растягивающие и разрывные напряжения, которые неизбежно возникают вследствие нагрузок. Бетон становится гораздо более устойчивым к сжатию и растяжению при изгибах. Кроме того, фибра имеет ряд других полезных свойств:

• предотвращает расслаивание бетона;
• снижает истираемость его поверхности;
• повышает ударную вязкость (при сильном ударе бетон не расколется, в нём лишь образуется вмятина);
• снижает усадочные свойства;
• улучшает устойчивость к морозу и резким перепадам температур;
• придаёт бетону водостойкость.

Немаловажным является также свойство полипропиленовой фибры делать бетонный раствор более густым и вязким: сохраняя оптимальную консистенции, он не растекается и лучше сохраняет форму.

Расход фибры на 1 м3 раствора:

Также важно учитывать состав строительной смеси:

• 400-600 г/м3 — при производстве декоративного камня, облицовочных составов;
• 600-900 г/м³ — для повышения прочности бетонных изделий и пеноблока;
• 1000-1500 г/м3 — при создании цементных оснований, плит и блоков;
• 1800-2700 г/м3 — при производстве бетона с максимальной устойчивостью к внешним факторам и повышенным нагрузкам.

Стоимость

Средняя цена полипропиленовой фибры 250 рублей за 1 кг, а на 1м3 придется приобрести материала примерно на 120 рублей. Реализуется в полипропиленовых мешках, объем которых равен 10 кг. Также продается фасовка по 900 гр, в одной партии 20 пакетов. Они уложены в один мешок, который весит 18 кг. Средняя цена за один пакет равна 220 рублям. Пакет, весящий 600 гр., будет стоить 142 рубля, таких пакетов в одном мешке 30 штук. Независимо от того, какой размер волокон фибры, цена будет одинаковой.

В зависимости от того в какой сфере будет применяться материал выбирается длина волокон:

• для кладки и облицовки подходит волокно размером 6 мм;
• фибра для стяжки пола и сооружения монолитных бетонных конструкций должна иметь волокно длиной 12 мм;
• При сооружении дамб и выполнении полусухой стяжки, а также для смесей, используемых в ремонтных работах необходима фибра с длиной волокон 18 мм.

Особенности применения фиброволокна:

Также фиброволокно имеет и другие преимущества:

1. При добавлении в бетон пластифицирующих добавок удаётся добиваться равномерного распределения армирующих компонентов. Это способствует возрастанию прочности монолита на 90% по сравнению с обычным составом бетона.
2. Добавление фибры в состав раствора, который применяется во время штукатурки, избавляет от необходимости дополнительно использовать армирующие сетки.
3. Небольшой удельный вес позволяет избегать избыточного давления на строение и несущие элементы здания. При этом удаётся добиваться высоких показателей прочности, сравнимых с железобетонными конструкциями.

Зачем нужны армирующие добавки

Традиционно бетонные конструкции армируют металлическими элементами для придания им прочности. Арматура принимает на себя основную нагрузку, повышая надежность бетона.

Но она укрепляет лишь определенную площадь изделия непосредственно рядом с собой. Тогда как фиброволокно равномерно распределяется по всей массе раствора, образуя сплошное прочное соединение.

Кроме того, как вы знаете, цементные смеси при высыхании дают усадку с образованием трещин, и это один из основных их недостатков. А бетон со стекловолокном или другими подобными добавками практически не трескается, так как фибра повышает его устойчивость к подобным деформациям.

Помимо этого фиброволоконные добавки придают раствору и другие положительные свойства:

• Делают его более однородным в массе, препятствуют расслоению структуры;
• Повышают его адгезию;
• Придают устойчивость к истиранию и повышают прочность на изгиб;
• Увеличивают морозостойкость;
• За счет блокирования цементных капилляров повышают водостойкость.

Ещё один огромный плюс – это снижение себестоимости бетонных работ. Цена раствора с армирующими добавками значительно ниже, чем бетона, армированного металлической сеткой, которая к тому же подвергается коррозии.

Достоинства

Фиброволокно для бетона равномерно распределяется по всему объему раствора. Благодаря высокой прочности и разнонаправленности, свойства цементно-песчаной смеси остаются одинаковыми во всех направлениях. При этом удельный вес бетона не увеличивается, что выгодно отличает этот тип армирования от классических стальных прутьев и сеток. Применение микрофибры предлагает и другие преимущества:

• При введении пластифицирующих добавок, способствующих равномерному распределению волокон и повышенной адгезии, прочность монолита возрастает на 90% по сравнению со стандартным составом.
• Все виды фибры могут совмещаться с любыми строительными материалами, не изменяют своих свойств под воздействием влаги и химически активных компонентов.
• Возможность применения фибры в составах, где невозможно применение армирующих сеток, например, при оштукатуривании стен, художественной лепнине.
• Небольшой удельный вес не увеличивает давления на грунт или другие конструктивные элементы зданий и сооружений при показателях прочности не уступающим железобетонным элементам.
• При застывании, даже в неблагоприятных условиях, на поверхности бетона не возникает трещин и сколов.
• Повышается показатель водостойкости за счет высокой пластичности при укладке и уплотнения структуры после схватывания.

Характеристики фибры

Полипропиленовая фибра для стяжки является полноценной заменой металлического армирования.

Она имеет много достоинств по сравнению с металлической фиброй.

Сравнительная характеристика фиброволокна и металла для армирования приведена в таблице:

Фибра
Показатели	Полипропиленовая	Металлическая	Базальтовая
Разрушение под воздействием влажности, коррозия	Не подвержена	Подвержен	Не подвержена
Электростатика	Не электризуется	Электризуется	Не электризуется
Стоимость	Средняя	Низкая	Высокая
Прочность	Достаточная (0.9—0.95 г/ куб м), ниже, чем у металла	Высокая	Целостность основания сохранится даже при сквозном растрескивании бетонного раствора
Использование в помещениях с высокими нагрузками тяжести, с вибрацией и высокой проходимостью	Не рекомендуется	Подходит	Возможно применение в сейсмически активных районах, на севере, и в помещениях с повышенной влажностью

Чем длиннее волокно, тем больше нагрузок выдержит бетон

Фибру выпускают в виде рассыпчатого материала, длина ее волокна составляет от 6 до 20 см. Длина волокон влияет на сферу применения:

• для облицовки и кладки применяют волокна длиной 6 мм;
• фибра для бетонной стяжки и возведения монолитных объектов должна иметь длину 12 мм;
• при строительстве дамб и других конструкций, используемых в условиях агрессивной среды, понадобится материал длиной 18 мм.

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.

Основные преимущества стальной фибры

Если заменить арматурную сетку на фибру, то толщина стяжки значительно уменьшится, при этом ее несущая способность сохранится. Таким образом, сталефибробетоннные конструкции обладают высоким сопротивлением динамическим и статическим нагрузкам. Конструкция обретает качества трещиностойкости, износоустойчивости, увеличивается вибрационная выносливость, а также прочность.

Если проводить сравнение стальной фибры с традиционным армированием, то можно отметить, что время, которое тратится на установку арматуры, оказывается сокращено. Обусловлено это тем, что стальная фибра добавляется в миксер или в условиях завода, а время перемешивания может длиться от 5 до 15 минут. Вибрационная устойчивость обусловлена тем, что нагрузки распространяются равномерно и не способствуют разрушению бетона. А вот если уложить арматурные прутья в процессе заливки фундамента, то они не будут препятствовать образованию мелких трещин. Сталефибробетон имеет повышенную устойчивость к коррозии. Если же такому негативному воздействию будет подвержена арматура, то ее объем значительно увеличится внутри конструкции, что станет причиной разрушения защитного слоя.

Стекловолоконная фибра

Щелочестойкикое стекловолокно (стеклофибра) – искусственное волокно, изготавливаемое из неорганического стекла, посредством его расплава.

Условно разделяются на две большие группы: Е-стекло – самые распространенные, общего назначения и ВМП – высокомодульное стекло повышенной прочности. Известно множество марок стекловолокна, которые различаются специфическими характеристиками: E(electrical), S(strength), AR (alkali resistant) и др.

Стекловолоконная фибра имеет высокие прочностные характеристики, по многим схожие с базальтовой, но к выбору следует подойти очень ответственно, так как материал искусственный, стоит ознакомиться у производителя какой марки волокно используется для изготовления фибры, так как существует стекловолокно с низкой щелочестойкостью.

Современные виды фиброволокна

Относительно недавно было изобретено совершенно новое изделие, позволяющее с еще большей отдачей производить армирование бетона. В частности, им является вещество для микроармирования, которое поставляется в специальной упаковке, разрушающейся от воздействия на нее влаги.

https://youtube.com/watch?v=ay6cdx-Kh-g

У многих потребителей вызывала сомнение упаковка. Ведь если она так подвержена воздействию влаги, то от механических повреждений ее ничто не спасет. На практике подтвердился тот факт, что упаковка выдерживает любые манипуляции с пакетом до помещения его в агрегат для перемешивания.

Характеристики

Не все знают, что такое фибра. Рассмотрим для начала некоторые технические характеристики. Это материал, который используется в виде армирующего вещества. Он помогает качественно улучшить свойства бетона. Фибру можно добавлять в различные строительные смеси и растворы. Без бетона трудно представить хоть одно здание. Все знают, что этот строительный материал отличается от других своей прочностью, долговечностью и повышенными эксплуатационными характеристиками. А если добавить к нему фибру, то в итоге получится материал, который обладает следующими качествами:

• высокая морозоустойчивость;
• истираемость;
• повышенная водонепроницаемость;
• хорошая прочность;
• растяжимость, которая важна при строительных работах;
• хорошо переносит деформацию;
• легко использовать.

Преимущества

Бетон с фиброй обладает следующими преимуществами:

• в 2 раза увеличивается прочность материала на растяжение при изгибе;
• предельная деформация повышается в 20 раз;
• улучшается вязкость, устойчивость к ударной нагрузке;
• сохраняется морозоустойчивость и водонепроницаемость;
• увеличивается огнестойкость при воздействии высоких температур;
• повышается сопротивление сейсмологическим факторам;
• получившаяся трёхмерная структура препятствует растрескиванию строительного материала и его истиранию;
• имеет прекрасную совместимость с любыми активными добавками.

При всём этом, фибра доступна в применении, имеет низкую стоимость, что удешевляет цену бетона и строительного процесса в целом.

Применение фиброволокна

Компоненты стяжки с фиброволокном.

Волокна фибры нашли широкое применение в современном строительстве. На этот фактор прямое влияние оказали все преимущества материала, описанные выше. Базальтовая фибра может применяться при изготовлении так называемого бетона для архитектуры, который представляет собой раствор для создания каких-либо предметов, призванных облагородить прилежащий к строению участок. В частности, это может быть ваза, урна, фонтан, статуя и аналогичные им предметы архитектуры. Помимо этого, армирующее волокно успешно используется в сфере изготовления декоративных элементов для облицовки строений.

Такой продукт применяется и при изготовлении пола. Наибольшее предпочтение отдается наливным основаниям и промышленным стяжкам, где фибра показала себя с лучшей стороны. Армирующее покрытие неплохо зарекомендовало себя в изготовлении больших и малых изделий из гипса, довольно популярных в последнее время. К ним относятся заборы и памятники из бетона, а также многие декоративные элементы, призванные облагородить жилище. Следует отметить, что армирование этим элементом нашло применение и в тротуарной плитке, водостоках, бордюрах и подобных им элементах.

Что представляет собой фибра и для чего она нужна

Название материала произошло от латинского слова «fibra», которое обозначает обычное волокно. Это понятие постепенно вошло в употребление в других языках мира и может относиться к различным типам подобного вещества. На сегодняшний день фиброй называют волокна, которые сделаны из металла, стекла, полимеров или целлюлозы. Тонкие ниточки различаются между собой размерами, а также диаметром. Во время замешивания раствора фиброволокно распределяют по всему объему смеси. Все разновидности фибры существенно улучшают прочность бетона и придают ему эластичности, предотвращая образование трещин на поверхности. Для изменения конкретных характеристик стяжки необходимо правильно подобрать тип волокнистого материала.

Бетон, в составе которого находится эта добавка, часто называют фибробетоном. Встречаются также наименования, отражающие разновидность волокон – например, стеклофибробетон. Длина нитей зависит от назначения раствора. Для штукатурки используют короткие волокна, а в строительные бетоны добавляют длинную фибру. Слой материала может значительно изменить свои свойства после внесения добавок, стать более гибким и устойчивым к перепадам температур.

Бетонная балка с фиброй Источник znaybeton.ru

Нужна ли фибра для стяжки, и какую использовать

При изготовлении стяжки важно соблюсти баланс между двумя взаимоисключающими задачами:

1. обеспечение высокой прочности (что прямо пропорционально толщине стяжки);
2. минимальная толщина стяжки (чтобы сэкономить материалы и максимально сохранить высоту потолка).

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.

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.

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.

Способ использования и расход

Используется фиброволокно в качестве армирующей добавки в цементный, гипсовый или бетонный раствор. В промышленной отрасли строительства бетонную смесь с полимером или готовые пеноблоки получают в заводских условиях.

Для получения подобного раствора при небольших объемах строительных работ фибра для бетона, расход которой сравнительно невелик, просто засыпается в нужном количестве в стандартную бетономешалку и перемешивается с остальными компонентами смеси до образования необходимой консистенции.

Вводить фибру можно как на начальной стадии замешивания раствора, так и в самом конце. Только в первом случае время перемешивания составит около 10-15 минут, а во втором варианте после основной стадии замеса необходимо немного выждать и еще раз включить бетономешалку на 5-10 минут для окончательной стадии смешивания.

Фибра для бетона, расход на м3 в зависимости от состава смеси:

• бетон/железобетон. Приблизительный расход 700-900 г/м3 готового раствора;
• сухие строительные смеси. Расход – 1кг/м3. Можно от этого показателя отталкиваться, загружая в барабан бетономешалки произвольное количество ингредиентов. При замешивании вручную, необходимо сначала в сухую смесь добавить фиброволокно, тщательно перемешать, затем операцию повторить, залив состав необходимым количеством воды;
• штукатурка. Расход 1-1.2 кг/м3. При оштукатуривании поверхности составом с фиброволокном, состав наносится на очищенную и загрунтованную поверхность методом равномерного разбрызгивания, а затем проводятся основные работы по выравниванию поверхности;
• для малых архитектурных форм расход составляет примерно 2 кг/м3.

Придерживаясь рекомендуемого расхода полимера при добавлении в различные строительные смеси, можно добиться оптимального результата и увеличить прочность конструкции в несколько раз даже в домашних условиях. Технологический процесс предельно прост и не требует специальных знаний и навыков. Единственный агрегат, который понадобится – бытовая бетономешалка.

Нюансы стяжки под теплый пол

При монтаже теплых полов нужно во избежание потерь тепла уложить тепло- и гидроизоляционный материал до заливки бетонного основания.

Фибра для стяжки теплого пола применяется в тех же пропорциях, как при устройстве обычной стяжки.

Кроме армирующих добавок нужно добавить пластификаторы, которые способствуют получению эластичной стяжки, устойчивой к воздействию высоких температур.

Фибра не утяжеляет бетонную смесь

Преимущества использования фиброволокна при монтаже теплого пола:

• невысокая стоимость и легкость транспортировки;
• устойчивость к воздействию влаги и других агрессивных веществ;
• фиброволокно защищает бетон от воздействия внешних негативных факторов и от происходящих внутри физико-химических процессов;
• повышение устойчивости к ударным и вибрационным нагрузкам;
• высокая устойчивость к минусовым температурам и воздействию огня.

Добавление фибры в бетонный раствор помогает получить качественное, долговечное основание пола без значительных финансовых и трудовых затрат.

Область применения	Рекомендуемый размер фиброволокна, мм	Расход фиброволокна
Промышленные полы, цементнобетонные дорожные покрытия	12, 20, 40	от 1 кг на 1 м 3 в зависимости от необходимых прочностных характеристик
Стяжки, теплые полы	12, 20	от 0,9 до 1,5 кг кг на 1 м 3 в зависимости от необходимых прочностных характеристик
Железобетонные, бетонные конструкции и изделия	12, 20	от 0,9 кг на 1 м 3 для придания конструкциям и изделиям повышенной прочности и исключения трещин
Ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон неавтоклавного твердения)	12, 20, 40	от 0,6 кг до 1,5 кг волокна на 1 м 3 в зависимости от необходимых прочностных характеристик готового изделия
Сухие строительные смеси (наливные полы, штукатурки, шпаклёвки, затирки, гидроизоляция, ремонтные составы)	3, 6, 12	от 1 кг на 1 м 3 Дозировка зависит от вида сухой строительной смеси, технологии производства
Мелкоштучные изделия, сложнопрофильные изделия, малые архитектурные формы	6, 12	от 0,9 кг на 1 м 3 Расход фиброволокна зависит от параметров изделия, размеров, типа вяжущего, технологии производства
Тротуарная плитка	6, 12	от 0,6 кг до 1,5 кг на 1м³ смеси в зависимости от прочностных характеристик готового изделия, технологии производства.
Жидкие обои, клеевые составы	3	от 0,5 кг на 1 м 3 Дозировка зависит от втехнологии производства

Способ применения фиброволокна

Вариант 1: Фиброволокно засыпается в любой бетоно- или растворосмеситель (миксер) в сухую смесь перед добавлением воды .

Вариант 2: Фиброволокно добавляется в цементное молоко, затем все остальные компоненты бетонной смеси.

Разновидности

Фибра представляет собой тонкие волокна, отличающиеся по применяемому материалу и длине. Сегодня на рынке предлагается фиброволокно длиной 1,5-45 мм и диаметром до 20 мкм, который является действенной альтернативой классической стальной арматуре, которая дороже и сложнее в применении. Фиброволокно классифицируется по материалам, из которых оно было изготовлено. Наиболее востребованными являются наполнители, выполненными из таких составов:

• Полипропиленовая фибра – прочное полимерное армирование, имеет малый удельный вес, устойчиво к агрессивным соединениям, которые могут входить в структуру строительного раствора. Не разрушается в широком диапазоне температур, является отличным теплоизолятором. Полимерная фибра чаще всего применяется при устройстве теплых полов, выравнивания и оштукатуривания стен.
• Фибра стальная – состоит из тонких стальных волокон. Применяется при возведении монолитных зданий, поскольку обладает высокой морозоустойчивостью. Стальная фибра для бетона обладает высокой прочностью и устойчивостью к динамическим нагрузкам, но волокна металлической фибры для бетона имеют самый высокий удельный вес среди других волокон, что сказывается на массе конструкции. Фибра из металлических волокон подходит для производства фонтанов, наружных арок и других архитектурных элементов.
• Базальтовая фибра – применяется в конструкциях, подвергающихся высоким динамическим и ударным нагрузкам. Этот наполнитель применяется для возведения прочных и устойчивых фундаментов, шпал и других подобных элементов. Она применяется при армировании пеноблоков для повышения их прочностных характеристик.
• Стеклофибра для бетона – придает смеси дополнительную пластичность. При небольшом удельном весе стекловолокна, она отличается достаточной прочностью и подходит для изделий из гипса, других составов для художественного оформления помещений, проведения реставрационных работ и восстановления архитектурных памяток.
• Асбестовая фибра применяется только для наружных работ и в настоящее время используется достаточно редко.

Фибра для бетона различается по длине, что тоже влияет на сферу ее применения:

• длина до 6 мм используется для замешивания в облицовочные и кладочные растворы;
• волокна до 12 мм применяется для возведения зданий монолитного типа, стяжек для стен и полов в бытовых и промышленных помещениях;
• волокно длиной до 18 мм эксплуатируется в полусухих стяжках, составов для ремонта трещин и выбоин;
• длина более 18 мм используется в тяжелых и сверхтяжелых бетонах с повышенной прочностью.

Как рассчитать фибру

Строгой дозировки как таковой не существует, количество используемой добавки варьируется в зависимости от желаемого результата:

• Если необходим только эффект улучшения связующих свойств и для облегчения работы с самим раствором, то добавляется 300 граммов на 1 м3 раствора.
• Для достижения эффекта армирования необходимо добавить 600 гр/м3.
• А для того чтобы получить стяжку с лучшими свойствами полипропилена и бетонного камня, то необходимо добавить не менее 800 граммов фибры на кубический метр раствора.

Если необходимо произвести расчет расхода присадки на 1 м2, то необходимо выполнить следующие действия:

Определяем, какой толщины необходимо выполнить стяжку. Например, необходимо залить 5 см раствора.

Далее выполняем следующий подсчет:

1000 / 50 = 20

где 1000 это величина 1 метра записанного в миллиметрах, 50 – высота будущей стяжки в миллиметрах, 20 – во столько раз необходимо уменьшить количество используемой присадки, далее производим подсчет необходимой фибры на один квадратный метр: