Фиброволокно (фибра) для бетона

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.

Краткое описание

Фибробетон является относительно новым строительным материалом, только недавно получившим распространение на рынке. Однако первые опыты по созданию композитных растворов с использованием армирующей фибры проводились еще в начале прошлого столетия. Отрадно, что у истоков создания фибробетона стоял российский ученый В.П. Некрасов. Первый патент на новый материал был получен Некрасовым еще в 1909 году.

Основное отличие фибробетона от привычного нам традиционного бетона или железобетона — наличие в его структуре армирующих волокон. В качестве фибры используются небольшие по длине и очень тонкие фрагменты, однородно заполняющие внутренний объем.

Наиболее распространена фибра из стальной проволоки, нарезаемой на короткие куски длиной несколько сантиметров. Для повышения адгезии концы отрезков загибаются или расплющиваются. Нередко стальной фибре придается волнистая форма.

Широкое распространение получил и фибробетон с армированием на основе стекловолокна. У такого материала много преимуществ, но есть и недостаток — стандартное стекло имеет низкую устойчивость к щелочной среде, характерной для портландцемента. Поэтому в качестве фибры обычно используются устойчивые к щелочам стекловолокна, например, на основе циркония.

Помимо металла и стекла, для армирования фибробетона применяются также волокна из базальта, углерода, целлюлозы, искусственных полимеров и пр. Отличительные особенности этих материалов будут рассмотрены ниже.

Технология монтажа стяжки с фиброволокном

Как и при монтаже обычной стяжки, нужно подготовить поверхность, сделать разметку уровня расположения чернового пола, правильно приготовить бетонный раствор и выполнить монтаж, согласно описанной технологии выполнения работ.

Подготовка поверхности

Снимаем старое напольное покрытие, осматриваем плиту на наличие дефектов, выступающей арматуры.

Последовательность выполнения подготовительных работ:

1. Трещины расширяем с помощью болгарки, зачищаем их края, заделываем цементно-песчаным раствором, смешанным в пропорции 3:1. Чтобы бетон лучше схватился, поверхность обильно смачиваем.
2. Убираем пыль с плиты пылесосом.

Разметка уровня стяжки

Перед началом разметки найдите наивысшую и низшую точки пола

Толщина стяжки с фиброй и пропорции смешиваемых материалов зависят от перепадов высоты пола и функционального назначения помещения.

Находим низшую и наивысшую точки на полу с использованием лазерного или водяного уровня. Делаем отметку на стене, чертим горизонтальную линию по высоте будущей стяжки.

Согласно разметке устанавливаем направляющие параллельно друг другу с шагом 15—20 см. Учитываем, что расстояние между маяками должно быть меньше, чем ширина инструмента для распределения раствора. Подробнее о том, как сделать это с помощью лазерного уровня, смотрите в этом видео:

В качестве маяков используем ровные профили, выставляем их в горизонтальную плоскость. Для фиксации определенной высоты применяем бруски или фиксируем маяки на цементный раствор.

Подготавливаем раствор

Готовим раствор с добавлением фибры для стяжки.

Существует несколько способов смешивания компонентов:

1. Хорошо перемешивают сухие составляющие: цемент, песок, фиброволокно. Затем добавляют их в воду и тщательно перемешивают до образования однородной массы сметанообразной консистенции.
2. Волокно добавляют в цементное молоко, затем вводят в подготовленный цементный раствор и хорошо перемешивают.
3. Забрасывают в бетономешалку с готовым раствором. Все тонкости процесса замеса смотрите в этом видео:

Приготовление качественного бетонного раствора с фиброй:

1. Хорошо перемешиваем между собой сухие компоненты: 3 части песка, одна часть цемента. Добавляем половину объема фиброволокна. Перемешиваем все составляющие.
2. Доливаем воду 400—500 мл на 1 кг цемента.
3. Небольшими частями добавляем оставшееся волокно и тщательно перемешиваем.

Раствор должен получиться однородной консистенции, как густая сметана.

Выбираем марку цемента согласно классификации в таблице:

Расход фибры

Количество добавляемых в цементный раствор волокон зависит от требований к стяжке.

Соотношение количества волокон на определенный объем цемента указан на упаковке или в инструкции к фибре для стяжки.

Заливаем стяжку

Рассмотрим, как правильно сделать стяжку с добавлением фибры. Подробнее о заливке полусухой стяжки с волокном из фибры смотрите в этом видео:

Работы начинаем от дальнего угла комнаты. Пол нужно залить в один заход без перерывов.

Этапы работ:

1. Цементный раствор с фиброй выливаем на пол между направляющими, разравниваем правилом на длинной ручке.
2. Уплотняем смесь, чтобы вышли пузырьки воздуха и не осталось пустот, с помощью игольчатого валика.
3. Через сутки вынимаем направляющие, заливаем раствором места, где они находились.

Основные свойства фибробетона

Физические характеристики фибробетонов на основе разных видов армирующего наполнителя могут довольно сильно отличаться. Например, для композитных материалов со стальной или базальтовой фиброй характерны очень хорошие показатели прочности и упругости. А вот полипропиленовые волокна отличаются низким коэффициентом упругости. Фибробетоны на их основе характеризуются повышенной деформативностью, а значит — не могут использоваться в качестве конструкционных материалов.

Все это следует учитывать при выборе марки материала для решения конкретных строительных задач. Выделим основные особенности и преимущества фибробетона в сравнении со стандартным бетоном:

• повышенная долговечность конструкций, продление эффективного срока эксплуатации с сохранением всех эксплуатационных характеристик;• высокая прочность и упругость, стойкость к растяжению и разрыву, способность сохранять целостность при значительных растягивающих нагрузках; • высокая устойчивость к воздействию атмосферных осадков и активных химических веществ;• хорошая морозостойкость, способность сохранять структуру материала при многократных годовых, а также резких амплитудных колебаниях температур;• высокая стойкость к повышению температуры, интенсивному нагреву, воздействию открытого огня, пожаробезопасность;• отсутствие усадки, способность сохранять исходный объем после набора расчетной твердости;• высокая стойкость к истиранию, износу, воздействию крутящих моментов, устойчивость к образованию трещин;• влагостойкость, водонепроницаемость;• повышенная пластичность, хорошая прочность при ударах;• хорошие адгезионные качества;• сохранение технических характеристик после окончания расчетного срока службы материала;• уменьшение необходимых для строительства объемов бетона ввиду улучшенных свойств материала, снижение веса конструкции;• высокая технологичность материала и продуктивность работ по нему;• снижение стоимости строительства за счет экономии материалов, отказа от использования армирующих сеток и каркасов, сокращения времени строительных работ, уменьшения дополнительных расходов на транспортировку и пр.

По своей прочности фибробетон зачастую даже превосходит железобетон, заметно выигрывая при этом по весу конструкций. Фибру можно также применять для армирования газобетонов и пенобетонов. Такие материалы отличаются низкой плотностью, высокими тепло- и шумоизоляционными и свойствами. А за счет армирования волокном они приобретают повышенные прочностные характеристики.

https://youtube.com/watch?v=videoseries

Единственным относительным недостатком фибробетона является его высокая стоимость. Однако на практике за счет использования этого материала можно даже повысить рентабельность строительства.

Фиброволокно для стяжки – разновидности, характеристики, свойства

В зависимости от применяемых для изготовления компонентов, фиброволокно для стяжки классифицируется следующим образом:

• металлическое. Стальной наполнитель отличается повышенной стойкостью к температурным перепадам, увеличенным запасом прочности. Это позволяет его использовать в помещениях производственных предприятий, где на прочность и долговечность бетона отрицательно влияют повышенные нагрузки, вибрация и поверхностное истирание. Стальные волокна восприимчивы к воздействию повышенной влажности, а также имеют увеличенный вес по сравнению с фиброволоконными аналогами из других материалов;
• базальтовое. Армирующий материал обладает комплексом преимуществ – повышенной стойкостью к воздействию открытого огня и температуры, устойчивостью к коррозионным процессам, повышенной влажности, а также высокой ударной прочностью. Наполнитель из базальтовых нитей обеспечивает целостность бетонной основы даже при возникновении сквозных трещин. Эти достоинства позволяют использовать материал для заливки полов в зданиях, возводимых в сейсмически активных зонах, а также в помещениях с увеличенной концентрацией влаги;
• полипропиленовое. Синтетические волокна из полипропилена имеют уменьшенный вес, характеризуются стойкостью к воздействию агрессивных веществ. Армирующий материал является диэлектриком, что позволяет безопасно использовать его как для стяжки обогреваемой напольной основы, так и в качестве стандартного разравнивающего покрытия. Приемлемая цена фиброволоконного наполнителя позволяет применять его в частном строительстве для решения широкого круга задач – начиная от стяжки пола и заканчивая штукатуркой стен.

Фиброволокно полипропиленовое

Кроме указанных разновидностей, для изготовления волоконной арматуры используются следующие материалы:

• стекловолокно. Оно применяется при фасадной облицовке строений и изготовлении изделия из бетона сложной конфигурации;
• асбестовая нить. Эксплуатационные свойства стройматериала позволяют использовать его только для отделки фасадных стен зданий.

Из применяемых для упрочнения стяжки наполнителей широко используются полипропиленовые нити, которые полноценно заменяют стальной наполнитель и базальтовые волокна. Рассмотрим характеристики:

• длина составляет 6000–18000 мкм;
• размер в поперечном сечении равен 10–20 мкм;
• способность воспринимать растягивающие нагрузки 1700–2600 кг/см2;
• удельный вес не превышает 900 г/см2;
• температурный порог возгорания превышает 300 градусов Цельсия;
• коэффициент удлинения на разрыв равен 1,5–2,5.

Базальтовое фиброволокно для стяжки

Выполнение стяжки с фиброволокном

Устройство армированной стяжки с применением фиброволокна происходит в пять этапов:

1. Подготовка основания.
2. Установка маяков по уровню
3. Укладка демпферной ленты.
4. Замес раствора с добавлением фибры.
5. Выкладка (вылив) смеси и ее разравнивание на полу.

Приготовление раствора с фиброй

Фиброволокно рекомендуется добавлять в два этапа. Половину при завешивании «на сухую». И половину после добавления в смесь воды. Для стекловолоконной, полипропиленовой и базальтовой фибры рекомендованный расход – порядка 0,5–1 кг/м3. А стального аналога придется добавлять около 25–50 кг/м3.

Приготовление раствора для стяжки

Как и демпферная лента для стяжки пола, армирующее фиброволокно не боится воздействия свойственных бетону щелочей. Оно спокойно переносит процесс дегидратации, происходящий при застывании цементно-песчаных и гипсовых растворов. Каких-либо присадок здесь добавлять в смесь не потребуется. Достаточно замешать все компоненты в однородную массу с последующим добавлением чистой воды.

Цементная стяжка с фиброй

Устройство стяжек с фиброй и без нее, по полусухой и классической мокрой технологии различается мало. Рабочие процессы во всех случаях приблизительно одинаковы. С рассматриваемым армированием главное – это равномерно размешать волокна в растворе, чтобы они не собрались комком на каком-нибудь одном участке пола. В остальном все происходит по обычной схеме.

Вид фиброволокна также на процедуру замешивания раствора особо не влияет. Это размышлять, как подключить бойлер к воде в зависимости от его типа, потребуется серьезно и с тщательной оценкой разных факторов. Фибру надо просто добавить с замешиваемую смесь.
Этой простотой монтажа она и отличается от прямого своего конкурента – армирующей сетки.

Классическую арматуру из прутков или полипропилена требуется не только разложить на полу, но еще и зафиксировать на определенной высоте. Ведь она должна находиться внутри бетона. А фиброволокно после замешивания всех требуемых компонентом уже находится в растворе.

Устройство пола со стяжкой

Особенности фиброволокна

Использование фибры повышает надежность сооружения на 90%, при условии добавления в состав еще и пластификаторов хорошего качества.

При ее использовании в заливаемом слое абсолютно на всех этапах застывания трещины не образуются:

• на первой стадии заливки бетона в течение первых 6 часов фиброволокно для стяжки препятствует появлению трещин благодаря тому, что вещество равномерно распределяется по пустотам раствора;
• на второй стадии, когда бетон начинает усаживаться и появляются мелкие трещины, волокна фибры их связывают и не дают им увеличиться;
• на последней стадии, фиброволокно способствует равномерному высыханию и уменьшает напряжение бетона.

Фиброволокно способно снизить влагопоглощающие свойства бетона. Это возможно, потому что поры становятся меньше. Воде труднее находить проходы и она проникает намного медленнее. Благодаря этому свойству фиброволокно применяется при возведении отстойников для вод, сооружений в морях и реках.

К тому же полипропиленовая фибра обладает и обратным эффектом, то есть практически не отдает имеющуюся в бетоне воду наружу. Благодаря такому свойству она будет немного снижать его распространение, и понижать взрывное откалывание строительных сооружений.

Благодаря полипропиленовой фибре пластичность бетона становится в несколько раз больше. Такая характеристика присуща не только лишь раствору, а также готовой затвердевшей конструкции из него, она может выдерживать удары и подавлять колебания. Данная характеристика материала используется на объектах военного значения и в тяжелой промышленности. Сооружения, возведенные с применением фиброволокна, отлично выдерживают землетрясения и имеют высокую сопротивляемость к взрывам.

Очень важной характеристикой является истираемость поверхностей. Присущ очень быстрый износ тем конструкциям из бетона, которые используются в довольно агрессивной среде. По этой причине дамбы, водохранилища и водные заграждения зачастую возводятся с применением смеси цемента и фиброволокна

По этой причине дамбы, водохранилища и водные заграждения зачастую возводятся с применением смеси цемента и фиброволокна.

Также этот материал обладает высокой морозоустойчивостью, и это качество перенимает бетон. При этом его устойчивость к минусовым температурам становится выше в несколько раз.

Если раствор с добавлением полипропиленовой фибры замешивать в соответствии с технологией, то адгезия полученного бетона с поверхностью намного улучшится и производить его выравнивание на ней будет легче.

Фибростяжка – стяжка с объемным армированием!

Фибростяжка – стяжка с объемным армированием!

Прочный бетонный пол без трещин и пыли – главное требование в производстве полов индустриального, культурно-бытового и жилищного назначения. Кроме того, нередкой является ситуация, когда поджимают строительные сроки, и нет времени на 28 суток твердения стяжки. Осуществляемая раньше времени финишная отделка пола приводит к печальным последствиям: стяжка дает трещины, а, следовательно, деформируется отделочное покрытие и часто – достаточно дорогое…

Серьезную нагрузку несут полы промышленных предприятий, складов, гаражей, где бетонный пол в отсутствие покрытия пылит, покрывается царапинами, трещинами и сколами.

Современные технологии предлагают разные способы упрочнения пола: поверхностного (топинги, полимерные покрытия) и объемного (армирование).

Говоря об армировании, следует отметить, что в технологии производства пола все большее значение приобретает именно объемное армирование или армирование волокнами. Понятие фибробетон начинает устойчиво входить в обиход строительного производства. При этом природа армирующего материала может быть различной: это металлические, полимерные и стеклянные волокна. В зависимости от требований, предъявляемых к полу, характера и интенсивности нагрузок (механических, термических и химических) осуществляется выбор армирующей фибры. Металлическое волокно повышает механическую прочность бетона, стекло- и полимерная фибра повышают химическую устойчивость к агрессивным средам. Объемно-армированный бетон имеет незначительные внутренние напряжения и следовательно, не подвержен трещинообразованию.

Особый интерес представляют специально подобранные сухие смеси из высокосортного цемента, фракционированного песка и армирующих волокон, позволяющие получать полы с комплексом необходимых свойств. Примером такой смеси является специальный состав фирмы SCHOMBURG ASO-EZ2 где армирующие функции выполняет полимерное волокно. Тончайшие нити фибры равномерно распределены в объеме сухой смеси, которая перед нанесением затворяется только водой. Характерной особенностью данного материала является не только высокая конечная прочность, но и максимальная скорость набора прочности. Через сутки после нанесения стяжки ее прочность составляет около 30 МПа, через неделю достигается максимум — 60 МПа. При указанных темпах выхода на конечную прочность объемное армирование полимерным волокном сообщает полу такие свойства как отсутствие усадочных деформаций, а следовательно и трещин, повышенную ударную вязкость и сопротивление механическим нагрузкам, снижает эффект пылеобразования и повышает химическую стойкость. Особо важным обстоятельством является возможность отделки пола уже через сутки. Это могут быть плиточные или полимерные покрытия, в том числе и при устройстве полов с подогревом.

Армированная полимерным волокном стяжка из смеси ASO-EZ2 хорошо зарекомендовала себя при устройстве пола в гаражах. Ему не страшна шипованная резина, а если такой пол обработать дополнительно легкой эпоксидной пропиткой (состав ASODUR-BI), то не будет последствий от проливов бензина, масла и тормозной жидкости.

Полы с подобными свойствами перспективны в заводских цехах, складах и механических мастерских, там, где уровень ожидаемых нагрузок предполагает наличие долговечной, прочной и коррозионностойкой поверхности.

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 фибройИсточник znaybeton.ru

Виды фиброволокна

Фибра для стяжки пола представляет собой микроволокно толщиной от 10 мкм до 2 мм и длинной 3–25 мм в зависимости от типа. Есть варианты и с другими размерами, но они применяют в иных сферах производства и строительства. Для устройства заливаемых напольных покрытий рекомендуется применять лишь материал с вышеуказанными параметрами.

Виды фибры для стяжки

Изготавливается фиброволокно из:

• стали;
• базальта;
• полипропилена;
• стекла.

По общим характеристикам и воздействию на раствор все они одинаковы. Но и свои отличительные плюсы с минусами каждая из данных разновидностей также имеет.

Стальная фибра

Стальное фиброволокно для стяжки отличается большим весом, огнестойкостью и повышенной устойчивостью к перепадам температуры. Его обычно применяют при заливке толстых бетонных полов на промышленных и торговых объектах. Главный его минус – подверженность ржавлению. Даже с учетом специального покрытия из латуни и нахождения внутри бетона фибра из стали все равно со временем начинает ржаветь, теряя свои характеристики.

Базальтовая

Базальтовый аналог также не боится огня и температурных перепадов. Но главное – ему не страшны влага и агрессивная химия. Если упрочнять стяжку фиброволокном требуется на полу в ванной комнате, парилке или гараже, то базальт будет наиболее оптимальным выбором.

Преимущества базальтовой фибры

Полипропиленовая

Полипропиленовая фибра для стяжки является самой распространенной сейчас. Ее отличают малый вес и устойчивость к воздействию влаги. У армированного таким фиброволокном пола повышаются не только прочностные, но и звукоизоляционные характеристики. Основной недостаток этого варианта – подверженность расплавлению при высоких температурах, возникающих даже при небольшом пожаре.

Стекловолоконная

Стеклофибра отличается высокой пластичностью и наименьшей среди аналогов прочностью. Это больше вариант для штукатурных смесей. Но если стяжка пола делается тонкой в 2–3 см, то лучше всего для ее армирования выбирать именно стекловолокно. Здесь стекло выигрывает у полипропилена, базальта и стали.

Куда можно добавить фиброволокно

Армирующее фиброволокно можно применять для добавления в любой цементосодержащий раствор:

• бетон,
• газобетон,
• пенобетон,
• торкрет бетон,
• пескобетон.

Добавление фиброволокна увеличивает устойчивость цементносодержащих растворов к механическому воздействию. Добавление фиброволокна в ограниченных количествах увеличивает устойчивость бетона к истеранию. Фиброволокно в пескобетоне повышает его гидрофобность (способность материала отталкивать воду) и водонепроницаемость.

Внедренное фиброволокно защищает от микротрещин на стяжках пола на трех этапах:

• Первые 6 часов от микротрещин. Снижение угрозы до 90%,по сравнению с 6% для растворов с армирующей сеткой;
• На этапе усадки стяжки;
• Снижая водоотделение, фиброволокно снижает внутренние нагрузки на всем протяжении затвердевания стяжки.