Прорабу на заметку: применение фибробетона в строительстве

Разновидности фиброволокна

Все виды армирующих наполнителей разделяют на две группы: металлические и неметаллические. Ко второй относится широкий спектр материалов: базальт, асбест, стекло, углерод, целлюлоза, акрил, нейлон и пр. Рассмотрим характерные особенности фибробетонов с разными типами наполнителей.

Стальная фибра

Именно из стали изготавливались самые первые армирующие наполнители для фибробетона. Этот металл и сегодня — основной и самый распространенный вид фиброволокна. Для изготовления стальной фибры зачастую используется проволока, которую разрезают на короткие отрезки и загибают либо расплющивают на концах (для повышения адгезии с цементно-песчаной смесью). Такая фибра называется анкерной. Существует также волновая (волнистой формы) и фрезерованная, получаемая на станках.

Среди преимуществ фибробетона со стальным армированием — высокая прочность материала, его долговечность, повышенная упругость, стойкость к растяжениям и сжатиям, истиранию, износу. Поэтому такой материал широко используется для возведения конструкций, высотных монолитных зданий, гидротехнических сооружений, мостов, тоннелей, дорожных покрытий, ВПП, полов ангаров и промышленных помещений и пр.

На видео: заливка фибробетонных полов.

Недостатки стальной фибры: подверженность коррозии, большой вес, низкая адгезия с бетоном. Такой фибробетон редко используется для фасадов.

Базальтовая фибра

Из базальта изготавливается минеральная фибра. Для ее получения вулканический минерал базальт расплавляют при высоких температурах. Базальтовая фибра отличается стойкостью к механическим нагрузкам и воздействиям химически активных реагентов (включая кислоты и щелочи), не подвержена горению. За счет армирования минеральным волокном прочность бетона возрастает в три раза.

Базальтофибробетон с успехом применяется для:

• цокольных и стеновых панелей, межкомнатных перегородок, монолитных стен, несъемной опалубки;• малых архитектурных форм, скульптур, фонтанов;• деталей реконструкции зданий;• отделки фасадов, карнизов, архитектурного декора, лепнины, балюстрад, наличников;• дорожных плит.

Стекловолокно

Для получения фибры из стекловолокна используются разные химические ингредиенты, поэтому конечная продукция может довольно сильно отличаться по своим техническим параметрам. В целом для армированного стекловолокном фибробетона характерны высокие показатели прочности, гибкости, пластичности, шумоизоляции, морозостойкости, огнестойкости, водонепроницаемости и пр. Важнейшее преимущество в сравнении с металлической фиброй — низкий вес материала.

Основные области применения:

• гидроочистные сооружения;• щиты шумозащиты;• покрытия подверженных загрязнениям промышленных зданий;• малые архитектурные формы, клумбы, скамейки, фонтаны;• реконструкция и реставрация зданий;• отделка фасадов, декоративные элементы, лепнина.

На видео можно посмотреть примеры применения стеклофибробетона.

Углеволокно

Углеродное фиброволокно отличается высокими эксплуатационными характеристиками. Среди преимуществ материала: высокая упругость, прочность, химическая стойкость, не подверженность коррозии, хорошая адгезия, устойчивость к нагрузкам и высоким температурам.

Применение фибробетона на основе углеволокна ограничено высокой стоимостью материала.

Полипропилен

Полипропиленовая фибра производится из полимерной пленки. Исходный материал нарезается на нити толщиной 10—25 мкм. Полипропиленовое волокно отличается очень малым весом и повышает ударопрочность армируемого бетона. Для него характерна пониженная стойкость к сжатиям и растяжениям, что повышает деформативность получаемого материала.

Полипропиленовая фибра получила широкое распространение в производстве ячеистого бетона. Она применяется для сооружения конструкций из пеноблоков и объектов малого веса.

Целлюлоза

Целлюлозная фибра производится из целлюлозы, получаемой из натуральных природных материалов. Подобные волокна отличаются высокой поглощаемостью водонасыщенных соединений. Добавление целлюлозной фибры в раствор способствует лучшему и более равномерному высыханию стяжки, снижает усадку, исключает появление трещин, повышает паропроницаемость полимерных покрытий.

Фибробетон

Фибробетон — разновидность цементного бетона, в котором достаточно равномерно распределены фибра или фиброволокна в качестве армирующего материала. Под собирательным названием «Фибра» подразумеваются отрезки тонкой стальной проволоки, отходы гвоздевого производства и др., волокна из металла, из стекла, полимеров (главным образом пропилена). Фибра добавляется в бетон на стадии производства бетонной смеси, выполняя функцию армирующего компонента, и способствует улучшению качества бетона, повышая его трещиностойкость, деформативность, водонепроницаемость и морозоустойчивость. Дополнительным преимуществом фибробетона является его пониженный вес по сравнению с традиционно армируемым железобетоном, что облегчает монтаж конструкций из фибробетона.

Фибробетоны применяют в сборных и монолитных конструкциях, работающих на знакопеременные нагрузки. Важнейшая характеристика фибробетона – прочность на растяжение – является не только прямой характеристикой материала, но и косвенной, и отражает его сопротивление другим воздействиям. Еще одна важная характеристика фибробетона это его долговечность. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон.

Технология производства фибробетона Полипропиленовую фибру засыпают в растворо- или бетоносмеситель перед тем, как добавляют воду в сухую смесь. Время перемешивания составляет от 4 до 6 минут. Если необходимо увеличить пластичность раствора или бетона, то необходимо добавить пластификатор. Фибра полипропиленовая полностью совместима со всеми добавками в раствор или бетон. Дозировка: 0.6-0.9кг/м3 Упаковка: в пакетах по 0.6-0.9 кг. Фибробетон, производство технология Фибробетон является одним из самых распространенных строительных материалов. Это бетон, который армирован дисперсными волокнами (фибрами).

Технология производства фибробетона Полипропиленовую фибру засыпают в растворо- или бетоносмеситель перед тем, как добавляют воду в сухую смесь. Время перемешивания составляет от 4 до 6 минут.

Если необходимо увеличить пластичность раствора или бетона, то необходимо добавить пластификатор. Фибра полипропиленовая полностью совместима со всеми добавками в раствор или бетон.

Дозировка: 0.6-0.9кг/м3 Упаковка: в пакетах по 0.6-0.9 кг. Фибробетон, производство технология Фибробетон является одним из самых распространенных строительных материалов. Это бетон, который армирован дисперсными волокнами (фибрами). Фибробетон обладает более высокой ударной прочностью, прочностью на срез и при растяжении, водонепроницаемостью, морозостойкостью, пожаростойкостью и сопротивлением кавитации. Перечисленные достоинства в совокупности обеспечивают высокую эффективность применения данного материала, поэтому изделия из фибробетона, такие как фибробетонные блоки, панели и плиты используют в строительных конструкциях. К примеру, фибробетонные полы более устойчивы к повышенным эксплуатационным нагрузкам, нежели обычные бетонные полы.

Технология производства фибробетона является обычной смесью песка, цемента, крупного заполнителя, воды и определенного количества дисперсных волокон (фибры). Фибра, в свою очередь, производится из различных материалов.

Особенности изготовления

Фибробетон используется в качестве материала для отделки домов, где плиты – с высокой прочностью и качественными характеристиками, которые сохраняются при любых погодных условиях.

Поверхности панелей окрашивают в разные цвета, они имеют оригинальную текстуру. Их изготавливают из композитного бетона со специальными волокнами, повышающими прочность фиброцементных плит отличного качества.

Основные виды фиброволокна

Включение фибры в бетонном растворе зависит от материала, который используется:

• Проволока из стали с диаметром до 0,5 мм, имеющая длину 10-50 мм. Изделия, изготовленные из бетона со стальной проволокой, имеют прочность на растяжения, разрывы, уменьшают усадку и образование трещин.
• Стеклянные волокна, включенные в раствор, повышают упругость и увеличивают пластичность материала.
• Наличие базальта приводит к повышенной прочности, стойкости к деформациям, отсутствию трещин.
• Полипропиленовые включения увеличивают стойкость к разрушению химическими веществами, растяжению и перепадам температур, значительно уменьшают вес готовых изделий.

Фиброцементная плита: что это такое, состав

Фиброцементная плита – это новое, современное изделие, которое легко монтировать в разных плоскостях. Плиты из фиброцемента изготавливают из таких компонентов:

• портландцемента, который применяют в виде вяжущего средства для придания изделиям необходимого запаса прочности, устойчивости к влажности;
• речного чистого песка, используемого в виде заполнителя;
• фиброволокна, повышающего жёсткость изделий;
• модифицирующих добавок для сохранения свойств изделий при перепадах температуры.

Изделия из фиброцемента используют как новый, экологически чистый материал для облицовки стен помещения, красивых фасадных ограждений. Их применяют в качестве отделки зданий, крыш, потолков, внутренних и наружных стен, панелей.

Фиброцементные панели для внутренней отделки стен применяют в строительстве квартир или ремонте жилья. Отделка потолков в квартирах производится из материала, который надёжно крепится к потолку, и не сразу можно понять, что это такое, ведь фиброцементная плита имеет вид лёгкого, воздушного изделия.

Плиты имеют внешние различия по:

• цветовой гамме;
• рельефной фактуре;
• защитному покрытию.

Методы их изготовления разные, применяют автоклавную технологию и формовку изделий под высоким давлением.  Панели износостойкие, пожароустойчивые, габаритные, применяются в строительстве домов и в промышленной сфере.

На основании изложенных фактов можно утверждать, что фибробетон справедливо конкурирует с другими типами бетона.

Преимущества фибробетона

Фибробетон обладает рядом весомых преимуществ (если сравнивать его с обычной смесью):

• сокращает расходы на строительные работы (армирующая сетка и каркас, заменяют фиброй для стального армирования);
• снижает расход материала, обеспечивает экономию на бетонных смесях – за счет высокой надежности стройматериала фундамент или стену можно соорудить не такую толстую, не утратив устойчивости конструкции;
• добавка, используемая при изготовлении фибробетона, гарантирует прочность готового строения – производственная технология стройматериала подразумевает, что бетон не усаживается, не трескается, несущественно истирается, не откалывается. Свойства изделия сохраняются даже после истечения срока эксплуатации;
• отличная адгезия;
• устойчивость к скачкам температуры, влажным условиям, охлаждению, оттаиванию;
• невозгораемость. Изделие, имеющее в составе композит, исключает риск нарушения структурных составляющих монолитного сооружения, растрескиваний поверхности при влиянии высокой температуры;
• небольшая масса блоков из фибробетона. Фактор снижает расходы на перевозку и установку;
• продолжительный срок эксплуатации. Волокна фибры помогают добиться продлить срок службы материала и конструкции (если соблюдать предписанные эксплуатационные рекомендации).

Натуральные волокна

Натуральное волокно может быть получено непосредственно из животного, растительного или минерального сырья. Преобразовано в нетканые материалы, такие как войлок или бумагу. Диаметр волокон незначителен по сравнению с длиной. Хотя природа изобилует волокнистыми материалами, особенно целлюлозными, такими как хлопок, дерево, зерно и солома. При изготовлении бетона рекомендуется использовать натуральные волокна, так как несколько типов этих волокон доступны на локальном уровне и широко распространены. Идея использования таких волокон для повышения прочности и долговечности хрупких материалов не нова; например, из соломы и конского волоса делают кирпичи и гипс. Натуральные волокна подходят для армирования бетона и легкодоступны в развивающихся странах.

Сколько стоит фибробетон – обзор цен за м3

Как уже было написано выше, одним из недостатков данного строительного материала является его высокая стоимость, что связано с технологией его изготовления и отсутствием желания ряда производителей выпускать данный материал – как по причине усложнения процесса приготовления бетонной смеси, так и из-за повышенного износа оборудования.

Цена на фибробетон зависит от региона, где расположен объект строительства, марки бетона и требуемых объемов его производства, а также используемой фибры.

С использованием фибробетона изготавливаются фасадные и отделочные панели

Средняя стоимость рассматриваемого материала по состоянию на III квартал 2018 года составляет:

Марка бетона	Тип используемой фибры	Средняя стоимость (по состоянию на сентябрь 2018 г.), руб/м3
В 7,5 (М100)	полимерная	2950
В 10 (М150)	3050
В 15 (М200)	3150
В 20 (М250)	3350
В 22,5 (М300)	3450
В 25 (М350)	3600
В 30 (М400)	3900
В 35 (М450)	4050
В 40 (М500)	4200
В 7,5 (М100)	стальная	3350
В 10 (М150)	3450
В 15 (М200)	3510
В 20 (М250)	3750
В 22,5 (М300)	3850
В 25 (М350)	4050
В 30 (М400)	4350
В 35 (М450)	4450
В 40 (М500)	4600

Благодаря использованию специальных красителей и форм, панели, изготавливаемые из фибробетона, могут иметь различный цвет и фактуру

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.

Стеновой комплект

Армирование пеноблоков

Для придания пористой структуре материала большего внутреннего сопряжения, за счёт равномерного введения в состав смеси дисперсной арматуры (0,5-2%) используют разные виды волокон или гранул:

• синтетические;
• стальные;
• стеклянные;
• базальтовые;
• композитные;
• растительные.

При этом, нужные свойства блоку могут задаваться применением армирующих волокон с покрытием поверхностно-активными веществами (оптимальный диаметр волокон — 18 микрон) в виде различных комбинаций, сочетаний, новых пропорций. Волокна равномерно распределяют по всему объёму смеси во всех направлениях, создавая внутреннее сцепление бетона, предотвращающее в будущем скрытые дефекты.

Качество фибры легко определить по граням блока: она не должна торчать, а мягко и эластично включаться в бетонную структуру. Чтобы убедиться в качестве изделия, стоит потребовать у продавца сертификат на фибру: стеклофибра дешевле, жёстче и уязвимее к воздействию щёлочи. Лучший вариант — полипропилен.

Создание материала нового поколения — нано фибропенобетона основывается на применение в качестве армирующих волокон протяжённых цилиндрических структур, имеющих молекулярное строение и D от 1 до нескольких нанометров, так называемых, «нанотрубок».

Гараж из пеноблоков своими руками. Об этом вы прочитаете в следующей нашей статье. А эта статья про клей для пеноблоков.

Наполнители для приобретения материалом различных свойств

Стекловолоконную, базальтовую и стальную фибру применяют для увеличения прочности и несущей способности, однако из-за высокой теплопроводности этих материалов стены из них получаются холодными. Такой бетон называют архитектурным или фасадным и используют для создания различных декоративных элементов.

Пластиковую и полиэтиленовую фибру используют для получения бетона со сбалансированными характеристиками – такой материал обладает средней прочностью и теплопроводностью.

Древесную шерсть

Кроме того, высокое водопоглощение древесины приводит к сокращению срока службы бетона.

Ведь во время морозов вода, которая содержится внутри древесины, превращается в лед и разрушает расположенные рядом участки цементного камня.

Даже добавление в бетон песка не позволяет достичь той же прочности и несущей способности, которая присуща фибробетону с другими наполнителями.

Виды фибры

Сталь и другие металлы

Стальная фибровая арматура применяется в монолитных железобетонных конструкциях и сборных конструкциях заводского изготовления.

Несмотря на широкое многообразие имеющихся типоразмеров стальной фибры, в основном 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. Так, экспериментально подтверждено, что 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.

В связи со слабой адгезией металла и цементной матрицы, металлическую фибру для увеличения анкерности выпускают разной конфигурации: волнистую, с расплющенными и загнутыми концами.

Базальт

Имеет высокий модуль упругости и хорошие показатели прочности на разрыв. В последние десятилетия разработаны новые технологические решения, позволяющие снизить стоимость изготовления базальтовой фибры, ввиду чего в настоящее время она составляет достаточно серьёзную конкуренцию стальным волокнам.

Главной отличительной чертой базальтофибробетона является его высокая прочность для всех видов напряженных состояний и способность переносить большие деформации в упругом состоянии. 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.

Следует отметить, что 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.

Стекло

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. Однако производство тонких волокон и объединение их в комплексные нити требует дорогостоящего оборудования. Кроме того, при производстве 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.

Полипропилен

Полипропиленовые волокна характеризуются надёжным сцеплением с бетонной матрицей, однако в то же время им свойственна повышенная деформативность, поскольку модуль упругости таких волокон составляет не более 1/4 модуля упругости бетонной матрицы. Поэтому, такие волокна не могут использоваться в качестве эффективной несущей арматуры и применяются, как правило, 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. Вместе с тем в ходе многолетних исследований было установлено, что изделия, армированные полипропиленовыми волокнами, характеризуются значительными деформациями даже при небольших нагрузках растяжения, что объясняется низкой адгезией полипропилена в цементной матрице. Кроме того, такие изделия с течением времени теряют свои прочностные свойства, имеют высокую истираемость поверхности.

Плюсы и минусы фибробетона

Фибробетон является довольно новым и перспективным стройматериалом. Вполне закономерно, что не все застройщики имеют представления, что такое фибробетон. Планируя использовать его для строительства, полезно узнать о преимуществах и слабых сторонах фиброволоконного композита. Материал, усиленный стальной проволокой или синтетическими нитями, отличается повышенными эксплуатационными характеристиками.

На практике этот бетон обрел большую популярность благодаря низкому показателю хрупкости

Рассмотрим главные достоинства армированного композита:

• снижение уровня затрат на производство строительных работ. При укреплении бетона фиброволокнами отпадает необходимость применения стальных сеток, арматурных каркасов, что снижает трудоемкость, сокращает продолжительность строительных работ;
• повышенные прочностные характеристики продукции, которая не растрескивается. Устойчивость к сколам связана с равномерным расположением фибры в бетонном массиве. При стандартном усилении бетона арматурой проблематично достигнуть аналогичной прочности;
• устойчивость к резким колебаниям температуры. Влага не может проникнуть в армированный фиброй бетон. Он сохраняет целостность массива при резком охлаждении и дальнейшем оттаивании;
• пожаробезопасность. Усиленные фиброволокнами композиты воспринимают воздействие повышенной температуры и открытого огня без нарушения структуры массива и образования трещин;
• небольшой вес. Легкие фибробетонные блоки несложно доставить на строительную площадку. Кладка осуществляется ускоренными темпами, что позволяет оперативно ввести объект в эксплуатацию;
• снижение потребности в стройматериалах. Оно связано с добавлением в смесь усиленного фиброй наполнителя. Повышенная прочность массива позволяет уменьшить толщину стен, сохранив при этом их устойчивость;
• увеличенный ресурс эксплуатации. Усиленный композит превосходит стандартный бетон по долговечности, сохраняя эксплуатационные характеристики на протяжении длительного времени.

Фибробетон обладает множеством положительных свойств

Прочие виды фибробетонов

Полипропилен может использоваться, как наполнитель. Бетонный раствор с полипропиленом применяют, когда изготавливают:

• пенобетонные блоки;
• ячеистые бетоны.

Гораздо реже применяется стройматериал с вискозой и хлопком – его широта применения ограничена.

Таким образом, включение фибры в состав бетона – это оправданно распространенная практика, особенно если речь идет о базальтовом, стекольном и углеродном включении. Купить можно как готовый фибробетон, так и бетон в виде сухой смеси, продаваемой в мешках. Практически все компоненты для стяжки полов имеют в своем составе фиброволокно – на этикетке данных об имеющейся добавки можно и не встретить, поскольку ее наличие в составе стройматериала – это уже норма.

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.

Фибробетонные изделия: панели

Изделия из фибробетона используются сегодня повсеместно. Среди них следует выделить панели, которые представляют собой крупноформатные тонкие конструкции, армированные по всей толщине стекловолокном. Используются они для облицовки фасадов, а также для отделки интерьера. Фибробетонные панели сочетают прочность, огнестойкость, формуемость, небольшой вес и аутентичный внешний вид. Панели из фибробетона можно классифицировать на:

• фасадные;
• бетонные панели;
• бетонный сайдинг;
• 3D-фибробетон;
• мебель;
• малые архитектурные формы;
• формовые бетонные элементы;
• интерьерные бетонные панели.