Фиброволокно: расход, рекомендации по применению

Объемное армирование бетона (пенобетона, цементно-песчаных смесей) с помощью полимерных волокон в последние годы все шире применяется в строительной индустрии. В отличие от армирующих сеток из стали, микроволокна равномерно распределяются в объеме смеси, улучшают вяжущие свойства, делают ее устойчивой к расслоению.

 

Применение фиброволокна приводит к тому, что бетон становится более прочным к растяжениям, снижается показатель его усадки, что повышает трещиностойкость. Вместе с тем возрастает устойчивость материала к воздействию среды: к чередующимся циклам замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения.

Эффективность армирования бетона с помощью полимерного микроволокна - величина переменная, которая определяется рядом параметров: длиной и диаметром волокон, модулем упругости полимера, а также количеством волокон в единице объема цементной смеси.

Наиболее важными факторами являются упругость и длина волокон: чем больше модуль упругости полимера соответствует аналогичному показателю цементной матрицы, и чем больше по длине используемые волокна, тем значительнее будет влияние дисперсионного армирования на характеристики трещиностойкости бетона. Следует отметить, что длина волокон не должна быть чрезмерно высокой - это привело бы к появлению технологических трудностей при попытке провести равномерное распределение микроволокон в объеме подготавливаемой смеси.

Для каждого вида бетонной смеси следует опытным путем устанавливать, какая длина
волокна является оптимальной - при каком показателе будет достигаться наиболее равномерное распределение армирующей добавки по объему. К примеру, для пенобетонных смесей используется волокно длиной до 40 мм, в случае тяжелого подвижного бетона - длиной от 12 до 20 мм, а если смеси малоувлажненные, уплотняемые с помощью метода вибропрессования - не более 6-7 мм.

Испытания данных армирующих добавок для цементно-песчаных растворов (под устройство стяжек) и для пенобетона проводились в Ростовском государственном строительном университете, на кафедре строительных материалов. Ниже, в таблице, приводятся результаты исследований влияния количества полипропиленового волокна в смеси на прочностные характеристики, на растяжение при изгибе, на усадку состава при высыхании.

Таблица 1. Влияние содержания полипропиленового волокна на прочность материала при изгибе и усадку при высыхании пенобетона (длина волокон 20 мм)

Серия	Расход фибры на 1 м3 бетона, кг	Средняя плотность бетона, кг/м3	Прочность на растяжение при изгибе		Нормированная усадка ( в интервале влажности 5-35%)		Общая усадка (при полном высыхании)
			МПа	%	мм/м	%	мм/м	%
Ф-1	0,4	528	0,23	100	3,55	100	8,1	100
Ф-2	0,98	538	0,41	178	3,07	86	7,2	89
Ф-3	1,95	530	0,54	235	3,32	93	7,1	88
Ф-4	2,92	532	0,60	261	3,67	103	6,8	84

Данные, приведенные в таблице 1, дают возможность сделать вывод: при изготовлении фибробетона марки D500 (самого популярного по плотности) наибольший технико-экономический эффект будет достигнут при дозировке фибры от 0,6 до 2 кг/м3. Показатель прочности на растяжение при изгибе при этом вырастает примерно в 2 раза, а нормированная усадка при высыхании снижается на 10-15%.

 

 

Таблица 2. Влияние полипропиленового волокна на усадку цементно-песчаной смеси при полном высыхании и на прочность при изгибе (длина волокон 12 мм)

Серия	Расход фибры на 1 м3 бетона, кг	Прочность при сжатии, МПа	Прочность на растяжение при изгибе		Общая усадка (при полном  высыхании)
			МПа	%	мм/м	%
Ф-1	0,00	29,2	1,63	100	1,32	100
Ф-2	0,95	26,0	2,27	139	0,93	70
Ф-3	1,43	27,1	2,56	157	0,81	61
Ф-4	1,90	28,7	2,80	172	0,54	41

Как следует из приведенных показателей, включение волокна в качестве армирующей добавки оказало существенное влияние на показатель прочности на растяжение при изгибе и усадку цементно-песчаного раствора при высыхании. В данном случае положительное влияние фибры сказывается при росте ее дозировки. В цементно-песчаных стяжках оптимальным показателем для снижения риска образования трещин при усадке является величина в пределах от 1 до 2 кг/м3.

Таким образом, применение полипропиленового волокна позволяет улучшить показатели трещиностойкости пенобетона и плотного песчаного бетона.

Полипропиленовое фиброволокно (фибра): расход

Область применения	Рекомендуемый размер фиброволокна, мм	Расход фиброволокна
Промышленные полы	12, 20	0,6 кг на 1 м3 - для исключения образования трещин при высыхании (усадке);                   от 0,9 кг на 1 м3 для повышения прочностных характеристик.
Железобетонные, бетонные конструкции	12, 20	0,6 кг  на 1 м3  для исключения образования трещин при высыхании (усадке);  0,9 кг на 1 м3 для придания конструкциям и изделиям повышенной прочности и исключения трещин.
Ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон неавтоклавного твердения)	12, 20, 40	от 0,6 кг  волокна на 1 м3 в зависимости от необходимых прочностных характеристик готового изделия;
Сухие строительные смеси (наливные полы, штукатурки, ремонтные составы)	6, 12	Дозировка зависит от вида сухой строительной смеси, технологии производства
Мелкоштучные изделия, сложнопрофильные изделия, малые архитектурные формы	6, 12	Расход фиброволокна зависит от параметров изделия, размеров, типа вяжущего, технологии производства
Тротуарная плитка	6, 12	от 0,6 кг на 1м³ смеси в зависимости от прочностных характеристик готового изделия, технологии 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