Фибра в фундаменте — это специальные волокна, добавляемые в бетонную смесь для улучшения ее прочностных характеристик. Они могут быть изготовлены из различных материалов, таких как стекло, полипропилен или сталь, и помогают распределять нагрузки и уменьшать риск появления трещин в бетоне.
Использование фибры в фундаменте повышает устойчивость к воздействию внешних факторов, таких как влагорегуляция и температурные колебания. Это делает конструкции более надежными и долговечными, особенно в условиях сложного климата или при наличии агрессивной среды.
Фибра для бетона: мелочь, а укрепляет
О том, что бетон нужно армировать, чтобы он не растрескивался, знает даже человек, максимально далекий от строительства. Но можно сделать бетон и еще более устойчивым к воздействию среды: ввести в его состав фибру. Фибра представляет собой множество мелких волокон, которые замешиваются в бетонный раствор, а когда все это застывает — образует внутри массива хаотичный каркас из многих тысяч разнонаправленных волоконцев. О сути технологии, о том, как фибра изменяет характеристики бетона и какая она бывает — в новой статье проекта «Дом в фокусе».
Как изменяется бетон при введении фибры
Сразу оговоримся: фибра не заменяет обычного металлического армирования, это дополнительный, а не основной способ. Просто если хочется сделать ну очень уж прочное бетонное покрытие, то в дополнение к арматуре в раствор нужно ввести «микрокаркас». В отличие от арматуры, фибра занимает весь объем материала, так что изменяет свойства в каждой точке бетонного сооружения. А изменяет вот так:
- до пяти раз увеличивает ударное сопротивление;
- снижает количество усадочных микротрещин при отвердении раствора — а это значит, что потом в монолитной структуре не будет крупных дефектов;
- усиливает устойчивость к атмосферным воздействиям, причем до 10 раз — а не этого ли вы хотите, скажем, для отмостки?
- Усиливает влагостойкость и морозостойкость: дело в том, что волокна фибры заполняют микропустоты в материале и уменьшают количество пор в нем;
- усиливает прочность на разрыв и на изгиб.
Фибра добавляется практически в любые растворы на основе цемента, которые применяют в строительстве. Она пригождается и при заливке плит перекрытий и стяжки, и при изготовлении ЖБИ, и при сооружении несъемной опалубки, и при бетонировании в съемную опалубку, и при обустройстве фундаментов (и плитных, и ленточных, и свайно-ростверковых), и даже при штукатурных работах.
Что представляет собой фибра?
Фибра — это тонкие волокна или полоски, сделанные из разных групп материалов. Это может быть органика или неорганика. Размер, профиль этих волокон зависят от того, какую разновидность вы выбрали. Это могут быть несколько миллиметров, а могут — и несколько сантиметров. И вся эта «мелочь» тщательно вмешивается в раствор на стадии разбавления его водой.
Заполняя весь объем, она потом служит для вящей прочности вашего сооружения.
Сначала в доступе была только полипропиленовая фибра, но сейчас используют и стальную, и стеклянную, и базальтовую — в зависимости от исходных задач.
Дозировки добавления фибры в бетон зависят от того, каким нагрузкам будет подвергаться сооружение. Например, если имеется в виду садовая дорожка, по которой будет ходить садовод с ведром — это одно, и под незначительные нагрузки фибру можно и вовсе не вмешивать или вмешать в низкой дозировке. А если речь идет, скажем, о ленточном фундаменте — дело совсем другое, и многие рачительные хозяева хотят, чтобы получился именно фибробетон, причем мощно армированный микрокаркасом.
Типы фибры и где они применяются
Стальная фибра: это тонкие полоски стального листа или куски низкоуглеродистой проволоки. Длина таких полосочек — от 2,5 до 6 см. Сечение у нее может быть круглым или треугольным, а форма — не только прямой, но и в виде дуги. Хитрые изготовители стальной фибры повышают ее «сродство» к бетону, делая полоску волнистой, а поверхность шероховатой.
Именно стальная фибра может заменить даже арматурный каркас, если использовать ее в стяжке или блоках. Но с заменой надо быть аккуратнее: для этого проект должен быть сделан грамотно, расчеты — тщательно. А дозировки должны быть соблюдены. И зависят они напрямую от нагрузок:
- небольшие нагрузки — 15—30 кг фибры на кубометр бетона;
- средние нагрузки — до 40 кг фибры на кубометр бетона;
- высокие нагрузки — от 75 кг на кубометр смеси.
Стеклянная фибра — что-то типа стекловаты. Она тоже делается из кварцевого песка, только формуется отдельными волокнами диаметром всего в 15 микронов. Вы их вообще не увидите. Попав в бетон, стеклофибра тут же распадается на практически невидимые частицы. Ее добавляют при заливке стяжек, при изготовлении сборных бетонных сооружений.
А задача ее — уменьшить усадку и растрескивание, при этом не особенно утяжелив общую смесь. Дозировка стеклофибры — от 0,3 кг до 1,2 кг на кубометр (в зависимости от степени нагрузки). И надо обязательно учитывать, что бетон со стеклофиброй схватывается гораздо быстрее, чем без такой добавки.
Базальтовая фибра — продукт расплава тугоплавких вулканических пород. Волокна получаются очень прочные и очень плотные. От бетона со стеклофиброй базальтовая смесь отличается тем, что она впитывает меньше воды, зато выдерживает более высокие температуры, отлично выдерживает агрессивные вещества.
Так что забетонировать с базальтовой фиброй, например, пол в бане под деревянным настилом — самое то! Кроме прочего, бетон с базальтовым волокном имеет повышенную износостойкость, то есть и для проходимой дорожки он тоже подойдет. Кстати, и морозостойкость тоже увеличивается: ведь мы уже выяснили, что воды впитывается меньше, а стало быть, микрокристалликов льда получается меньше. Специалисты говорят, что такой бетон выдержит до 500 циклов размораживания-замораживания.
Полипропиленовая фибра — тонкие волокна длиной от 6 мм до 4 см. Это самое популярное фиброволокно. Ее особенно часто применяют при частном строительстве: таким бетоном заливают фундаменты, перекрытия, стяжки. Один килограмм такой фибры содержит миллион волокон, которые расползутся по всему бетону и создадут там серьезный микрокаркас.
Полипропиленовое фиброволокно делают и из первичного сырья, и из вторичного. Раствор с такой фиброй получается гуще, он отлично держит форму, не сползает с вертикальных поверхностей (именно поэтому полипропиленовое фиброволокно отлично добавляют и в штукатурные смеси). На кубометр бетона в среднем нужно 0,9 кг фибры.
Что еще нужно учитывать
Продумывая использование фибры, нужно держать в уме вот какие вещи:
- добавляя в бетон фибру любого вида, надо учесть, что время приготовления раствора вырастет примерно на 15%;
- вязкость бетона повышается, а текучесть, соответственно, снижается, так что заливать бетон станет посложнее, чем без фибры;
- микроармирование ни в коем случае не служит заменой арматурному каркасу — повторимся, чаще всего он идет просто ему «на помощь»;
- фибра предотвращает растрескивание бетонной плиты, которое происходит при высыхании;
- использовать ее можно не только для бетона, но и для штукатурных смесей (например, для фасадной штукатурки).
Зачем добавлять в бетон фибру?
Практически любое строительство, а особенно капитальное, не обходится без бетонных работ – фундаменты, заливка площадок, изготовление строительных элементов и прочее.
Правда есть у бетона и «слабое место» — он подвержен воздействию со стороны атмосферных явлений и при небольших технологических нарушениях быстро может прийти в негодность, начать трескаться и крошиться.
Чтобы, продлить срок службы и улучшить структуру готовых форм, в раствор замешивают различные добавки — волокна, известные под общим названием "фибра" — получая в результате фибробетон – бетонная смесь цемента, песка, воды и фибры хорошо распределенной (армированной) в смеси бетона.
В качестве армирующего компонента могут использоваться различные материалы: — стальная обрезь, проволока; — стекловолокно; — поливолокна (полипропиленовое, полиэтиленовое, полиэфирное , полиамидное волокно, нейлоновые нити); — базальтовое волокно; — хлопковые, вискозные, акриловые волокна и др.
Применяются для отделочных работ, так как достаточно хрупкие и не выдерживают больших нагрузок. Добавление стеклянной фибры значительно уменьшает расход цемента и воды.
Не токсична, термо- и химически устойчива, при добавлении полностью растворяется в материале, повышая его прочность.
В разы увеличивает срок эксплуатации конструкций. Чаще всего полипропиленовые волокна используют для сухой стяжки или монтажа стен.
Дает практически неограниченные возможности при строительстве. Увеличение прочности и устойчивости конструкций к влияниям окружающей среды в этом случае наиболее выражено.
Фибра замешивается в бетон непосредственно перед заливкой или же непосредственно на бетонном заводе при производстве бетонной смеси. При этом немаловажным условием получения качественного материала будет соблюдение необходимого соотношения раствора и фибры и равномерное распределение фиброволокон в бетоне. Фибробетон с наполнением из стальных волокон, замешивается в обычных бетономешалках. Фиброволокно при этом добавляется небольшими порциями для более равномерного распределения в растворе.
Расход стальной фибры на 1 куб.м в среднем равен 25-30 кг.
Оптимальным в использовании считается размер фибры от 30 до 50 мм и толщиной 0,7- 1,0 мм в диаметре. Небольшая длина исключает образование «ежей» в процессе смешивания и заливки.
В отличие от металлической арматурной сетки, стальная фибра распределяется в бетоне равномерно.
За счет равномерности распределения и прочности фибры, армированным получается и каждый небольшой отдельно взятый участок бетонной конструкции, и в целом вся конструкция. Дисперсное армирование позволяет зафиксировать возникающую в бетоне трещину на самом раннем этапе ее образования и не дать ей раскрыться и распространиться.
Армированный стальной фиброй бетон используется:
- в монолитных железобетонных конструкциях и сборных конструкциях заводского изготовления, свай, стен, фундаментов, промышленных полов;
- при изготовлении фигурных изделий из бетона (декоративные фигуры для сада, изготовление вазонов);
- в строительстве мостов, тоннелей, взлетно-посадочных полос, отливаются шпалы и берегозащитные полосы;
- в дорожном строительстве, при изготовлении тротуарной плитки и бордюров.
Преимущества сталефибробетона перед ж/б элементами:
- ударная прочность повышается не менее чем в 8 раз (полы лучше воспринимают точечные нагрузки; после набора бетоном прочности — выполняет силовые функции)
- прочность на сжатие увеличивается до 10 — 50%, на растяжение при изгибе повышается не менее чем в 2 — 3 раза, на осевое растяжение увеличивается на 10 — 40 %
- уменьшается в 2 — 3 раза трещинообразование (фибра предотвращает возможность образования усадочных трещин в процессе схватывания бетонной смеси; фибра обеспечивает гомогенность армирования и одинаковые характеристики в любой части промышленного пола)
- водопроницаемость уменьшается, а соответственно морозостойкость возрастает не менее чем на класс
- возрастает почти в 2 раза сопротивление истираемости
- меньше трудозатраты, так как не нужно монтировать арматурный каркас или укладывать сетку;
- экономия финансов — 1 кв. метр фибробетонного пола на 150-200 рублей дешевле аналогичного армированного с еткой.
Видео испытания бетонного образца выполненного в виде плиты 2000*2000 мм, толщиной 200 мм. Бетон классом В22,5 (М300), F150, W8. Фибру применяли металлическую 40 кг на 1 куб.м бетонной смеси.
Цель испытания: проверить максимальную нагрузку, которую способна выдержать бетонная плита.
Можно ли добавить фибру в бетон вместо использования арматуры
Бетон, при всей его прочности, требует усиления. Конструкции из бетона легко разрушаются при растяжении и изгибах, также они склонны к появлению усадки и трещин.
Чтобы скорректировать эти слабые стороны бетона, используется армирование, которое помогает увеличить жесткость. Чаще всего для этого применяется металлическая арматура, связанная в каркас. Однако с развитием сферы строительства появился новый материал — армирующая фибра для бетона. В этой статье разберемся, может ли фибра использоваться вместо арматуры.
Что такое фибра
Фибра — это небольшие частицы или волокна, размер которых обычно не превышает 6-7 см. Она может использоваться для придания дополнительной прочности не только бетону, но и другим строительным материалам. Свойства фибры зависят от материала, из которого она выполнены. В современном строительстве используется шесть видов фибры.
Базальтовая
Базальтовая фибра состоит из переплавленных магматических пород. Волокно получается очень тонким, всего до 20 микрон. Такого размера получается добиться, пропустив расплавленную породу через своеобразные решетки — фильеры.
Применение материала базируется на его главных качествах: высокой огнеупорности, звуко- и теплоизоляции, а также морозоустойчивости. Волокна добавляются не только в бетон, но также к цементным составам, плиточному клею.
Металлическая
Стальная фибра получила широкое распространение в бетонных работах. Она часто добавляется в бетон для стяжки. Металлическая фибра изготавливается размером от 3 до 6 см и диаметром от 0,7 до 1,2 мм. Эти небольшие стальные прутики делают бетон более прочным и устойчивым к нагрузкам, но и вес такой фибры нельзя назвать незначительным.
Полипропиленовая
Как несложно догадаться, этот вид фибры изготавливают из полипропилена. Его нагревают, а затем вытягивают в тонкие волокна. Для улучшения адгезии полипропиленовая фибра покрывается защитным слоем.
Такая фибра способна защитить бетон от заражения плесенью и грибками, а также препятствует усадке. Из-за этих свойств полипропиленовые волокна также часто добавляются в бетон для стяжки пола.
Стекловолоконная
Стекловолоконная фибра применяется как добавка для бетона, из которого создаются необычные конструкции. Волокна отличаются гибкостью и упругостью, благодаря этим качествам можно создать нестандартные изогнутые формы.
Полимерная
Армирующая полимерная фибра делает бетон плотнее, а также предотвращает появление трещин. Поверхность волокон профилируют, чтобы улучшить адгезию с компонентами бетона. Такую фибру можно добавить в любой вид бетона, а В строительные растворы и торкретбетон.
Вулканизированная
Вулканизированная фибра отличается от других видов, описанных выше. Выглядит она не как волокна, а как листы материала, напоминающего картон. Это легкий и эластичный материал, который может быть окрашен в разные цвета. Изготавливают вулканизированную фибру из таких материалов, как бумага, древесина, хлопок и других. В бетон такую фибру не добавляют, но она может использоваться как прослойка при укладке напольного покрытия.
Можно ли добавить фибру вместо арматуры
Кажется, что фибра — идеальный вариант армирования. Не нужно вязать каркас, а просто добавить волокна в раствор и его свойства станут такими же, как и у железобетона. Теоретически, стальная или полипропиленовая фибра могут сделать бетон столь же прочным, как и бетон с арматурным каркасом. Но практически добиться такого невозможно.
Все дело в том, что невозможно распределить фибру с идеальной равномерностью. Поэтому нельзя и предсказать, соблюдается ли проектное распределение волокон и выдержит ли конструкция предполагаемые нагрузки. Арматурный каркас же напротив, предсказуем — его можно установить точно там, где этого требует проект.
Поэтому ни один вид фибры не может заменить арматурный каркас при строительстве несущих конструкций, как плиты перекрытия, балки или фундаменты. Но фибра может использоваться, чтобы повысить характеристики бетонного раствора. Сочетая волокна фибры и каркас из арматуры можно добиться большей прочности. Кроме того, добавка фибры в бетон позволяет экономить раствор.
Однако фибру можно использовать вместо стальной арматуры, при строительстве, например, тротуара, парковочного места, фундамента для беседки, хозяйственной постройки или даже небольшого дачного домика. Кроме того, фибра — отличный помощник при устройстве стяжки или промышленного пола
