Фибробетон — это композитный материал, состоящий из волокнистого материала, который повышает его структурную целостность. Он включает смеси цемента, строительного раствора или бетона и прерывистых, дискретных, равномерно распределенных подходящих волокон. Волокна обычно используются в бетоне для борьбы с растрескиванием из-за пластической усадки и усадки при высыхании. Они также снижают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают утечку воды.
Преимущества фибробетона
- Фибробетон, армированный волокнами, может быть полезен там, где желательна высокая прочность на растяжение и снижение растрескивания или когда невозможно установить обычную арматуру
- Повышает ударную вязкость бетона, ограничивает рост трещин и повышает деформируемость композитного материала
- Для повышения долговечности бетона в промышленных проектах используются макросинтетические волокна. Изготовленные из синтетических материалов, эти волокна имеют длину и толщину и могут использоваться в качестве замены прутковой или тканевой арматуры
- Добавление волокон в бетон повышает его устойчивость к замерзанию и оттаиванию и помогает бетону сохранять прочность и привлекательный вид в течение длительного времени.
- Улучшает сцепление смеси, улучшая прокачиваемость на большие расстояния
- Повышает устойчивость к пластической усадке в процессе отверждения
- Сводит к минимуму требования к стальной арматуре
- Жестко регулирует ширину трещин, тем самым повышая долговечность
- Уменьшает сегрегацию и отвод воды
- Прочность FRC примерно в 10-40 раз выше, чем у обычного бетона
- Добавление волокон повышает усталостную прочность
- Волокна увеличивают сдвиговую способность железобетонных балок
Различные типы фибробетона
Волокна для бетона выпускаются различных размеров и форм. Основными факторами, влияющими на характеристики фибробетона, являются водоцементное соотношение, процентное содержание волокон, диаметр и длина волокон. Ниже приведены различные типы фибробетона, используемые в строительстве.
Сталефибробетон
Стальное волокно — это металлическая арматура. Определенное количество стального волокна в бетоне может вызвать качественные изменения физических свойств бетона. Он может значительно повысить устойчивость к растрескиванию, ударам, усталости и изгибу, прочность, долговечность и другие характеристики. Для улучшения долговременных характеристик, повышения прочности, ударопрочности и устойчивости к нагрузкам SFRC используется в таких конструкциях, как полы, жилые дома, сборный железобетон, мосты, туннелирование, дорожные покрытия повышенной прочности и добыча полезных ископаемых. В соответствии с ASTM A820 к типам стальных волокон относятся: Тип I: холоднотянутая проволока, тип II: нарезанный лист, Тип III: извлеченный из расплава, Тип IV: нарезанный фрезой и тип V: модифицированная холоднотянутая проволока
Бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)
Бетон, армированный полипропиленовым волокном, также известен как полипропилен или ПП. Это синтетическое волокно, получаемое из пропилена и используемое в различных областях применения. Эти волокна обычно используются в бетоне для борьбы с растрескиванием из-за пластической усадки и усадки при высыхании. Они также снижают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают утечку воды. Полипропиленовое волокно относится к группе полиолефинов и является частично кристаллическим и неполярным. Оно обладает аналогичными свойствами, что и полиэтилен, но оно более твердое и более термостойкое. Это прочный материал белого цвета с высокой химической стойкостью. Полипропилен производится из газообразного пропилена в присутствии катализатора, такого как хлорид титана. Полипропиленовое волокно обладает хорошими теплоизоляционными свойствами и высокой устойчивостью к кислотам, щелочам и органическим растворителям.
Армированный стекловолокном бетон
Стеклопластиковый бетон — это материал, состоящий из множества чрезвычайно тонких волокон стекла. Стекловолокно обладает примерно сопоставимыми механическими свойствами с другими волокнами, такими как полимеры и углеродное волокно. Хотя он и не такой жесткий, как углеродное волокно, он намного дешевле и значительно менее хрупкий при использовании в композитных материалах. Поэтому стекловолокно используется в качестве армирующего агента для многих полимерных изделий; для формирования очень прочного и относительно легкого композитного материала из армированного волокном полимера (FRP), называемого стеклопластиком (GRP), также известного в народе как “стекловолокно». Этот материал содержит мало воздуха или газа или вообще не содержит их, более плотный и является гораздо более плохим теплоизолятором, чем стекловата.
Полиэфирные волокна
Полиэфирные волокна используются в фибробетоне для изготовления промышленных и складских полов, дорожных покрытий и накладок, а также сборных изделий. Полиэфирные микро- и макроволокна используются в бетоне для обеспечения превосходной стойкости к образованию пластических усадочных трещин по сравнению со сварным проволочным полотном, а также для повышения прочности и способности обеспечивать несущую способность конструкции при правильном проектировании, соответственно. Полиэфирные микро- и макроволокна используются в бетоне для обеспечения превосходной стойкости к образованию пластических усадочных трещин по сравнению со сварным проволочным полотном, а также для повышения прочности и способности обеспечивать несущую способность конструкции при правильном проектировании, соответственно.
Углеродные волокна
Углеродные волокна представляют собой волокна диаметром около 5-10 микрометров, состоящие в основном из атомов углерода. Углеродные волокна обладают рядом преимуществ, включая высокую жесткость, высокую прочность на растяжение, малый вес, высокую химическую стойкость, устойчивость к высоким температурам и низкое тепловое расширение. Углеродные волокна обычно комбинируются с другими материалами для образования композита. При пропитке пластиковой смолой и обжиге он образует полимер, армированный углеродным волокном (часто называемый углеродным волокном), который имеет очень высокое отношение прочности к весу и является чрезвычайно жестким, хотя и несколько хрупким. Углеродные волокна также соединяются с другими материалами, такими как графит, для образования армированных углеродных композитов, которые обладают очень высокой термостойкостью.
Макросинтетические волокна
Макросинтетические волокна изготавливаются из смеси полимеров и первоначально были разработаны для обеспечения альтернативы стальным волокнам в некоторых областях применения. Первоначально они были определены как потенциальная альтернатива стальным волокнам в напыляемом бетоне, но растущие исследования и разработки показали, что они могут сыграть определенную роль в проектировании и возведении плит перекрытия, опирающихся на грунт, и в широком спектре других применений. Они особенно подходят для обеспечения номинального армирования в агрессивных средах, таких как морские и прибрежные сооружения, поскольку не подвержены проблемам окрашивания и отслоения, которые могут возникнуть в результате коррозии стали. Кроме того, поскольку они не являются электропроводящими, их использовали при разработке трамваев и легкорельсовых дорог.
Микросинтетические волокна
Микросинтетические волокна обеспечивают превосходную устойчивость к образованию пластических усадочных трещин по сравнению со сварной проволочной арматурой, они не способны обеспечить какую-либо устойчивость к появлению дополнительных трещин по ширине, вызванных усадкой при высыхании, нагрузкой на конструкцию или другими видами напряжений. Однако эти продукты следует регулярно добавлять в бетон любого типа для повышения устойчивости к растрескиванию, защиты от отколов, долговечности при замерзании-оттаивании и улучшения однородности бетона при укладке.
Натуральные волокна
Натуральное волокно можно получить непосредственно из животного, растительного или минерального источника и перерабатывать в нетканые материалы, такие как войлок или бумага, или, после прядения в нити, в тканую ткань. Натуральное волокно может быть дополнительно определено как скопление ячеек, диаметр которых незначителен по сравнению с длиной. Хотя природа изобилует волокнистыми материалами, особенно целлюлозными, такими как хлопок, древесина, зерно и солома. Рекомендуется использовать натуральные волокна при изготовлении бетона, поскольку несколько видов этих волокон доступны на местном рынке в большом количестве. Идея использования таких волокон для повышения прочности и долговечности хрупких материалов не нова; например, солома и конский волос используются для изготовления кирпичей и штукатурки. Натуральные волокна подходят для армирования бетона и легко доступны в развивающихся странах.
Целлюлозные волокна
Целлюлозные волокна изготавливаются из простых эфиров целлюлозы, которые могут быть получены из коры, древесины или листьев растений, или другого материала на растительной основе. В дополнение к целлюлозе волокна могут также содержать гемицеллюлозу и лигнин, причем различное процентное содержание этих компонентов изменяет механические свойства волокон. Основные области применения целлюлозных волокон — в текстильной промышленности, в качестве химических фильтров и в качестве волокнисто-армирующих композитов, благодаря их свойствам, сходным с инженерными волокнами, которые являются еще одним вариантом для биокомпозитов и полимерных композитов.
Применение фибробетона
Применение фибробетона зависит от того, кто его наносит и как строитель использует преимущества статических и динамических характеристик материала. Некоторые области его применения включают-
- Взлетно-посадочная полоса
- Стоянка воздушных судов
- Тротуары
- Облицовка туннелей
- Стабилизация уклона
- Тонкая оболочка
- Стены
- Трубы
- Канализационные люки
- Плотины
- Гидравлическое сооружение
- Приподнятые палубы
- Дороги
- Мосты
- Складские полы
Заключение
Долговечность и эстетичность фибробетон может добавить преимуществ вашему проекту. Фибробетон быстро развивается в строительной отрасли с тех пор, как подрядчики и домовладельцы начали осознавать его многочисленные преимущества. Фибробетон вызывает все больший интерес у бетонного сообщества из-за сокращения сроков строительства и затрат на рабочую силу. Помимо вопросов стоимости, первостепенное значение для строительства имеют вопросы качества, и фибробетон также отвечает этим требованиям.