Фибробетон — что это такое? Распространенный стройматериал фибробетон, производство технология. Фибробетонные полы и их преимущества Как изготовить изделие из фибробетона

Содержание статьи

Главное по теме

Ни одно строение сегодня не обходится без применения бетона. Прочностные свойства бетона и легкость изготовления делают его уникальным материалом. Начиная с фундамента крупнейших зданий и до самых вершин небоскребов, мы на каждом сантиметре конструкции найдем бетон. Бетон является основой и в производстве одиночных изделий. К такой продукции можно отнести кухонную столешницу, вазы, бетонные урны, балясины и тротуарную плитку. Бетон - прежде всего, искусственный камень, по своим характеристикам близок к тому же граниту и мрамору. В эстетическом смысле природные камни значительно красивее, но часто обладают природным повышенным радиационным фоном. Производство бетона позволяет контролировать радиационный уровень, делая его экологически безопасным. Давайте выясним, как сделать бетон своими руками хорошего качества!

С одной стороны процедура изготовления бетона очень проста, тем не менее, следует учитывать некоторые особенности, способствующие улучшить качество бетона и его дальнейшую эксплуатационную пригодность. Перед началом работ следует установить эксплуатационные цели бетона, просчитать возможную нагрузку, чтобы потом правильно подобрать рецептуру и пропорции материалов для замеса бетона.

Что такое цементное молочко? «Цементное молочко» - это водоцементный раствор, в котором весь цемент был растворен водой и образует некую текучую жидкость. На начальном этапе заливке фундамента часто в качестве первого слоя используют бутовой камень, который проливается цементно-песчаным раствором, чтобы заполнить пустоты между камнями. Этот нехитрый трюк дает защиту фундамента от проседания и задерживает влагу.

Качественный бетон на все 100 процентов зависит от чистоты всех компонентов. В качестве заполнителя в бетоне выступает (в основном) щебень фракции от 2 мм до 40мм. Классический товарный бетон изготавливается на гранитном щебне с фракцией от 3 до 20 мм. Такие бетонные смеси удобны в укладке, к тому же это придает немаловажную возможность подачи бетона с помощью бетононасоса. Бетон с фракцией щебня более 20 мм бетононасос прокачать не сможет. Существуют мелкозернистые бетоны - максимальный размер наполнителя 10мм.

Какие требования к составу бетона?

Цемент - клей бетона, связывающий воедино все компоненты. Для замеса бетона своими руками лучше использовать цемент марки 500. В производстве бетона цемент должен быть сухим и сыпучим. Не допускается использование цемента, взявшегося комками. Важный совет при выборе цемента: не экономьте на цементе! Дешевый немаркированный или уцененный цемент может доставить вам больших хлопот и головную боль. Экономия на цементе, когда на кону стоит безопасность и долговечность всего дома, не уместна!

Речной песок для производства бетона должен быть максимально чистым, не содержать растительных остатков, мусора и посторонних предметов. В производстве бетона оптимальная крупность зерен песка должна быть в пределах 1,5-2,5 мм.

Что делать с грязным песком? Если у вас нет возможности привезти чистый строительный речной песок, то необходимо просеять имеющийся песок, отделив по-максимуму сторонние включения.

Заполнители для бетона. Основой прочности бетона выступает именно заполнитель. Идеально с точки зрения прочности бетону подходит гранитный щебень с «кубовиткой». Лещатый (плоский щебень), сам по себе имеет более низкий показатель прочности и значительно хуже уплотняется в бетоне. В то время как, «кубики» щебня образуют крепкую структуру в смеси при ее затвердевании. Важно, чтобы щебень был максимально чистым, не содержал пыли и отсева. В некоторых случаях щебень можно промыть водой. Мытый щебень обеспечивает лучшее сцепление с песком и цементом. Высокая шероховатость на гранях щебня является положительным фактором, и наоборот - гладкие грани ухудшают качество смеси.

Для чтобы, сделать бетон своими руками , лучше выбрать гранитный щебень фракции 5-20мм. Он имеет оптимальный рассев по фракциям и его легче дозировать при замесе бетона. При засыпании щебня в бетономешалку обратите внимание, на то чтобы, вы вместе со щебнем не отправили туда почву или другой мусор.

Используйте чистую воду без дополнительных примесей. Категорически запрещается использовать морскую соленую воду для замеса бетона. Особых требований к воде в бетоне нет. Здесь подходит простое и обычное правило: если вода питьевая, то она вполне подходит для бетонной смеси.

Пластификаторы, добавки в бетон

Пластификаторы призваны обеспечить раствору большую текучесть или наоборот вязкость. Используя пластификаторы, учитывайте тот факт, что вам, скорее всего, понадобится меньшее количество воды. Самые популярные пластификаторы предназначаются для увеличения прочности бетона. В промышленном производстве бетона на заводах ЖБИ использование пластификаторов прочности изрядно экономит расход цемента (до 15-20 процентов на кубометре). Пластичный и подвижный бетон более удобен в своей укладке. Вы быстро зальете такую смесь в фундамент, при этом бетон заполнит все необходимые пустоты в котловане.

Другие добавки в бетон могут обеспечить затвердевание и схватывание бетона при минусовых температурах. Таким образом, вы можете быть уверенным, что залитый зимой бетон не замерзнет и вода, содержащаяся в смеси не кристаллизируется.

Что такое фибробетон? Армирующие вещества, которые используют в качестве дополнения к основному заполнителю, способствуют приобретению бетоном дополнительных прочностных и эксплуатационных характеристик. Например, для тонкой бетонной стяжки пола в бетон добавляют полипропиленовые или ПВХ (поливинилхлорид) волокна. Такой наполнитель сам по себе, мягкий и не особо прочный, однако в бетоне он выступает связующими нитями и предотвращает растрескивание бетонной поверхности.

Состав и пропорции бетона из цемента М400

Рецепт бетона из цемента М500

Примечание. Конечное количество воды необходимо рассчитать с учетом влажности материалов (в первую очередь песка).

Среди населения наиболее распространены пропорции бетона 1:3:6 (цемент, песок, щебень). Придерживаясь такой универсальной формулы, часто результат остается неудовлетворительным. Самое плохое в этой ситуации, что когда приходят последствия, то изменить уже что-либо невозможно.

Если вы уверены в том, что сделаете бетон своими руками, то необходимо знать какую конечную прочность должен иметь ваш бетон. Следует отметить, что для плиты перекрытия бетон обязательно нужно заказывать на заводе ЖБИ.

Взвешивание компонентов бетона. От точности взвешивания ингредиентов бетонной смеси зависит результат. На практике на домашних стройплощадках все измеряют ведрами. Перед тем как приступить к таким замерам следует проверить, сколько же килограмм в действительности помещается в одно ведро и только после этого начинать замес бетона. В случае влажности песка следует увеличить количество добавляемого песка и уменьшить количества воды в смеси, чтобы избежать очень жидкого раствора.

Где и как замешивать бетон?

Для замешивания бетона идеальным вариантом является специальные бетономешалки. Такое оборудование с завода предназначено для размешивания компонентов бетона и позволяет качественно перемешивать всю смесь.

Два способа перемешивания бетона с помощью бетономешалки:

1. В бетономешалку, залитую отмеренным количеством воды, добавляют цемент, после получения раствора добавляют песок и щебень.

2. Вначале засыпают песок, щебень, цемент и только после перемешивания этих компонентов добавляют необходимое количество воды. При этом строитель смотрит на подвижность смеси и может точно отрегулировать количество воды, чтобы получить нужную текучесть бетона.

Последний вариант является наиболее рациональным, он гарантирует равномерное перемешивание смеси.

Рекомендуется располагать бетономешалку максимально близко к месту заливки. Учтите, что удельный вес готового бетона превышает вес всех компонентов по отдельности. Один кубометр бетона весит 2400 кг. Малое расстояние до места заливки не позволит бетону быстро схватиться или расслоиться.

5 правил замеса бетона

Наиболее распространенные бытовые бетономешалки имеют объем смесительного барабана равный 200 литрам. Переведите все пропорции бетона из таблицы выше на ваш объем бетономешалки. В случае 200 литровой бетономешалки все цифры из таблиц следует разделить на пять.

1. В небольшое количество воды, находящийся в бетономешалке засыпьте весь необходимый цемент. Если в сухом виде замесить только цемент и песок получится гарцовка .
2. Сразу за цементом засыпайте песок. Дайте смеси размеситься пару минут для равномерного распределения.
3. При перемешивании цементного раствора при необходимости добавьте воды.
4. В готовый цементно-песчаный раствор добавляйте щебень с небольшими паузами, давая каждой порции щебня перемешиваться.
5. На последнем этапе добавьте пластификаторы и добавки. Если необходимо выполните последние корректировки по воде.

Все время замеса бетона не должно превышать десять минут. Длительное перемешивание может привести к началу схватывания цемента. Транспортировку раствора производите тачкой и не выключайте бетономешалку до полного освобождения от бетона.

Узнайте все за и против замеса бетона самостоятельно. Смотрите рисунок ниже.

Как известно, камень хорошо работает на сжатие, стойкость к растяжению обеспечивает арматурный каркас. Но сталь располагается только в местах наибольшего расчетного растяжения, а в случаях, когда прочность необходима по всему объему, устройство арматурных прутьев становится весьма дорогостоящим делом. Решить проблему призван фибробетон - материал с волокнистым армированием.

Состав

Фибробетон - это особый вид строительного материала, отличающийся высокой прочностью. В состав которого входят:

• Цемент;
• Очищенный песок;
• Волокна фибры;
• Пластификаторы;
• Вода.

В отличии от классического бетонного раствора, в этот не добавляют крупный заполнитель, вместо него роль связующих упрочнителей играют волокна фибры. Это могут быть материалы разного происхождения:

• Металлическое волокно - стружка стали. С ней бетон получается особенно крепким на разрыв, растяжение, предотвращает образование трещин и значительную усадку при твердении и сушке раствора. Размеры стружки определяются согласно расчетам конструкций, поскольку заполнитель является основным компонентом, принимающим на себя все нагрузки и компенсирующим их. При потребности в бетоне с высокой несущей способностью края стружки подгибают, образуются множественные анкера, выполняющие роль жёсткого каркаса.
• Неметаллическая фибра чаще всего входит в состав фибробетона. Это волокна разного происхождения (стекловолокно, полипропилен, полиамид, акрил, вискоза, нейлон, асбест, карбон, базальт, углероды).

Для самых ответственных целей используют металлическое волокно, для несильно нагруженных - полипропилен и стекловолокно. Прочная стальная фибра может быть заменена на более дорогой базальт, но такой вариант принимается редко в виду высокой стоимости. Полимерные и стеклянные волокна доступны по цене и оптимальны по техническим характеристикам.

Применение фибробетона

Бетон с усиливающими волокнами широко применяют в строительстве промышленных объектов, особо ответственных объектов и общественных мест:

• Дорожное покрытие;
• Укладка взлетных полос аэродромов;
• Массивные фундаменты под тяжелые объекты;
• Прочный пол в производственных цехах и складах;
• Тротуары;
• Монолитное строительство домов, тоннелей;
• Укрепление набережных;
• Объекты специального назначения: водоотводные шахты, канализационные колодцы, очистные резервуары;
• Чаши бассейнов и т.д.

Отдельные изделия из фибробетона:

• Шумозащитные щиты вдоль трасс;
• Дорожные бордюры;
• Тротуарная плитка;
• Скамейки;
• Заборы;
• Козырьки и т.д.

Бетоны, армированные волокном, используют в тех случаях, когда устройство каркаса нецелесообразно с точки зрения финансовых, материальных и трудовых затрат. Например, дорожную плитку армировать гораздо сложнее, чем ввести в состав раствора армирующее волокно и просто залить бетон в форму. Тот же принцип работает с опорными конструкциями - плитами или монолитными стенами в тоннелях, опорами набережных: нагрузка на них поступает равномерно по всей площади, поэтому одинаково прочным должен быть любой участок изделия, чего непросто добиться с классическими арматурными каркасами.

Фибробетоны, подкрашенные пигментом, служат основой для создания декоративных панелей для отделки фасадов, украшения ландшафта, облицовки фонтанов и других конструкций. Изделиям придают разную форму, рельеф и текстуру.

Технические характеристики

Для каждого типа наполнителя существует своя рецептура приготовления раствора, соответственно, бетон отличается по всем характеристикам. Состав и характеристики фибробетона ГОСТы не регламентируют. Согласно СП 52-104-2006 материал должен отвечать требованиям ГОСТ 26633-91.

Для каждого типа материала будут свои показатели:

• Для фибры из полипропилена плотность 0,9 г/см3, модуль упругости достигает 8000 МПа, удлинение на разрыв до 25%;
• Для базальта плотность 2,6-2,7 г/см3, модуль упругости до 11000 МПа, прочность на растяжение до 3200 МПа, удлинение на разрыв до 3,6 МПа;
• Для стали плотность 7,8 г/см3, модуль упругости до 210000(!) МПа, а прочность на растяжение 3150 МПа.

Как видно, технические характеристики фибробетона отличаются незначительно (за исключением отдельных параметров, но их необходимо учитывать при выборе волокна). Приведем основные параметры бетона на основе стекловолоконного камня:

Все бетоны на армированном волокне отличаются высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью.

Достоинства и недостатки

Фибробетон - уникальный материал, превосходящий обычный камень по ряду качеств:

• Упрощенный способ армирования методом замеса компонентов;
• Уменьшается расход бетона благодаря введению волокон от 20% общего объема;
• Повышается прочность камня по всему объему;
• Увеличивается вязкость и удобоукладываемость раствора в форму;
• Хорошие адгезионные качества;
• Повышение водонепроницаемости;
• Уменьшение массы изделия и конструкций;
• Увеличенный срок службы.

При правильном подборе волокон и их характеристик единственным недостатком фибробетона останется его высокая стоимость, которая с легкостью компенсируется долговечностью камня и отсутствием потребности в ремонте.

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.

Стеклофибробетон - это мелкозернистый материал на основе цемента, в состав которого входит стеклянная фибра. Этот армирующий наполнитель придает материалу отличные физические качества, в том числе упругость и пластичность, благодаря которым из СФБ можно выполнять элементы с нестандартной геометрией, любых форм и размеров. В составе СФБ преобладают три компонента: песок в качестве основного заполнителя, устойчивые к щёлочной среде фибровые стекловолокна, цемент белый высоких марок. В него также добавляют разные добавки - для придания цвета, фактуры, дополнительных характеристик. СФБ окрашивается как в массе, так и по поверхности.

Преимущества

СФБ обладает уникальными свойствами: в сравнении с обычным бетоном его ударная прочность выше в 20 раз, прочность на изгиб - в 5 раз, на растяжение - в 5 раз, на сжатие в 4 раза.

Пластичность СФБ позволяет изготавливать всевозможные декоративные элементы, объёмные и криволинейные конструкции, крупногабаритные панели и прочие сложные формы;

Фактура и цветовое решение СФБ может быть любым. Со временем она не меняет первоначальный цвет;

Трещиностойкость обеспечивается свойствами входящей в состав СФБ фибры;

Материал не подвержен коррозийным процессам;

Низкий вес изделий из СФБ облегчает монтаж;

Отличается идеально гладкой поверхностью и скульптурным качеством.

СФБ имеет высокую устойчивость к химикатам, включая городское загрязнение и растворы солей.

Области применения

Монолитное домостроение и реконструкция зданий;

Применение в инженерных сооружениях в качестве несъемной опалубки–облицовки путепроводов в пролетных строениях, системах водостоков на скоростных автомагистралях, для облицовки тоннелей;

Облицовка храмовых комплексов

Декоративные элементы в экстерьерных и интерьерных решениях

Реставрационные работы на исторических объектах

Строительство очистных сооружений.

Благоустройство

Свойства стеклофибробетона

Прочность на сжатие > 25 МПа

Прочность на растяжение при изгибе > 20 МПа

Водонепроницаем (W20);

Негорючий;

Морозостойкость F150 – F300 циклов;

Инертен к химическим реагентам;

Экологически чистый материал.

На рынке стройматериалов предлагают новый материал – фибробетон. Он являет собой бетон, который в своем составе имеет частицы фиброволокна, от названия которых и исходит название бетона. Эти волокна исполняют роль арматуры, которая применяется с целью повышения прочности бетонного раствора. Фибробетонные вкрапления одинаковы по длине и толщине. Это позволяет равномерно распределить их во всей структуре бетона. Существует много преимуществ фибробетона. Ниже мы детально обсудим их.

Понятие и состав фибробетона

Фибробетон – это мелкозернистый материал, одним из составляющих которого является армирующий наполнитель. В прошлом с расчетом на снижение хрупкости и количества появления трещин, предпринимались меры по повышению прочности бетона. Так, строители добавляли дисперсные волокна и распределяли их равномерно по всей бетонной массе. В результате этих работ характеристики полученного бетона улучшались:

• прочность повышалась до 30%;
• трещины образовывались реже.

Различают две группы фибры:

• металлическая – исходным веществом является сталь, которая имеет различную форму и размеры;
• неметаллическая – производится из таких материалов, как стекло, акрил, хлопок, базальт, полиэтилен, карбон, углевод и другие.

Самыми популярными волокнами являются стеклянные и металлические. Однако с каждым днем все большую популярность приобретает полипропиленовая фибра. Что касается материалов из базальта и углерода, то они применяются крайне редко в связи с высокой стоимостью.

Волокна хлопка, вискозы и нейлона предают специфические особенности бетону, армированному фиброй из стали. Структура фибробетона являет собой однородную конструкцию, которая со всех сторон пронизана волокнами из различных материалов. Именно они определяют технические , создают эффект армирования.

Технические характеристики

зависят в первую очередь от используемого стройматериала в производстве. Рассмотрим характеристики основных видов фибробетона. Стальная фибра – самый распространенный наполнитель. Он обладает повышенной прочностью к нагрузкам, не усаживается и не образует трещин во время службы. Наиболее примечательные его качества – длительный срок эксплуатации, плотность и стойкость к износу. Кроме того, данный фибробетон не теряет свойства под действием низких температур, влаги и огня.

Следующее в рейтинге популярности волокно из стекла. Бетон этого типа обладает высокими качествами , что наделяет его пластичностью. Однако щелочная среда вредна этому материалу. Стойкость к химическому влиянию обеспечивается полимерной пропиткой, путем на основе глиноземистого раствора. Именно он связывает щелочи и препятствует повреждению фибробетона. В конечном варианте вы получаете раствор с высокой прочностью, устойчивостью к высоким температурам, гидроизоляцией, стойкостью к воздействию химических средств и истиранию.

Асбестовая фибра характеризуется долговечностью, стойкостью к щелочной среде, нагрузкам и термозащитными качествами. Бетон на основе базальта имеет повышенную прочность. Больше всего он подходит для конструкций, которые подвержены постоянным нагрузкам, деформации и вокруг которых существуют факторы для появления трещин.

Общие характеристики остальных типов волокон – это защита от воздействия химических веществ, прочность на деформацию, стойкость к перепадам температур и неспособность проводить электричество. Благодаря синтетичной природе материалов вес бетона снижается.

Преимущества и недостатки

Каждый материал имеет плюсы и минусы. Фибробетон не является исключением.

Преимущества

Бетон с фиброволокном является лучшим материалом для решения многих строительно-ремонтных задач.

Выделяют следующие достоинства фибробетона:

• снижение затрат на строительство при использовании фибры для армирования вместо или каркаса;
• высокая продуктивность работы по фибробетону;
• расход бетона с применением фибры значительно меньше;
• в отличие от остальных видов бетона фибробетон не теряет своих технических характеристик даже после окончания срока службы, поскольку благодаря фибре материал становится вязким;
• фибробетон обладает хорошими адгезионными качествами;
• фибра может применяться как в газо-, так и в пенобетонных конструкциях;
• в ходе происходит процесс поризации и как следствие наблюдается его устойчивость;
• фибра в пенобетоне повышает его прочность.

Недостатки

На удивление, минус у этого бетона только один, а именно, высокая стоимость, если сравнивать с обычным бетонным раствором. Однако этот недостаток легко компенсируется долговечностью стройматериала и его стойкостью к износу.

Области применения

Учитывая вышеперечисленные технические характеристики фибробетона, этот материал стал популярным на рынке. Он применяется в конструкциях, на которые оказывается сильное давление со стороны окружающей среды. Эти конструкции могут быть как промышленного, так и бытового характера. Каждый исходный материал имеет свою сферу применения. Стальной фибробетон чаще всего применяется:

• шпалы, фундамент, мостовое покрытие, берегозащитные полосы;
• полы, тоннели;
• дороги, полосы для взлета и посадки на аэродромах, тротуары;
• тротуарная плитка, бордюрный материал;
• каркас конструкции, монолитные сооружения;
• каналы для водоотвода, шахты колодцев под канализацию, плотины, водоочистные системы;
• фибробетонные полы.

Бетон со стекловолокном используется при устройстве:

• щитов для шумозащиты;
• гидроизоляции для очистительных сооружений;
• декоративных изделий небольшого веса для отделки покрытий;
• фасадной отделки фибробетоном жилых конструкций;
• промышленных помещений, покрытия в которых подвержены загрязнению;
• заборов, скамеек, и других объектов.

Базальтовый бетон является незаменимым при строительстве:

• перекрытий, фундамента, дорог;
• резервуаров, дамб, конструкций железнодорожного характера.

Фибробетон из полипропилена необходим для создания:

• конструкций из пеноблоков;
• ячеистого бетона;
• объектов небольшого веса.

Хлопковые и вискозные материалы используются при замешивании текстильбетона.