Wat is vezelversterkt beton, hoe wordt het gemaakt en waar wordt het gebruikt

Onlangs heeft zich een nieuw composietmateriaal verspreid, dat wordt gebruikt bij de constructie van industriële, commerciële, agrarische en residentiële gebouwen. Cementzandmortel met versterkende elementen wordt vezelversterkt beton genoemd. Als additief worden vezels van polypropyleen, glas, metaal of basalt gebruikt. 

Inhoud

• Waarom vezels nodig zijn voor beton
• Variteiten van vezelvezels
• De voordelen van het gebruik van Fibrobeton
• Netvoorbereidingstechnologie
• Gebruik van vezels en de verhoudingen ervan

De vezel maakt het mengsel plastisch door de eigenschappen van het materiaal van de draden toe te voegen: warmte- en geluidsisolatie, weerstand tegen temperatuurschommelingen, ultraviolette straling, zuren, logen en andere agressieve chemicaliën. Additieven verhogen de trek- en buigsterkte van beton, verlengen de levensduur en beschermen tegen mechanische beschadigingen. Vezelversterkt beton is minder onderhevig aan krimp en microscheurvorming.

Waarom hebben we vezels nodig voor beton

Hoewel pure betonmortel tijdens het uitharden een sterk materiaal wordt, heeft het nadelen:

• scheurgevoelig vanwege lage trek- en buigsterkte;
• de oplossing exfolieert na aanbrengen op het oppervlak;
• beperkte gebruiksduur;
• gebrek aan plasticiteit;
• naarmate een architectonisch object groter wordt, neemt de sterkte ervan af;
• krimpt als het droog is.

Vanwege deze kenmerken kon het materiaal niet worden gebruikt voor sommige constructiewerkzaamheden. Versterking van constructies met stalen staven of mazen gaf een positief resultaat, maar loste het probleem als geheel niet op. Experimenten met composietmaterialen hebben de kwaliteit van producten verbeterd. De uitvinding van polymeervezel opende nieuwe mogelijkheden in de constructie.

Variteiten van vezelvezels

Versterkende toevoegingen verschillen in samenstelling:

• koolstof;
• glas;
• basalt;
• metaal;
• polyolefine

Vezelversterkt beton met koolstofvezel verbetert de prestaties van constructies. Gehakte draden worden door warmtebehandeling uit koolstof verkregen. Het materiaal is niet bang voor zuren, logen, corrosie, temperatuurschommelingen. Van alle additieven valt koolstofvezel op door zijn verhoogde elasticiteit. Het enige nadeel – koolstoffilamenten zijn niet goedkoop.

Glasvezel wordt geproduceerd op speciale apparatuur door anorganisch glas uit te rekken. De eigenschappen van het additief en zijn interactie met het betonmengsel zijn afhankelijk van de chemische verbindingen in de grondstoffen en de fabricagemethode. De uiteindelijke eigenschappen van het materiaal worden beïnvloed door de lengte, vorm en diameter van de vezels. Bij het gebruik van glas wordt rekening gehouden met verhoogde plasticiteit en intolerantie voor alkaliën.

Basalt vezelversterkt beton is gemaakt van gesmolten mineraal. Grondstoffen van vulkanische oorsprong verdrievoudigen de sterkte van het cement-zandmengsel. De draden beschermen de structuur tegen agressieve chemicaliën, verbranding en mechanische schade. Basalt wordt gebruikt voor geluids- en warmte-isolatie. Het materiaal wordt gebruikt voor de constructie van de kelderverdiepingen van hoogbouw, grote speciale voorzieningen, wegplaten, fonteinen.

Staalvezels kunnen recht of golvend zijn. De draden zijn gevormd uit gesmolten metaal of mechanisch gesneden draad. Versterkende elementen versterken de structuur en verhogen de slijtvastheid. Het metaal is echter gevoelig voor corrosie, hecht niet goed aan het betonmengsel en verhoogt het gewicht van de mortel vele malen. Staalvezels worden vaak gebruikt in combinatie met klassieke staven en mazen.

Polyolefine draden worden gesneden uit een polypropyleen film. Wanneer ze worden gemengd, creëren de vezels een driedimensionaal netwerk dat het beton versterkt. Synthetische vezel voor beton beschermt het oppervlak tegen agressieve omgevingen, verhoogt de weerstand tegen mechanische belasting.

Fibermix produceert polypropyleenvezel met verschillende parameters:

• ArmoTec – macrofiber 14-55 mm lang wordt gebruikt voor wegdekken, industriële dekvloeren, grote constructies;
• PolyMesh – draden van 38 en 54 mm, die worden toegevoegd aan het vezelversterkte beton van de fundering, tunnels, bruggen;
• FiberMix – microvezels van 2-18 mm lang worden toegevoegd aan mortels, dekvloeren en wegdekken.

Synthetische additieven verbeteren tegen lage kosten de kwaliteit van de betonsamenstelling. Polymeren worden gemengd in de meeste moderne objecten van een mengsel van cement en zand.

Voordelen van het gebruik van vezelversterkt beton

De kenmerken van een oplossing met een mengsel van een composietmateriaal zijn rechtstreeks afhankelijk van de naleving van de productietechnologie van het additief, de kwaliteit van de grondstoffen, de lengte en diameter van de verkregen draden. Ongeacht het type vezel en de verhoudingen van het mengsel heeft vezelversterkt beton vergelijkbare eigenschappen.

30% meer buig- en treksterkte. De vezel vermindert de krimp van de mortel met 70%, waardoor delaminatie, vernietiging van de cement-zandlaag, de vorming van scheuren en schilfers wordt voorkomen. De slagvastheid van het oppervlak wordt verhoogd met 30%. Microvezels zijn gelijkmatig verdeeld over het volume van de betonlaag, wat een betere sterkte geeft dan het gebruik van wapening.

Het additieve materiaal heeft rechtstreeks invloed op de werking van vezelversterkt beton. De vezels vullen de holtes van de oplossing, waardoor de hygroscopiciteit wordt verminderd. Betonconstructies zijn niet bang voor vocht, temperatuurschommelingen, ijsvorming en dooi van het oppervlak. Vuurvaste eigenschappen zijn verbeterd.

Het gebruik van vezels vermindert het verbruik van cement, zand en water. Versterkende elementen worden toegevoegd in het stadium van het mengen van mortel, waardoor het betonneringsproces wordt versneld. Er is geen behoefte aan stalen wapening, transport, opslag en installatie. Betonconstructies worden dunner, met behoud van sterkte, betrouwbaarheid en stabiliteit. De bouwkosten worden verlaagd met 35-40%. 

Vezel verlengt de levensduur van de coating of het product. Betonnen elementen en kleine architecturale vormen, dankzij de toevoeging van synthetische vezels, zijn lichter, wat het transport en de installatie vergemakkelijkt.

Technologie van bereiding van oplossingen

De verstevigingsdraden worden gemengd met droge ingrediënten, waarbij geleidelijk water wordt toegevoegd. Vaak wordt de vezel bedekt met kleine porties, gemengd met een mixer. De tweede manier om een ​​oplossing te maken – breng de draden aan in de cementmelk en voeg dan de rest van de componenten toe.

Het recept is afhankelijk van het doel en type vezel. Bouwmengsels worden aangevuld met polypropyleen microvezel van 2-3 mm lang. Vulstoffen worden verdikt met draden, waardoor het materiaal gelijkmatig over het oppervlak kan worden verdeeld. Droge meercomponentenmengsels worden gelijkgesteld aan vezelversterkt beton vanwege het gehalte aan versterkende elementen uit polyolefine.  

Vezelvezels van 4-6 mm lang worden aan de pleister toegevoegd, wat helpt om het oppervlak waterpas te maken. Draad wordt gebruikt voor de vervaardiging van kleine betonproducten, dunne dekvloeren of funderingen. In garages, parkeerplaatsen, magazijnen en industriële panden is er sprake van een verhoogde statische en dynamische belasting van de vloer. Om het oppervlak te versterken, wordt een 12-14 mm lange vezel gebruikt om de dekvloer te vullen.

Wegdekken en landingsbanen hebben regelmatig te maken met bandenspanning, temperatuurschommelingen en slijtage. Polypropyleenvezel 18-25 mm lang behoudt de integriteit van het oppervlak en verlengt de levensduur. Draden van 25-55 mm worden gebruikt bij de constructie van bruggen, waterbouwkundige constructies, dragende elementen van woongebouwen. Lange vezels verbeteren de kwaliteit van spuitbeton, daarom wordt het gebruikt om de gewelven van tunnels, metro's en mijnen te versterken.

Gebruik van vezels en de verhoudingen ervan

Voor de vervaardiging van kleine producten, zoals balustrades, decoratieve figuren, gevelelementen, wordt de samenstelling van de oplossing aangevuld met 0,6 kg synthetische vezels per 1 cu. Als de structuren veel dunne uitstekende delen hebben, of als ze worden blootgesteld aan agressieve bedrijfsomstandigheden, wordt het aandeel schroefdraad verhoogd tot 0,9 kg.

Wanddecoratie met droge mengsels met polymeeradditieven wordt uitgevoerd met een snelheid van 1,2 kg per 1 cu. Voor residentiële dekvloeren en installatie van vloerverwarming is 0,9 kg voldoende. Gebruik bij de constructie van garages 2 kg, het leggen van wegbedekkingen – 2,5 kg, vliegvelden en industriegebieden – 4 kg. Vaste voorwerpen voor een hydraulisch of chemisch complex worden gemaakt met toevoeging van 2 tot 14 kg vezels per 1 kubieke meter.

Het gebruik van vezelversterkt beton beperkt zich niet tot dekvloeren, wegen en balustrades. De samenstelling met vezels van verschillende materialen wordt actief gebruikt voor de constructie van golfbrekers, dammen, dammen, het leggen van kanalen voor het afvoeren van afvalwater, het aanleggen van zwembaden, reservoirs en waterzuiveringssystemen. Banken, fonteinen, schuttingdelen, schalen voor bloemperken worden in mallen gegoten. 

Bij de vervaardiging van spoorwegconstructies, funderingen en plafonds worden basaltdraden toegevoegd. Glasvezel wordt gebruikt voor het afwerken van woongebouwen en het installeren van schermen die beschermen tegen geluid. Staalvezels worden gemengd in dwarsliggers, putelementen, trottoirs en stoepranden. Lichte onderdelen en poreus beton worden verkregen uit polypropyleen. Cellenvezelbeton wordt gekenmerkt door een laag gewicht, milieuvriendelijke componenten, duurzaamheid en kosteneffectiviteit. Het materiaal geleidt geen warmte, daarom wordt het gebruikt voor thermische isolatie. Laagbouw woongebouwen worden gebouwd van gasbetonblokken.