Tipuri de fibre și diferențele dintre ele

Termenul „fibră” provine din cuvântul latin „fibra”, care desemnează o structură filamentoasă sau un element subțire asemănător unui fir. În contextul materialelor de construcții, fibra reprezintă o componentă esențială în tehnologia betonului, fiind formată din elemente filamentoase discrete, cu lungimi variabile, utilizate atât pentru armarea la scară micro, cât și macro a compozitelor pe bază de ciment.

Principiile fundamentale ale armării cu fibre

Fibrele sunt utilizate pentru armarea dispersată a structurilor din beton — o tehnică ce presupune distribuirea uniformă a numeroase microfilamente individuale în întregul volum al matricei de beton. Această metodă diferă fundamental de armarea clasică cu bare de oțel, deoarece oferă o armare tridimensională și multidirecțională, în locul unei armări orientate în anumite plane. O caracteristică esențială a acestui sistem compozit este faptul că fibra și matricea de beton rămân în faze distincte fără a intra în reacție chimică, păstrându-și proprietățile individuale, în timp ce realizează o blocare mecanică și transfer de încărcare prin aderență interfacială.

Îmbunătățirea performanței prin armarea cu fibre

Incorporarea fibrelor în beton asigură îmbunătățiri semnificative ale mai multor parametri de performanță. Betonul armat cu fibre prezintă o rezistență sporită la solicitări de întindere — un avantaj deosebit de important având în vedere că betonul este în mod natural slab la tracțiune. De asemenea, fibrele oferă o rezistență crescută la abraziune, făcând materialul potrivit pentru pardoseli industriale și suprafețe rutiere. Betonul armat cu fibre prezintă performanțe superioare la sarcini dinamice, inclusiv șocuri și vibrații, datorită capacității fibrelor de a „puntea” microfisurile și de a absorbi energie. În plus, betonul cu fibre are o durabilitate crescută, inclusiv o rezistență îmbunătățită la umiditate și îngheț-dezgheț, contribuind astfel la o durată de viață extinsă în condiții de mediu dificile.

Clasificarea după compoziția materialului

Materialele pentru armare cu fibre sunt clasificate în funcție de compoziția lor, fiecare tip având proprietăți specifice mecanice și de durabilitate:

Fibră de polipropilenă (polimer)

Fibra de polipropilenă reprezintă o opțiune sintetică pe bază de polimer, caracterizată prin natură hidrofobă, inerție chimică și modul de elasticitate relativ scăzut. Aceste fibre sunt ușoare, necorozive și rezistente la medii alcaline, fiind compatibile cu valorile ridicate de pH din beton. Fibrele de polipropilenă sunt utilizate frecvent pentru controlul fisurilor de contracție plastică în stadiile timpurii ale întăririi betonului.

Fibră de oțel

Fibrele din oțel sunt elemente scurte și discrete, cu rezistență mare la tracțiune și modul de elasticitate ridicat. Acestea sunt disponibile în diverse geometrii — drepte, cu capăt cârlig, ondulate sau deformate — care îmbunătățesc ancorarea mecanică în matricea de beton. Fibrele de oțel cresc considerabil rezistența post-fisurare și ductilitatea betonului, fiind ideale pentru aplicații structurale cu cerințe ridicate de încărcare.

Fibră bazaltică

Fibrele bazaltice sunt obținute din rocă vulcanică printr-un proces de topire și extrudare, rezultând filamente continue cu proprietăți mecanice excelente. Aceste fibre au rezistență ridicată la tracțiune, stabilitate chimică și rezistență termică. Fibrele bazaltice sunt din ce în ce mai apreciate pentru sustenabilitatea lor și pentru performanțele care le plasează între fibrele de sticlă și cele de carbon.

Fibră de sticlă

Fibrele de sticlă sunt fibre anorganice obținute din materiale pe bază de siliciu. Fibrele AR (alkali-resistant) sunt special formulate pentru a rezista mediului puternic alcalin al betonului. Acestea oferă o rezistență bună la tracțiune și sunt utilizate frecvent în aplicații cu elemente subțiri, cum ar fi panourile GFRC.

Fibră poliesterică

Fibrele poliesterice sunt fibre sintetice cu rezistență chimică bună și stabilitate dimensională. Acestea contribuie la controlul fisurilor și la îmbunătățirea rezistenței la impact.

Clasificarea după caracteristicile dimensionale

Pe lângă compoziția materialului, fibrele sunt clasificate sistematic în funcție de proprietățile dimensionale — în special diametrul — care determină rolul lor funcțional în armarea betonului:

Microfibre

Microfibrele au diametre ale filamentelor de maximum 0,3 milimetri. Aceste fibre fine sunt distribuite dens în matricea betonului și au rolul principal de a controla contracția plastică, reducând fisurile timpurii și îmbunătățind calitatea suprafeței. Acestea acționează în special în starea plastică și în primele faze de întărire, formând o rețea tridimensională care limitează mișcarea particulelor de apă și ciment. Mecanismul reduce eficient fisurile cauzate de tasare și contracție în primele 24 de ore după turnare.

Macrofibre

Macrofibrele au diametre mai mari de 0,3 milimetri. Aceste fibre asigură armare structurală post-fisurare și cresc capacitatea portantă a betonului întărit. Ele devin active după apariția fisurilor, acționând ca punți și oferind rezistență reziduală la tracțiune. Macrofibrele pot înlocui parțial sau complet plasele clasice din oțel în aplicații precum pardoseli industriale, tuneluri și elemente prefabricate. Secțiunile lor mai mari asigură o rigiditate sporită și o ancorare mai eficientă în matricea de beton.

Diferențiere funcțională

Diferențierea dintre micro și macrofibre reflectă rolurile lor complementare în sistemele de beton armat cu fibre. Microfibrele reduc fisurile timpurii și îmbunătățesc lucrabilitatea, în timp ce macrofibrele sporesc performanța structurală și capacitatea portantă după fisurare. În multe aplicații, cele două tipuri sunt combinate pentru a forma sisteme hibride optimizate.

Produse recomandate

Microfiber Armotec	Macrofibra PolyMesh