Ce este betonul armat cu fibre, cum este fabricat și unde este utilizat

Recent, s-a răspândit un nou material compozit, care este utilizat în construcția de clădiri industriale, comerciale, agricole și rezidențiale. Mortarul de ciment-nisip cu elemente de armare se numește beton armat cu fibre. Ca aditiv, se folosesc fibre din polipropilenă, sticlă, metal sau bazalt. 

Conținut

• De ce este nevoie de fibre pentru beton
• Soiuri de fibre de fibre
• Beneficiile utilizării Fibrobeton
• Tehnologia de pregătire a rețelei
• Utilizarea fibrelor și proporțiile acesteia

Fibra face amestecul plastic prin adăugarea caracteristicilor materialului firelor: izolare termică și fonică, rezistență la fluctuațiile de temperatură, radiații ultraviolete, acizi, alcali și alte substanțe chimice agresive. Aditivii măresc rezistența la tracțiune și la încovoiere a betonului, prelungesc durata de viață a acestuia și protejează împotriva deteriorării mecanice. Betonul armat cu fibre este mai puțin supus contracției și formării de microfisuri.

De ce avem nevoie de fibre pentru beton

Deși mortarul pur de beton se transformă într-un material puternic atunci când se întărește, acesta are dezavantaje:

• supus la crăpare datorită rezistenței scăzute la tracțiune și la încovoiere;
• soluția se exfoliază după aplicarea pe suprafață;
• perioada limitată de utilizare;
• lipsa plasticității;
• pe măsură ce un obiect arhitectural crește, rezistența acestuia scade;
• se micșorează când se usucă.

Din cauza acestor caracteristici, materialul nu a putut fi folosit pentru unele lucrări de construcție. Armarea structurilor cu bare de oțel sau ochiuri a dat un rezultat pozitiv, dar nu a rezolvat problema în ansamblu. Experimentele cu materiale compozite au îmbunătățit calitatea produselor. Invenția fibrei polimerice a deschis noi posibilități în construcții.

Soiuri de fibre de fibre

Aditivii de întărire diferă ca compoziție:

• carbon;
• sticlă;
• bazalt;
• metal;
• poliolefină

Betonul armat cu fibre cu fibră de carbon îmbunătățește performanța structurilor. Firele tocate se obtin din carbon prin tratament termic. Materialul nu se teme de acizi, alcaline, coroziune, fluctuații de temperatură. Dintre toți aditivii, fibra de carbon se remarcă prin elasticitatea sa sporită. Singurul dezavantaj – filamentele de carbon nu sunt ieftine.

Fibra de sticlă este produsă pe echipamente speciale prin întinderea sticlei anorganice. Proprietățile aditivului și interacțiunea acestuia cu amestecul de beton depind de compușii chimici din materiile prime și de metoda de fabricație. Caracteristicile finale ale materialului sunt afectate de lungimea, forma și diametrul fibrelor. La utilizarea sticlei, se ia în considerare plasticitatea crescută și intoleranța la alcalii.

Betonul armat cu fibre de bazalt este fabricat din minerale topit. Materiile prime de origine vulcanică triplează rezistența amestecului de ciment-nisip. Firele protejează structura de substanțe chimice agresive, arsuri și deteriorări mecanice. Bazalt este folosit pentru izolare fonică și termică. Materialul este utilizat pentru construcția etajelor de subsol ale clădirilor înalte, facilități mari speciale, plăci de drum, fântâni.

Fibrele de oțel pot fi drepte sau ondulate. Firele sunt formate din metal topit sau sârmă tăiată mecanic. Elementele de armare intaresc structura, crescand rezistenta la uzura. Cu toate acestea, metalul este susceptibil la coroziune, nu aderă bine la amestecul de beton și crește greutatea mortarului de multe ori. Fibrele de oțel sunt adesea folosite în combinație cu bare și ochiuri clasice.

Firele de poliolefină sunt tăiate dintr-o peliculă de polipropilenă. Atunci când sunt amestecate, fibrele creează o rețea tridimensională care întărește betonul. Fibra sintetică pentru beton protejează suprafața de mediile agresive, crește rezistența la stres mecanic.

Fibermix produce fibre de polipropilenă cu diverși parametri:

• ArmoTec – macrofibră 14-55mm lungime este utilizată pentru suprafețe de drum, șape industriale, structuri mari;
• PolyMesh – fire de 38 și 54 mm, care se adaugă betonului armat cu fibre ale fundației, tunelurilor, podurilor;
• FiberMix – se adaugă microfibre cu lungimea de 2-18 mm la mortare, șape și suprafețe de drum.

Aditivii sintetici îmbunătățesc calitatea compoziției betonului la costuri reduse. Polimerii sunt amestecați în majoritatea obiectelor moderne de amestec de ciment-nisip.

Avantajele utilizării betonului armat cu fibre

Caracteristicile unei soluții cu un amestec de material compozit depind direct de respectarea tehnologiei de fabricație a aditivului, de calitatea materiilor prime, de lungimea și diametrul firelor obținute. Cu toate acestea, indiferent de tipul de fibre și de proporțiile amestecului, betonul armat cu fibre are proprietăți similare.

30% mai multă rezistență la încovoiere și tracțiune. Fibra reduce contracția mortarului cu 70%, prevenind delaminarea, distrugerea stratului de ciment-nisip, formarea de fisuri și așchii. Rezistența la impact a suprafeței este crescută cu 30%. Microfibrele sunt distribuite uniform pe tot volumul stratului de beton, ceea ce oferă o rezistență mai bună decât utilizarea armăturii.

Materialul aditiv afectează direct modul în care funcționează betonul armat cu fibre. Fibrele umplu golurile soluției, reducând higroscopicitatea acesteia. Structurile din beton nu se tem de umiditate, fluctuații de temperatură, givrare și dezghețare a suprafeței. Caracteristicile refractare sunt îmbunătățite.

Folosirea fibrelor reduce consumul de ciment, nisip și apă. Elementele de armare sunt adăugate în etapa de amestecare a mortarului, accelerând procesul de betonare. Nu este nevoie de armătură din oțel, transportul, depozitarea și instalarea acesteia. Structurile din beton devin mai subțiri, păstrând în același timp rezistența, fiabilitatea și stabilitatea. Costul construcției este redus cu 35-40%. 

Fibrele prelungesc durata de viață a acoperirii sau a produsului. Elementele din beton și formele arhitecturale mici, datorită adaosului de fibre sintetice, sunt reduse în greutate, ceea ce facilitează transportul și instalarea.

Tehnologia de preparare a soluției

Firele de armare sunt amestecate cu ingrediente uscate, adăugând treptat apă. Adesea, fibra este acoperită în porții mici, amestecând cu un mixer. A doua modalitate de a face o soluție – introduceți firele în laptele de ciment, apoi adăugați restul componentelor.

Rețeta depinde de scopul și tipul de fibre. Amestecuri de construcție sunt completate cu microfibră de polipropilenă de 2-3 mm lungime. Umpluturile sunt îngroșate cu fire, permițând materialului să fie distribuit uniform pe suprafață. Amestecuri multicomponente uscate sunt echivalente cu betonul armat cu fibre datorită conținutului de elemente de armare din poliolefină.  

La tencuială se adaugă fibre de fibre de 4-6 mm lungime, care ajută la nivelarea suprafeței. Filetele sunt folosite pentru fabricarea de produse mici din beton, șape subțiri sau fundații. În garaje, parcări, depozite și spații industriale, există o sarcină statică și dinamică crescută pe podea. Pentru a întări suprafața, se folosește o fibră lungă de 12-14 mm pentru a umple șapa.

Suprafețele drumurilor și pistele se confruntă cu presiunea regulată a anvelopelor, fluctuațiile de temperatură și abraziunea. Fibra de polipropilenă cu lungimea de 18-25 mm menține integritatea suprafeței și prelungește durata de viață. Filetele de 25-55 mm sunt utilizate în construcția de poduri, structuri hidraulice, elemente portante ale clădirilor rezidențiale. Fibra lungă îmbunătățește calitatea betonului aruncat, prin urmare este folosită pentru a întări bolțile tunelurilor, metrourilor, minelor.

Utilizarea fibrelor și proporțiile acesteia

Pentru fabricarea de produse mici, cum ar fi balustrade, figuri decorative, elemente de fațadă, compoziția soluției este completată cu 0,6 kg de fibre sintetice la 1 cu. Dacă structurile au multe părți subțiri proeminente, sau vor fi supuse unor condiții agresive de funcționare, proporția de filete este crescută la 0,9 kg.

Decorarea peretelui cu amestecuri uscate cu aditivi polimerici se realizează la o rată de 1,2 kg per 1 cu. Pentru șapele rezidențiale și instalarea de încălzire prin pardoseală este suficient 0,9 kg. La construirea garajelor folosiți 2 kg, așezarea acoperirilor de drum – 2,5 kg, aerodromuri și zone industriale – 4 kg. Obiectele solide pentru un complex hidraulic sau chimic sunt realizate prin adăugarea a 2 până la 14 kg de fibre pe 1 metru cub.

Utilizarea betonului armat cu fibre nu se limitează la șape, drumuri și balustrade. Compoziția cu fibre din diverse materiale este utilizată în mod activ pentru construcția de diguri, baraje, baraje, așezarea canalelor pentru drenarea apelor uzate, amenajarea bazinelor, rezervoarelor și sistemelor de purificare a apei. Băncile, fântânile, secțiunile de gard, bolurile pentru paturi de flori sunt turnate în matrițe. 

Firele de bazalt sunt adăugate la fabricarea structurilor feroviare, a fundațiilor și a tavanelor. Fibra de sticlă este folosită pentru finisarea clădirilor rezidențiale și pentru instalarea de scuturi care protejează împotriva zgomotului. Fibrele de oțel sunt amestecate în traverse, elemente de puț, trotuare și borduri. Piesele ușoare și betoanele poroase sunt obținute din polipropilenă. Betonul armat cu fibre se caracterizează prin greutate redusă, componente ecologice, durabilitate și rentabilitate. Materialul nu conduce căldura, prin urmare este utilizat pentru izolarea termică. Clădiri rezidențiale mici sunt construite din blocuri de beton celular.