Технология армирования бетона стальными волокнами
Технология армирования бетона стальными волокнами начала разрабатывать еще в 60-х годах XX века, а первые примеры использования этой технологии на практике появились в 70-х годах. Тогда и убедились, что добавление фибры в бетон в значительной степени улучшает все характеристики бетона, а также в отличие от обычного традиционного армирования, армирование фиброй упрочняет бетон по всему объему. Фибра при распределении в бетоне формирует силовую трехмерную структуру, которая выдерживает разнонаправленные растягивающие усилия и тем самым препятствует образованию трещин и сдерживание расширение трещин, образующихся на поверхности при пластической усадке. Все это свидетельствует о высокой эффективности применения фибробетона в строительстве. Фибра изготавливается из различных материалов и используется тот или иной вид в зависимости от того, какой толщины должно быть бетонное покрытие и его назначения. Видов фибры несколько: фибра стеклянная, базальтовая, полипропиленовая и фибра металлическая.
Как показывает практический опыт зарубежного и отечественного строительства, применение фибробетона в строительных конструкциях – одно из наиболее перспективных направлений в строительной индустрии.
Рассмотрим самый наиболее широко применяющийся вид фибры – фибру металлическую. Металлическая фибра, купить которую можно как иностранного, так и отечественного производства, обычно представляет собой металлическую проволоку , длина которой 30-80мм, диам. 0,5-1,2мм, а прочность на растяжение составляет 1000МПа и выше. При этом проволока, из которой изготавливается фибра, специальным образом профилируется для того, чтобы улучшить сцепление с бетоном. Фибра изготавливается из обыкновенной стали с покрытием и без него, из нержавеющей стали. Номинальный расход фибры на 1м3 бетона составляет порядка 20-40кг. Наиболее прочной считается фибра из проволоки со следующими параметрами: длина 50-60мм, а толщина 0,5-1мм, фибра с такими параметрами наиболее подходит для тяжело нагруженных полов.
Фибробетон представляет собой композиционный материал, также как и традиционный, всем известный бетон, но армирование фиброй позволило фибробетону компенсировать главнейшие недостатки бетона – хрупкость разрушения и низкую прочность на растяжение. Также необходимо отметить, что фибробетон обладает в несколько раз большим сопротивлением различным воздействиям, чем бетон. Экономическая эффективность фибробетонных конструкций по сравнению конструкциями из стандартного бетона обусловлена следующими факторами:
- значительное снижение трудоемкости
- Снижение количества необходимых материалов
- Повышение долговечности возводимых конструкций и сооружений.
- исключаются все недостатки, которые присущи стержневому традиционному армированию.
Если немного коснуться истории, то фибробетон широкое распространение получил в середине 20-го века. Больше всего разработок в этой области и патентов было сделано в США и Англии. Но дальше всего в этой области шагнула Япония, которая еще в начале 60-х годов создала комитет по изучению фибробетона, создала первые мастерские, где производство основывалось на научных исследованиях. Это коснулось заводов, производящих товарный бетон, а также строителей, которые старались применять фибробетон в различных конструкциях.
Пионерами в области фибробетона в нашей стране были НИИЖБ, Санкт-Петербургский проектный институт, а также другие научные центры нашей страны. Тогда в качетсве фибры для армирования использовались различные отходы производства, стружка, нарезка и тросов и пр.