ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАЛЕФИБРОБЕТОНЕ
Широко известный и повсеместно применяемый строительный материал- бетон, известен с 19 столетия. Бетон является хрупким, то есть по достижении разрушающей нагрузки происходит внезапное его разрушение. Добавление в бетон путем подмешивания стальной фибры резко улучшает прочностные характеристики бетона, то есть изделие из сталефибробетона не трескается, пока не будет подвергнуто более высокой деформации. Впервые интерес к сталефибробетону в мире обострился в 1962 году, когда Ромальди (США) сумел значительно повысить прочность бетона путем добавления прямых стальных волокон проволоки. Это привело к ускоренным научным исследованиям свойств бетона, армированного стальной фиброй и первым примерам практического использования, осуществленным в начале 70-х годов.
Расширение областей и объемов применения бетона и железобетона в строительстве, ужесточение условий эксплуатации конструкций из него, требует постоянного совершенствования его прочности, трещиностойкости, сопротивления ударным и динамическим воздействиям, абразивному износу и т.д.
Серьезное улучшение прочностных свойств и эксплуатационной надежности железобетонных конструкций при использовании традиционных технологий их строительства и ремонта представляется весьма проблематичным. В тоже время известны методы значительного повышения рабочих характеристик и эксплуатационного ресурса вышеперечисленных конструкций за счет применения при их изготовлении сталефибробетона, т.е. бетона с добавлением стальных волокон (фибр).
Сталефибробетон обладает набором специфических свойств, существенно превосходящих свойства обычного бетона и в мировой практике занимает значительную долю (12 - 15%) в общем объеме используемого бетона.
В настоящее время на мировом рынке предлагается стальная фибра, изготовленная, в основном такими четырьмя способами:
Способом резания проволоки, фибра анкерная;
Наиболее прочная фибра из проволоки, толщиной 0,5-1 мм и длиной 50-60 мм. Ее прочность достигает 1600 МПа на разрыв. Она лучше всего подходит для тяжело нагруженных полов.
Методом резания из листового проката;
Фибра рубленная из листа имеет хорошие характеристики. Прочность на разрыв составляет 500-850 МПа. Но за счет меньшей длины 40 мм в объеме бетона ее больше по количеству.
- Методом получения фибры из расплава;
Способ получения фибры путем ее экстрагирования из расплава металла отличается наиболее низкой стоимостью исходного сырья. Однако из-за сложной технологии изготовления такой фибры она получается самой дорогой из представленных четырех типов. В связи с этим, фибра из расплава нашла свое применение в специфической области строительного производства (армирование бетона теплостойких конструкций), изготавливается из жаропрочных сталей и поэтому большого применения в монолитном строительстве не имеет.
Фрезерным способом из сляба;
Фрезерованная фибра из сляба была первой на Российском рынке и выпускалась по лицензии немецкой фирмы «Vulkan Harex». Фибра имеет треугольное сечение, шероховатую поверхность и зацепы на концах длиной до 2 мм. Так же фибра имеет скручивание по продольной оси. Благодаря высокой температуре процесса резки, фибра имеет характерный синеватый оттенок — окисный слой, препятствующий образованию и развитию коррозии в процессе ее хранения, транспортировки и эксплуатации внутри бетона. Прочность ее на разрыв меньше, чем у других типов фибры, но она и самая дешевая.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА
При возведении железобетонных конструкций из традиционного бетона наиболее трудоемкими являются арматурные работы. Изготовление сеток, каркасов, установка арматуры и ее закрепление в проектное положение, необходимость обеспечения защитного слоя бетона приводят к значительным затратам труда. Применение сталефибробетона в ряде случаев дает возможность исключить из конструкций часть,
а иногда и полностью отказаться от традиционной стержневой арматуры и заменить ее фибровой. Эффективность применения сталефибробетонных конструкций в этих случаях может быть достигнута за счет снижения трудозатрат на арматурные работы, сокращения расхода стали и бетона (за счет уменьшения толщины конструкций), совмещения технологических операций приготовления бетонной смеси и ее армирования, что,
в конечном итоге, приводит к снижению трудоемкости изготовления конструкций на 25-27% и экономии строительных материалов на 1 куб.м. готового изделия. Кроме того, эффективность использования сталефибробетона может выражаться в увеличении долговечности конструкций и снижении затрат на текущий ремонт.
Сравнение затрат на материалы при армировании бетонного пола фиброй и традиционным армированием (при толщине пола 100 мм):
| Показатели | Армирование фиброй | Виды традиционного армирования | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Одинарная сетка из арматуры Ø 10 АIII | Одинарная сетка из арматуры Ø 12 АIII | ||||
| ячейка 200х200 | ячейка 150х150 | ячейка 200х200 | ячейка 150х150 | ||
| Средний расход кг/м2 | 3 | 7 | 9,4 | 10,1 | 13,5 |
Сравнительные характеристики стальной фибры разных производителей.
Фибра из проволоки
Коэфф. вариации прочности - 5, 48;
Критическая длина - 148 мм.
| Тип фибры | Площадь попер. сеч. фибр мм2 | Длина анкеровки, мм | Масса, мг | Характер разрушения образца | Напряжение в волокне на момент разрушения, кг/мм2 | Коэф. использ. материала волокна при разрушении, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Без анкера | 0,196 | 15 | Вытягивание | 26,5 | 20 | |
| С анкером | 0,196 | 15 | 46...46(46) | Вытягивание | 84,2 | 64 |
Фибра из сляба
Коэфф. вариации прочности - 15, 57;
Критическая длина - 69 мм.
| Тип фибры | Площадь попер. сеч. фибр мм2 | Длина анкеровки, мм | Масса, мг | Характер разрушения образца | Напряжение в волокне на момент разрушения, кг/мм2 | Коэф. использ. материала волокна при разрушении, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Без анкера | 0,67 | 15 | Вытягивание | 30,6 | 43 | |
| С анкером | 0,67 | 15 | 64...328(169) | Вытягивание | 58,5 | 82 |
Фибра из листа FIBREX
Коэфф. вариации прочности - 6, 03;
Критическая длина - 37 мм.
| Тип фибры | Площадь попер. сеч. фибр мм2 | Длина анкеровки, мм | Масса, мг | Характер разрушения образца | Напряжение в волокне на момент разрушения, кг/мм2 | Коэф. использ. материала волокна при разрушении, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Без анкера | 0,27 | 15 | Вытягивание | 77,8 | 80 | |
| С анкером | 0,627 | 15 | 93...132(113) | Разрыв | 95,1 | 100 |
© ООО «ГОСТпол»
тел. +7 (495) 210-32-51, 210-62-09
info@gostpol.ru http://gostpol.ru
дизайн и разработка printstudio.ru