Ако кажем, че бетонът е най-популярният и разпространен строителен материал в света, няма да има спор. Бетонът е най-използваният материал в света, втори по големина след водата.
Фибробетонът е сред многото иновации, разработени за подобряване на якостните характеристики и други свойства на бетона.
В тази статия ще разгледаме фибробетон, какво представлява този бетон, неговите различни видове и предимства, и ще разберем дали тази бетонна смес е подходяща за вас.
Какво е Фибри Стоманобетон?
Фибробетонът (FRC) е пресен бетон, армиран с влакнести материали. Например, дълги стоманени влакна. Този метод на армиране подобрява свойствата на обикновения бетон.
За производството на фибробетон се използват много различни влакнести материали. Този вид армиран бетон е станал толкова популярен, че се произвеждат различни версии на фибробетон въз основа на изискванията на приложението.
От какво е направен фибробетон?
Основните съставки на фибробетон са:
Хидравличен цимент
Основният компонент на фибробетона е хидравличният цимент, който става адхезивен след реакция с вода. Обикновено портланд циментът се използва като хидравличен цимент във фибробетон.
Влакна
Добавянето на дълги влакна променя свойствата на пресния бетон в зависимост от вида на използвания влакнест материал. Съществуват четири категории влакна, които обикновено се използват при производството на фибробетон. Тези бетонни влакна са:
Стоманени влакна
Стъклени влакна
Синтетични влакна
Естествени влакна
Агрегати
Агрегатът осигурява свързващата якост на бетона, като същевременно намалява необходимия обем цимент. Някои често срещани агрегати са пясък, натрошен камък и чакъл.
Кратка история на FRC
FRC (фронтобетонно-стъклените влакна) съществува отдавна, но бетонните влакна са подобрени. В по-ранни времена, когато сградите са били строени с камъни, хоросанът е действал като свързващо вещество, което ги е държало заедно. Хоросанът е бил армиран с конски косми.
По подобен начин, при строителството с кирпичени тухли, сламата е била основният армировъчен материал. Когато бетонът се е превърнал в един от най-разпространените строителни материали, азбестовите влакна са били използвани като армировка.
Въпреки това, с напредването на десетилетията хората започнали да осъзнават по-добре здравните рискове от азбеста и как той причинява рак. През 60-те години на миналия век, вместо азбест, други влакна, като стомана и стъкло, придобили популярност.
Какво е влиянието на фибрите върху бетона?
Добавянето на фибри към бетона води до няколко ефекта. Степента им варира в зависимост от използваните специфични фибри. Подобрението в носещата способност зависи от различни фактори, като например броя на армировъчните фибри спрямо общия обем, наречен обемна фракция, и съотношението на страните, получено чрез разделяне на дължината на фибрите на диаметъра на въпросното фибростъкло.
Влакната обикновено служат за основната цел да намалят пукнатините в бетона, като подобрят неговата якост на огъване. Пукнатините в бетона възникват поради свиване на бетона. Свиването на бетона може да се случи по множество причини, като например свиване при изсъхване и пластично свиване.
Също така, влакната намаляват пропускливостта на бетона, елиминирайки възможността за изтичане на вода през бетонните конструкции.
Какви са различните видове фибробетон?
Съществуват различни видове фибробетонни композити с популярни приложения. Някои от тях включват:
Стоманено-фибробетон
Стоманенофибробетонът е един от най-разпространените видове FRC. Добавянето на армировъчни стоманени влакна към бетона, дори в малки количества, води до значителни подобрения в свойствата на бетона.
Стоманенофибробетонът се използва в приложения с изисквания за тежък бетон, като мостове, подове, тунели, минно дело, сглобяеми конструкции и др.
Съществуват много различни видове стоманени влакна, използвани за армиране на бетон, като например студено изтеглена тел (Тип 1), нарязани листови стоманени влакна (Тип 2), извлечени от стопилка (Тип 3), фрезовани (Тип 4) и модифицирана студено изтеглена тел (Тип 5).
Полипропиленов фибробетон (PFRC)
PFRC използва синтетични влакна, наречени полипропиленови влакна, вид термопластичен материал. Има много различни предимства от добавянето на полипропилен към бетона, които ще обсъдим в следващия раздел.
Полипропиленът споделя много характеристики с полиетилена, с подобрени втвърдяващи свойства, якост на огъване и по-висока топлоустойчивост.
Освен това, това влакно има висока устойчивост на химикали като киселини и органични разтворители и придава подобни свойства на бетона.
Стъклофибърно армиран бетон (GFRC)
Бетонова смес, армирана със стъклени влакна, съдържа много малки стъклени частици. Как те правят бетона по-здрав?
Въпреки че голямото стъкло е деликатно, стъклените влакна имат много висока структурна якост. В допълнение към тази якост, влакната са нискобюджетна добавка, което прави крайната бетонна смес по-евтина от алтернативи като стоманенофибробетон.
Същите влакна, добавени към пластмасата, водят до получаване на композитен материал от фибростъкло с отлични свойства на якост на опън.
Полиестерно-фибробетон
Полиестерните влакна за фибробетон се предлагат като микрофибри и макрофибри. Полиестерните влакна допринасят за подобрената устойчивост на напукване на този вид фибробетон.
Полиестерно-фибробетонът има по-голяма здравина и по-висока структурна цялост. Подобрената му издръжливост прави този вид бетон идеален за индустриални подове, складови подове, сглобяеми конструкции, настилки и подобни търговски приложения.
Въглеродно-армиран бетон
Чували ли сте някога за въглеродна стомана? Концепцията е подобна и за бетона, армиран с въглеродни влакна.
Въпреки че добавянето на въглеродни влакна към бетона е по-сложен процес от добавянето на цимент или стъкло, полученият бетон има висока твърдост и якост. При висока твърдост обаче бетонът става по-крехък (като въглеродната стомана).
Макро синтетични влакна Стоманобетон
Използването на макросинтетични влакна в бетона се появи като алтернатива на стоманената армировка. В крайна сметка, стоманената армировка може да бъде скъпо допълнение към бетона.
С нарастващата употреба, макросинтетичните влакна се превърнаха в нещо повече от алтернатива. Тези влакна имат много свои собствени приложения, особено в конструкции, поддържани от земята.
Стоманената армировка може да корозира в зони с висока влажност, като например морска среда, а стъклените влакна са изложени на риск от разпадане. Макросинтетичните влакна предлагат висока устойчивост на тези фактори, така че са ценно допълнение към бетона в тези среди.
Бетон, армиран с естествени фибри
Естествените влакна идват от растения, животни и естествени минерали. Както споменахме в раздела за историята на FRC, естествените влакна се използват в строителния процес от древни времена.
Без значение къде се използва бетонът, ще има изобилие от естествени влакна. Тези влакна също така помагат за намаляване на разходите за производство на FRC.
Някои естествени влакна включват памук, слама, дърво и зърнени култури.
Какви са предимствата от използването на фибробетон
Добавянето на различни влакна към бетона води до различни предимства. Фибробетонът се класифицира въз основа на добавените влакна. Конкретните предимства на FRC ще зависят от вида на използвания FRC.
Като цяло, ето предимствата, свързани с някои често срещани видове фибробетон:
Армировка от стъклени влакна
Армировката от стъклени влакна увеличава структурната здравина на бетона, без значително да увеличава разходите. Стъклото е един от най-евтините влакнести материали.
Този вид армировка се използва за подобряване на естетическата привлекателност на бетонната конструкция. Късите отделни влакна могат да се видят в бетонната структура след изсъхването ѝ.
Този метод на армиране добавя якост на опън към всички области, за разлика от традиционното армиране с помощта на стоманени пръти, където якостта на опън е ограничена до посоката на прътите.
Армировка от стоманени влакна
Стоманата осигурява най-високата структурна якост на фибробетона.
С добавянето на стоманени фибри, бетонът изисква по-малко стоманени армировки.
Влакната осигуряват по-голяма устойчивост на удари и ожулвания.
Подобрена устойчивост на размразяване и други температурни характеристики на сградата.
Намалява риска от напукване чрез намаляване на ширината на пукнатините.
Полипропиленови влакна и найлонова армировка за бетон
Осигурява възможност за изпомпване на бетона на голямо разстояние чрез повишаване на кохезионните свойства.
Подобрява температурните характеристики (напр. устойчивост на размразяване).
Подобрява пластичността на бетона и намалява неговата крехкост.
В случай на пожар, бетонните конструкции с полипропиленови и найлонови влакна са устойчиви на експлозивно отчупване.
Резултатът е висока устойчивост на удар и износване.
Какви са приложенията на фибробетон?
Видът на използвания FRC може да варира в зависимост от конкретния строителен проект. Като цяло, повечето проекти за гражданско строителство използват FRC. Например:
Стени
Подови настилки
Язовири
Писти
Пътища
Бетонни тръби
Мостове
Подове на складове
Шахти
Тунели
Тротоари
Как да се снабдим с фибробетон?
Както вече знаете, фибробетонът не е само един продукт. Съществуват различни видове бетон с различни техники на армиране, което води до специфични подобрени свойства.
Има високоякостни стоманени влакна, които усилват структурната цялост на бетонния колектор. Също така, стъклените и синтетичните влакнести материали предлагат умерена якост, но на по-ниска цена.
ОТ Даниел Аркин
Време на публикуване: 07 април 2023 г.