Одним из самых эффективных способов улучшения прочности и устойчивости к растягивающим нагрузкам конструкции из пеноблоков считается использование металлической арматуры. Однако, в последние десятилетия стали все чаще применять неметаллические виды армирующих материалов: различные виды полимерных строительных волокон, пластиковой арматуры и стеки, фиброволокно и т.п. Пеноблоки с фиброволокном гарантируют снижение вероятности образования трещин, повышают механическую прочность конструкции, увеличивают ее водонепроницаемость, пластичность и делают более стойкой к высоким и низким температурам.
Что такое фиброволокно?
Фиброволокно (микрофибра) – смесь отрезков комплексных нитей, полученных при рубке волокна из бобины. Предназначено для изготовления прессматериалов, наполнения пластмасс, производства огнеупорных изделий, для армирования бетонных и цементных смесей, производства фибробетонов, пенобетона, полистиролбетона, растворов, штукатурных составов, стяжек, иглопробивных материалов для тепло-, звукоизоляции и т.д.
Повышает сопротивление механическим воздействиям, в отличие от металлической сетки армирует раствор по всем направлениям, обладает высокой адгезией к раствору и образует однородную массу. Фиброволокно является эффективной армирующей добавкой для пенобетона, полистиролбетона и просто бетона. Используется во всех типах цементных растворов, когда необходимо предотвратить образование деформационных трещин возникающих вследствие механического воздействия или усадки (например, при заливке полов, стяжке или при заливке в опалубку). Применение фиброволокон позволяет избежать трудоемких операций по армированию (не заменяет расчётную арматуру).
Для повышения прочности и стойкости к образованию трещин изделий из пенобетона или бетонных смесей фиброволокно добавляется в готовый раствор (или на стадии замешивания), равномерно распределяется по всему объему пенобетонной смеси, одновременно армируя ее. Фибра является очень эффективной армирующей добавкой в процессе производства пеноблоков. Она значительно снижает возможность появления усадки, трещин, вследствие механического или иного воздействия на материал. В отличие от металлической сетки фиброволокно армирует пенобетонные блоки целиком (во всех направлениях), имеет высокую адгезию и образует единую массу.
Виды фиброволокон
Различают следующие виды фиброволокна:
- Полипропиленовое фиброволокно. Армирующее полипропиленовое фиброволокно производится из гранул экологически чистого, высокомодульного полипропилена С3Н6 непрерывным способом, путем экструзии и дальнейшей вытяжки в процессе нагревания. Далее на поверхность материала наносится специальный замасливающий состав, благодаря которому обеспечивается равномерное рассеивание и сцепление поверхности фибры с пенобетоном. Завершается процесс нарезкой армирующих волокон с учетом области их применения.
- Базальтовое фиброволокно. Базальтовая фибра представляет собой отрезки нитей определенной длины, которыми армируются по всему объему бетонные растворы, гипсовые изделия, смеси и пеноблоки. Этот материал сочетает в себе лучшие качества базальта: высокую технологичность, ударную прочность, химическую устойчивость, огнестойкость и долговечность, при этом он не токсичен, не теряет свойств в кислотных средах и не приводит к образованию взвешенной пыли в атмосфере. Важным фактором является также легкость введения волокон в сухие смеси для приготовления раствора. Даже добавление небольшого количества базальтовых волокон повышает сопротивляемость сооружений изгибающим нагрузкам.
- Стальное фиброволокно. Это отрезки стальной проволоки с загнутыми концами, предназначенные для укрепления цементной или бетонной смеси. Для изготовления такого вида фибры используется стальная низкоуглеродистая и высокоуглеродистая проволока с покрытием из меди, латуни, бронзы или без покрытия. Стальная фибра значительно повышает прочность бетонных плит, придает дополнительную вязкость, защищает бетон от изломов, уменьшает толщину стяжки и ощутимо экономит трудовые затраты. Области применения: промышленные полы, фундаменты, опорные и подвесные панели, сваи, стены и др.
- Извилистое
- Целлюлозное
- Сетчатое и др.
В настоящее время сдерживающими факторами в процессе внедрения армирования изделий волокнами (стеклянными, полимерными, металлическими) являются низкая химическая стойкость стеклянного волокна в среде твердеющего цементного теста, высокая стоимость синтетических волокон при их низкой эффективности, дефицит металлической фибры.
Пеноблоки с фиброволокном чаще изготавливают из пропиленового или базальтового вида.
Пеноблоки с фиброволокном из полипропилена
Фиброволокно полипропиленовое, применяемое в производстве пенобетонных блоков, имеет следующие технические характеристики:
- Материал 100% полипропилен;
- Длина каждого волокна 12 миллиметров;
- Диаметр волокна 20 микрометров;
- Удлинение до разрыва волокна 150-250%;
- Прочность на растяжение 170-260 МПа;
- Стойкость к щелочам, солям и кислотам;
- Химическая стойкость;
- Высочайшая стойкость к растворителям;
- Низкая электропроводность;
- Низкая термостойкость;
- Температура плавления 160 °С;
- Температура воспламенения 320 °С.
Нормой расхода полипропиленового фиброволокна для армирования пеноблока считается объем 0,6 кг/м3.
Полипропиленовое фиброволокно, будучи добавленной в цементные и гипсовые растворы многократно улучшает их качество. Обходится волокно дешевле армирующей сварной сетки из стали, и практически полностью исключает возможность образования микротрещин в растворе на стадии укладки. Фиброволокно поглощает силу натяжения в этот период и контролирует выход воды из раствора, предоставляет бетону возможность развить высокую прочность. Стальная сетка такого эффекта не дает из-за малой площади поверхности, и значение она приобретает лишь в том случае, когда трещины уже образовались, позволяя сохранить целостность конструкции в общих чертах. Использование фиброволкна в процессе производства пеноблоков позволяет повысить производительность в полтора раза.
К основным недостаткам относятся:
- деформируемость даже при небольших нагрузках растяжения;
- быстрое старение, то есть утрата свойств с течением времени;
- подверженность горению при воздействии открытого пламени;
- различное относительное удлинение полимерной, стеклянной, металлической фибры и цементного камня;
- высокая стоимость
Пеноблоки с фиброволокном из базальта
Фиброволокно базальтовое, применяемое в производстве пенобетонных блоков, имеет следующие технические характеристики:
- Материал: 100% базальт;
- Длина каждого волокна 3,6,13,15,18,24,27,30 мм, возможно 40, 50 мм (более не целесообразно из-за потери прочности бетона);
- Диаметр волокна 13-20 микрометров;
- Линейная плотность: до 480 dtex;
- Прочность на разрыв: 45-55 Гс/tex;
- Коэффициент растяжения: 4,5-8%;
- Химическая стойкость;
- Низкая электропроводность;
- Низкая термостойкость;
- Температура эксплуатации: от -260 до + 700° С. Температура кратковременной экстремальной эксплуатации: 900 °С
- Температура плавления 1450 °С;
Свойства базальтовой фибры:
- Предотвращает появление усадочных трещин;
- Повышает устойчивость к истиранию;
- Исключает появление пластических деформаций, трещин, отслаивание поверхности;
- Увеличивает морозостойкость;
- Высокая прочность и долговечность;
- Высокая термостойкость, абсолютная негорючесть;
- Стойкость к агрессивным средам;
- Экологическая чистота.
Нормой расхода базальтового фиброволокна для армирования пеноблока считается объем 0,3-0,6 кг/м3.
Пеноблоки с фиброволокном из базальта могут изготавливаться с существенным снижением расхода цемента с одновременным снижением плотности изделия.
Армированные пеноблоки с фиброволокном из базальта имеют следующие достоинства:
- Пеноблоки с фиброволокном из базальта имеют увеличенную прочность при сжатии до 80%. При изгибе – до 25%;
- Снижение расхода цемента, снижение плотности при сохранении заданной прочности;
- Повышение трещиностойкости, износостойкости;
- Увеличение ударной прочности углов и граней, что позволяет повысить транспортабельность и обеспечить целостность блоков при монтаже;
- Возможность получения изделий с высокой геометрической точностью, что позволяет производить монтаж на клею, сокращая поперечное сечение «мостиков холода», и экономить кладочно-монтажные смеси;
- Введение волокна способствуют сокращению времени первичного твердения. Достигаемая структурная прочность позволяет раннее извлечение из кассетных форм;
- В момент распалубки форм ребра не скалываются, не происходит разрушение блока, т.е. качество изделия повышается и исключается появление брака.
Недостатков у базальтовой фибры в сравнении с другими видами фиброволокон не обнаружено!
Преимущества базальтовой фибры перед другими материалами
Ограничение использования металлической фибры связано с безопасностью самих конструкций, так как при эрозии фибры могут выходить наружу, помимо этого у металлической фибры имеется негативный катодный эффект, она подвержена коррозии.
Использование стеклянной фибры ограничено в связи с низкими показателями щелочестойкости данного материала. В результате, понижение прочности армирующих волокон ведет к снижению прочности всей композиции в целом.
Полипропиленовая фибра не имеет вышеперечисленных недостатков, но обладает более низкой степенью адгезии со связующим веществом по сравнению с базальтовой фиброй. В современном строительстве предъявляются высокие требования по пожаростойкости материалов, а температура плавления полипропиленовой фибры очень низка. При недолговременном температурном воздействии полипропиленовая фибра разрушается, соответственно, никаких прочностных свойств больше не придает.
Пеноблоки с фиброволокном из базальта не имеют вышеперечисленных недостатков.
По материалам: http://www.penobet.ru/article12.html
http://www.stroypolymer.ru/materials/?SECTION_ID=48&ID=1814
