К настоящему времени уже в течение нескольких лет в строительной отрасли используются различные типы волокон (органические и неорганические) в основном для улучшения механических эксплуатационных характеристик и для уменьшения риска возникновения трещин из-за пластичной усадки.

Полипропиленовые волокна являются армирующей добавкой в бетонные и растворные смеси. Волокна могут улучшить свойства смеси, обеспечить вторичное армирование и в особенности контроль усадки (образование трещин). Трещины в бетоне формируются в течение первого этапа усадки (в пластичном состоянии) и соответственно являются причиной низкой целостности и прочности бетона. Эти трещины формируются в первые 24 часа после того как бетон был уложен. Усадка и трещины усадки могут быть не обнаружены и спустя несколько дней. Они часто покрыты завершающей отделкой или просто недостаточно широки, чтобы их можно было увидеть до тех пор, пока бетон и раствор будут садиться (осаждаться) дальше или нагрузка заставит эти слабые трещины развиться в видимые. Причины возникновения трещин в том, что существующее напряжение превышает прочность бетона.

Фибру следует использовать во всех типах бетонных покрытий (как наружных, так и внутренних), где необходимо предотвратить появление пластических усадочных трещин. Обычно волокна находят применение в бетоне для промышленных складов, гидротехнических сооружений, наружных площадок, в бетонных плитах перекрытий, объектах нефтехимической промышленности, мостах, монолитных конструкциях, бетонных плитах фундаментов, железобетонных сваях, прессованных и отливаемых изделиях, в строительных растворах и штукатурке, торкретбетоне, в печатном декоративном бетоне, в материалах для ремонта бетона, а также местах повышенной сейсмической активности.

Большой популярностью пользуется Фибра в дорожном строительстве.

Бетон с содержанием волокон обладает лучшим сцеплением, чем обычный бетон. Сами волокна очень тонкие, и хотя они видны в бетоне на стадии замеса, потом будут незаметны на поверхности. Волокна, равномерно распределенные в бетоне, армируют его по всему объему.

Дозировка и длина фибры в бетонах и растворах

Тяжелые бетоны:

Материал - 100% чистый полипропилен. Длина - 6 мм, 12 мм. Диаметр - 18 мкм. Форма - круглая, гофрированная. Плотность - 0,91 г/см3. Модуль Юнга - 4158 МПа. Прочность на растяжение - 557 МПа. Цвет - натуральный. Абсорбция отсутствует. Температура размягчения - 160°С.

Рекомендуется применять волокна на начальном этапе перемешивания бетонной смеси.

Влияние полипропиленовых волокон на другие свойства бетона

Устойчивость бетона к замерзанию/оттаиванию

Бетон, содержащий волокна, имеет более высокие морозостойкие характеристики, и можно считать, что по долговечности он не уступает бетону с воздухововлекающими добавками.

Механизм повышения морозостойкости следующий:

1) Волокна вносят в бетон незначительное количество воздуха. Эти воздушные пузырьки позволяют свободной воде, которая может замерзнуть, расширяться и сжиматься в цикле замерзание/оттаивание. Таким образом снижаются разрушительные эффекты мороза на раннем этапе;

2) Волокна повышая устойчивость бетона к пластическому растрескиванию, уменьшает количество водных каналов в бетоне, и в результате снижения проницаемости придает большую устойчивость к промерзанию;

3) Добавление волокон контролирует перемещение воды в бетоне, обеспечивая более эффективную гидратацию цемента, и повышает прочность на сжатие в первый день. Улучшенный контроль за выделением воды помогает предотвратить поднятие на поверхность цемента и песка. Эти мелкие частицы делают поверхность очень хрупкой и чувствительной к морозу;

4) 273 млн волокон в 1 м3 укрепляют бетон по всему его объему, включая поверхность и края, и связывают цементный раствор, повышая морозостойкость.

Сопротивление бетона удару

Бетон, содержащий волокна, имеет значительно большее сопротивление удару и устойчивость к раскалыванию по сравнению с обычным бетоном. Как правило, бетон считают хрупким и ломким материалом, однако добавление волокон повышает его пластичность.

Повышенное сопротивление удару и устойчивость к раскалыванию бетона с волокнами могут быть приписаны большому количеству энергии, поглощенной при натяжении волокон после образования трещин в цементном растворе. Таким образом, волокна обеспечивают большую защиту от разрушения краев соединений в бетонных плитах покрытий и сборных железобетонных конструкциях. Его свойства, увеличивающие сопротивление удару, означают, что волокна можно использовать в тяжелой промышленности, военных целях для повышения взрывоустойчивости и в местах повышенной сейсмической активности.

Способность волокон контролировать перемещение воды в бетонной смеси уменьшает возможность сегрегации мелких частиц цемента и песка, что обеспечивает более эффективную гидратацию цемента и в сочетании с лучшим сцеплением цементного раствора дает более прочную и долговечную поверхность.

Фибра повышает характеристики огнестойкости бетона. Независимые тесты показывают, что бетон с полипропиленовыми волокнами более устойчив к изгибу после воздействия температуры 600°С в течение 1 ч. Он также повышает устойчивость бетона к раскалыванию после воздействия горения углеводорода. Полипропиленовые волокна предлагается инженерами для использования в береговой нефтяной и нефтехимической промышленности.

Бетон с полипропиленовыми волокнами широко используется в гидросооружениях, таких, как водохранилища, отстойники для сточных вод, водосливы, порты, доки, морские заграждения, а также бетонные дороги и мосты, где особенно важна повышенная устойчивость к проникновению антиобледеняющих солей.

Волокно или контролирующая образование трещин стальная сетка?

Полипропиленовое волокно может рассматриваться как экономичная альтернатива контролирующей образование трещин стальной сетке, но он не может использоваться в качестве замены конструктивной стальной арматуры. Фибра не оказывает влияния на прочность бетона на изгиб, поэтому должны соблюдаться обычные технологии выдерживания и соединения бетона.

Когда бетон дает усадку, стальная сетка подвергается сжатию и увеличивает растягивающие напряжения в бетоне. Стальная сетка растягивается и имеет какую-то ценность только после того, как бетон треснул. Как альтернатива фибра способствует предотвращению микротрещин, образующихся в бетоне в пластическом состоянии.