Применение фибробетона для фундамента

Обновлено: 22.04.2024

Без бетона не обходится практически ни одно строительство, даже каркасники стараются ставить на утепленные шведские плиты или ленты с полами по грунту для повышения теплоемкости. Чтобы бетон успешно противостоял всем типам нагрузок и прослужил как можно дольше, его армируют металлическими сетками или металлическим арматурным каркасом, связанным из прутов определенного диаметра. Многие конструкции предполагают применение и сеток, и каркасов, например, когда не только фундамент, но и стены монолитные. Сравнительно недавно появился и еще один способ повышения прочности бетона и придания ему определенных свойств – введение в состав фибры. Ее еще называют микроарматурой, но способна ли такая добавка полностью заменить классическое армирование, какая бывает и где применяется, попробуем разобраться.

1 . Что такое фибра для бетона?

Это понятие объединяет группу материалов, предназначенных для улучшения физико-механических свойств. Фибра представляет собой органические и неорганические волокна или узкие, тонкие полоски. Длина, толщина, сечение, профиль, характеристики и специфика применения напрямую зависит от разновидности фибры, и варьируются от нескольких миллиметров, до нескольких сантиметров. Она добавляется практически в любые растворы на базе цемента, которые широко применяются в строительной сфере.

При заливке плит перекрытий и стяжек.
При штукатурных работах внутри и снаружи зданий.
При изготовлении стеновых строительных блоков.
При изготовлении мелкоформатных и крупноформатных железобетонных изделий.
При строительстве по технологии несъемной опалубки.
При строительстве по монолитной технологии (бетонирование в съемную опалубку).
При строительстве плитных, ленточных, свайных и свайно-ростверковых фундаментов.

В последние годы фиброй активно пользуются и в частном строительстве, а не только на промышленных объектах.

2 . Зачем добавляют фибру в бетон?

Улучшение физико-химических характеристик, понятие довольно размытое, при добавлении в бетон фибры, он приобретает следующие полезные свойства.

Эластичность – как в процессе работы, так и готовые конструкции пусть «тянуться» в прямом смысле не начинают, но прочность на изгиб и разрыв увеличивается прилично.
Прочность – бетон меньше усаживается и растрескивается, выдерживает более высокие эксплуатационные нагрузки.
Износостойкость – поверхность становится устойчивой к механическим воздействиям и истиранию, что наиболее актуально в хозяйственных зонах, при устройстве пола в гаражах и мастерских.
Влагостойкость – некоторые виды фибры снижают впитывающую способность бетона, делая его более стойким к влажной среде.
Долговечность – меньше влажность, меньшее разрушение при замораживании-оттаивании, а увеличение количества циклов морозостойкости напрямую увеличивает срок службы конструкций.
Ударостойкость – чтобы разбить фибробетон или он разрушился из-за сейсмики или техногенной катастрофы, потребуются большие усилия, чем для обычного железобетона.

Еще одним из достоинств армирования бетона фиброй является удобство ее применения – не нужно специального оборудования и навыков работы со сварочником. Не нужно километров вязальной проволоки и десятков часов в согнутом виде.

3 . Какая фибра бывает?

Изначально в доступе появилась полипропиленовая фибра, и некоторое время реальных аналогов этому волокну не существовало. Но по мере роста спроса и распространению материала добавились и другие виды. Сегодня фибробетон получают при добавлении нескольких основных видов.

Стальная.
Стеклянная.
Базальтовая.
Полипропиленовая.

Фибру зачастую добавляют в бетон даже при наличии привычного арматурного каркаса или сетки, так как она позволяет предотвратить образование усадочных трещин и дополнительно увеличивает прочностные характеристики ответственных конструкций.

4 . Где применяется стальная фибра?

Фибра, изготавливаемая из стали, выглядит как тонкие полоски листа или куски низкоуглеродистой, проволоки, длиной 25-60 мм и диаметром от 0,7 до 1,2 мм. Стальная фибра отличается сечением (встречается как круглая, так и треугольная) и формой – прямая, дуга, скобки. Чтобы увеличить сцепление с бетоном, проволоку профилируют, придавая ей волнистость, а поверхность делают шероховатой или же волнистость сочетают с покрытием латунью. Стальная фибра применяется в фундаментах, стяжках, блоках и других формованных изделиях и в некоторых случаях заменяет арматурный каркас. Естественно, только при условии проектирования, выполнения расчетов и соблюдения дозировки. Добавляют ее как при замешивании, так и уже в готовый раствор, при первом способе смесь получается более однородной. Дозировка напрямую зависит от нагрузок.

Незначительные – 15-30 кг/м³ бетона.
Средние – до 40 кг/м³ бетона.
Высокие – от 75 км³ бетона.

Фибру этого типа можно сочетать с другими модифицирующими добавками.

5 . Стеклянная фибра, типа стекловаты?

Хотя «исходник» у этих материалов общий, кварцевый песок, формуются они по-разному – стеклянная фибра представляет собой отдельные волокна, диаметром всего в 10-15 микрон. При этом его прочность составляет до 3000 МПа. Попав в бетон, стеклофибра распадается на мельчайшие, практически невидимые глазом частицы. Главное ее предназначение – уменьшение усадки и растрескивания без утяжеления. Ее применяют при изготовлении сборных бетонных сооружений, при заливке стяжек, толщиной от 10 до 80 мм, различных готовых цементных смесей. В среднем на каждый куб бетона стекловолокна добавляют 0,3-1,2 кг, если нужно максимальное повышение характеристик или хочется подстраховаться, количество можно несколько увеличить. Немаловажный момент – из-за добавления стеклянной фибры бетон гораздо быстрее схватывается.

6 . А базальтовую как получают?

Как и стеклянную, методом расплава, но только не силикатов, а тугоплавких горных пород вулканической природы, формуя из него прочные плотные волокна. В отличие от фибробетона со стеклянной добавкой, материал с базальтовой меньше впитывает воду, выдерживает более высокие температуры, устойчив к агрессивным веществам, в том числе и щелочам. Плюс, бетон с базальтовыми волокнами приобретает повышенную износостойкость, что весьма ценно при изготовлении стяжек для зон с повышенной проходимостью. Так как добавка способствует снижению впитывающей способности, бетонные конструкции сразу прибавляют и в морозостойкости – она может составлять до пятисот циклов.

7 . Чем полипропиленовая фибра похожа с ЭППС?

Ее тоже производят способом экструзии, придавая полипропилену форму тонких волокон, длиной от 6 до 40 мм. Это самая востребованная разновидность фиброволокна, повсеместно применяемая частниками при заливке фундаментов, перекрытий, стяжек, штукатурных и кладочных работах, выравнивании полов. К преимуществам добавки относится легкость и площадь поверхности – всего 1 килограмм фибры содержит около 1 миллиона волокон, которые рассредоточатся по всему объему бетона. Изготавливают волокно из первичного и вторичного (переработанного) сырья. Это хорошо для экологии, но характеристики «вторичной» фибры все же ниже. Полипропиленовое волокно придает раствору густоту, он лучше держит форму и не скатывается с вертикальных поверхностей, благодаря чему чаще всего ее используют при оштукатуривании помещений и фасадов. Особенно, когда нужен большой слой, а возиться с несколькими подходами не хочется. В среднем на каждый куб бетона добавляют 900 грамм фибры, но дозировка может увеличиваться в зависимости от сферы применения, но максимум составляет 1,5 кг/м³. Добавлять ее можно несколькими способами.

В сухую смесь компонентов.
В часть воды для затворения.
Непосредственно в раствор при замешивании (небольшими порциями).

8 . А есть особенности у раствора с фиброй?

Кроме того, что при добавлении фибры любого вида необходимо увеличить время приготовления растворной смеси не меньше, чем на 15%, есть и другая особенность. Не всегда на пользу повышение вязкости раствора и снижение его текучести, разве что при оштукатуривании и кладке. Если же идет заливка фундамента, стяжки или ограждающих конструкций, то напротив, нужна повышенная текучесть, а не вязкость и способность держать форму. Чтобы не выбирать между достоинствами, которые дает введение фибры, и удобством и качеством бетонирования, в раствор также добавляют модифицирующие добавки, нивелирующие «побочку».

9 . Может, ну ее, эту фибру?

Микроармирование фиброй не заменит полноценного армокаркаса в конструкциях под нагрузкой – тут нужно использовать оба вида. Может показаться, что при таких условиях без волокон можно и обойтись, не тратить лишние деньги и время. Но зато фибра предотвращает растрескивание – будь то штукатурка в комнате или на фасаде, фундаментная плита или стяжка. Без фибры любой бетон, тонкий или толстый, покрывается мельчайшими трещинами и это неизбежно в процессе высыхания. Но если для фундамента это не столь важно и некритично, то штукатурка, особенно фасадная, должна быть максимально монолитной, как и чистовая стяжка с трещинами, сомнительное удовольствие. Также фибра будет точно не лишней в отмостке, бетонных дорожках или бетонных основаниях под них, и других горизонтальных поверхностях на улице.

Фибробетон – это новый мелкозернистый материал, который появился на рынке сравнительно недавно, но благодаря своим эксплуатационным характеристикам уже успел завоевать популярность. Фибробетон – это бетон, имеющий в составе не только все составляющие раствора, но и армирующее фиброколокно.

Фибробетонные добавки одинаковые по толщине и длине, распределяются в структуре равномерно. Мельчайшие волокна могут быть сделаны из разных материалов, выполняют роль упрочняющей арматуры, повышают прочность бетонной конструкции, улучшают ее свойства.

Фибра: виды материалов и их классификация

Чтобы понять, что такое фибробетон, стоит немного углубиться в историю. Впервые материал представили в 1907 году – русский ученый В.П. Некрасов в своих статьях рассказал про исследования производства композитного материала, упрочненного отрезками тонкой проволоки.

Раньше строители добавляли в раствор различные дисперсные волокна и распределяли в массе равномерно. Это позволяло улучшить свойства бетона: уменьшить количество трещин, повысить стойкость к воздействию внешних факторов и физическим нагрузкам, поднять показатель прочности в среднем на 30%.

Армирование бетонной смеси производится с использованием искусственных волокон из разных типов неметаллизированных и металлизированных нитей минерального либо органического происхождения. Физико-технические свойства материала (теплопроводность, прочность, плотность), устойчивость к химическим веществам напрямую зависят от особенностей приготовления бетона и типа, объема вводимого в смесь волокна.

Сегодня производство фибробетона осуществляется в промышленных масштабах, все технологии протестированы и усовершенствованы, можно заранее просчитать характеристики материала по его параметрам. В производстве используют два типа фибры: неметаллическая (акрил, стекло, полиэтилен, базальт, углевод, карбон и т.д.) и металлическая (стальные волокна разного размера и формы).

Наибольшей популярностью пользуются металлические и стеклянные волокна, постепенно набирает популярность полипропиленовая фибра. Углерод и базальт применяются редко из-за высокой стоимости. Вискоза, хлопок, нейлон обеспечивают специфические особенности бетону, которые не всегда актуальны в современном строительстве.

Основные виды фиброволокна

По способам производства и происхождению фибру классифицируют на шесть главных категорий, в соответствии с ГОСТом 14613-83 «Фибра. Технические условия». Состав фибробетона определяется указанными в ГОСТе стандартами, производство осуществляется с соблюдением технологии. Благодаря этому изделия из фибробетона демонстрируют установленные свойства и характеристики, напрямую зависящие от типа фибры.

Типы фибры, которые вводят в состав:

1) Стальная фибра – может быть анкерной или волновой, волокна представляют собой волновые либо прямые куски проволоки длиной 10-50 миллиметров с загнутыми окончаниями, изготавливаются формованием из расплава либо механическим, электрическим методом. Технологию выбирают в соответствии с диаметром волокна.

Стальное волокно используется для повышения прочности конструкции, демонстрирует великолепную стойкость к износу. Из минусов стоит отметить низкий уровень устойчивости к коррозии, большой вес готового изделия, не очень хорошую адгезию с бетонным основанием.

2) Стекловолоконная фибра – в качестве наполнителя используются нити из неорганического стекла, которые получают путем вытягивания расплавленной стеклянной массы на специальных установках. Свойства нитей напрямую зависят от химической структуры стекла и способа получения материала.

Конструкционные и механические свойства фибробетона со стекловолокном могут быть самыми разными и зависят от длины, прочности, толщины волокон. Материал пластичный, но боится щелочной среды.

3) Базальтовая фибра – минеральное неорганическое волокно искусственного происхождения, которое получают из плавленого в печах минерала вулканического происхождения. Нити демонстрируют такие свойства: стойкость к механическому воздействию, устойчивость к кислотам и щелочи, к горению.

В среднем бетон упрочняется в три раза. Примеры использования базальтового фиброволокна: цокольные панели многоэтажек, стены и монолиты, межкомнатные перегородки, скульптуры, фонтаны, детали реконструкции, декор фасадов, несъемная опалубка для свайных фундаментов, дорожные плиты и т.д.

4) Углеродная фибра – рубленые куски нитей, которые получают из углерода посредством термической обработки при максимальных температурах. Гарантирует прекрасные показатели устойчивости строительных конструкций к механической нагрузке, к химическим реакциям.

Основные преимущества: фибра не боится коррозии, обладает высокой адгезией, стойкостью к кислотам и щелочи, повышенным температурам. Упругость выше, чем у стальных волокон, а прочность идентична аналогичному показателю стеклянной фибры. Единственный минус – высокая цена.

5) Целлюлозная фибра – полимерный углеводородный материал не растворяется в воде, не боится огня, кислот. Хорошо влияет на паропроницаемость покрытия из полимера, замедляет усадку, помогает выводить влагу на поверхность фибробетона из нижних слоев стяжки.

6) Полипропиленовая фибра – синтетические волокна сечением 0.02-0.038 миллиметра, которые делают из пропиленовой пленки способом нарезания и скручивания. В бетоне фибра раскрывается и создает структуру сетки, гарантируя существенное улучшение технических характеристик фибробетона. Показывает хорошее сопротивление к ударам, химическим воздействиям. Из недостатков стоит отметить такие: не очень высокая стойкость к сжатию и растяжению, высоким температурам, разброс в качестве сырья.

Реже используют нейлон, иногда применяется вискоза и другое фиброволокно для придания бетону специфических свойств. Выбирая фибробетонные блоки, в первую очередь, необходимо определить правильное волокно для ремонтно-строительных работ с учетом условий эксплуатации, нагрузок, функций, стоимости.

Плюсы и минусы

Пытаясь разобраться, фибробетон – что это такое, нужно понимать, что все основные характеристики зависят от используемых в его производстве материалов и соблюдения технологии. Но есть определенные свойства, характерные для всех типов фибробетона, которые обязательно учитываются при планировании работ.

Основные преимущества фибробетона:

Понижение затрат на строительство – за счет повышения прочности плит можно отказаться от армирования, сократив длительность проведения работ, расходы на дополнительные материалы, их транспортировку, монтаж
Повышение прочности готовых конструкций – технология производства фибробетона любого типа предполагает, что такой материал не боится усадки, не покрывается трещинами, сколами, гарантируя даже более высокую прочность, чем в конструкциях с арматурой
Прекрасные адгезионные качества
Стойкость к резким скачкам температуры, влаге, охлаждению/оттаиванию
Негорючесть – усиленная с помощью композита бетонная конструкция исключает нарушение структуры монолита и появление трещин под воздействием высоких температур
Легкость фибробетонных блоков, что снижает затраты на транспортировку и монтаж
Экономия на строительных материалах – за счет существенного увеличения прочности фундамент или стены можно сделать с меньшей толщиной монолита, не пожертвовав устойчивостью и надежностью
Продление срока эксплуатации – введение волокон фибры позволяет добиться большего срока службы бетона при сохранении всех важных эксплуатационных характеристик
Уменьшение расхода бетона

Единственным минусом считается сравнительно высокая стоимость фибробетона. Для приготовления раствора нужно покупать дорогие материалы, готовые фибробетонные блоки также стоят дороже, чем обычные бетонные. Но экономия на последующих этапах строительства и эксплуатации здания полностью перекрывает этот недостаток.

Изготовление армированных фибробетонов

Рассматривая фибробетон и его применение в строительстве, стоит отметить, что самое главное условие хороших характеристик материала – правильное его производство. Будь то производство в заводских условиях или замешивание раствора с фиброй своими руками, важно правильно определить состав, пропорции, соблюдать технологию создания и использования.

Промышленное производство

Технология зависит от типа волокна, пропорций составляющих бетона. Плотность фибробетона обеспечивается за счет максимально равномерного распределения волокон в растворе, правильной ориентации в смеси. Именно равномерность нахождения волокон в монолите оказывает прямое влияние на способность бетонной конструкции противодействовать внешним механическим нагрузкам и химическим условиям.

Основные этапы производства любого фибробетона: приготовление раствора, формирование волокон фибры, их нарезка по параметрам, добавление в смесь, качественное размешивание, уплотнение, заливка в форму, застывание монолита.

В зависимости от типа используемых волокон, которые могут быть металлическими и неметаллическими, этап создания фибры и ее добавления в раствор может быть разным. Стальная фибра режется из металлической ленты, стеклянная – формируется из расплавленной массы, целлюлозная – режется и скатывается в трубочки, которые потом распрямляются и создают сетку в растворе. Распределение фибры в растворе также может осуществляться разными способами, но с единственной целью – обеспечить максимальную равномерность.

Часто в смесь добавляют пластификаторы, которые повышают уровень пластичности самого бетона, что положительно сказывается на качестве материала. Пластификаторы позволяют контролировать скорость схватывания бетона, регулируют уровень усадки.

Приготовление на строительной площадке

Армирующий наполнитель может вводиться в раствор непосредственно перед его применением на объекте. Тут соблюдают такую технологию: смешивание песка с наполнителем, введение просеянных через сито волокон, соединение их с цементом, заливка водой с пластификатором. Качественное перемешивание до получения однородной массы.

Готовая смесь заливается в формы, оставляется на трое суток для схватывания. Потом сушить лучше не открытом воздухе.

Применение композитного фибробетона

Применение материала актуально в строительстве бытовом и промышленном везде, где нужно добиться улучшения свойств бетона. Стальной фибробетон применяют для производства: покрытий мостов, полов, тоннелей, берегозащитных полос, фундаментов, шпал, дорог, взлетных полос, тротуаров, каркасов конструкций, бордюров, водоотводных каналов, плотин, шахт колодцев для канализации, водоочистных систем, фибробетонных полов.

Стекловолоконные бетоны актуальны для: фасадной отделки фибробетоном жилых зданий, гидроизоляции очистительных конструкций, шумозащитных щитов, легких декоративных изделий для отделки покрытий, промышленных помещений с часто загрязняемыми покрытиями, скамеек, заборов, клумб.

Базальтовый фибробетон используется в строительстве фундамента, перекрытий, дорог, дамб, резервуаров, железнодорожных конструкций. Полипропиленовые волокна используются в сооружении объектов малого веса, ячеистого бетона, пеноблоковых конструкций. Вискозные и хлопковые волокна нужны для замешивания текстильбетона, используемого в современном строительстве все чаще.

Легкие пористые бетоны

Среди всего разнообразия данного типа материалов выделяются пенофибробетон и газофибробетон. Газофибробетон – ячеистый материал неавтоклавного твердения, который упрочняют фиброволокном. Изготовление такого бетона простое, материал используется в создании стеновых блоков, других элементов для теплоизоляции пола, кровель в индивидуальном домостроении.

Основные свойства газофибробетона: плотность около 550 кг/м3, низкая теплопроводность, безопасность и экологическая чистота, экономичность (тонна сухой смеси дает около 2м3 газофибробетона). По свойствам и характеристикам пенофибробетон практически идентичен газофибробетону, используется в основном для сооружения зданий малой этажности, теплоизоляции.

Введение фиброволокна в бетонные смеси позволяет существенно улучшить такие показатели бетона: прочность, стойкость к механическим и химическим воздействиям, срок службы, теплоизоляционные свойства. При выборе конкретного материала учитывают тип и характеристики фибры, условия эксплуатации будущей конструкции, важные требования к монолиту. При условии соблюдения технологии производства и правильности выбора фиброволокна материал обеспечит все необходимые показатели и параметры.

Панели из фибробетона – современный отделочный строительный материал, который появился на рынке сравнительно недавно, но успел завоевать широкую популярность. Фасадные панели из фибробетона – прекрасная альтернатива отделке штукатуркой, которая гарантирует все положительные качества и внешний вид штукатурного слоя, но исключает его недостатки.

Основные преимущества панелей – возможность быстро и качественно смонтировать отделку фасада здания, которая будет отличаться прочностью, стойкостью к негативному воздействию внешних факторов, длительным сроком эксплуатации и изысканным внешним видом. Текстуры фасадных фибробетонных панелей могут имитировать разнообразные отделочные материалы – дерево, кирпичная кладка, натуральный камень и т.д.

Фибробетонные панели производятся из экологических чистых материалов: высококачественный портландцемент, вода, минеральный наполнитель и целлюлоза. Материал отличается универсальностью, может быть использован для выполнения внутренней и внешней отделки только построенных либо реставрируемых построек любого назначения.

Что такое фасадные фибробетонные панели

Фасадные плиты из фибробетона представляют собой панели большого формата, сделанные из бетона и разнообразных добавок, изменяющих свойства и внешний вид монолита. Толщина панелей небольшая, по всему монолиту они армируются стекловолокном. Используются для внутренней и наружной отделки дома, чаще всего материал выбирают для простой, быстрой, прочной и красивой отделки фасадов.

Панели являются композитным облицовочным материалом для создания разного вида вентилируемых фасадных систем. В состав включено 85-90% цемента и 10-15% минеральных веществ, фиброволокна. Лицевая часть панели может быть выполнена с имитацией любого материала.

В зависимости от внешнего вида плиты из фиброволокна бывают:

Имитация каменной кладки – разной формы, размера, текстуры, цвета, степени детализации
Кирпичная кладка – плиты имитируют желтый и красный кирпич обычно
Под дерево – разной текстуры, окраски, детализации
Под каменную крошку – имитация может быть однотонной или с включением нескольких цветов, разного размера крошки
Однотонные панели под штукатурку
Плиты для фасада с гладкой поверхностью для дальнейшей окраски или другого декора

Любая фибробетонная плита отличается огнестойкостью, прочностью, небольшими весом и толщиной, привлекательным внешним видом. Выбрать текстуру можно среди множества вариантов, монтаж проходит быстро и легко, качество отделки высокое и дает возможность говорить про длительный срок службы, стойкость к нагрузкам и разнообразным испытаниям.

Основные ингредиенты для производства фибробетонной плиты:

Вяжущее вещество – цемент, который обеспечивает прочность и стойкость к влаге
Заполнитель – это может быть очищенный речной песок либо другой силикат аналогичной фракции, который отвечает за качество плиты
Фиброволокно – основной компонент, который выполняет роль армировочного материала и улучшает его технические характеристики
Различные специфические добавки – для отдельных свойств: делают фиброцементные плиты морозостойкими, максимально устойчивыми к воздействию атмосферы, механическим нагрузкам, влаге и т.д.

Усредненные характеристики, которыми обладают фасадные облицовочные плиты: вес 16-26 кг/м2, плотность от 1.5 г/см3, ударная вязкость от 2 кДж/м2, влагопоглощение 7-20%, толщина панели 6-35 мм, прочность на изгиб от 20мПа, ширина 19-150 см, длина 1.2-3.6 метра.

Технология производства

Производство фибробетона несложное, но требует длительного времени – обычно это несколько недель. От точности соблюдения технологии, правильности подбора состава и пропорции материалов напрямую зависит то, какими качествами будет обладать будущая плита и собранный из нее вентилируемый фасад.

Основные этапы создания фибробетонной панели:

1) Придание нужного цвета и внешнего вида будущей плите – приготовление жидкого бетона высокого качества и смешивание его с красителем до получения однородной смеси.

2) Заполнение жидким бетоном специальных форм, придание прочности посредством добавления пяти слоев стекловолокна с равномерным распределением фибры.

3) Набор бетоном прочности – наиболее длительный цикл, который занимает 28 дней. Бетонная плита затвердевает, приобретает важные эксплуатационные характеристики. В помещении, где плиты стоят, обязательно поддерживают нужный температурный режим, оптимальный уровень влажности.

4) Завершение производства – застывший и набравший прочность бетон обрабатывают специальными растворами-гидрофобизаторами, составами для укрепления. Они делают фибробетонные фасадные панели стойкими к влаге и осадкам, ультрафиолету и ветрам, что допускает эксплуатацию материала в любом климате.

5) Если в производстве используется автоклав, то весь процесс проходит намного быстрее. После заливки бетона в формы их помещают в автоклав, где на материал оказывается воздействие очень высоких температур и высокого давления. Бетон созревает и приобретает нужную прочность быстро – уже после извлечения из автоклава его можно использовать в работе.

Области использования панелей

С использованием фибробетонных плит выполняется облицовка зданий там, где нужно уменьшить общий вес конструкции, противодействовать появлению трещин на фасаде, повысить прочность всего стенового монолита, придать ему эстетичный внешний вид. Выбор фиброцементных панелей актуален для отделки зданий с тонкими стенами и простым фундаментом.

Благодаря легкому весу и конструкционным особенностям плит появляется возможность применения разнообразных технологий строительства. Материал подходит для установки плит как внутри, так и снаружи помещения. А разнообразные варианты имитации материалов, под которые может быть выполнена поверхность панели, существенно расширяет применение плит.

Часто плиты применяют для отделки зданий с криволинейной геометрией, для реставрации и реконструкции старых строений, с целью устранения неровностей на фасаде и быстрого выравнивания поверхности под последующую отделку.

Достоинства и недостатки панелей

Фибробетонные плиты демонстрируют ряд положительных и отрицательных свойств, которые желательно изучить до начала создания проекта и выполнения ремонтно-строительных работ.

Основные преимущества фибробетонных плит:

Высокий уровень прочности
Небольшие вес и толщина – оказание минимального воздействия на фундамент, каркас, перекрытия
Эстетичный внешний вид, скрытый способ крепления панелей, большой выбор поверхностей в плане фактур и оттенков
Скорость, легкость, простота транспортировки и монтажа (и существенная экономия средств на данных этапах)
Прекрасная шумоизоляция
Легкий уход, простая очистка
Стойкость к разнообразным внешним негативным факторам – температурные скачки, влага, ветры
Безопасность и экологическая чистота материала, низкий уровень горючести
Сохранение физико-механических свойств со временем – облицовочные панели не демонстрируют усадки, не расползаются
Противостояние ударам значительной силы, вандалостойкость
Стойкость к окислению, коррозии – полное отсутствие появления ржавых потеков, высолов

Среди недостатков стоит отметить лишь высокую стоимость панелей, что существенно повышает общие затраты на строительство. Но в перспективе лет эксплуатации данные затраты полностью окупаются прекрасными характеристиками, надежностью, красотой и долговечностью, которые демонстрирует фиброцементный сайдинг.

Особенности монтажа

Монтаж фибробетонных панелей можно выполнять в любое время года и в любую погоду – они не покрываются трещинами и не деформируются, на них не распространяются плесень или грибок, плиты с течением времени не требуют ремонта. Выполнить все этапы монтажа (обмер, раскройка, крепеж панелей) можно своими руками.

Этапы выполнения монтажа фибробетонных плит:

Тщательная очистка основания от грязи, мусора, пыли, заделка трещин и деформаций.
Крепление специальных кронштейнов, длину которых выбирают в соответствии с толщиной теплоизоляции, что укладывается под систему фасада. Утеплителем обычно выступает минеральная вата, крепится дюбелями, покрывается водонепроницаемой мембраной.
Сооружение каркаса из металлических профилей – сначала горизонтальные прутья, потом по вертикали. Наложение на профили фибробетонных плит, раскроенных по размерам предварительно. Если нужно откорректировать размеры, железобетонную конструкцию режут алмазными дисками.
Сверление в панелях отверстий путем алмазного бурения, крепеж их к фасаду замками-клямерами либо саморезами.

Способы крепежа

Фиброцементные панели могут крепиться к стенам саморезами либо специальными замками-клямерами, что зависит от толщины самого материала. Плиты толщиной до 14 миллиметров монтируют с помощью саморезов, а появившиеся от шляпок отверстия аккуратно замазывают мастикой. Толстые изделия толщиной от 14 миллиметров крепят замками-клямерами – так же, как бетонный сайдинг. Данный метод считается более технологичным.

Важные особенности крепежа:

Метод должен выбираться с учетом толщины панелей и типа направляющих
В соответствии с конструкцией фасада, размером и толщиной фибробетонных панелей выбирают шаг направляющих – обычно это расстояние в диапазоне 40-60 сантиметров
Фибробетонные плиты комплектуют дополнительными элементами – откосами, уголками для внутренних и наружных стыков, вспомогательными крепежами
Главная задача – сделать крепеж эстетичным и максимально надежным

Фибробетонные панели – красивый и качественный современный материал, который позволяет быстро и просто смонтировать внешнюю отделку фасада либо облагородить внутренний интерьер. Благодаря прекрасным эксплуатационным характеристикам и большому выбору текстур, цвета, имитаций, сравнительно доступной цене и скорости монтажа, панели приобретают все большую популярность в современном строительстве.

Фибра для бетона служит компонентом при мелкодисперсном армировании изделий с целью повышения физико-механических свойств. Эффективность фибробетона характеризуется прочностью на растяжение, ударной вязкостью, повышенной трещиностойкостью и износостойкостью.

Что такое фиброволокно

Бетон обладает специфическими характеристиками, определяющими его как хрупкое вещество с неоднородной структурой. Значение предельной деформации у него намного ниже, чем, например, у стекла, стали или полимерных композитов.

Для повышения показателей упругости возникла необходимость использования волокнистых присадок (фибры), как микроарматуры для бетонных конструкций. Эта особенность нашла широкое применение в технологии строительных процессов, таких как приготовление цементных смесей, изготовление высокопрочных материалов и т.д.

Фибра представляет собой материал в виде отрезков нитей или узких полос органического или неорганического происхождения. Механические характеристики фибробетона зависят от количества и схемы расположения фибр в растворе.

Метод дисперсного армирования бетона предусматривает произвольную и направленную ориентацию волокон.

Направленная предполагает применение тонких непрерывных нитей, тканых и нетканых сеток, жгутов и других подобных материалов. Произвольная (свободная) возникает при использовании рулонных материалов в виде матов, холстов, вуалей.

Основные компоненты добавки

Технология изготовления добавок зависит от типа применяемых армирующих компонентов. Не все волокна соответствуют требованиям, которые предъявляются к арматурным каркасам.

В качестве фибр применяются металлические и неметаллические нити разной длины и сечения:

В конструкционном отношении наибольший эффект получают от использования стальных волокон, модуль деформативности которых в 6 раз выше показателей бетона.
Применение полипропилена позволяет на 60-90% сократить риск трещинообразования во время пластической усадки смесей.
Стеклофибра отличается низкой щелочестойкостью и используется только для предварительного армирования при изготовлении изделий из гипса или стеновых блоков из ячеистых бетонов.
Базальтовая фибра устойчива к щелочным процессам. Модуль упругости на 15-20% выше, чем у волокон из стекла.
Асбестовые волокна нейтральны к агрессивному воздействию цементов, их характеризует высокая прочность и огнестойкость.

Рациональный выбор добавок для армирования бетона позволяет получить изделия, обладающие стойкостью к механическим нагрузкам.

Достоинства

Широкое использование фибробетона обусловлено тем, что его физико-механические показатели в несколько раз лучше аналогичных значений традиционных материалов. При этом эксплуатационные характеристики изделий соответствуют нормам.

Укрепление стяжки

Для упрочнения покрытий рекомендуют использовать стальные волокна длиной 35-75 мм и диаметром 0,3-1,0 мм. В качестве цементной матрицы выбирают тяжелый бетон класса В25-В35 с размером крупного заполнителя не более 20 мм.

Применение дисперсного армирования стальными фибрами позволит усилить эксплуатационные качества, укрепить верхний слой основания, повысить износостойкость, прочность на изгиб, трещиностойкость и долговечность сооружения.

Профилактика дефектов

Возникновение дефектов бетонных покрытий связано с нарушением технологического процесса. Это объясняется необдуманной экономией, несоблюдением норм и правил, предусмотренных для такого вида конструкций. Подобная халатность приводит к возникновению на поверхности трещин, сколов, выбоин.

Как показала практика, наиболее эффективным средством для профилактики и устранения возникших дефектов являются ремонтные растворы, армированные различными типами волокон. Применение стальной или полипропиленовой фибры позволяет избежать расслоения смесей в период укладки, а впоследствии преждевременного износа и разрушения покрытий.

Улучшение адгезии и водостойкость

Улучшить водонепроницаемость бетона можно методом дисперсного армирования. Поскольку свойства фибробетона зависят от особенностей применяемых волокон, то выбрав материал с нужными характеристиками, можно с успехом решить поставленную задачу.

Так, например, использование стальных и базальтовых фибр позволит в несколько раз увеличить водостойкость изделий. Для получения лучшей адгезии волокон с цементной матрицей и равномерного распределения фибр необходимо правильно выбрать оптимальную длину и диаметр используемых отрезков.

Экономичность и антикоррозийные свойства

Применение фибры для железобетонных конструкций, когда часть каркаса заменяется дисперсными волокнами, позволяет получить ощутимую выгоду, поскольку цена модификаторов намного ниже стоимости стержневой арматуры.

А также большим плюсом в использовании стальной фибры является то, что она защищена от коррозии плотным цементным покрытием.

При грамотном применении добавок можно получить экономически полезный продукт, обладающий улучшенными эксплуатационными свойствами.

Виды фиброволокна для бетона и его свойства

Введение в бетон модификаторов в виде фибр способствует повышению эксплуатационных и рабочих характеристик. Механические качества композитных материалов, армированных волокнами, зависят от типа добавки, объема и размера элементов.

Стальное волокно

Металлические волокна, используемые в качестве арматурного каркаса, изготавливаются различными методами:

электромеханическим;
механическим;
из расплавленного металла, формованием.

Наибольшее распространение получили механические способы, применяя которые получают следующие виды материалов:

Проволочные волокна, представляющие собой отрезки тонкой проволоки длиной 10-50 мм.
Листовые фибры получают методом фрезерования тонкого листа металла.
Сверхтонкие изготавливают путем экструзии расплава и последующим волочением через алмазные фильтры.

Преимущества дисперсного армирования металлическими фибрами:

повышается сопротивление динамическим и статическим нагрузкам;
трещиностойкость;
износостойкость;
сейсмостойкость;
морозостойкость.

При содержании волокон 0,5% и более повышается удобоукладываемость смесей. С увеличением объема добавки в диапазоне 02-0,8% наблюдается улучшение предела прочности на растяжение-сжатие.

Стеклянное волокно

Эту группу добавок производят из силикатных материалов и расплавов вулканических горных пород. Стекловолокно имеет длину 20-40 мм и диаметр 10 мкм. Главная его особенность — высокая прочность на растяжение-сжатие (1500-3000 МПа). Модуль упругости таких модификаторов в несколько раз выше, чем у бетона.

Для цементных матриц используются стеклянные нити, сплетенные в жгуты. Жгут делят на отрезки равной длины, точные размеры которых задаются технологической картой.

Асбестовое волокно

Для армирования бетона используют срезы волокон, вуали, холсты и материалы в виде нетканых сеток.

Асбестовые фибры обладают следующими качествами:

высокой прочностью (300 кгс/мм²);
огнестойкостью (до 1500 °С);
стойкостью к воздействию щелочной среды (9,0-10,1 pH);
низкой электро- и теплопроводностью (0,045-0,065 Вт/м∙К);
долговечностью.

Прочность асбестовой фибры при растяжении превышает аналогичные свойства стали.

Базальтовая фибра

Базальтовое волокно представляет собой отрезки равной длины, получаемые из расплавленного природного камня вулканического происхождения.

Введение присадок улучшает следующие показатели:

трещиностойкость — в 2 раза;
морозостойкость — до 500 циклов;
ударостойкость — в 5 раз;
модуль упругости — на 30-40%;
на 20-50% — прочность на сжатие;
водонепроницаемость — на 50%.

Базальтовые фибры обеспечивают высокую адгезию с цементной матрицей, не корродируют и не воспламеняются под действием открытого огня.

Полипропиленовое волокно

Полипропиленовая фибра — стойкий к щелочам материал, совместим с цементными и гипсовыми вяжущими.

Представляет собой синтетические волокна диаметром 0,02-0,038 мм. Изготавливают фибру из полипропиленовой пленки путем резки и скручивания в жгуты. Жгут делят на отрезки длиной 0,3-0,5 мм. В бетонном растворе плетение раскрывается и создает сетчатую структуру.

Использование полипропиленовой фибры позволяет:

увеличить водонепроницаемость;
морозостойкость;
прочность на растяжении при изгибе;
повысить показатели усталостной и ударной прочности;
термостойкости;
износостойкости;
улучшить качество основания бетонных изделий;
усилить способность противостояния знакопеременным нагрузкам;
исключить расслаивание смесей.

Сфера применения

Выбор технических решений по дисперсному армированию зависит от типа используемых волокнистых материалов.

износоустойчива, поэтому подходит для укрепления конструкций, применяемых в местах с повышенными требованиями к механическим воздействиям:

производственные площадки;
промышленные полы;
пешеходные дорожки с интенсивным движением и т.д.

Устойчивость базальтового волокна к химическим факторам и сейсмостойкость позволяет его использование в следующих сферах жилищного и промышленного строительства:

при возведении гидротехнических сооружений;
в работах по берегоукреплению;
при устройстве сейсмостойких конструкций;
взрывоопасных объектов;
в производстве химически стойких железобетонных труб для транспортировки агрессивных жидкостей.

Базальтовая фибра — незаменимый компонент в производстве газобетона, пенобетона и другой продукции из ячеистых бетонов, а также служит структурообразующим материалом при изготовлении фигурных изделий для малых архитектурных форм.

Монолитные конструкции: автомобильные дороги, промышленные полы, стяжки и т.д.
Водоотбойные дамбы, волнорезы, ирригационные каналы, емкости для жидкостей, тоннели.
Оборонительные сооружения.
Железобетонные конструкции: изготовление сборных фундаментов, свай, стеновых панелей, балок, колонн, трубопроводов.
Строительство дорожных, аэродромных и тротуарных покрытий.

устройство промышленных полов и стяжек;
устройство наружных стен, изоляции на основе блоков ячеистых бетонов;
изготовлении штучных декоративных изделий (тротуарная плитка, бордюр);
приготовление растворов, торкрет смесей, штукатурок.

кровельные волнистые и плоские покрытия;
безнапорные и напорные трубы;
укрепляющие модифицирующие добавки для верхнего слоя бетона;
декоративные фасадные плиты;
ремонтные составы, асфальтовые смеси.

применяют для строительства домов, канализационных колодцев и др. Однако недостаточная устойчивость волокон к воздействию среды гидратирующего цемента ограничивает ее применение.

Расходные нормы

На 1 м3 фибробетонных изделий нужно следующее количество модификатора:

брусчатка для пешеходных дорожек — 0,6-1,5 кг/м³;
промышленные полы — от 1,0 кг/м³;
бетонные стяжки — 0,9-1,5 кг/м³;
формованные гипсовые изделия — 0,4-0,8 кг/м³;
декоративные растворы — 0,6-0,9 кг/м³.

Объем вводимых добавок зависит от типа конструкций, эксплуатационных требований и технологии производства.

Способы смешивания

Производство бетонных конструкций своими руками методом дисперсного армирования вмещает в себя 3 основных этапа:

Подготовка фибровой арматуры.
Приготовление композита.
Формование изделий.

При использовании модификаторов повышается жесткость смесей. В результате бетон теряет подвижность и становится трудноукладываемым.

Добавление полипропилена

Непременное условие для получения композиций, имеющих высокую прочность и устойчивость, — это равномерная подача фиброволокна в бетономешалку.

Порядок выполнения работ:

Вначале осуществляется добавление наполнителя, щебня или гравия.
Затем засыпают песок и всухую перемешивают.
Не отключая бетоносмеситель, вводят требуемый объем полипропиленовых фибр.
Добавляют цемент и воду с растворенными в ней пластификаторами.
Продолжают мешать до получения однородного состава.

Введение базальта

Для достижения хорошей адгезии и требуемого эффекта армирования подбирается оптимальный диаметр и длина волокон.

Инструкция по изготовлению базальтофибробетона:

В бетономешалку засыпают песок и щебень.
Вводят необходимое количество добавки и перемешивают.
При включенном агрегате заливают в смеситель воду.
Добавляют цемент.
Продолжают замес до получения нужной консистенции.

Если изделия готовят на основе гипсового или цементно-песчаного раствора, то армирование выполняют в последнюю очередь.

Инновационный фибробетон представляет собой бетон определенной марки, в который введена фибра в качестве наполнителя. Усиленный металлическими или синтетическими частицами, бетон становится значительно плотнее и лучше выдерживает изгиб, растяжение или другие механические нагрузки. Данные качества особенно важны при создании фундамента, где должна быть обеспечена безопасность последующей эксплуатации и целостность постройки.

Возведение фундамента из фибробетона

На устройство фундамента бетон на фибро основе применяется довольно часто, особенно если речь идет о малоэтажном строительстве или незначительных сооружениях. Заливка в опалубку свайного, ленточного или плитного фундамента довольно часто может выполняться без армирования. Расчет толщины основания производится с учетом повышенных технологических качеств фибробетона по сравнению с бетоном-матрицей.

Благодаря фибре в качестве надежного композита и после застывания бетона, фундамент приобретает следующие показатели:

меньше растрескивается и не просаживается;

прочность всей конструкции увеличивается на 30%;

пожарная безопасность становится выше на 40%;

показатели сопротивления влаге и температурным перепадам повышаются на 10%.

Скорость возведения фундамента становится выше, поскольку не приходится армировать опалубку перед заливкой, допустимо вязать арматуру только по периметру.

При этом заливаемая фибробетонная смесь должна быть заводского качества, с тщательным промесом с соблюдением технологических требований. Смета на возведение основания становится меньше, благодаря отсутствию затрат на операцию армирования и расходные материалы. Срок службы фундамента из фибробетона дольше стандартного основания, поскольку выше сопротивляемость внешним отрицательным воздействиям.

При возведении высотных и тяжелых зданий, фундамент должен быть армирован и при использовании фибробетона. Возможно применять арматуру меньшего сечения и снизить высоту заливки фибробетона в опалубку. В результате получается упругая и прочная конструкция основания объекта, которая может выдержать значительную нагрузку. Особенно актуален фибробетон в местах сопряжений, стыков и изгибов сложных фундаментов.

Особенности фибробетона для фундамента

Перед началом работ сметчиками производится расчет нужного количества бетонной смеси конкретной марки. Кроме требований по марке и классу бетона-матрицы, учитываются показатели фибры. В том числе по количеству (весу) на 1 м3, коррозийной стойкости, виду расходного материала и другим характеристикам.

На практике на строительство фундамента используют мелкозернистый бетон средних марок, который уплотняют стальной фиброй. Такой фундамент не подвержен сезонным влияниям, отлично держит нагрузку и служит гораздо дольше стандартного варианта.

Читайте также: