Бетон для высоких напряжений
При производстве бетона, армированного фиброволокном, волокна обрабатываются в дополнение к традиционным компонентам обычного бетона: цементу, воде и вяжущему. Особенно компоненты, подверженные высокому напряжению, стабилизируются благодаря этой добавке. Во многих компонентах волокнистая добавка даже служит заменой армированию. Принцип фибробетона или фиброцемента существует с древних времен. Римляне и египтяне добавляли в строительные материалы солому или волосы, улучшая этим механические свойства. Различные волокнистые материалы могут быть использованы в армированном волокнами бетоне. В зависимости от условий монтажа фибробетон выполняет, например, роль стабилизатора, повышает прочность на растяжение или сжатие или служит в качестве арматуры, например, в плите перекрытия из фибробетона.
Фибробетон состоит из следующих сырьевых материалов:
- Цемент
- Наценки
- Вода
- Добавка (присадка) для бетона
- Волокна из стекла, пластика, углерода (карбона) или стали
Содержание волокон изменяет свойства бетона. Это происходит, например, потому, что волокна могут воспринимать растягивающие напряжения, возникающие в процессе усадки при схватывании бетона. Эффект: бетон схватывается с небольшим растрескиванием. Дополнительными преимуществами этих типов бетона является постоянное распределение напряжения по площади растяжения бетонного компонента. В бетоне, армированном волокнами, коррозия практически отсутствует, поэтому откол сводится к минимуму или предотвращается одновременно. Это, в свою очередь, повышает общую долговечность материала по сравнению с железобетоном.
Из-за распределения волокон по всему поперечному сечению детали и случайной ориентации волокон точное силовое воздействие трудно измерить. По этой причине количество подходов к расчетам велико, а общепризнанных методов расчета не существует. Как правило, для расчета сталефибробетона необходимое количество на м³ готовой бетонной смеси определяется на основе расчетного статического армирования.
Бетон со стальными волокнами, используемый в основном для промышленных полов, имеет улучшенную рабочую и несущую способность благодаря интегрированному материалу из стальных волокон, волокна своим действием заменяют структурную стальную арматуру. Различают три типа стальной фибры, а именно:
- Фрезерованные стальные волокна с серповидным сечением
- гнутые проволочные волокна
- деформированные листовые волокна
Для бетона, отвечающего требованиям DIN EN 206-1/ DIN 1045-2, стальные волокна могут использоваться в различных формах при обработке. Это опять же указано в DIN EN 14889-1. Различать:
- свободные стальные волокна
- Волокна, соединенные в пучки
- Стальные волокна в дозированной упаковке
Если стальные волокна добавляются в количестве до 40 кг/м³, то первоначальный рецепт используемого бетона может быть сохранен без изменений. Стальные волокна увеличивают прочность на растяжение и сдвиг при изгибе, а также поведение при растрескивании и деформации. Кроме того, этот производственный процесс повышает ударную прочность и уменьшает глубину износа, а теплопроводность компонента увеличивается, поскольку тепло распределяется более равномерно и быстро. В основном сталефибробетон используется для промышленных полов, реже – для бетонных дорог, строительства тоннелей или для плит перекрытий, фундаментов и стен подвалов в жилищном строительстве.
Щелочестойкие стекловолокна используются в качестве добавки в стекловолокнистых бетонах. Они служат в качестве статически эффективного армирования, в бетоне, модифицированном стекловолокном, их действие проявляется в качестве микроармирования. Даже небольшие добавки стекловолокна улучшают эксплуатационные свойства, эффект проявляется с доли 0,4 % по объему, при доле стекловолокна от 2,5 до 5,0 % по объему говорят о стеклофибробетоне, при более низких значениях утвердился термин модифицированный стекловолокном бетон.
Благодаря коррозионной стойкости стекловолокна, которое также может служить в качестве арматуры, можно отказаться от бетонных покрытий и значительно уменьшить толщину материала бетонных компонентов. Это позволяет изготавливать филигранные детали с высокой несущей способностью. Модифицированный стекловолокном бетон можно встретить, в частности, в фасадном строительстве, для кровельных панелей или для облицовки.
Полимерные волокна разделены на категории и классифицированы по свойствам в DIN EN 14889-2. В бетон с полимерными волокнами обычно добавляется волокно из полипропилена, которое надежно предотвращает образование трещин в свежем бетоне. Однако это относится только к первой фазе отверждения. Поэтому полипропиленовые волокна всегда добавляются, когда необходимо создать поверхность без трещин, например, в стяжках. В противопожарной защите этот специальный фибробетон предотвращает растрескивание бетонных деталей в течение длительного периода времени в случае пожара. Это позволяет дольше защищать арматуру компонента и сохранять стабильность бетонного компонента.
Текстильные или углеродные волокна являются разновидностью пластиковых волокон. Текстильный бетон считается экологичным строительным материалом, так как при использовании волокон в качестве арматуры экономится сталь. Композитный материал из мелкозернистого бетона и высокоэффективных волокон считается чрезвычайно инновационным и строительным материалом будущего.
- Работы по укладке и установке арматуры во многих случаях опускаются
- Сложные формы легче реализовать
- Складские помещения на строительной площадке для хранения арматурной стали для компонентов из монолитного бетона не требуются.
- Экономия материалов за счет применения фибробетона в качестве торкрет-бетона и опущенного бетонного покрытия
- Экономичная цена благодаря сокращению времени обработки и снижению вспомогательных расходов
Недостатком, особенно для компонентов из сталефибробетона, является чрезвычайно сложная обрабатываемость. Если такой армированный волокнами бетонный компонент необходимо впоследствии модифицировать, требуется действительно тяжелое оборудование.