Добавки в бетон целлюлоза

Обновлено: 15.04.2024

Все фибры. бетона!

Бетон — очень прочный строительный материал. Благодаря своей прочности он так широко распространен в строительных и ремонтных работах.

Но и у бетона есть свои слабые места:

1. невысокая прочность на растяжение при изгибе;
2. склонность к усадке;
3. образование трещин;
4. низкая ударная вязкость, из-за чего он раскалывается и покрывается трещинами при ударной нагрузке;
5. пористая структура, которая может впитывать воду, что делает бетон подверженным заражению грибком и плесенью.

Существуют различные способы сделать бетон безупречным: особые присадки, добавляющиеся в состав раствора, придают ему плотность, вязкость, водоотталкивающие свойства. В зависимости от того, какая добавка применена, можно получить бетоны с различными характеристиками.

Чтобы увеличить прочность бетонных конструкций, в том числе и прочность на изгиб и разрыв, используют армирование при помощи противоусадочной сетки или арматурного каркаса.

Но армирование бетона таким способом — дорогостоящее и затратное по времени мероприятие.

Современная альтернатива армированию — применение специальной фибры для бетона, которую добавляют в бетонный раствор. Благодаря ее свойствам, фибру называют микроарматурой и рассматривают как альтернативу традиционному армированию.

Общие свойства фибры для бетона. Для чего используется фиброволокно

Фиброй называют волокна, выполненные из стали, базальта, стекла, полимеров, полипропилена. Эти волокна могут иметь различную длину (от 2—3 мм до нескольких сантиметров), толщину, конфигурацию, форму сечения, текстуру поверхности.

Фибру добавляют в бетонные растворы любого назначения для придания прочности, ударной вязкости, устранения усадки и предотвращения растрескивания, повышения долговечности и устойчивости к истиранию. Бетон с добавлением фибры становится водостойким, устойчивым к морозам (морозоустойчивость может повышаться до 100 циклов), жаростойким.

Важно!

Выбор вида и размера фибры зависит от назначения бетона.

В штукатурные растворы добавляют фибру малой длины (3-6 мм) для обеспечения гладкости оштукатуренной поверхности. В тяжелые бетоны добавляют фибру большой длины волокон.

Бетоны с добавлением фиброволокна называются фибробетонами.

Виды фиброволокна

«Фибра» в переводе с английского означает «волокно». Действительно, на вид это нити определенного диаметра и длины, изготовленные из различных материалов.

В зависимости от материала, фибра для бетона делится на пять основных разновидностей:

1. стальная;
2. полимерная;
3. базальтовая;
4. полипропиленовая;
5. стеклянная.

Важно!

В современном строительстве добавка фибры в бетонные растворы желательна даже в тех случаях, когда в конструкции используется арматура, но особенно важно укрепить таким способом бетон, предназначенный для заливки конструкций, которые будут подвергаться повышенным нагрузкам (фундаменты, стяжки пола, дорожные покрытия).

Стальная фибра

Основное преимущество этого вида фибры — низкая стоимость. Она много лет используется в странах Европы, а в России появилась не так давно.

Форма и свойства

Стальная фибра для бетона представляет собой отрезки проволоки из низкоуглеродистой стали диаметром 0,7—1,2 мм и длиной от 25 до 60 мм.

В сечении она может быть круглой или треугольной, а по конфигурации напоминать дугу или скобку, либо иметь волнообразную форму. Для улучшения сцепления с бетоном фибра имеет шероховатую поверхность.

Дозировка и метод добавления

Стальная фибра дозируется в зависимости от назначения бетона и тех нагрузок, которые конструкция будет испытывать в процессе эксплуатации:

1. при незначительных нагрузках достаточно 15—30 кг фибры на 1 куб бетона;
2. при средних нагрузках добавляют до 40 кг материала на 1 кубометр раствора;
3. при высоких нагрузках расход стальной фибры увеличивается до 75, а в отдельных случаях до 150 кг на кубический метр раствора.

Стальная фибра добавляется в раствор при замешивании или после, в готовую бетонную смесь. Ее засыпают небольшими порциями и тщательно перемешивают.

Важно!

Добавление фибры увеличивает время замеса раствора на 15%.

Преимущества и недостатки стальной фибры

Благодаря добавлению стальной фибры, которая образует в бетоне трехмерный каркас, конструкция приобретает дополнительные характеристики:

1. прочность на растяжение при изгибе возрастает в 2 раза;
2. предельная деформация увеличивается в 20 раз;
3. повышается устойчивость к ударным нагрузкам;
4. возрастают морозостойкость и водонепроницаемость.

Стальная фибра применяется в гражданском строительстве при заливке фундаментов, стяжек и может заменить арматуру. Добавление стальной фибры по сравнению с армированием — простой и удобный процесс. Не нужно раскладывать арматуру и устанавливать крепежи; экономятся время и затраты труда.

Недостатки стальной фибры:

1. высокий вес;
2. сцепление с бетоном менее прочное, чем у других видов фибры;
3. подверженность коррозии;
4. вследствие эрозии бетона стальная фибра может со временем выходить наружу.

Полимерная фибра (ПАН-фибра)

Полимерная фибра — это волокна из полимерного материала длиной от 3, 6, 12, 18, 24 мм и выше.

Область применения фибры в бетоне

Полимерная фибра применяется в следующих типах бетонных конструкций:

1. самонивелирующиеся полы;
2. аэродромные плиты;
3. гидротехнические сооружения;

а также добавляется в строительные, ремонтные и штукатурные растворы.

Свойства

Преимущества полимерной фибры:

1. не подвержена коррозии;
2. легкая;
3. увеличивает прочность бетонна;
4. обладает высокой стойкостью к повышенным температурам, солям, щелочам, кислотам;
5. безопасна для окружающей среды и человека.

Основное преимущество полимерной фибры — она придает бетону пластичность.

Как использовать фиброволокно

Полимерную фибру можно добавлять прямо в сухой цемент перед замешиванием раствора.

Сколько фибры добавить в бетонный раствор

Пропорции добавления и выбор длины фибры зависят от назначения бетона:

1. в тяжелых бетонах используется фибра длиной 12—40 мм, в армированных бетонах в количестве 2—2,7 кг на куб, в неармированных — 0,7—1 кг на куб;
2. в ячеистых бетонах применяется фибра длиной 12 мм в дозировке 0,1% от массы пенобетона;
3. в шукатурки добавляют фибру длиной 4 мм в количестве 0,9 кг на кубометр раствора.

Стеклянная фибра

Стеклянная фибра изготавливается из стойкого к щелочам стеклянного волокна диаметром 10—15 микрон и прочностью до 2000 МПа.

Попадая в раствор, во время перемешивания стеклофибра распадается на отдельные волокна

Свойства стеклянной фибры

Стеклофибра придает бетону следующие качества:

1. уменьшение растрескивания;
2. снижение усадки;
3. увеличение прочности и упругости.

Стеклянная фибра устойчива к агрессивным средам (кроме щелочной среды).

Где применяется

1. в стяжках любой толщины;
2. в сборных бетонных конструкциях;
3. в строительных смесях.

Важно!

Бетон с добавлением стеклянной фибры схватывается и застывает быстрее, это необходимо учесть при работе. Продлить срок жизни раствора поможет добавление пластификатора.

Базальтовая фибра

Базальтовой фиброй называют отрезки базальтового волокна, которые могут иметь длину от 1 до 150 мм. Волокно имеет диаметр 16—18 мкм, оно устойчиво к воде, кислотам, щелочам, прочное, упругое.

Базальтовое волокно, в отличие от металлической фибры, не подвергается коррозии, в 3 раза легче и имеет площадь поверхности в 25 раз больше. Базальтовая фибра обладает высокой адгезией и одинаковым с бетоном коэффициентом температурного расширения.

Качества бетона с базальтовой фиброй

Добавление фибры сообщает бетонам следующие характеристики:

1. ударная прочность повышается в 5 раз;
2. устойчивость к образованию трещин возрастает в 3 раза;
3. прочность на раскалывание увеличивается в 2 раза;
4. повышается стойкость к истиранию (до 300%) и долговечность;
5. прочность на растяжение при изгибе увеличивается до 300%;
6. морозостойкость повышается в 2 раза;
7. благодаря отсутствию трещин устойчивость к коррозии повышается до 500%;
8. водонепроницаемость увеличивается до 150%;
9. уменьшается усадка;
10. повышается ударная вязкость .

Где применяется

Базальтовую фибру используют для изготовления сейсмостойких конструкций, взрывобезопасных объектов, военных сооружений, сложных радиопрозрачных конструкций.

В связи с непревзойденной стойкостью к истиранию, которую получает бетон при добавлении базальтовой фибры, он широко применяется для изготовления стяжек.

Метод добавления

Базальтовое волокно замачивают в воде и затем добавляют в раствор при замешивании.

Важно!

Добавление любых видов фибры делает бетонный раствор более вязким и менее текучим, поэтому важно совмещать использование фибры с применением пластификатора, который позволяет экономить цемент, воду, затраты на уплотнение бетона и увеличивает текучесть раствора.

Полипропиленовая фибра

Полипропиленовая фибра — это армирующее микроволокно, применяемое как альтернатива армированию бетона. Это самый распространенный вид армирующих волокон.

Форма и свойства

Этот вид фибры изготавливается из синтетического вещества — полипропилена.

Волокна из полипропилена формируют экструзией или вытягиванием и нарезают на отрезки разной длины.

Длина волокон полипропиленовой фибры от 6 до 40 мм.

Фибра обладает значительной прочностью и упругостью, устойчива к агрессивным, в том числе, щелочным, средам и коррозии, а также огнеустойчива.

Весомое преимущество полипропиленовой фибры — ее легкость и большая площадь поверхности (в 1 кг полипропиленовой фибры около 1 миллиона волокон).

Фибра в бетонных смесях сочетается с любыми другими добавками:

1. пластификаторами и суперпластификаторами;
2. ускорителями;
3. гидрофобизирующими добавками;
4. противоморозными добавками.

Полипропиленовая фибра может изготавливаться из первичного или вторичного сырья. В первом случае качество фибры выше.

Для чего применяется полипропиленовая фибра

Добавление фиброволокна в раствор компенсирует растягивающие напряжения его нижнего слоя и разрывные напряжения вследствие нагрузок и обеспечивает следующие преимущества фибробетонов перед обычными бетонами:

1. предотвращение расслаивания смеси;
2. увеличение прочности на сжатие и на растяжение при изгибе;
3. повышение долговечности бетона;
4. снижение истираемости поверхности бетона;
5. повышение ударной вязкости (при ударах бетон не раскалывается, а только появляется вмятина);
6. устранение усадки;
7. предупреждение образования трещин;
8. повышение устойчивости к морозу;
9. увеличение водостойкости бетона.

Дополнительные свойства полипропиленовой фибры

Раствор с фиброй становится более густым, держит форму и не течет, поэтому позволяет наносить штукатурку более толстым слоем.

В каких случаях применяют полипропиленовую фибру

Полипропиленовая фибра образует в бетоне трехмерный армирующий каркас, поэтому ее применение оправдано при изготовлении:

1. промышленных полов;
2. напольных покрытий;
3. стяжек;
4. бетонных полов;
5. бетонных дорог;
6. тротуаров;
7. фундаментов.

Расход полипропиленового фиброволокна

Фибра очень легкая и очень экономичная. В общем случае соотношение фибры к бетону составляет 900 г на 1 кубометр смеси. В зависимости от области применения дозировка фибры может меняться:

1. Для изготовления промышленных полов и бетонных дорожных покрытий применяют фибру размером 12, 20 или 40 мм от 1 кг на 1 м3.
2. Для стяжек и теплых полов используется от 0,9 до 1,5 кг фибры длиной 12 или 20 мм на 1 куб смеси.
3. В железобетонных конструкциях используют бетон с добавлением от 0,9 кг на 1 кубометр бетона фибры длиной 12 или 20 мм.
4. Для ячеистых бетонов количество фиброволокна размером 12, 20 или 40 мм от 0,9 кг на куб бетона.
5. Для наливных полов, штукатурных и ремонтных растворов применяют полипропиленовую фибру размером 6 или 12 мм из расчета 1 кг на кубометр раствора.
6. Для мелкоштучных изделий сложной формы нужна фибра длиной 6 или 12 мм в дозировке от 0,9 кг на 1 м3 смеси.
7. При изготовлении тротуарной плитки в раствор добавляют от 0,9 до 1,5 кг фибры длиной 6—12 мм на 1 куб цементного раствора.

Как применять фиброволокно из полипропилена

Фибра проста в применении.

Как добавлять фиброволокно в бетонный раствор?

Существуют три способа:

1. Фибру добавляют к сухим компонентам раствора (цементу и наполнителям), тщательно смешивают строительным миксером или в бетономешалке, затем доливают воду.
2. Фибру добавляют в часть воды затворения, хорошо перемешивают, чтобы волокна распределились и добавляют в бетонную смесь в процессе замешивания.
3. Фибру засыпают в раствор во время замешивания небольшими порциями. После добавления каждой порции смешивают 5 минут, прежде чем добавить еще фибры.

Важно!

Эффективность фибры непосредственно зависит от того, насколько хороша она распределилась в бетонном растворе, поэтому следует увеличить время замешивания на 15%.

Видео: Замес раствора с фиброй

На что обращать внимание при покупке фибры

Покупка некачественной фибры — не только напрасная трата денег, но и риск испортить конструкцию. Бетонные сооружения изготавливаются с расчетом на прочность и долгий срок службы. Использование некачественных материалов может привести к значительным убытками.

Например, на рынке встречается полипропиленовая фибра кустарного производства. На вид она мало отличается от заводской фибры, но изготавливается с нарушением технологии. В качественной фибре есть такой компонент, как замасливатель. Он препятствует комкованию волокон и способствует их равномерному распределению в растворе. Поддельная фибра скомкуется, и образования трехмерного каркаса в толще бетона не произойдет, а значит, бетон не получит тех свойств, которые ожидались при добавлении фибры. «Сэкономив» несколько рублей, можно понести существенные убытки.

Чтобы избежать таких ситуаций, приобретайте фибру проверенных производителей у надежных поставщиков.

Нужна ли фибра для стяжки, и какую использовать

При изготовлении стяжки важно соблюсти баланс между двумя взаимоисключающими задачами:

1. обеспечение высокой прочности (что прямо пропорционально толщине стяжки);
2. минимальная толщина стяжки (чтобы сэкономить материалы и максимально сохранить высоту потолка).

Решить это противоречие помогает добавление полипропиленового фиброволокна. Его рекомендуется добавлять как в раствор для мокрой стяжки, так и в смесь для полусухой стяжки независимо от того, используется ли армирование сеткой.

Фиброволокно не только повышает прочность стяжки и снижает ее истираемость, но и предотвращает усадку и появление трещин, увеличивает ударную вязкость поверхности, предотвращая растрескивание и сколы в процессе эксплуатации. Стяжка с добавлением фиброволокна отличается прочностью и долговечностью.

Видео: Стяжка с фиброй крепче, чем с арматурой!

Советы по выбору армирующего волокна

Каждый из видов армирующих волокон обладает своими преимуществами и недостатками. Выбор армирующего волокна напрямую зависит от назначения конструкций, которые будут изготовлены из бетона.

Большое значение имеет качество материала, поэтому следует внимательно отнестись к выбору производителя и продавца армирующих волокон.

Полипропиленовое фиброволокно — современная альтернатива армирования бетона, которая экономит деньги, затраты времени и труда и обеспечивает бетону повышенную прочность, долговечность, устойчивость к внешним факторам и другие важные характеристики. На сегодняшний день рекомендуется использовать фибру практически в любых конструкциях. Эффективность работы добавок зависит от их правильного выбора и применения.

Разработка цементно-волокнистых плит на основе целлюлозных волокон Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Мухаметрахимов Р. Х., Изотов В. С.

Представлены результаты разработки цементно-волокнистых (фиброцементных) плит на основе целлюлозных волокон. Показана возможность повышения их эффективности на основе модификации вяжущего активными минеральными и химическими добавками.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Мухаметрахимов Р. Х., Изотов В. С.

Фиброцементные плиты на основе модифицированного смешанного вяжущего Влияние активных минеральных добавок на гидратацию вяжущего и физико-механические свойства фиброцементных плит Исследование влияния кремнийорганических соединений на свойства фиброцементных плит Оптимизация параметров автоклавной обработки фиброцементных плит Композиционное вяжущее на основе портландцемента и волокон i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVELOPMENT CEMENT-FIBER BOARD BASED ON CELLULOSE FIBERS

This article presents the results of cement-fiber (fiber cement) board based on cellulose fibers . The opportunity to increase their efficiency through the modification of binder active mineral and chemical additives.

Текст научной работы на тему «Разработка цементно-волокнистых плит на основе целлюлозных волокон»

Р.Х. Мухаметрахимов, В.С. Изотов

РАЗРАБОТКА ЦЕМЕНТНО-ВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ НА ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ВОЛОКОН

Представлены результаты разработки цементно-волокнистых (фиброцементных) плит на основе целлюлозных волокон. Показана возможность повышения их эффективности на основе модификации вяжущего активными минеральными и химическими добавками.

Фиброцементные плиты, целлюлозные волокна R.H. Muhametrahimov, V.S. Izotov

DEVELOPMENT CEMENT-FIBER BOARD BASED ON CELLULOSE FIBERS

This article presents the results of cement-fiber (fiber cement) board based on cellulose fibers. The opportunity to increase their efficiency through the modification of binder active mineral and chemical additives.

Keywords: fiber cement boards, cellulose fibers

В настоящее время большое внимание уделяется выразительному оформлению фасадов и внутренних интерьеров зданий. Для этого применяется широкий спектр современных отделочных материалов. Среди широкого ассортимента особое внимание заслуживают декоративные отделочные материалы для наружной и внутренней отделки, обладающие высокой механической прочностью и долговечностью, отличающиеся экологичностью и низкой себестоимостью. Одним из таких материалов является фиброцемент.

Фиброцементные плиты (ФЦП) заслуженно востребованы архитекторами, проектировщиками и строителями. Ими отделаны корпуса жилых, офисных зданий, учебных заведений, банков, станций метро и вокзалов, тоннели, мосты, эстакады [1]. Также применяются и для внутренней отделки: изготовление перегородок, подвесных потолков, подоконных плит и т.д. Они представляет собой искусственный композиционный каменный строительный материал, получаемый в результате затвердевания смеси, состоящей из цемента, волокон (»5 - 20% от массы цемента) и воды. Наиболее распространенным видом волокон для их производства являются асбестовые. Однако асбестовые волокна относятся к канцерогенным материалам, поэтому во многих странах мира, особенно в тех, в которых отсутствуют природные запасы асбеста, ведутся исследования, направленные на частичную или полную замену асбеста другими видами волокон органического или неорганического происхождения.

Проблема замены асбеста (полностью или частично) в производстве асбестоцементных изделий другими видами волокон давно привлекала внимание специалистов. Исследования в этой области ведутся во многих странах, в том числе и у нас. На основе проведенной ВНИИ-проектасбестцементом работы по созданию цементноволокнистых изделий с частичной (до 50%) заменой асбеста целлюлозными волокнами на Воскресенском комбинате «Красный строитель» изготовлены

асбестоцеллюлозноцементные листы, предназначенные для внутренней отделки зданий [2].

Волокна, используемые в качестве арматуры, должны обладать следующими свойствами: высокой температурой плавления, малым удельным весом, высокой

прочностью во всем интервале рабочих температур, минимальной растворимостью в матрице, высокой химической стойкостью, отсутствием фазовых превращений в зоне рабочих температур, отсутствием токсичности при изготовлении и службе [3]. Технические характеристики некоторых видов волокон представлены в табл. 1.

Наиболее предпочтительным видом волокон, позволяющим достичь высокий технический и экономический результат с возможностью внедрения на типовой линии по производству асбестоцементных изделий на наш взгляд являются целлюлозные. Целлюлозное волокно обладает следующими положительными свойствами: легкой распушаемостью, достаточной механической прочностью и гибкостью, не является канцерогенным. Высокая адсорбционная способность позволяет ему осаждать и прочно удерживать на своей поверхности зерна цемента. Армирующая способность определяет высокую механическую прочность на изгиб и растяжение затвердевшего материала. К прочим плюсам материала относится высокая щелочестойкость.

Настоящая работа посвящена повышению эффективности цементно-волокнистых плит автоклавного твердения на основе волокон целлюлозы, введением активных минеральных и химических добавок, а также изучению влияния модифицирующих добавок на кинетику тепловыделения и контракцию цементного теста. Классификация добавок их характеристики, виды, рекомендуемые дозировки, методы определения эффективности и подбора составов наиболее широко рассмотрены в [4].

Технические характеристики волокон для изготовления ФЦП

Вид волокна Плотность, г/см3 Прочность на растяжение, МПа Модуль упругости, МПа Удлинение при разрыве, %

Полипропиленовое 0,9 400-770 3500-8000 10-25

Полиэтиленовое 0,95 700 1400-4200 10

Нейлоновое 1,1 770-840 4200 16-20

Акриловое 1,1 210-420 2100 25-45

Полиэфирное 1,4 730-780 8400 11-13

Асбестовое 2,6 910-3100 68000 0,6

Целлюлозное 1,2 300-500 10000 0,5-4

Стеклянное 2,6 1050-3850 70000-80000 1,5-3,5

Стальные фибры 7,8 800-3150 200000 3-4

Углеродное 2,0 2000 245000 1

Карбоновое 1,63 7800 380000 2,1

Полиамидное 0,9 720 1900 24

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Вискозное 1,2 660 5600 14

Базальтовое 2,6 1600-3600 80000-110000 1,4-3,6

Волластонит 2,9 200-400 10000 0,2-0,5

Кевларовое 1,45 3600 150000 2,1-4

Полиакрилонитрил 1,2 900 20000 10

Химический состав портландцемента

Цемент Процентное содержание Содержание основных Содержание

главных окислов минералов добавок, %

SiO2 AІ2Oз Fe2Oз CaO CзS C2S CзA C4AF Опока О СО

Вольский завод 22,5 5 4,75 4,7 65,04 57 21 4,6 14 8 2,2

Ульяновский завод 22,1 5 9 64 54 20 11 12 9,2 2,8

Содержание фракций кварцевого песка

Удельная поверхность, м2/кг Содержание фракций Значение характеристики, %

Л о о 10-20мкм 9,1

1 92 20-100мкм 64,4

Технология производства фиброцементных плит аналогична технологии по производству асбестоцементных изделий и состоит из следующих технологических операций: распушка волокнистого материала, смешение ее с минеральными

заполнителями, цементом и водой, формование изделий, прессование, твердение и механическая обработка.

Приготовление фиброцементной смеси осуществлялось в следующей последовательности. Дезинтеграция волокон целлюлозы согласно методике ГОСТ 14363.4-89. После завершения роспуска производилось отфильтрование волокна через сито и смешение его с цементом и песком до образования фиброцементной массы (ФЦМ) с концентрацией в воде 20-25%. ФЦМ укладывалась в формы и прессовалась по режиму: 10 мин - подъем давления до 600 Н/см2, со скоростью - 10 кгс/с, 10 мин - выдержка под давлением.

Полученные изделия подвергались ТВО в пропарочной камере (по режиму: 2 ч -подъем температуры до 65°С, изотермическая выдержка в течении 4 ч, 2 ч - охлаждение) и автоклавной обработке (по режиму 3 ч - подъем до температуры 175 - 180°С, 6ч -изотермическая выдержка под давлением 0,9-1 МПа, 3 ч - охлаждение).

портландцемента. Достижение температурного максимума на кривых гидратации портландцемента (рис. 1) с содержанием ПАА до 0,1% свидетельствует об

интенсификации гидратации в начальный период твердения. Увеличение количества ПАА в составе более 0,1% приводит к замедлению процесса гидратации цемента и снижению температурного максимума. Также и удельное тепловыделение портландцемента во все сроки гидратации растет с увеличением содержания ПАА до 0,1% и снижается при дальнейшем увеличении его дозировки.

Контракцию цементного теста с добавками определяли на контракциометрическом тестере активности цемента «Цемент-прогноз». Результаты испытаний приведены на рис.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Как видно из рис. 2 процесс контракции цемента с содержанием добавок 0,05 -

0,10% не значительно отличается от контрольного. При содержании добавки 0,15% процесс

контракции цемента замедляется, вследствие чего удлиняется индукционный период гидратации цемента.

Как следует из рис. 1, 2 вводимые добавки способствуют увеличению процесса гидратации и рекомендуемым является содержание в количестве 0,05 - 0,10%.

По вышеописанной технологии изготовлены образцы ФЦП при Ц/П = 1/2, содержании волокон целлюлозы - 7,5 %. Испытания образцов проводились согласно методике ГОСТ 8747-88. По результатам экспериментальных данных получена математическая зависимость предела прочности при изгибе ФЦП от содержания каолина в составе матрицы, которая выражается полиномом третей степени следующего вида:

Рис. 1. Тепловыделение при гидратации на: а - Вольском портландцементе; б - Ульяновском портландцементе с добавками ПАА ВеэАос 4045: 1 - без добавки; 2 - 0,05%; 3 - 0,10%; 4 - 0,15%

согласно которой максимальные показатели достигаются при содержании каолина 22-31 % от массы ПЦ. Введение в состав 9, 18, 27 % каолина повышает предел прочности при изгибе ФЦП на 27, 36 и 42 % соответственно. Увеличение содержания добавки каолина более 31 % приводит к снижению прочности. Также получена математическая

зависимость предела прочности при изгибе ФЦП от содержания добавки трепела, которая выражается полиномом третей степени следующего вида:

_ О 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00

Рис. 2. Контракция цементного теста на: а - Вольском портландцементе; б - Ульяновском портландцементе с добавками ПАА ВеэАос 4045: 1 - без добавки; 2 - 0,05%; 3 - 0.10% ; 4 - 0,15%

В ходе экспериментальных исследований отмечено, что введение в состав более 0,10% ПАА затрудняет фильтрационную способность фиброцементной массы при прессовании из за высокой водоудерживающей способности композиции.

Полученные фиброцементный материал оптимального состава имеет показатели: предел прочности при изгибе 25 МПа, средняя плотность 1,6 г/см3, обладают следующими достоинствами: атмосферо- и морозостойкие (Б100-Р150), не воспламеняются и не распространяют огня, ударопрочные (2 кДж/м2), долговечные, экологичные. Могут успешно использоваться в качестве отделочного материала, в том числе в качестве облицовочных панелей при устройстве навесного вентилируемого фасада.

1. Лунин Е.М. Фиброцементные крупноразмерные декоративно-отделочные плиты «МИНЕЛИТ» для облицовки фасадов зданий / Е.М. Лунин, И.М. Баранов // Строительные материалы. 2004. №7. С. 16-17.

2. Цементно-волокнистые изделия с частичной заменой асбеста целлюлозным волокном / Л.С. Григорьева, М.Б. Рабей, О.В. Сулейман др. // Строительные материалы. 1992. № 10. С. 25-26.

3. Францевич И.Н. Композиционные материалы волокнистого строения / И.Н. Францевич, Д.М. Карпинос. Киев : Наукова думка, 1970. 403 с.

4. Изотов В.С. Химические добавки для модификации бетона / В.С. Изотов, Ю.А. Соколова. М.: Палеотип, 2006. 243 с.

Мухаметрахимов Рустем Ханифович -

аспирант, ассистент кафедры «Технология, организация и механизация строительства» Казанского государственного архитектурно-строительного университета

Изотов Владимир Сергеевич -доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология, организация и механизация строительства» Казанского государственного архитектурно-строительного университета

Фибра для бетона. Как сделать монолит еще крепче

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.

9 карточек 16 сент. 2021, 20:00

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.

Применение эфирно-целлюлозных добавок в производстве сухих строительных смесей

Оптимизация составов сухих строительных смесей представляет собой достаточно актуальный вопрос в условиях конкуренции на рынке стройматериалов и строительных услуг. Оптимизация состава преследует цель минимизации затрат на производство сухих смесей и в конечном итоге снижение цен на сухие строительные смеси и пескобетоны, что делает продукт более привлекательным для строителей. Оптимизация состава строительных смесей относится главным образом к подбору минеральных добавок, используемых в производстве смесей.

Одна из популярных сухих смесей советского периода на цементной основе известна как гарцовка, применявшаяся для штукатурки и кирпичной кладки. При этом слой штукатурки мог составлять от 10 до 20 мм. Цемент как основа смеси хорошо работает на сжатие, а применявшийся кварцевый песок хорошо дополняет это свойство. Однако в случаях, когда раствор должен работать в условиях растяжения и изгиба, этот состав не подходит. Кроме того, при использовании гарцовки происходит испарение воды и ее унос из раствора в основу, что препятствует гидратации цемента и образованию цементного камня.

При отверждении строительный раствор, приготовленный на основе сухой смеси с эфирно-целлюлозными добавками, набирает прочность не только на сжатие, но также и на изгиб. При этом целлюлозные добавки могут использоваться в цементно-песчаных сухих смесях в условиях производства цемента. Плиточный клей с целлюлозными добавками обладает высокой прочностью на отрыв около 0,5 МПа, и облицовка стены может начинаться любого места без специальных приспособлений для закрепления плитки. Такой плиточный клей применяется для внутренних отделочных работ в сухих проветриваемых помещениях. Такие добавки вносят также в сухие смеси для выравнивающих штукатурок, стяжек и ячеистого бетона.

Читайте также:

  
• Обшивка сайдингом с утеплением 100 мм
  
• Штукатурка откосов по маякам
  
• Как делают кирпичи для детей
  
• Как рассчитать прочность бетона
  
• Ввод цокольный 108 110