Армирование бетона фиброй: Армирующая фибра для бетона SikaFiber PPM-12 150 г

Содержание

Базальтовая фибра для бетона от производителя

Базальтовая фибра (от лат. fibra — волокно) — короткие отрезки базальтового волокна, предназначенные для объемного дисперсного армирования бетона и других цементных или гипсовых систем в строительстве. В этом применении широко используются другие виды фибры, такие как стальная и полипропиленовая, но многие потребители переходят на базальтовую фибру, так как она имеет ряд преимуществ. 

«Каменный Век» производит широкий ассортимент базальтовой фибры с щелочестойкими замасливателями КВ-02, КВ-13, КВ-42, и мокрую фибру на гидрофильном замасливателе КВ-05/1 для мокрого замеса, для различных применений. 

 

Преимущества

Дисперсное армировнаие цементной матрицы базальтовой фиброй имеет существенные преимущества по сравнению с армированием стальной фиброй: отсутствие коррозии, значительно меньший удельный вес, радиопрозрачность, лучшее сцепление с матрицей, повышение пластичности раствора и предотвращение образования трещин.

Использование базальтовой фибры вместо полипропиленовой позволяет решить следующие проблемы: низкая прочность на растяжение и модуль упругости, большой разброс по свойствам, высокий коэффициент удлинения волокна и низкая температурная стойкость. 

При добавлении базальтовой фибры в цементную смесь в количестве от 1 до 3% (в зависимости от области применения) можно добиться следующих преимуществ:

  • увеличение прочности на изгиб в два раза
  • значительное увеличение прочности на сжатие
  • предотвращение активных усадочных явлений и трещинообразования
  • исключение расслаивания бетонной смеси
  • повышение устойчивости поверхности к истиранию (до 60%)
  • повышение ударной прочности полов в 3-5 раз
  • уменьшение защитного слоя арматуры
  • улучшение сцепления штукатурного раствора с основанием
  • повышение морозостойкости

 

Области применения и рекомендации по расходу и типу базальтовой фибры

Стяжка пола в гражданском строительстве: 1% от массы цемента при В/Ц 0,45, фибра 17-19 мкм, 15,9 мм;

Устройство промышленных полов по грунту совместно с арматурой: 2% от массы цемента, фибра 17-19 мкм, 25,4 мм;

Штукатурные растворы: 0,6% от вяжущего по массе, фибра 17 мкм, 12,7 мм;

Устройство фундаментов: до 3% от массы цемента, фибра 17-19 мкм, 25,4 мм;

Изготовление тротуарной плитки или брусчатки: 1,5% от массы цемента;

Изготовление ячеистых бетонов: до 1,5% от массы цемента, фибра 17 мкм, 15,9 мм.

 

Техническая информация

Тип замасливателя Сухое/Мокрое волокно Особенность волокна и области применения Technical Data Sheet (TDS) Safety Data Sheet (SDS)
KВ-02 Сухое

— Волокно с повышенной щелочестойкостью

— Производство фиброцементных плит

— Армирование бетона

TDS SDS
КВ-05/1 Мокрое

— Гидрофильное волокно с содержанием влаги до 10%

— Снижение трещинообразования при стяжке пола

TDS SDS
КВ-13 Сухое

— Волокно с повышенной щелочестойкостью

— Производство фиброцементных плит

— Армирование бетона

TDS SDS
КВ-42 Сухое

— Волокно с повышенной щелочестойкостью

— Производство фиброцементных плит

— Армирование бетона

TDS SDS

 

 

Получить дополнительную информацию о различных видах базальтовой фибры, а также приобрести ее по выгодной цене в Москве и регионах, вы можете, обратившись в отдел продаж компании «Каменный Век».

 

 

 

Фибробетоны. Армирование бетона фиброй.

Применение фибры для устройства бетонного основания.

Применение фибробетона вызвано прежде всего стремлением упростить и ускорить технологический процесс бетонирования. Наиболее широкое применение фибробетон нашел в строительстве промышленных бетонных полов на грунтовом основании и в устройстве тонких бетонных стяжек. Название «фибробетон» этот строительный материал получил в связи с применением в составе бетонной смеси металлической или полимерной фибры (возможно одновременное применение обоих видов фибры).

Металлическая фибра для бетона.

Металлическая фибра, как правило, представляет собой кусочки металлической проволоки диаметром 0,8-1,2 мм и длиной от 45мм до 80 мм с загибами по концам (реже выпускается в форме волнистой стальной ленты той же длины и толщины). Задача стальной фибры в бетоне воспринимать нагрузку на растяжение от воздействия эксплуатационных нагрузок, заменив тем самым традиционную ребристую стальную арматуру в прутках. Применение стальной фибры позволяет экономить на арматурных работах и позволяет доставлять бетон на карту бетонирования непосредственно в миксерах, без использования бетононасосов. Норма внесения стальной фибры в бетон и её марка определяется на основании проектных расчетов и лежит в пределах от 20 кг/м3 до 50 кг/м3 бетона. Внесение стальной фибры в бетон лучше всего осуществлять непосредственно в процессе замешивания на бетонном заводе. Это позволяет получить наиболее равномерное распределение фибры в объеме бетонной смеси, а соответственно, получить бетонный промышленный пол с равномерными прочностными характеристиками. Возможно осуществить внесение фибры и непосредственно на объекте в бочку бетонного миксера и дав время (порядка 10 минут на максимальных оборотах) миксеру на перемешивание внесенной фибры с бетоном, но этот метод не гарантирует полностью равномерного распределения стальной фибры в объеме бетона. Кстати, именно отсутствие 100% гарантии равномерности распределения стальной фибры (а следовательно и заданных прочностных парамеров в любой точке бетонного пола), является причиной того, что фибробетон не применяют в ответственных несущих железобетонных конструкциях. Кроме этого, к недостаткам фибробетона можно отнести то, что уже при норме внесения 30 кг/ м3 такую смесь очень тяжело прокачивать через бетоноводы бетононасосов, а если содержание фибры в бетоне еще выше (а длина бетоновода требуется более 50 м.п.) то задача прокачки фибробетона становится вовсе не выполнимой. Еще одним препятствием применению фибробетона могут стать проблемы, возникающие в процессе затирки бетонной поверхности промышленного пола (особенно с применением топпинга). Дело в том, что при определенных условиях (неправильно выдержанный гранулометрический состав и водоцементное отношение в бетоне, неравномерное распределение фибры и т.п.) стальная фибра всплывает на поверхность бетонного пола и при обработке вращающимися лопастями бетоноотделочных машин оставляет на финишной поверхности промышленного пола неприемлемые дефекты (торчит острыми иглами из поверхности или образует кратерообразные углубления).

Полимерная (полипропиленовая) фибра для бетонных полов.

Полимерная фибра представляет из себя короткие, длиной 8-16 мм полипропиленовые, стекловолокнистые или базальтовые нити. Она дополнительно воспринимает на себя напряжения, возникающие в бетоне в результате воздействия эксплуатационных нагрузок (повышает прочность бетона на растяжение при изгибе) и служит для предотвращения появления в бетоне усадочных трещин на начальной стадии гидратации цемента (схватывания). Норма ее внесения лежит в пределах 0,8-2.0 кг/м3, а способы внесения аналогичны способам внесения металлической фибры. Наиболее широкое применение нашла в тонких бетонных или цементно-песчаных стяжках.

Применение базальтовой фибры для армирования бетона будет расти на 7,4% в год с 2018 по 2025 годы

Расширение использования базальтовой фибры для армирования бетона обусловлено такими её свойствами, как радиопрозрачность и виброгашение.

Новый отчёт, представленный компанией Research and Markets, содержит данные об исследовании глобального рынка фибробетона и основанные на них прогнозы на период 2019 — 2025 гг. Сведения о размере рынка сегментированы на анализ секторов и трендов по армирующим волокнам (базальтовое волокно, стальное, полиэтиленовое и полипропиленовое), сферам применения (инфраструктура, жилое и коммерческое, промышленное строительство).

Эксперты ожидают, что в ближайшие годы рост спроса на лёгкие и устойчивые к коррозии материалы со стороны строительной промышленности будет стимулировать рост рынка.

Прогнозируется, что к 2025 году объём мирового рынка армирующих волокон для фибробетона достигнет $3,21 млрд., а среднегодовая скорость роста в прогнозируемый период составит 5,8%.

Дисперсное армирование бетона фиброй повышает его прочность, предупреждает растрескивание и крошение. Кроме того, повышается износостойкость бетона. Перечисленные преимущества увеличивают интерес к фибробетону для создания конструкций, подвергающихся большим нагрузкам: взлётно-посадочные полосы, складские помещения.

Расширение применения высокопрочного бетона окажет позитивное влияние на рынок фибробетона. Замена стальной фибры на более лёгкие волокна для снижения общего веса конструкции также внесёт коррективы в объёмы продаж в ближайшие годы.

Участники рынка активно участвуют в исследованиях и разработках, касающихся производства волокон для армирования. В ответ на запросы конечных потребителей они уделяют большое внимание усовершенствованию армирующих волокон, варьируя размеры и свойства. Тем не менее, колебания цен на сырьё должны вызывать серьезную обеспокоенность у производителей в течение прогнозируемого периода.

Ключевые выводы из отчёта:

  • В 2017 году на долю стальной фибры приходилось 41,3% рынка в натуральном выражении, что обусловлено ростом необходимости замены традиционного железобетона в подверженных трещинам конструкциях, таких как каналы, плотины и резервуары для хранения воды.
  • Ожидается, что сегмент базальтовой фибры для армирования бетона будет расти со среднегодовой скоростью 7,4% с 2018 по 2025 год из-за ряда свойств продукта, например, радиопрозрачности и высокой способности к виброгашению.
  • По прогнозам, потребление фибробетона в инфраструктурном строительстве в период с 2018 по 2025 год увеличится на 5,9% в доходном выражении.
  • Азиатско-Тихоокеанский регион обеспечил 33,8% мировой выручки в 2017 году благодаря крупным государственным инвестициям в железные дороги, автострады и расширение дорожной инфраструктуры, а также жилищного строительства.
  • Крупные игроки на рынке фибробетона настроены на интеграцию с целью получения доступа к производству исходных материалов, включая синтетические материалы и волокна, и добиться конкурентного преимущества на рынке.

Для понимания результатов применения базальтовой фибры для армирования бетона предлагаем ознакомиться с экспериментальными исследованиями конструкций из базальтового фибробетона на сжатие, раскалывание и изгиб.

Использование

ИспользованиеВыберите рубрикуАвтомобилестроение и транспортАгротехникаИ ещё…ИсследованияИсторииМорскаяНаучные исследованияПресс-релизыРешенияРыночные исследованияСамолётостроение и космосСобытияСпорт и отдыхСтроительство и инфраструктураТрубы и ёмкостиЭнергетика

Армирование промышленных полов фиброй, расценки на армирование полов в Минске

Армирование промышленных полов фиброй, расценки на армирование полов в Минске

Фибра стальная анкерная

  • Сегодня в практике строительства для улучшения прочностных характеристик бетона все чаще применяется сталефибробетон – бетонная смесь, армированная стальными волокнами.

Стальная фибра представляет собой тонкое металлическое волокно (50 мм. х 1 мм), при добавлении которого в бетон на 5-15% процентов улучшаются его прочностные характеристики. Равномерно распределяясь в бетонной смеси, фибра создает трехмерную силовую структуру, в результате чего значительно повышается прочность бетонного состава.

  • Применение фибры достаточно широко:
    — промышленные полы;
    — подвесные панели;
    — стены в подвалах;
    — фундаменты;
    — бесшовные полы;
    — опорные панели;
    — сборные конструкции.
  • Преимущества использования стальной анкерной фибры:
    — высокое сопротивление конструкции статическим и динамическим нагрузкам, высокая трещиностойкость и износоустойчивость;
    — увеличение вибрационной стойкости бетона, так как вибрации, распространяясь по арматурной сетке, способствуют его разрушению;
    — использование стальной фибры позволяет повысить механизацию производства, дает возможности применения высокопроизводительных приемов формования армированных конструкций и использования более эффективных конструктивных решений.
    Эффективность применения стальной фибры вместо стержневой арматуры обеспечивает:
    — увеличение модуля упругости до 15%;
    — повышение прочности при осевом растяжении — до 65%, при сжатии — до 25%, при изгибе — в 2,5 раза;
    — увеличение периода эксплуатации за счет повышения износостойкости, трещиностойкости, коррозионной стойкости;
    — суммарный экономический эффект применения фибры в процессе устройства бетонных конструкций составляет до 24% в сравнении с традиционным армированием сетками.
  • При расчете содержания фибры в теле бетона необходимо отталкиваться от предполагаемого целевого использования материала и условий будущей эксплуатации, что позволит гарантировать получение оптимальной структуры композиционных материалов с заранее заданными свойствами.
    Возможный объем фибры в смеси варьируется в пределах:
    — 20-40 кг/куб.м для промышленных полов;
    — 25-50 кг/куб.м для конструкций жилых зданий;
    — 40-120 кг/куб.м для внешних конструкций без защитного покрытия;
    — 50-100 кг/куб. м. для транспортных конструкций.

Рекомендации по применению фибра анкерная БМЗ
Рекомендации по применению фибра Hareх
Информация о реализованных проектах ООО»Вестимпэкс»с применением фибробетона

Разработка и продвижение сайта — Lighthouse Media

Классификация фиброволокон — Новые_технологии_BB-LOCK

          Искусственные волокна делятся на: полимерные, смешанные и минеральные. Ниже рассмотрим  сферу  применения  различных видов фиброволокна.

         Армирование  фибрами (волокнами), равномерно распределенными в теле конструкции обеспечивает 3D эффект  и  позволяет кардинально менять свойства бетонных и других  конструктивных элементов.  Тем самым, обеспечивает высокую трещиностойкость конструкции,  увеличивая сопротивление таким видам нагрузок как динамические и ударные,  необходимый запас прочности, и сохраняет целостность изделия, даже после образования сквозных трещин, повышает абразивный износ, предотвращает поверхностное отслаивание и проч. Кроме того, использование  фибры   позволяет получить  тонкослойные конструкции с отличными технологическими и эксплуатационными свойствами.

            Использование армирующих  волокон значительно повышает  физико-механические, деформативные и эксплуатационные свойства зданий и   сооружений. В растворах  и бетонах, набравших первоначальную прочность после укладки в дело, использование фиброволокона  значительно повышает предел прочности при растяжении и срез, ударную и усталостную прочность, снижает усадочные деформации, предотвращает трещинообразование, увеличивает эластичность, сопротивление удару и истиранию, повышает морозостойкость, понижает водопроницаемость.

Все используемые в настоящее  время   волокна можно разделить на две основные группы – природного происхождения и искусственные.  Органические волокна очень давно используются для армирования  строительных конструкций и материалов. Изначально, это были волокна растительного происхождения: листья пальмы, кенаф, джут, пенька, сизаль, высушенная солома,   и проч.

       Группа минеральных   в основном состоит из волокон,  природных  волокнистых  минералов:  хризотил-асбестовые, волластонитовые, базальтовые, серпентино-магнезитовые. Хризотил-асбест  успешно используется для  армирования  цементных растворов, бетонов и  в асбестоцементных конструкциях. Сам  хризотил-асбест – это минерал кристаллический с волокнистым строением. Хризотил-асбест достаточно эластичен и имеет отличные показатели прочности на разрыв. Одну большую группу, популярную в последнее время,  представляют минеральные  природные волокна на основе базальтовых экструдивных магматических горных пород.

         Важно, что искусственная полипропиленовая и стеклянная фибра по своим характеристикам значительно  уступают базальтовой фибре. С началом производства базальтового фиброволокна, недоверие к подобному армированию постепенно уходит. Даже небольшое количество  базальтового волокна  очень сильно увеличивает сопротивление цементного изделия нагрузкам на изгиб. При этом значительно увеличивается долговечность конструкции, снижаются возможность возникновения усадочных деформаций, уменьшается возможность  образования трещин, имеющих место быть вследствие механических воздействий или усадочных деформаций при заливке растворов, стяжек или при работе в опалубке,  сильно повышается ударная вязкость, возрастает морозостойкость конструкции, увеличивается огнестойкость изделия. Применение этих волокон позволяет снизить трудоемкость по армированию изделий. При использование волокон, значительно уплотняется поверхность бетонной конструкции, что сильно понижает водопроницаемость верхних слоев бетона (примерно в  8-10 раз).  Применение базальтового фиброволокна  в строительных конструкциях очень эффективно в использовании  в регионах с высокой сейсмической  активностью. Бетон с применением базальтовой фибры, нашел  широкое  применение  в гидротехнических сооружениях, в мостостроении и метрополитенах, где  важным фактором является, высокая устойчивость к проникновению солей используемых для анти обледенения. Базальтовое волокно также устойчиво ко всем щелочам  и большому  количеству химических соединений, имеющих место быть  в промышленном производстве.

         Также волокно  значительно  уменьшает конечную массу строительных  изделий,  за счет уменьшения сечения при неизменных прочностных показателях. Это является  дополнительным положительным моментом в пользу армирования цемент содержащих конструкций, различных видов бетонов: бетонных и железобетонных конструкций, пенобетонов, рядовых бетонов, полистиролбетона, растворов различного назначения. С использованием волокон значительно упрощается строительство в слабых грунтах.

       В  группу    искусственного фиброволокона  входит:   металлическая фибра, стеклянная, борная, углеродная, полимерная, синтетическая волластонитовая и смешанная. Металлическая фибра  подразделяется на стальную и алюминиевую. Стальная фибра  производится из проволоки правильных размеров,  специально отштампованной, а также фрезерной  и токарной.

      Стальные волокна очень специфичны в применении. Они не применяются в обычных бетонных плитах, покрытиях дорог  и стяжках пола. Эти волокна используются в бетонах в том случае, когда есть повышенные требования к   прочности на ударные нагрузки. Стальная фибра так же решает вопросы по снижению растрескивания  бетонной конструкции  при усадочных деформациях, однако эти волокна использовать экономически не целесообразно для этих целей. Стальная фибра выпускается различных размеров и конфигурации.

         Стеклянная фибра чаще всего имеет диаметр несколько десятков микрометров и длину от  20 до 40 мм. Волокно так же имеет  высокий показатель  прочности на растяжение. У стекловолокна есть параметр быстрого разрушения под действием щелочной среды цементного составляющего. Исходя из этого, необходимо применять  вяжущие вещества  или производить дополнительные мероприятия, для предохранения возможного разрушения стеклянных волокон в бетонной среде от коррозии. Эти волокна  обладают так же очень высоким модулем упругости, который обеспечивает  снижение растяжений конструкций  и увеличивают  трещиностойкость.

      Значительную долю применения в наши дни нашел текстиль-бетон, при производстве которого в  качестве основного армирования  для бетонных изделий используют сетки, ткани различных видов, маты, изготовленных из  устойчивого щелочной среде стеклянного волокна. Чаще всего для армирования бетона  используется совокупность материалов: стекловолокнистый сетки или маты с фиброй из стекловолокна. В таком сочетании материалов  получается – стеклофибробетон или текстильбетон, в зависимости от используемых материалов.

     Огромное применение в армировании получили полимерные волокна: полипропиленовые, полиэтиленовые, полиолефиновые, акрилонитрильные, капроновые, нейлоновые, полиамидные, полиэстеровые и прочие.

         В сухих смесях  нашли применение    полипропиленовые, целлюлозные и акриловые волокна, которые создают 3D армирование растворов и бетонов.    Волокна средней длиной  20-7500 мкм часто используются при производстве сухих строительных смесей в качестве армирующей составляющей. Тем сам, решая следующие задачи: компенсации недостатков фракционного состава; уменьшение усадочных деформаций,  увеличение типсотропных свойств и фиксирующей способности,  увеличения  трещиностойкости конструкций,  увеличения деформационной способности цементного камня; увеличение параметров морозостойкости и ударной вязкости готового изделия. В отличие от полипропиленовых, целлюлозные волокна значительно повышают водопоглощение и снижают прочностные характеристики сцепления готового покрытия с основанием.

      Волокна очень быстро и легко смешиваются в смесителях любого типа. Полипропиленовые фиброволокна имеют отличную устойчивость к щелочным средам, что является идеальным  условием для широкого использования материала  в растворных  и бетонных смесях. Средний расход фиброволокна составляет 0,6 кг  до 3  кг на 1м3. Данное армирование может значительно уменьшить  возможность образования усадочных деформаций помогает  оптимизировать  эффект  от термического растрескивания конструкций. В действительности,  нельзя утверждать, что полимерные материалы могут полностью заменить сталь при армировании  бетонов. В каждом отдельном случае армирование необходимо подбирать, производя сравнительную оценку, и выбирать наиболее подходящее решение,  учитывая  технические и финансовые  моменты производимых работ.

           Одним из наиболее востребованных видов фиброволокна  стала полимерная фибра, армированная графитом или графито-полимерные добавки. Прочность такого волокна сравнима со стальными волокнами. Такие материалы имеют низкую плотность и не подвержены коррозийным воздействиям. В настоящее время  чаще всего применяются  смешанные типы волокон, состоящие из различных сочетаний армирующего компонента: боро-пластиковые, волластонито-силановые, базальто-стальные, стекло-пластиковые,  углеродо-пластиковые, полимеро-стальные, что определяют, прежде всего, их назначением и областью  использования.

        В общем, применение дисперсного армирования повышает физико-механические и эксплуатационные свойства строительных конструкций. Определяя те или иные  волокна, подбирая их соотношение  можно отрегулировать  конечные свойства  изделия, повышая все вышеперечисленные параметры, тем самым увеличивая срок службы и конечные характеристики материалов.

 

Бетон, армированный фиброй – типы, свойства и преимущества

🕑 Время прочтения: 1 минута

Бетон, армированный фиброй, можно определить как композитный материал, состоящий из смесей цемента, раствора или бетона и прерывистых, дискретных, равномерно диспергированных подходящих волокон. Фибробетон бывает разных типов и свойств со многими преимуществами. Непрерывные сетки, тканые ткани и длинные проволоки или стержни не считаются дискретными волокнами.
Волокно – это небольшой кусок армирующего материала, обладающий определенными характерными свойствами.Они могут быть круглыми или плоскими. Волокно часто описывается удобным параметром, называемым «соотношение сторон». Соотношение сторон волокна – это отношение его длины к диаметру. Типичное соотношение сторон колеблется от 30 до 150.
Фибробетон (FRC) представляет собой бетон, содержащий волокнистый материал, который повышает его структурную целостность. Он содержит короткие дискретные волокна, равномерно распределенные и беспорядочно ориентированные. Волокна включают стальные волокна, стеклянные волокна, синтетические волокна и натуральные волокна.Внутри этих различных волокон характер фибробетона меняется в зависимости от бетона, волокнистых материалов, геометрии, распределения, ориентации и плотности.
Армирование волокном в основном используется в торкрет-бетоне, но также может использоваться и в обычном бетоне. Обычный бетон, армированный волокном, в основном используется для настила полов и тротуаров, но его можно рассматривать для широкого спектра строительных деталей (балки, плоскогубцы, фундаменты и т. д.) как отдельно, так и с арматурой, связанной вручную.
Бетон, армированный волокнами (которые обычно представляют собой стальные, стеклянные или «пластиковые» волокна), дешевле, чем арматура, связанная вручную, при этом прочность на растяжение во много раз выше.Важны форма, размер и длина волокна. Тонкое и короткое волокно, например, короткое стекловолокно в форме волоса, будет эффективным только в первые часы после заливки бетона (уменьшает растрескивание во время застывания бетона), но не повысит прочность бетона на растяжение.

Влияние волокон на бетон

Волокна обычно используются в бетоне для предотвращения растрескивания при пластической усадке и растрескивании при усадке при высыхании. Они также снижают проницаемость бетона и, таким образом, уменьшают просачивание воды. Некоторые типы волокон обеспечивают большую ударопрочность, стойкость к истиранию и разрушению бетона. Как правило, волокна не повышают прочность бетона на изгиб, поэтому они не могут заменить армирование, устойчивое к моменту, или арматуру из конструкционной стали. Некоторые волокна снижают прочность бетона.
Количество волокон, добавляемых в бетонную смесь, измеряется в процентах от общего объема композита (бетон и волокна), называемого объемной долей (V f ). V f обычно составляет от 0,1 до 3%.Соотношение размеров (l/d) рассчитывается путем деления длины волокна (l) на его диаметр (d). Волокна с некруглым поперечным сечением используют эквивалентный диаметр для расчета коэффициента удлинения.
Если модуль упругости волокна выше, чем у матрицы (бетона или вяжущего раствора), они помогают нести нагрузку за счет увеличения прочности материала на растяжение. Увеличение соотношения размеров волокна обычно сегментирует прочность на изгиб и ударную вязкость матрицы. Однако слишком длинные волокна имеют тенденцию «комкаться» в смеси и создавать проблемы с удобоукладываемостью. Некоторые недавние исследования показали, что использование волокон в бетоне оказывает ограниченное влияние на ударопрочность бетонных материалов. Это открытие очень важно, так как традиционно считается, что пластичность увеличивается, когда бетон армирован волокнами. Результаты также показали, что микроволокна обладают лучшей ударопрочностью по сравнению с более длинными волокнами.

Необходимость фибробетона

  1. Повышает прочность бетона на растяжение.
  2. Уменьшает воздушные и водяные пустоты, присущую гелю пористость.
  3. Повышает прочность бетона.
  4. Волокна, такие как графит и стекло, обладают отличной устойчивостью к ползучести, чего нельзя сказать о большинстве смол. Таким образом, ориентация и объем волокон оказывают значительное влияние на характеристики ползучести арматурных стержней/напрягающих элементов .
  5. Железобетон сам по себе представляет собой композитный материал, в котором арматура выступает в качестве усиливающего волокна, а бетон — в качестве матрицы. Поэтому крайне важно, чтобы поведение двух материалов при термических напряжениях было одинаковым, чтобы свести к минимуму дифференциальные деформации бетона и арматуры.
  6. Было признано, что добавление в бетон мелких, близко расположенных и равномерно распределенных волокон будет действовать как гаситель трещин и существенно улучшит его статические и динамические свойства.

Факторы, влияющие на свойства фибробетона

Бетон, армированный фиброй, представляет собой композитный материал, содержащий волокна в цементной матрице в упорядоченном или случайном порядке.Его свойства, очевидно, будут зависеть от эффективной передачи напряжения между матрицей и волокнами. Факторы кратко обсуждаются ниже:

1. Относительная жесткость волоконной матрицы

Модуль упругости матрицы должен быть намного ниже модуля упругости волокна для эффективной передачи напряжения. Таким образом, волокна с низким модулем упругости, такие как найлоны и полипропилены, вряд ли дадут улучшение прочности, но помогут в поглощении большой энергии и, следовательно, придадут большую степень ударной вязкости и сопротивления приданию. Высокомодульные волокна, такие как сталь, стекло и углерод, придают композиту прочность и жесткость.
Межфазная связь между матрицей и волокном также определяет эффективность передачи напряжения от матрицы к волокну. Хорошая связь необходима для повышения прочности композита на растяжение.

2. Объем волокон

Прочность композита во многом зависит от количества используемых в нем волокон. На рис. 1 и 2 показано влияние объема на ударную вязкость и прочность.Из рис. 1 видно, что с увеличением объема волокон примерно линейно увеличиваются прочность на растяжение и ударная вязкость композита. Использование более высокого процентного содержания волокна, вероятно, вызовет расслоение и жесткость бетона и раствора.

Рис. 1: Влияние объема волокон на изгиб

Рис. 2: Влияние объема волокон при растяжении

3. Соотношение сторон волокна

Еще одним важным фактором, влияющим на свойства и поведение композита, является соотношение сторон волокна. Сообщалось, что до коэффициента удлинения 75 увеличение коэффициента удлинения линейно увеличивает предел прочности бетона. После 75 относительная сила и выносливость снижаются. В таблице 1 показано влияние соотношения сторон на прочность и ударную вязкость.
Таблица 1: Соотношение сторон волокна

Тип бетона Соотношение сторон Относительная прочность Относительная ударная вязкость
Гладкий бетон 0 1 1
С 25 1.5 2,0
Случайно 50 1,6 8,0
Дисперсные волокна 75 1,7 10,5
100 1,5 8,5

4. Ориентация волокон

Одно из различий между обычным армированием и волокнистым армированием заключается в том, что в обычном армировании стержни ориентированы в желаемом направлении, а волокна ориентированы случайным образом.Чтобы увидеть эффект хаотичности, были испытаны образцы строительного раствора, армированные 0,5% объема волокон. В одном наборе образцов волокна были выровнены в направлении нагрузки, в другом — в направлении, перпендикулярном направлению нагрузки, а в третьем — хаотично.
Было замечено, что волокна, выровненные параллельно приложенной нагрузке, обладают большей прочностью на растяжение и ударной вязкостью, чем случайно распределенные или перпендикулярные волокна.

5. Удобоукладываемость и уплотнение бетона

Включение стальной фибры значительно снижает обрабатываемость.Такая ситуация отрицательно сказывается на закреплении свежей смеси. Даже продолжительная внешняя вибрация не уплотняет бетон. Объем волокна, при котором достигается эта ситуация, зависит от длины и диаметра волокна.
Еще одним последствием плохой удобоукладываемости является неравномерное распределение волокон. Как правило, удобоукладываемость и стандарт уплотнения смеси улучшаются за счет увеличения водоцементного отношения или использования каких-либо добавок, снижающих содержание воды.

6. Размер крупного заполнителя

Максимальный размер крупного заполнителя должен быть ограничен 10 мм, чтобы избежать заметного снижения прочности композита.Волокна также действуют как заполнитель. Хотя они имеют простую геометрию, их влияние на свойства свежего бетона сложное. Межчастичное трение между волокнами и между волокнами и агрегатами определяет ориентацию и распределение волокон и, следовательно, свойства композита. Снижающие трение добавки и добавки, улучшающие когезивность смеси, могут значительно улучшить смесь.

7. Смешивание

Смешивание фибробетона требует тщательного соблюдения условий, чтобы избежать комкования волокон, расслоения и, как правило, трудностей с однородным смешиванием материалов. Увеличение соотношения сторон, объемного процента, размера и количества крупного заполнителя усиливает трудности и склонность к комкованию. Содержание стальной фибры более 2% по объему и соотношение сторон более 100 затрудняют смешивание.
Важно, чтобы волокна были равномерно распределены по всей смеси; это можно сделать путем добавления волокон перед добавлением воды. При смешивании в лабораторном смесителе введение волокон через корзину из проволочной сетки способствует равномерному распределению волокон.Для использования в полевых условиях должны быть приняты другие подходящие методы.

Различные типы фибробетона

Ниже приведены различные типы волокон, обычно используемые в строительной отрасли.

  1. Бетон, армированный стальным волокном
  2. Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)
  3. Армированный стекловолокном бетон
  4. Асбестовые волокна
  5. Углеродное волокно
  6. Органические волокна

1. Бетон, армированный стальным волокном

В качестве армирования доступно несколько типов стальной фибры. Круглое стальное волокно, обычно используемый тип, производится путем разрезания круглой проволоки на короткую длину. Типичный диаметр находится в диапазоне от 0,25 до 0,75 мм. Стальные волокна, имеющие прямоугольное поперечное сечение, получают путем просеивания листов толщиной около 0,25 мм.
Волокно из тянутой проволоки из мягкой стали. В соответствии с IS:280-1976 с диаметром проволоки от 0,3 до 0,5 мм практически применялись в Индии.Круглые стальные волокна производятся путем резки или рубки проволоки, плоские листовые волокна, имеющие типичное c/s в диапазоне толщины от 0,15 до 0,41 мм и ширины от 0,25 до 0,90 мм, производятся путем просеивания плоских листов.
Выпускаются также деформированные волокна, неплотно связанные водорастворимым клеем в виде жгута. Поскольку отдельные волокна имеют тенденцию группироваться вместе, их равномерное распределение в матрице часто затруднено. Этого можно избежать, добавляя пучки волокон, которые разделяются в процессе смешивания. Читайте также:
Области применения железобетона
Приготовление и применение железобетонной смеси, армированной стальной фиброй

2. Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR)

Полипропилен является одним из самых дешевых и широко доступных полимеров. Полипропиленовые волокна устойчивы к большинству химических веществ и представляют собой цементирующую матрицу, которая в первую очередь разрушается при агрессивном химическом воздействии. Его температура плавления высока (около 165 градусов по Цельсию).Так что рабочая темп. As (100 градусов по Цельсию) может выдерживаться в течение коротких периодов времени без ущерба для свойств волокна.
Полипропиленовые волокна, будучи гидрофобными, легко смешиваются, так как им не требуется длительный контакт во время смешивания, а нужно лишь равномерно размять их в смеси.
Полипропиленовые короткие волокна в небольших объемных долях от 0,5 до 15, коммерчески используемые в бетоне.

Рис. 3: Цементный раствор и бетон, армированный полипропиленовым волокном

3. Стеклопластик — Бетон, армированный стекловолокном

Стекловолокно состоит из 200-400 отдельных нитей, которые слегка связаны между собой, образуя основу.Эти подставки можно нарезать на кусочки разной длины или объединить в тканевые коврики или ленты. Используя обычные методы смешивания обычного бетона, невозможно смешать более 2% (по объему) волокон длиной 25 мм.
Основное применение стекловолокна заключалось в армировании цементных или растворных матриц, используемых при производстве тонколистовых изделий. Обычно используемыми истинами стекловолокна являются электронное стекло. В армированном пластике и AR-стекле E-стекло имеет недостаточную устойчивость к щелочам, присутствующим в портландцементе, в то время как AR-стекло имеет улучшенные щелочестойкие характеристики. Иногда в смеси также добавляют полимеры для улучшения некоторых физических свойств, таких как движение влаги.

Рис. 4: Бетон, армированный стекловолокном

4. Асбестовые волокна

Доступное в природе недорогое минеральное волокно, асбест, было успешно объединено с портландцементной пастой для получения широко используемого продукта, называемого асбестоцементом. Асбестовые волокна обладают термомеханической и химической стойкостью, что делает их пригодными для изготовления листовых труб, черепицы и гофрированных кровельных элементов.Асбестоцементная плита примерно в два-четыре раза больше, чем неармированная матрица. Однако из-за относительно небольшой длины (10 мм) волокна обладают низкой ударной вязкостью.

Рис. 5: Асбестовое волокно

5. Углеродное волокно

Углеродное волокно из самого последнего и, вероятно, наиболее впечатляющего дополнения к ассортименту волокна, доступного для коммерческого использования. Углеродное волокно обладает очень высоким модулем упругости и прочностью на изгиб. Эти экспансивные.Было обнаружено, что их характеристики прочности и жесткости превосходят даже характеристики стали. Но они более уязвимы к повреждениям, чем даже стекловолокно, и поэтому обычно обрабатываются безотказным покрытием.

Рис. 6: Углеродное волокно

Читайте также: Бетон, армированный стекловолокном (GFRC) – свойства и применение в строительных работах

6. Органические волокна

Органическое волокно, такое как полипропилен или натуральное волокно, может быть химически более инертным, чем стальное или стекловолокно.Они и дешевле, особенно если натуральные. Для получения композита многократного крекинга можно использовать большой объем растительного волокна. Проблема смешивания и равномерного диспергирования может быть решена путем добавления суперпластификатора.

Рис. 7: Органическое волокно

Подробнее:
Факторы, влияющие на долговечность фибробетона (FRC)
Бетон, армированный волокном, в дорожном покрытии

Обзор армированного волокном бетона

ЧТО ТАКОЕ ФИБРОБЕТОН И ПОЧЕМУ ОН ПОЛЕЗЕН?

Поставщики товарного бетона обсуждают преимущества использования фибробетона

Мы и раньше слышали о армировании бетона материалами, но для чего это нужно? Это что-то, что мы недавно разработали, или оно существует уже давно?

Проще говоря, этот процесс укрепляет бетон, обеспечивая целостность и безопасность конструкции — в основном то, что удерживает небоскребы от падения.

Чтобы узнать больше о фибробетоне, ознакомьтесь с его назначением, типами, применением и многочисленными преимуществами.

Подробнее: Проблема с железобетоном

ЧТО ТАКОЕ ФИБРОБЕТОН?

Бетон, армированный волокнами (FRC) — это бетон, в который добавлены волокнистые материалы для повышения прочности и структурной целостности бетона. FRC имеет маленькие, короткие и незаметные волокна, которые ориентированы случайным образом, но равномерно распределены по всему бетону.

Волокна могут быть круглыми или плоскими и часто составляют от одного до трех процентов от общего объема бетонной смеси.

Обычные волокна, используемые в железобетоне, включают стальные, стеклянные, синтетические и натуральные волокна.

ПОЧЕМУ ЭТО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ?

Сам по себе бетон не обладает прочностью на растяжение и склонен к растрескиванию. Но бетон, армированный волокнами, может улучшить прочность на растяжение и контролировать растрескивание бетонных конструкций, которое часто вызывается пластической усадкой и усадкой при высыхании.

Волокна в бетоне также могут снижать проницаемость бетона, что ограничивает количество просачивающейся воды, дополнительно уменьшая усадочное растрескивание во время отверждения.

Некоторые типы волокон также используются для придания бетону большей стойкости к истиранию, ударам и разрушению.

Бетон, армированный волокнами, часто используется для:

  • Применение на уровне земли, например, тротуары и полы зданий
  • Подвальные фундаменты
  • Строительные колонны
  • Опорные балки
  • Мосты
  • Усыпальницы
  • Автодороги
  • Черепица и черепица
  • Набрызг-бетон, например бассейны, бассейны, сельскохозяйственные водотоки и каменные стены
  • Дренажные трубы
  • Септики
  • Канализационные системы
  • Сборные и готовые формы, такие как композитные настилы и тонкие цементные листы и панели
  • Хранилища и сейфы

ТИПЫ ВОЛОКНО, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В БЕТОНЕ

Вот некоторые из наиболее распространенных волокон, используемых в железобетоне:

Сталь

Сталь

является одним из наиболее часто используемых материалов для фибробетона. Круглые стальные волокна изготавливаются путем разрезания круглой проволоки на короткие отрезки. А плоские прямоугольные стальные волокна создаются путем просеивания стальных листов.

Стальные волокна повышают прочность бетонных смесей за счет распределения локализованных напряжений. Армирование стальным волокном также уменьшает количество необходимой конструкционной стали, такой как арматура и сетка. Он также может уменьшить повреждения от замерзания и растрескивания, вызванные пластиковой усадкой, при одновременном повышении ударопрочности.

Полипропилен (ПФР)

В бетоне

, армированном полипропиленовым волокном (PRF), используется дешевый и широко доступный полипропиленовый полимер.Полипропиленовые волокна устойчивы к большинству химических веществ и имеют высокую температуру плавления 165˚C. Таким образом, он может выдерживать рабочую температуру 100˚C в течение коротких периодов времени.

Поскольку эти волокна являются гидрофобными, их можно легко смешивать и равномерно распределять в бетоне без образования комков.

Стекло GFRC

Бетон, армированный стекловолокном (GFRC), является еще одним распространенным типом. Чаще всего используется при производстве изделий из тонколистового бетона.

Асбест

Минеральные волокна асбеста естественно доступны и недороги.Асбестовые волокна термически и химически стойкие, поэтому подходят для листовых изделий, труб, черепицы, гофрированных кровельных элементов. Но поскольку существует риск для здоровья, связанный с асбестом, поставщики бетона в наши дни используют более безопасные материалы.

Углерод

Углеродные волокна обладают высокой эластичностью и прочностью на изгиб, при этом их прочность сравнима или даже превосходит стальные волокна. Но углеродные волокна более уязвимы к повреждениям, чем даже стекловолокна, поэтому их необходимо обрабатывать смоляным покрытием.

Органический

Натуральные волокна, такие как растительные волокна, дешевле, чем другие типы волокон. Однако для предотвращения растрескивания часто требуется большой объем натуральных волокон. А натуральные волокна, как правило, труднее смешивать и равномерно распределять по бетону. Таким образом, может потребоваться суперпластификатор, чтобы избежать проблем со смешиванием и обеспечить равномерное распределение волокон.

Пластик

Пластиковые волокна относительно новы в мире армирования бетона.Но эти волокна дают возможность перерабатывать изобилие пластика в мире для получения более экологически чистого железобетона.

Нейлон

Нейлоновые волокна во многом схожи с полипропиленовыми волокнами. Нейлоновые волокна также прочнее, чем сварная проволочная ткань при использовании в бетоне.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СВОЙСТВА ФИБРОБЕТОНА

При использовании фибробетона на его характеристики и удобоукладываемость влияют многие факторы, например:

Относительная жесткость волоконной матрицы

Чтобы обеспечить эффективную передачу напряжения в бетоне, модуль упругости бетонной матрицы должен быть ниже, чем модуль упругости волокна.

Например, нейлоновые и полипропиленовые волокна имеют низкий модуль упругости. Таким образом, хотя они вряд ли улучшат общую прочность, они помогут поглотить большое количество энергии напряжения, сделав бетон более прочным и устойчивым к нагрузкам.

С другой стороны, сталь, стекло и углеродные волокна создают более прочный и жесткий бетон.

Объем волокон

Количество (объем) волокон, используемых в бетоне, влияет на прочность и ударную вязкость бетона.Прочность на растяжение и ударная вязкость будут увеличиваться по мере увеличения объема волокон.

Соотношение сторон волокна

По мере увеличения соотношения сторон волокна увеличивается прочность и ударная вязкость бетона, но только до определенного момента — отношения размеров 75. Если общий объем волокон превышает это максимальное соотношение размеров, то волокна могут на самом деле уменьшить долговечность бетона, а не укрепить его.

Ориентация волокна

Хотя волокна в железобетоне ориентированы случайным образом, их ориентация может повлиять на прочность бетона. Волокна, расположенные параллельно нагрузке, обеспечивают большую прочность на растяжение и долговечность, чем волокна, расположенные перпендикулярно или произвольно.

Удобоукладываемость/уплотнение бетона

Стальные волокна снижают удобоукладываемость бетона и затрудняют уплотнение бетона. Длина и диаметр стальных волокон также влияют на обрабатываемость и легкость уплотнения.

Кроме того, неравномерное распределение волокон в бетоне снижает удобоукладываемость и уплотнение.Для улучшения удобоукладываемости и уплотнения поставщики бетона могут увеличить соотношение вода/цемент или использовать добавки, уменьшающие количество воды.

При замешивании фибробетона максимальный размер крупных заполнителей должен составлять 10 мм во избежание снижения прочности бетона. Добавки, уменьшающие трение, и добавки, повышающие сцепление смеси, могут помочь улучшить смесь.

Смешивание

При смешивании фибробетона необходимо учитывать вышеперечисленные факторы, чтобы избежать:

  • Волокна скручиваются вместе;
  • Сегрегация волокон; и,
  • Неравномерное распределение волокон.

Добавление фибры в бетон перед добавлением воды может помочь обеспечить равномерное распределение фибры по всей бетонной смеси.

ПРЕИМУЩЕСТВА ФИБРОБЕТОНА

Все волокна уменьшают потребность бетона в стальной арматуре. А поскольку армирование волокном, как правило, дешевле, чем стальная арматура (и менее подвержено коррозии), оно делает бетон более рентабельным.

Волокна также могут улучшить характеристики бетона:

  • Удобоукладываемость
  • Гибкость
  • Прочность на растяжение
  • Долговечность — за счет контроля и уменьшения ширины трещин
  • Пластичность
  • Сплоченность
  • Морозостойкость
  • Стойкость к истиранию и ударам
  • Стойкость к пластической усадке при отверждении
  • Стойкость к растрескиванию
  • Усушка в раннем возрасте
  • Огнестойкость
  • Однородность

Имея такой широкий выбор вариантов и все эти преимущества, рассмотрите возможность использования фибробетона для своего следующего проекта. Вы даже можете комбинировать типы волокон, чтобы получить превосходный бетон с комбинированными преимуществами каждого волокна.

Бетон, армированный волокнами – обзор

FRC представляет собой цементную матрицу, внутри которой произвольно распределены волокна в зависимости от размеров элемента. В отличие от традиционного армирования стальными стержнями добавленные короткие волокна обычно не повышают прочность бетона на сжатие, однако благодаря их однородной диффузии они более эффективно улучшают поведение бетонного элемента после образования трещин.Поэтому их целью является повышение пластичности и способности поглощать энергию за счет контроля распространения трещин [19–22]. Основные компоненты матрицы FRC не отличаются от компонентов традиционных вяжущих материалов, которыми обычно являются: портландцемент, вода, заполнители различных размеров и добавки. Выбор качества компонентов и их пропорции в смеси зависят от основных требований к классу прочности, удобоукладываемости в свежем состоянии, пористости и долговечности. По существу, матрица обычно состоит из бетона на основе портландцемента с добавлением небольшого количества волокон. По сути, основная технологическая задача состоит в том, чтобы ввести в матрицу большие объемы дисперсных волокон, не теряя при этом высокой удобоукладываемости. При более высоких дозировках и в зависимости от типа и размера волокна необходимо рассмотреть возможность корректировки состава смеси. Это возможно путем добавления или увеличения дозировки суперпластификаторов и увеличения объема мелких заполнителей для поддержания постоянного водоцементного отношения.При добавлении большого количества волокон необходимо модифицировать состав смеси, например, путем увеличения количества мелких заполнителей и добавок, что может привести к использованию самоуплотняющегося бетона (SCC) . SCC — это самоуплотняющийся бетон, не требующий вибрации. При литье устраняется возможная ликвация, как показано на рис. 7.2А; их внутренняя структура состоит из большого количества мелких заполнителей, и они представляют собой смеси, подходящие для размещения более высоких доз волокон и хорошей прокачиваемости. Диффузия псевдоожижающих и сверхожижающих химических добавок была введена в начале 1970-х годов, и в настоящее время они широко используются. Они улучшают свойства в свежем состоянии без ухудшения свойств в затвердевшем состоянии, как показано на рис. 7.2B, где показано влияние бетона SCC без добавок. Наиболее часто используемыми добавками являются суперпластификаторы в соответствии с EN 934-2 (2009), которые способны снижать потребность в воде при равном расходе и повышать текучесть при том же соотношении вода/вяжущее.Тем не менее, это может повлиять на раннюю прочность бетонной конструкции. Суперфлюидизаторы представляют собой водорастворимые полимеры, основным действием которых является дефлокуляция, улучшающая дисперсию твердых частиц. Можно рассмотреть возможность использования суперфлюидизаторов, чтобы избежать двух возможных проблем: экссудации и расслоения бетона. Если добавка используется для уменьшения содержания воды без изменения смеси, необходимо будет убедиться, что вязкость свежего FRC не станет слишком высокой, что приведет к замедлению потока. Более того, в некоторых случаях, как было установлено, при использовании относительно более длинных стальных волокон может происходить «комкование волокон», как показано на рис. 7.2C.

Рисунок 7.2. SCC (самоуплотняющийся бетон) (A), матрица на основе цемента без добавок (B), комкование волокон (C).

В Таблице 7.1 показан пример состава смеси FRC, тогда как в Таблице 7.2 показан пример состава бетонной смеси SCCFRC, разработанной с большим количеством мелких заполнителей, которые следует рассматривать в качестве наполнителя.

Таблица 7.1. Пример состава смеси из обычного FRC (A) и SCCFRC (B).

4 0

3

3

Материалы (A)
Цементный тип CEM I 52.5 R 350 кг / м 350 кг / м
песок 0/3 мм 120 кг / м 3
песок 0/12 мм 800 кг / м 4 3
гравия 8/15 мм 670 кг / м
вода 150 л / м 3
Суперпластификатор 3. 5 L / M 3
  • 3

    3

    Cement Type CEM I 52,5 R 400 кг / м
    Наполнитель 50 кг / m 3
    песок 0/3 мм 825 кг / м 3
    песок 0/12 мм 190 кг / м
    гравий 8/15 мм 735 кг / м

    735 кг / м 3
    80077

    160 L / M 3
    Суперпластификатор 6 L / M 3

    Таблица 7.2. Стальные волокна.

    491

    0 R1

    0 R2

    0 R3

    8 (1)

    8 (2)

    +1700

    Эквивалентный диаметр (мм) прочность на растяжение (N / мм 2 )
    (2) (1) (2) (2) (2) (2)
    R

    млн ​​

    R P0,2 R M R P0,2 R м R P0,2 R M

    R M R R P0,2 R м

    R M R P0,2 R м R P0,2
    0. 15≤d т ≤0.50 400

    320 480 400 800 720 1080 900 177 1360 2040
    0.50≤ д т ≤0.80 350

    280 450 350 800 640 1040 800 1550 1240 2015 1550
    0.80≤d т ≤1.20 300

    240 390 300 700 560 910 700 1400 1120 1820 1400

    ( 1) Для гладких волокон.

    (2) Для крючкового волокна.

    АРМИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВОЛОКНОМ

    Износ бетонных конструкций из-за коррозии стали вызывает серьезную озабоченность, поскольку ремонт этих конструкций оказался дорогостоящим процессом. Для ремонта и восстановления строительных конструкций необходимы долговечные ремонтные материалы. Идеальный прочный ремонтный материал должен иметь низкую усадку, хорошее тепловое расширение, значительный модуль упругости, высокую прочность на растяжение, повышенную усталостную прочность и ударопрочность. Армирование бетонных конструкций волокнами типа полипропилена является одним из возможных способов обеспечения всех критериев долговечности ремонтного материала. Этот тип армирования называется фибровым армированием бетонных конструкций.Во всем мире растет интерес к использованию фибробетонных конструкций в гражданской инфраструктуре. Сцепление между волокнами и бетоном должно быть хорошим, а пластик должен выдерживать изменяющиеся условия замораживания и оттаивания, а также высокий pH 12,5 и низкий pH 6,5 при насыщении хлоридом натрия. Что касается этих совершенно новых материалов, то мало что известно о влиянии процентного содержания волокна на свойства разрушения в горячих и холодных условиях и при насыщении морской водой. Эта информация необходима для изучения морозостойкости фибробетонных конструкций в различных условиях окружающей среды, а также в морской среде.

    Язык

    Информация о СМИ

    Тема/Указатель Термины

    Информация о подаче

    • Регистрационный номер: 00969947
    • Тип записи:
      Публикация
    • Номера отчетов/документов: URITC FY99-02, Заключительный отчет
    • Номера контрактов: URI 536101
    • Файлы: UTC, NTL, TRIS, ATRI
    • Дата создания:
      25 февраля 2004 г., 00:00

    Армирование волокнами в бетоне | Тетекс.com

    A BSTRACT

    Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, жесткостью, низкой тепло- и электропроводностью, но ему недостает прочности на растяжение, изгиб, а сформированная структура является хрупкой и непрочной. Когда волокна с малой длиной штапелей добавляются в бетон, волокна осаждаются через цементный раствор, создавая вторую фазу на границе раздела, делая структуру жесткой и гибкой. Гибкость приводит к поглощению энергии, что приводит к более жесткой системе.Эта вторая фаза делает структуру более жесткой, которая будет действовать как амортизирующая зона и предотвратит растрескивание.

    1 . ВВЕДЕНИЕ

    Бетон представляет собой комбинацию разнородных материалов. Как и в бетоне, не используется ни один компонент, поэтому всю эту структуру можно назвать композитом . Когда волокна с малой длиной штапелей армируются в структуре бетонной матрицы, волокна осаждаются через раствор цементного раствора, создавая вторую фазу на границе раздела.Эта вторая фаза делает структуру более жесткой. В случае вибрации или сильных ударов эта вторая фаза будет действовать как зона поглощения ударов и предотвратит любые отражающие трещины [1]. Армирование волокном в строительных материалах началось много веков назад, и все началось с натуральных волокон. В Древнем Египте около 3000 лет назад глину укрепляли соломой для строительства стен [2].

    Бетон имеет высокую прочность на сжатие, но относительно низкую прочность на растяжение. Комбинированное использование обычного бетона и стальных арматурных стержней повышает прочность на растяжение, но, к сожалению, железобетон, армированный сталью, обладает высокой проницаемостью, что позволяет проникать воде и другим агрессивным элементам, что приводит к карбонизации и воздействию хлорид-ионов, что приводит к проблемам с коррозией.Коррозия стальной арматуры фактически является основной причиной износа инфраструктуры [3, 4]. Образующаяся бетонная структура хрупкая; Армирование волокнами     делает бетон прочным и гибким. Гибкость приводит к поглощению энергии, что приводит к более жесткой системе. [5].

    Согласно комитету 544 Американского института бетона (ACI), фибробетон (FRC) классифицируется по четырем категориям в зависимости от типа волокнистого материала. Это SFRC для железобетона, армированного стальным волокном, GFRC для бетона, армированного стекловолокном, SNFRC для бетона, армированного синтетическим волокном, включая углеродные волокна, и NFRC для бетона, армированного натуральным волокном [6].

     

    2 . ВОЛОКНА В КАЧЕСТВЕ АРМИРОВАННОГО КОМПОНЕНТА В БЕТОНЕ

    Несмотря на то, что бетон поддается разнообразным инновационным конструкциям, его можно улучшить за счет эффективного использования армирования волокнами. Развитие бетона, армированного волокнами, в настоящее время обеспечило надежное решение многих проблем, с которыми сталкивается традиционная технология производства бетона.

    Hossein Sarbaz [7] и др. изучили свойства смесей песка и натурального волокна для дорожного строительства и заявили, что в течение последнего десятилетия возобновился интерес к натуральному волокну в качестве заменителя стекла, мотивированный потенциальными преимуществами веса. экономия, более низкая цена сырья и «термическая переработка» или экологические преимущества использования возобновляемых ресурсов. С другой стороны, натуральные волокна имеют свои недостатки, и их необходимо решить, чтобы быть конкурентоспособными со стеклом. Натуральные волокна имеют меньшую долговечность и меньшую прочность, чем стеклянные волокна. Однако недавно разработанная обработка волокна значительно улучшила эти свойства. Чтобы понять, как следует обращаться с волокнами, необходимо более внимательно изучить волокно.

    Д. Алмейда [8] и др. изучали использование натуральных волокон в качестве армирующих материалов в цементных композитах и ​​заявили, что растительный мир полон примеров, когда клетки или группы клеток «предназначены» для обеспечения прочности и жесткости.Экономное использование ресурсов привело к оптимизации функций клеток. Целлюлоза представляет собой природный полимер с высокой прочностью и жесткостью в пересчете на вес и является строительным материалом для длинных волокнистых клеток. Эти клетки можно найти в стебле, листьях или семенах растений. Ниже описаны несколько успешных результатов эволюции, поэтому, если использовать надлежащую технику извлечения волокна, можно получить ценные волокна, а фермеры тоже получат некоторый доход от отходов.

    Натуральные волокна имеют много преимуществ, таких как низкий удельный вес, что приводит к более высокой удельной прочности, это возобновляемый ресурс; производство требует мало энергии, натуральные волокна обладают хорошими тепло- и теплоизоляционными свойствами.

    Недостатки натуральных волокон: низкие прочностные характеристики, изменчивое качество, поглощение влаги вызывает набухание волокон, более низкая износостойкость, это может улучшить обработка волокон, плохая огнестойкость, колебания цен в зависимости от результатов сбора урожая

    M.Y. Gudiyawar [9] и др. изучали применение искусственных волокон в армировании бетона и пришли к выводу, что выбор искусственных волокон варьируется от синтетических органических материалов, таких как полипропилен или углерод, синтетических неорганических материалов, таких как сталь или стекло.В настоящее время коммерческие продукты армированы стальными, стеклянными, полиэфирными и полипропиленовыми волокнами. Выбор типа волокон определяется свойствами волокон, такими как диаметр, удельный вес, модуль Юнга, прочность на растяжение и т. д., а также степенью влияния этих волокон на свойства цементной матрицы.

    Надлежащее смачивание искусственных волокон затруднено. Высокие температуры также могут вызвать нежелательные изменения поверхности волокна или даже разрушить его. Тем не менее, низкая цена, приемлемые температуры обработки и возможность вторичной переработки являются причиной растущего интереса к полипропилену.Однако немодифицированный полипропилен не будет иметь надлежащей адгезии с волокнами только за счет приложения сил консолидации. Механические свойства почти не улучшаются; волокна просто действуют как наполнитель.

    Синтетические полимерные волокна получают из органических полимеров и включают акриловые, арамидные, нейлоновые, полиэфирные и полипропиленовые волокна. Наиболее распространенными формами этих волокон являются гладкие мононити, скрученные, фибриллированные и трехмерные материалы. Они имеют низкий модуль упругости, химически более инертны, чем другие типы волокон, и почти не подвергаются коррозии в щелочной цементирующей матрице. Полипропиленовые и полиэфирные волокна имеют гидрофобную поверхность.

    Indrajit Patel [10, 11] и др. изучили основные свойства армированного бетона с волокнами и заявили, что использование этих волокон в качестве армирования снижает проницаемость, просачивание воды, скрепляет мелкие заполнители, улучшает прочность бетона на сжатие и растяжение, улучшает сопротивление истиранию на 40%, что увеличивает срок службы пешеходных дорожек, дорог и промышленных полов,

    Искусственные волокна плохо сцепляются с бетоном, и для улучшения этого требуется специальная обработка.Стоимость искусственных волокон, специально предназначенных для армирования, будет выше. Полиэстер нестабилен при уровне pH выше 10, когда температура бетона поднимается выше 60°С. Во время гидратации и схватывания образуется щелочь, которая разрушает несколько искусственных волокон, таких как полиэстер. Искусственные волокна не экологичны; утилизация — кропотливая работа.

    3 . РОЛЬ ВОЛОКНА КАК АРМИРОВАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ

    Бетон хрупкий, Бетону не хватает прочности и пластичности, Бетон имеет ограниченную прочность на изгиб/расщепленное растяжение.Бетон имеет более низкую стойкость к истиранию и износу. Бетон недостаточно защищает стальную арматуру от проницаемости. Бетон по своей природе имеет микротрещины и их распространение. Бетоны имеют ограниченную ударопрочность [12].

    Как натуральные, так и искусственные волокна, используемые в качестве армирующих материалов, могут решить проблемы, связанные с бетоном. Натуральные волокна в изобилии доступны в природе и могут использоваться для армирования полимеров для получения легких и прочных материалов. Волокна, такие как банановое волокно, кокосовая койра, кенаф, конопля, лен, бамбук, джут, полиэстер, полипропилен, стекло и т. д., используются для армирования бетона, и было обнаружено, что это повышает пластичность и прочность цементной матрицы и значительно увеличивает ее прочность на растяжение. на изгиб и ударную вязкость [13].

    Неотъемлемыми преимуществами армирующих волокон, внедренных в бетон, являются уменьшение образования трещин, уменьшение проникновения воды, улучшение сопротивления истиранию, улучшение ударной вязкости, повышение прочности на изгиб и сжатие, а также существует множество преимуществ, перечисленных ниже.

    Санджай Кала [14] изучил эффект вторичного армирования синтетическими волокнами для бетона, торкретбетона и строительных растворов и заявил, что; склонность бетона к растрескиванию считается его естественной характеристикой.Трещины возникают в бетоне, когда напряжение в бетоне превышает прочность бетона в данный конкретный момент времени. Обеспечение более высокой конструкционной прочности бетона может справиться с нагрузкой от внешних сил. Волокна действуют как внутренняя опорная система, способствуя сохранению однородности бетонной смеси. Беспорядочно ориентированные в бетонной матрице волокна обеспечивают уникальный механизм перекрытия, благодаря которому образующиеся собственные трещины перехватываются и перекрываются волокном прямо на микроуровне. Более высокая вероятность столкновения волокон с трещинами способствует развитию оптимальной долговременной целостности бетона на протяжении всего срока службы. Параметры волокна, которые определяют действие по предотвращению образования трещин и разрушению, включают большую площадь волокна, высокую прочность сцепления, сбалансированную прочность волокна на вытягивание и разрыв, высокое соотношение длины волокна (L/D).

    Фибра также выступает в качестве внутренней поддерживающей системы, сохраняя более однородную бетонную смесь. Волокна препятствуют естественной сегрегации и оседанию компонентов бетона.Внутренняя система поддержки, обеспечиваемая волокном, приводит к более равномерному сливу, потому что вода смеси не вытесняется и быстро выталкивается на поверхность за счет движения компонентов бетона вниз.

    Обычный бетон при постоянном нагружении подвергается хрупкому разрушению. FRC, с другой стороны, демонстрирует лучшие характеристики пластичности и выдерживает большую нагрузку после пика до хрупкого разрушения. Таким образом, проницаемость бетона снижается за счет уменьшения образования пластических трещин, что еще больше снижает просачивание воды.

    Устойчивость к истиранию достигается, когда на поверхность бетона нанесена паста однородного качества. Волокна способствуют получению этой качественной пасты, способствуя пластической усадке и предотвращению образования трещин при пластической усадке. Бетонные покрытия, армированные фиброй, могут выдерживать больший износ и постоянные удары, чем бетонные покрытия, не армированные волокном, что продлевает срок их службы.

    Волокно придает бетону столь необходимый модуль упругости во время циклов замораживания-оттаивания и, следовательно, уменьшает повреждения.Установлено, что при воздействии замораживания и оттаивания долговечность бетона снижается одновременно с потерей его прочности, но на его ударную вязкость влияет присутствие волокон. Высокое содержание длинных волокон обеспечивает эффект сохранения прочности.

    1. Д. Джоти [15] исследовал применение фибробетона в конструкциях и установил, что хотя бетон и обладает прочностью, но он является хрупким. Прочность на первую трещину характеризует поведение фибробетона до начала матрицы, а показатели вязкости характеризуют ее вязкость после до заданных предельных прогибов.Коэффициенты остаточной прочности, которые получают непосредственно из показателей ударной вязкости, характеризуют уровень прочности, сохраняющийся после первой трещины, просто выражая среднюю нагрузку после трещины на определенном интервале прогиба в процентах от нагрузки при первой трещине. Важность каждого зависит от характера предлагаемого применения и требуемого уровня эксплуатационной пригодности с точки зрения растрескивания и отклонения. Когда фронт распространяющейся трещины сталкивается с массивом полимерных волокон, гомогенный рост будет нарушен по мере проникновения фронта между волокнами, и потребуется дополнительная работа по разрушению для преодоления барьерного эффекта по мере увеличения глубины проникновения. волокна выйдут из строя либо из-за выдергивания волокна, либо из-за его поломки.Из-за снижения сопротивления разрушению фронт трещины будет прыгать вперед до тех пор, пока движущая сила роста трещины не уменьшится до критического значения, чтобы остановить продвижение трещины.

    Волокна улучшают сцепление между частицами за счет увеличения площади поверхности за счет длины и размера волокна. Это сцепление снижает неоднородность бетонной смеси, тем самым способствуя текучести бетона. Следовательно, пользователь выигрывает за счет улучшенной адгезии и меньшей потери смеси.

    Долговечность бетона повышается за счет использования качественных смесей и армирования волокном. Уникальное преимущество волокнистого армирования: уменьшение усадочных трещин, пластическая осадка, равномерное просачивание, уменьшение образования пластических трещин, повышенная стойкость к истиранию, уменьшение миграции воды, добавленная ударная вязкость и остаточная прочность после образования трещин синергетически сочетаются, позволяя бетону развивать свою оптимальную долгосрочную долговечность и честность.

    Одним из важных свойств FRC является повышение усталостной прочности по сравнению с обычным бетоном.Прочность на изгиб определяется как максимальное усталостное напряжение при изгибе, при котором балка может выдержать два миллиона циклов необратимой усталостной нагрузки. Во многих областях применения, особенно в покрытиях тротуаров и настилов мостов, тротуаров полной толщины и промышленных полов, а также морских сооружениях, усталостная прочность на изгиб и предел выносливости являются важными расчетными параметрами, главным образом потому, что эти конструкции подвержены циклам усталостных нагрузок. Предел выносливости бетона определяется как усталостное напряжение при изгибе, при котором балка может выдержать два миллиона циклов необратимой усталостной нагрузки, выраженное в процентах от модуля разрыва обычного бетона.Прочность при тех же пропорциях основной смеси, усталостная прочность на изгиб при определении с волокнами показывает, что предел выносливости для двух миллионов циклов увеличился на 15-18 процентов.

    Стальная фибра действует только после образования трещин в бетоне, ее функция заключается в замедлении распространения усадочных трещин с поверхности в плиту. Волокна предотвращают возникновение трещин в раннем возрасте и, таким образом, полностью предотвращают возникновение проблемы распространения трещин и разрушения. Волокна с высокой прочностью на растяжение создают более плотное сцепление заполнителя в трещинах и деформационных швах, что увеличивает несущую способность и обеспечивает более стабильную передачу напряжения.

    4 . СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФИБРОБЕТОНА

    М.К. Goyal [16] изучал волокна в бетоне и объяснял методы использования волокон в качестве армирования. Его можно использовать в зависимости от объема работ или характера возводимой конструкции. Эти волокна можно использовать для различных применений, таких как тонкая штукатурка, грубая штукатурка, бетон, тротуары и полы.Единственное изменение заключается в количестве используемых волокон, а также в длине используемых волокон. Волокна можно использовать различными способами, такими как ручное смешивание, смешивание на месте с использованием автоматического миксера. Для гидроизоляции используется фибра 3 мм из расчета 40 г на литр гидроизоляционной эмульсии. Для тонкой штукатурки фибра 4,8 мм из расчета 100 г/50 кг цемента. Для черновой штукатурки используется фибра 6 мм в пропорции 125 г/50 кг цемента.

    Для бетонной смеси используется фибра 12 мм с удельным весом 900 г/м3.Для напольных покрытий используется волокно

    Тротуар толщиной 24 мм с удельным весом 600-1800 г/м3. Методы использования волокон

    в качестве армирования просты и легки. Его можно использовать в зависимости от объема работ или характера возводимой конструкции.

    4 .1 Ручное замешивание

    При ручном замешивании первоначально необходимое количество волокон смешивается с водой, непрерывное перемешивание поможет отделить волокна друг от друга.Перед заливкой этой воды в бетон нужно следить, чтобы волокна отделялись друг от друга, теперь сразу используйте эту воду для замешивания в сухой раствор. Вода, в которой диспергированы волокна, используется для приготовления бетонного депо.

    Для достижения наилучших результатов рекомендуется использовать метод двойного депо вместо метода с одним депо, потому что при изготовлении небольших бетонных складов волокно, используемое для армирования, легко отделяется и дает наилучшие результаты.

    4 .2 Автомиксеры

    При использовании фибры на больших площадках обычно для приготовления бетона используются автомиксеры. В этой процедуре берут 5-10 литров воды в сосуд миксера и помещают необходимое количество волокон во вращающийся барабан, затем добавляют все остальные ингредиенты, такие как песок, гравий и цемент, и перемешивают до получения однородного бетона, который готов к использованию.

    4. 3 Завод по производству товарного бетона

    Этот тип установок используется для массового строительства, здесь волокна сначала диспергируются в воде, но размер партии довольно большой.Эта вода автоматически подается через водяной насос в смесительную камеру для приготовления бетона. После того, как этот бетон приготовлен на заводе RMC, этот гомогенный бетон, армированный фиброй, транспортируется на площадку с помощью большегрузных автомобилей с вращающимся барабаном.

    5 . ХАРАКТЕРИСТИКА ФИБРОБЕТОНА

    Эллен Лэки [17] определила и выбрала стандарты испытаний композитов. Разработка стандартов проектирования является критической необходимостью для более широкого использования бетонных композитов.Одним из аспектов разработки стандарта проектирования является необходимость идентификации, выбора и разработки соответствующих стандартов тестирования. Необходимо проверить несколько характеристик фибробетона. Вот некоторые из них: испытание на осадку, время схватывания бетона, прочность бетона, прочность на растяжение, прочность на сжатие, прочность бетона на изгиб, влагопоглощение. Эти методы испытаний следующие.

    5 .1 Испытание на осадку

    1. М.Шетти [18] в своей книге под названием «Технология бетона объяснила соответствующий метод испытаний». Будет проведен стандартный метод испытаний ASTM C 143 на осадку бетона. Испытание на осадку будет проводиться для проверки удобоукладываемости и консистенции свежего бетона с волокнами. Образец для испытаний должен быть сформирован в форме из металлического клея, легко скрепляемого цементным тестом, и иметь форму боковой поверхности усеченного конуса с диаметром основания 20 см, диаметром вершины 10 см и высотой 30 см.Основание и вершина должны быть открытыми и параллельными друг другу и под прямым углом к ​​оси конуса. Форма должна быть снабжена ножками и ручками. Необходим трамбовочный стержень из круглой прямой стали диаметром 5/8 дюйма и длиной примерно 24 дюйма. Форма будет немедленно удалена из бетона, осторожно подняв ее в вертикальном направлении. Осадок будет немедленно измерен путем определения разницы между высотой формы и высотой над первоначальным центром.

    5 .2 Время схватывания

    Будет проводиться стандартный метод испытаний ASTM 403 для определения времени схватывания бетона. Этот тест будет проводиться с использованием игольчатого аппарата Вика. В этом испытании игла попытается проникнуть в бетонную форму. Время, в которое игла перестает проникать, дает начальное время схватывания. Время схватывания не менее 30 минут и время окончательного схватывания не более 10 часов [18].

    5 .3 Прочность

    В соответствии со стандартным методом испытаний ASTM C 666 на прочность бетона. Этот тест будет проводиться с использованием аппарата Ле Шартелье. Цель этого испытания будет состоять в том, чтобы выяснить, угрожает ли цементно-бетонная конструкция разрушению, расширению или сжатию, вызывающему деформацию или растрескивание конструкции. Неаэрированный рядовой, быстротвердеющий и низкотемпературный цемент не должен иметь расширение более 10 мм или после аэрации должно быть 5 мм [18].

    5 .4 Прочность на раскалывание при растяжении

    В соответствии со стандартом ASTM C 496 испытание прочности на раскалывание при растяжении будет проводиться с использованием цилиндрического образца. При определении модуля прочности по балочному образцу верхняя часть образца испытывает сжатие, а нижняя часть — растяжение. В испытании на раскалывание образец находится под напряжением, поэтому он дает лучшее представление о прочности бетона на растяжение.Аппаратура Помимо обычной испытательной машины, для проведения испытания необходимы дополнительный несущий стержень или пластина и несущие полосы из фанеры. Образцы точно такие же, как и те, что использовались для испытаний на сжатие. При испытании на каждый образец наносят диаметральные линии и точно измеряют диаметр. Одна из полос фанеры должна располагаться по центру нижнего несущего блока. Образец помещают на полосу фанеры. Вторая фанерная полоса размещается вдоль цилиндра по центру линий, отмеченных на концах цилиндра.Нагрузка будет прикладываться непрерывно и без ударов с постоянной скоростью в диапазоне от 100 до 200 фунтов на квадратный дюйм/мин, раскалывая растягивающее напряжение до разрушения образца. Максимальная приложенная нагрузка, указанная машиной при разрушении, записывается вместе с типом разрушения и внешним видом бетона. Используемая пропорция составляет 1:2:4. Брикеты будут испытаны на прочность на разрыв на 28-й день после формирования брикета. Стандартно изготавливают три формы и берут среднее значение [18].

    5 .5 Прочность на сжатие

    В соответствии с TS EN 12390-3 Будет проведено стандартное испытание на прочность на сжатие. Важнейшим свойством бетона является прочность на сжатие, определяемая нагрузкой на правильно отформованные и отвержденные образцы в соответствии со стандартами. Испытательная машина может быть любого типа достаточной производительности, которая обеспечит требуемую скорость загрузки. В соответствии со стандартами будут подготовлены кубические формы 15x15x15 см.Для каждой смеси или предполагаемого возраста необходимо подготовить три образца. В конце 28-го дня образцы кубической формы готовы к испытанию на сжатие [18].

    5 .6 Прочность на изгиб

    В соответствии с TS EN 12390-5 проводится стандартное испытание на прочность на изгиб. Это можно определить, используя простую балку с нагрузкой в ​​центральной точке или с нагрузкой в ​​третьей точке. При центральном нагружении максимальное растягивающее усилие будет сосредоточено в одной точке.Нагрузочная машина с достаточной грузоподъемностью и подшипниковые блоки являются необходимым оборудованием для проведения испытания. Кубические формы размером 15x15x75 см будут подготовлены и отверждены [18].

    5 .7 Влагопоглощение

    Согласно Д 6489-99 [2000] выполняется стандартное влагопоглощение бетона. Бетонный куб хранится в печи; так что влага, присутствующая в бетонном кубе, испарится, затем высушенный в печи куб будет выдержан в воде в течение 24 часов.Тогда поглощенную бетоном воду найдут путем взвешивания блока [18].

    6 . ПРИМЕНЕНИЕ АРМАТУРЫ ВОЛОКНОМ

    Брюс Перри [19,20] изучил эффективное использование различных волокон в производстве бетона и предложил различные применения, такие как бетонная конструкция, гидроизоляция, например, верхний резервуар для воды, плотины, гидроизоляция террас, штукатурка, торкретирование и сборные материалы, такие как трубы, плитка из полых блоков и тротуарная плитка. Технические применения этих волокон объясняются ниже.

    6. 1 Несущие бетонные конструкции

    Бетон, армированный фиброй, используется в различных областях, таких как плиты, балки, колонны, дороги, мосты, взлетно-посадочные полосы аэропортов и т. д. Во всех этих случаях необходимо, чтобы структура должна быть устойчивой к растрескиванию, механика, стоящая за этим, показана в  без волокон деформация превышает деформационную способность, но в случае кривой с волокнами деформация не превышает деформационную способность  , поэтому образование трещин не происходит.В несущих конструкциях сталь предотвращает появление трещин в середине плиты. Стальная арматура никогда не находится на высоте 50 мм бетонной плиты, поэтому очевидно, что всегда существует вероятность образования исходных микротрещин. Когда волокна используются в качестве армирующего материала, они в первую очередь помогают предотвратить образование трещин. Волокна равномерно распределяются в структуре бетона и предотвращают появление трещин, иногда даже армирование волокном способно устранить дорогостоящую стальную арматуру на наземных конструкциях, таких как тротуары, поддоны, PCC, Trimix и т. д.Использование фибры способствует повышению пластичности бетона при циклических нагрузках. Армирование волокном увеличивает сопротивление сдвигу в бетоне, особенно на стыке колонны балки; Армирование волокном также помогает лучше закрепить арматурный стержень, пересекающий стык колонны балки. Использование волокон на стыке колонн балок повышает пластичность, тем самым повышая устойчивость к обрушению. В сейсмоопасных зонах волокно может использоваться в качестве дополнительного традиционного бокового армирования, а также повышает эластичность бетона, уменьшает расслоение и кровотечение.

    6. 2 Водозапорные конструкции

    Армирование волокнами успешно используется в водозащитных сооружениях и гидроизоляции. Использование различных волокон для гидроизоляции делает структуру бетона, стены, поверхность более связной и менее пористой. Волокна также уменьшают усадочные трещины и дефекты, что уменьшает глубину проникновения воды и сохраняет структуру. Различное применение армирования волокна — это верхний резервуар для воды, гидроизоляция кирпичной кобы, что делает террасу здания водонепроницаемой.Эти конструкции предпочтительны в современном строительстве, где террасные сады поддерживаются в джунглях бетона и больших городах, где нет земли для плантаций.

    6. 3 Штукатурка и торкретирование

    Волокна также используются в штукатурных работах. Различные применения штукатурки включают внутреннюю штукатурку, наружную штукатурку, гипсовую штукатурку, декоративные сборные панели, готовую штукатурку и т. д. Использование волокон в штукатурке дает много преимуществ, таких как снижение потерь на отскок, что напрямую приводит к экономии стоимости материала.Это также уменьшает водопоглощение и проникновение воды через штукатурку и, в конечном счете, через стены. Это напрямую уменьшит влажность стены, тем самым снизив стоимость перекраски, волокна также улучшат устойчивость стены к разрушению. Нанесение штукатурки снаружи, после использования волокон очень важно проверить водостойкость. Армирование волокном при нанесении штукатурки повышает прочность раствора. Это также помогает контролировать распространение трещин при вырезании канавок для прокладки трубопровода.Армирование волокном уменьшает некрасивые усадочные трещины в стене, а также улучшает поверхность контура. Армирование волокном также увеличивает скорость работы за счет снижения потерь на отскок. Благодаря волокнам в растворе можно наносить более толстый слой, поэтому работа может быть покрыта быстрее. Волокна также способствуют падению бетона или раствора, поэтому дополнительная обработка не требуется. Волокно также улучшает внешний вид оштукатуренной поверхности.

    6. 4 Сборный материал

    В настоящее время в современном строительстве используются различные сборные материалы, такие как цементные трубы, полые блоки, тротуарные блоки, сборные мосты и т. д.Во всех этих областях применения волокна в значительной степени используются для улучшения механических свойств.

    A благодарность

    Авторы выражают искреннюю благодарность DKTE’S TIFACCORE in Technical Textile.

    RU R E R E R N E R N E CES CES

    CES

    1. Деррик Д. Стокс, эффект прочности матрицы на поведение композитного разрушения «

    Университет в Пенсильвании, композитное разделение , 09 августа

    2.М. Малек, Ф.Ю. Белал и С.М. Sapuan     «Исследование механических свойств армированного эпоксидного композита из псевдостебельного бананового волокна», октябрь 2007 г. The Arabian Journal for Science and Engineering, Volume 32.

    3. D.Hull and W. Clyne, «In Introduction to Composite Materials», Published Синдикатом

    Кембриджского университета, 1996 г. , ISBN: 0-521-381908.

    4. А. Р. Хоррок и С. С. Ананд, «Справочник по техническому текстилю», опубликовано Wood Head

    Publishing Ltd, Кембридж, Англия, 2000 г., ISBN № 185573-385

    5.Флавио де Андраде Сильва, Барзин Мобашер, Ромильдо Диас де Толедо Филх, «Достижения в области цементных композитов с натуральным волокном: материал для устойчивого строительства», 4-й коллоквиум по текстильным армированным конструкциям

    6. Эдуардо Марсело Безерра, Ана Паула Хоаким, д-р. , Холмер Савастано, «Некоторые свойства фиброцементных композитов

    с выбранными волокнами», Бразилия

    Технология

    8.Д. Алмейда и Мело Филью, «Использование Curaua в качестве армирующего материала в цементных композитах», Гражданский

    Инженерный факультет, Федеральный университет До Рип де Жаннерио, Бразилия

    9. М.Ю. Гудиявар и В. Махаджан, «Применение волокон в фиброармированном бетоне»,

    , www.fibre2fashion.com

    кабинет

    11.http://www. rcom/html/business/recron_3s.html

    12. Роберт Р. Франк, «Лук и другие растительные волокна», опубликовано Woodhead Publishing Ltd

    , Кембридж, Великобритания. ISBN 1-85573-684-5

    13. Сабит Аданур, «Справочник Wellington Shears по промышленному текстилю», опубликовано издательством Technomic

    Publishing Company в 1995 году, ISBN № 1-56676-340-1

    14. Санджай Кала «Вторичное армирование, синтетические волокна, для бетона, торкретбетона и растворов», www.Constructionfibcom

    15. Д. Джоти, «Применение технологии армирования фибробетона в гражданских конструкциях» African

    Research Review, Volume 2 (4) September, 2008 (стр. 157-172)

    16. M.K. Гоял, «Волокна в бетоне», Индийский бетонный журнал, март 2003 г., стр. № 942. Concrete Technology», опубликованном Chand and Company Ltd, Нью-Дели

    19.Брюс Перри, «Эффективное использование полипропиленовых волокон в бетоне», семинар группы инженерных служб, ноябрь 2004 г. /articles/construction-textiles/detail. aspx?articleid=4556

    Бетон, армированный волокнами, ускоряет строительство и снижает затраты

    Newswise — «Феникс станет великим городом, когда его закончат», — сказал посетитель в 1950-х годах.

    Профессор инженерного дела Университета штата Аризона пытается продвигать метод ускорения бесконечных строительных проектов в Долине, который может сократить годы до месяцев, а месяцы до недель. Эксперты в области транспорта говорят, что экономическая выгода, безопасность и транспортные преимущества могут быть огромными.

    Ранее в этом году жители и предприятия южного Феникса боролись против распространения системы легкорельсового транспорта Долины на их окрестности. Помимо возражений против того, чтобы Центральный проспект был сокращен до двух полос с четырех, их другим возражением против проекта был четырехлетний график строительства.

    Строительство требует времени. И чем масштабнее проект, тем дольше сроки. Большие раскопки в Бостоне — закапывание автострады через сердце города — заняли 15 лет. Трафик, поток товаров и услуг, бизнес, который ведется рядом с рабочими площадками, — все это нарушается.

    Волшебная пуля Барзина Мобашера изготовлена ​​из фибробетона. Мобашер и его команда придумали определенный набор расчетов, которые инженеры могут использовать для упрощения работы с материалом.

    Ежегодно во всем мире используется 10 миллиардов тонн бетона: более одной тонны на каждого мужчину, женщину и ребенка на планете.Это самый дешевый материал, который можно использовать при строительстве дорог, зданий и прочего.

    Проекты основывались на том факте, что, хотя бетон может выдерживать сильное сжатие, он не может выдерживать сильное растяжение. Ставьте на него вес и все в порядке. Раздвинь его, и он сломается. Традиционно для устранения этого недостатка в бетон помещали стальную арматуру. Инженеры предполагают, что сталь выдержит нагрузку, которую должен принять бетон. Они полностью игнорируют вопрос напряжения.

    «Почти каждое строение, которое вы видите, — каждое здание, каждый небоскреб, каждый мост — основано на этом предположении; не вносите никакого вклада в растяжение бетона», — сказал Мобашер, профессор Школы устойчивой инженерии и искусственной среды в инженерных школах Иры А. Фултон.

    Композиты существуют уже 60 или 70 лет. Вы смешиваете стальные волокна или композиты с носителем (например, бетоном или эпоксидной смолой) — обычно 40 фунтов волокон на 2000 фунтов бетона.Это очень прочные волокна, но и очень маленькие. Когда вы уменьшаете размер чего-либо, вы уменьшаете размер дефектов, которые могут возникнуть в структуре.

    Если бетон пытается треснуть, волокна перехватывают трещину и действуют как внутренний лейкопластырь. Они удерживают его вместе и позволяют ему нести большую нагрузку. Это запирающий механизм.

    «Как я могу сделать этот дизайн с этим материалом немного проще, чтобы люди и инженеры могли его принять и использовать?» — сказал Мобашер.«Работа, которую проделала моя команда, состоит в том, чтобы придумать процедуры, расчеты и уравнения, которые скажут вам, что если вы добавите такое количество волокна в свою смесь, теперь вы сможете подсчитать, что все ваше напряжение бетона, которое вы раньше игнорировали, — теперь он может нести X количество груза. В качестве альтернативы вы можете положить туда достаточное количество волокна, чтобы вам не пришлось вставлять туда арматуру. … Это внезапно меняет всю игру».

    Если вы строите пятиэтажное здание, каждый этаж нужно проектировать и строить отдельно.Арматура должна быть втянута, выложена и связана вместе. У вас есть материальные затраты, инспекции, рабочая сила, логистика, вопросы безопасности и так далее, когда задействована арматура. Добавьте эти расходы, и они будут значительными.

    Теперь уберите арматуру из уравнения. Если вы используете только волокна, вы сообщаете смесительному заводу, сколько и какого типа волокон вы хотите смешать с каждым грузовиком.

    «Таким образом, вы избавитесь от многих дополнительных расходов, — сказал Мобашер. «Вы платите больше за материал в пересчете на фунт за фунтом, чтобы использовать волокна, но вы очень экономите на всех этих дополнительных расходах.”

    Мобашер решил провести экспериментальный эксперимент в своей лаборатории. Он изготовил плиту из фибробетона и испытал ее на специальной машине. Параметры были следующие: линия работает семь дней в неделю, 18 часов в сутки, трехвагонный поезд, забитый под завязку, ходит каждые 10 минут в течение 40 лет. Была одна загвоздка: в эксперименте вода размыла все под балкой, заставив ее нести весь вес самостоятельно.

    Несмотря на растрескивание, демонстрация показала, что фибробетон выдерживает 2 миллиона циклов движения поездов.И трещина не разрушит всю систему. Вырежьте треснувший участок, залейте, и все будет исправлено.

    «По сути, мы предлагаем решение по снижению стоимости, уменьшению веса, повышению пластичности материала, сейсмостойкости, коррозионной стойкости — так что мы получим целый ряд дополнительных преимуществ», — сказал Мобашер.

    Методика включает разные наборы расчетов для разных видов волокон: стальных, синтетических, стеклянных, полимерных, нейлоновых и других.«Мы можем проектировать конструкции намного эффективнее, намного прочнее и фактически уменьшить зависимость от бетонных материалов», — сказал он.

    Также есть преимущество в плане устойчивости. На каждую произведенную тонну портландцемента — наиболее распространенного используемого типа — приходится одна тонна углекислого газа, выбрасываемая в атмосферу.

    «Наш углеродный след может быть значительно уменьшен, если мы будем эффективно использовать цемент», — сказал Мобашер.

    Идея возникла давно. Американский институт бетона разрабатывает строительные нормы и правила для бетона.С 2012 по 2018 год Мобашер возглавлял комитет института по фибробетону.

    Он работает над методологией с 2004 года. Прошло два-три года, но прогресс был медленным.

    «Строительство — очень консервативное общество, — сказал он. «Никто не хочет, чтобы проект провалился».

    Однако по крайней мере одно агентство Valley работает с этим материалом. Субподрядчик Valley Metro использовал армированный волокном бетон на линии легкорельсового транспорта возле ASU.

    Рам Пендьяла сказал, что ускорение строительных проектов дает огромные преимущества. Пендила, профессор инженерного дела в ASU, преподает и проводит исследования в области планирования и проектирования мультимодальных транспортных систем.

    С точки зрения транспорта, любой строительный проект представляет собой сочетание разрушения и неудобства, сказал он. Бетон, армированный волокнами, может иметь преимущества во всей застроенной среде.

    «Время строительства является серьезной проблемой в сфере транспорта, поэтому мы постоянно ищем способы ускорить проекты, свести к минимуму сбои, сделать рабочие зоны максимально безопасными, а частью безопасности является попытка свести к минимуму продолжительность основных работ. рабочая зона на месте», — сказал Пендьяла.«Это дает как транспортные преимущества, так и преимущества в плане безопасности — потенциально энергию и выбросы, потому что у вас нет людей, простаивающих в пробках так долго.

    «Тогда есть экономические аспекты. Каждый раз, когда в коридоре начинается строительный проект, в коридоре есть предприятия, которые очень, очень нервничают из-за того, как это повлияет на их прибыль, потому что люди стараются избегать коридора, а многие предприятия полагаются на попутный трафик. … Если в этой области трудно ориентироваться, бизнес действительно страдает.Я думаю, что именно здесь фибробетон может обеспечить очень ощутимые преимущества с точки зрения мобильности и транспортного потока, с точки зрения безопасности и экономической жизнеспособности».

    Оригинал статьи: Скотт Секель, ASU Now Reporter: https://asunow.asu.edu/201-solutions-asu-engineer-fiber-reinforced-concrete-speed-construction банок для безалкогольных напитков в качестве армирующего волокна в бетоне

    Мухаммад Акрам Ахунд1, Абдулла Саннд2, Уруса Мемон3, Шамотра Джай Оад4

    1PhD.Ученый, Департамент гражданского строительства, Mehran UET, 76020. Джамшоро, Пакистан.

    2Профессор кафедры гражданского строительства, Quaid-e-Awam UET, 67480, Nawabshah, Пакистан.

    3Преподаватель. Университет Исра, 66001, Хайдарабад, Пакистан.

    Студент 4ME, Департамент управления строительством, Mehran UET, 76020, Джамшоро, Пакистан

    Адрес электронной почты: [email protected] com

    Ключевые слова: Бетон с армированием волокнами; Удобоукладываемость и прочность на сжатие

    1.Введение

    В связи с растущими потребностями в производительности и долговечности бетона

    ведется непрерывный поиск

    улучшающих свойства бетона, например, бетон

    армирован в виде продольных стержней и в виде кусков

    называемых волокнами . Армированный фиброй бетон (FRC) определяется как

    композитный материал, который состоит из портландцемента, заполнителя

    и включает отдельные волокна.До сих пор использовались различные типы

    волокон, такие как стальные, стеклянные,

    синтетические и несинтетические (натуральные) волокна. Все еще исследования

    лежат в основе введения некоторых новых и лучших. Фибра

    может быть введена в качестве армирования для повышения механических свойств бетона

    [1]. Волокна сцепляются и

    запутываются вокруг частиц заполнителя и значительно

    снижают удобоукладываемость, при смешивании становится более

    когезивным и менее склонным к сегрегации. Добавление волокон

    делает простой бетон более

    универсальным и конкурентоспособным в качестве строительного материала. Включение волокон

    изменяет характеристики бетона. Некоторые волокна имеют

    высокое значение модуля упругости, поэтому они вносят свой вклад в

    улучшение многих свойств, таких как ударопрочность,

    прочность на изгиб, прочность на растяжение, прочность на сжатие,

    усталость сопротивление, пластичность, прочность на сдвиг и сопротивление

    износу и истиранию.Благодаря этому улучшению характеристик

    фибробетон нашел специальное применение в гидротехнических сооружениях, покрытиях аэродромов,

    мостовых настилах, перекрытиях для тяжелых условий эксплуатации (промышленные полы) и облицовке тоннелей

    [2,3]. В настоящее время отходы используются в бетоне

    в качестве волокна для производства фибробетона, отходы

    и одноразовые материалы наносят ущерб окружающей среде

    , и это проблематично для инженеров-экологов. Многие

    исследователи работают над такими отходами для

    повышения прочности бетонных конструкций и поиска

    экономически эффективных материалов.

    Г.К. Behera1, RK, Behera [4] изучали влияние

    добавления отходов, таких как крышки от безалкогольных напитков

    из цеха в дозировке 0,25%, 0,5% и

    1,0% от общей массы бетона в виде волокон. . В этом исследовании

    крышек банок были спроектированы в виде полос, и размер каждой полосы составлял

    3 мм в ширину и 10 мм в длину.Был сделан вывод о том, что увеличение прочности на сжатие

    не является заметным до 1,0

    % добавления волокна крышки бутылки. Прочность бетона на разрыв и изгиб

    с 1,0 % фибробетона увеличивается до

    на 12,59 % и 16,96 % больше, чем у обычного бетона (без

    фибробетона) соответственно.

    Дора Фоти [5] изучала использование переработанных отходов

    волокон полиэтилентерефталата (ПЭТ) для

    армирования бетона. Волокно было получено путем простой резки бутылок

    и использовано в качестве дискретного армирования образцов

    и небольших балок вместо стальных стержней. Полученные результаты

    были очень полезными, большая часть из них относится к сцеплению между

    ПЭТ и бетоном, что означает использование

    волокнистого материала в виде плоских или закругленных стержней в

    структурной арматуре.

    G.Murali et al [6] исследовали влияние

    скомканного сталефибробетона при дозировке 0.8

    Резюме: Было признано, что добавление в бетон мелких, близко расположенных и равномерно распределенных волокон будет действовать как

    трещиногаситель и существенно улучшит его статические и динамические свойства. В этом исследовании банки из-под безалкогольных напитков использовались в качестве армирующего волокна

    в бетоне для производства бетона, армированного волокном (FRC). В прошлом была проведена некоторая работа по изучению влияния волокон (банок из-под безалкогольных напитков) в бетоне на прочность на сжатие, а также на удобоукладываемость бетона.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *

    *

    *