Фібробетон - економія з віку встоліття

Багато сучасних відкриттів і нових речей використовувалися і застосовувалися в тому чи іншому вигляді попередніми поколіннями. Винахідники сучасності просто вдало доопрацювали досвід попередніх поколінь з урахуванням сучасних матеріалів та технологій.

До таких винаходів можна віднести створення нового будівельного матеріалу під назвою фібробетон. Бетон це мабуть найпопулярніший будівельний матеріал протягом останніх 300 років. Він поступається за своїми фізичними характеристиками природним будівельним матеріалам, але виграє за простотою застосування та ціною. Будівельники завжди прагнули збільшити його міцність та одночасно знизити ціну витрат.

Бетони на будівельному майданчику стали не просто заливати в опалубку, їх почали заздалегідь армувати металевими лозинами. Армований бетон, поєднуючи в собі якості каменю та металу, став значно міцнішим.

Але винахідники згадали про простіший спосіб армування будівельних матеріалів, який застосовували ще єгиптяни. Для посилення цегли до складу вводили солому або навіть кінський волос. Цегла ставала міцнішою, не тріскалася при висиханні і була легша за вагою.

Винахідники стали експериментувати з різними матеріалами і 1874 англійський винахідник А. Берард зареєстрував суміш різних матеріалів як добавку в бетон. У 1918 р. у Франції X. Альфсен із 1918 р. став застосовувати метод армування бетону сталевими чи дерев'яними волоками, а ще через 25 років у Англії розробили технологічно і залитий у будинок перший фібробетон.

Яскравими позитивними властивостями фібробетонів є велика ударна міцність, висока міцність на зріз та розтяг, висока морозостійкість та водонепроникність. Це виділять їх в окрему групу конструкційнихматеріалів з дуже цінними фізичними властивостями та оригінальною, характерною лише їм структурою.

Фібробетон отримують шляхом введення в цементну суміш армуючого волокна (з англійського Fibre) коротко порізаного або у вигляді сітки. Матеріал для армування бетону використовують різний, і від нього залежить назва та класифікація фібробетону.

Класифікація фібробетону за матеріалом фібри його міцності та популярності:

Фібра металева (переважно сталь).
Фібра скляна.
Фібра із синтетичних волокон.
Фібра з натуральних матеріалів (базальт, азбест).
Змішана фібра.

Від назви фібри, що використовується для армування бетону, йде і назва фібробетону (сталефібробетон, склофібробетон і т.д.). Волокна у складі фібробетону розташовані довільно і вводять їх різними способами — традиційним змішуванням, напиленням, «преміксинг». Для отримання спрямованого розташування волокон у фібробетоні при застосуванні сталевої фібри використовують магніт, а фібру зі штучних матеріалів укладають у вигляді сітки або ниток.

Для кожного типу фібри застосовують свою технологію виробництва фібробетону. Виготовлення сталефібробетонної суміші найчастіше проводять у стандартних бетонозмішувачах. Для рівномірного розподілу фібр обсягом сталефібробетону додають пластифікатори, фібри вводять дозовано, а обсяг замісу зменшують на 25 — 30%.

Укладання суміші проводиться звичайним способом із застосуванням стандартного інструменту. Цей спосіб застосовують і для введення фібри у бетонну суміш на основі натуральних матеріалів.

Склофібробетон та фібробетон з використанням синтетичних волокон технологічно виготовляють шляхом розпилення (пневмонабризга) та преміксингу. Перший спосібзастосовують безпосередньо на будівельному об'єкті. Напилення виробляють під тиском із застосуванням спеціального обладнання через пістолет-напилювач. У цьому випадку синхронно подається дрібнозернистий бетонний розчин, і рубана фібра і вони перемішуються в пістолеті - напилювачі. При нанесенні розчину шляхом напилення можлива одномоментна обробка великих площ.

На заводах частіше застосовують метод преміксингу чи попереднього приготування суміші фібробетону. Спочатку технологічного циклу в дрібнозернисту бетонну суміш додають рубану фібру з подальшим перемішуванням. З отриманого премікс-розчину різними способами (віброущільненням, роликовим формуванням, роликовим пресуванням, екструзією і т.д) виготовляють будівельну конструкцію.

Фібри, що найчастіше застосовуються при виготовленні фібробетонів, це сталь і скловолокно. Фібробетони виготовлені на основі сталі та скловолокна відповідають усім суворим вимогам будівельної індустрії. Фібробетони на основі синтетичних і натуральних матеріалах дещо поступаються їм за міцністю, довговічністю та зручністю застосування.

До фібри пред'являють підвищені вимоги - міцність до фізичних навантажень, довговічність, стійкість на вплив бетонної суміші та хімічних речовин, а отже, і довговічність експлуатації. Тому при створенні сталефібробетону застосовують переважно марки сталі, що не іржавіють, а для створення склофібробетону застосовують лугостійке скловолокно типу «Цем-Філ» (Англія), «Ерфайб» (Японія), СЦ-6 (Україна).

Враховуючи фізичні властивості тих чи інших фібробетонів області застосування на будівництві вони трохи різні. Сталефібробетон застосовують більше на промислових об'єктах із важкими умовами експлуатації. Сталефібробетон використовують длявиробництва промислових вібростійких споруд - підлоги, залізничні шпали, плити для будівництва аеродромів та доріг, мости. З огляду на високу міцність застосовують активно під час будівництва вибухо- та злостійких споруд — банки, оборонні споруди. Для спорудження іригаційних об'єктів - каналів, водовідбійних дамб, ємностей для води та інших рідин.

Склофібробетон більше використовують у цивільному будівництві та на спорудженні будівельних об'єктів, що не потребують особливої міцності. Він пластичний, зручний в експлуатації та має відмінний естетичний вигляд при додаванні барвників. Зі склофібробетону виготовляють різні декоративні конструкції, фасадні панелі під натуральний камінь, об'ємні та криволінійні елементи будь-якої форми для реставрації історичних будівель. Їм можна замінювати традиційні покрівельні матеріали (шифер, керамічну черепицю), але, на відміну від них, він міцний і легкий.

Склофібробетон використовують при будівництві зон відпочинку з будівництвом фонтанів, басейнів та зведенням малих архітектурних форм (лавки, квіткарки, балюстради тощо). У промисловому будівництві використовують як незнімну опалубку, особливо на гідротехнічних об'єктах та об'єктах хімічної промисловості. Зі склофібробетону споруджують легкі іригаційні системи та дренажні системи, а також при створенні гідроізоляційних покриттів будівель.

Останнім часом почали використовувати технології блокового будівництва котеджів. Панелі зі склофібробетону (GRC панель) із замковими конструкціями виготовляю на заводі з подальшим їх збиранням на місці. Враховуючи легкість матеріалу та простоту складання, роботи може виконувати невелика бригада будівельників без використання важкої будівельної техніки. Застосування барвників тарізних форм декору при створенні блокових плит із склофібробетону дозволяє будувати красиві, індивідуальні по дизайну будинки.

Фібробетон на основі поліпропіленових фібр має обмежену область застосування, оскільки волокна мають нижчі механічні та армуючі характеристики, порівняно зі сталлю та скловолокном. Його застосовують переважно для заливання підлог під час зведення промислових та цивільних будівельних об'єктів.

В окремих випадках для досягнення особливих технічних показників використовують фібри різних матеріалів одночасно. Останнім часом стали проводити армування фіброю пінобетону. Виходить міцніший композиційний матеріал, який зберігає позитивні якості пінобетону - мала вага з низькими показниками теплопровідності.

Для армування бетонів застосовуються і екзотичні матеріали – джутові, сизальові, целюлозні, нейлонові та інші волокна. Продовжується пошуки кращого матеріалу, ніж сталь або скловолокно, а враховуючи розвиток хімічної промисловості він буде знайдений.

Слід зазначити одну деталь, яка лякає потенційних замовників. Склофібробетон мають більш високу вартість (до 3 разів) у розрахунку на 1 кубічний метр порівняно із звичайним бетоном. Цього не варто лякатися, враховуючи високі показники якості склофібробетону загальна кількість на проведення робіт йде менше, при рівній здатності, що несе, з товстостінними бетонними виробами. Додатково знижуються витрати на транспортування та застосування легких підйомних засобів завдяки малій вазі виробів.

Активне застосування фібробетону на будівництві дозволяє прискорено зводити елегантні, міцні сучасні будинки з меншими фінансовими витратами.