Волокно контролирует поведение бетона

Большинство строителей при своей работе постоянно сталкиваются с проблемами, связанными с сооружением и эксплуатацией железобетонных конструкций, - пылеобразование, пластическая усадка и слабая (на раннем этапе) морозоустойчивость. В процессе дальнейшей эксплуатации проявляются такие свойства, как низкая устойчивость к замерзанию и последующему оттаиванию, слабая сопротивляемость удару, подверженность к истиранию, проникновению воды и химических веществ.

Многочисленные разработки в данной области не давали нужного результата. И только после появления на рынке строительных добавок для бетона и строительных растворов моноволокна Фибрин произошел определенный переворот в строительстве. Тесты BBA (British Board Agreement) и другие независимые исследования подтверждают, что Фибрин является наиболее эффективным полипропиленовым моноволокном из всех типов волокон, применяемых в строительстве.

Фибрин - это полипропиленовое волокно, специально предназначенное для использования в бетоне и строительных растворах. Насыщение волокном Фибрин бетонной массы - это наиболее равномерное ее армирование. Добавление в бетон волокна Фибрин при замесе в объеме от 0,6 кг/м3 до 0,91кг/м3 значительно снижает образование трещин при пластической усадке, повышает сопротивление удару, устойчивость к истиранию и морозостойкость, тем самым обеспечивая повышенную долговечность бетона. Волокна Фибрин допущены к поставке, реализации и использованию на территории Российской Федерации.

В чем состоят преимущества бетона, изготовленного с использованием волокон Фибрин?

Уменьшается образование трещин при пластической усадке и соответственно повышается качество поверхности бетона.

Добавление волокон сокращает время первичного и окончательного затвердевания бетона. Повышаются устойчивость к замерзанию-оттаиванию, сопротивляемость удару, устойчивость к истиранию, огню, а также устойчивость к проникновению воды и химических веществ. Имеет место высокий экономический эффект при эксплуатации конструкций (по сравнению с контролирующей образование трещин стальной сеткой).

Повышается устойчивость бетона к воздействию антиобледеняющих солей, уменьшается выделение воды. В конечном итоге повышаются прочностные характеристики бетона.

Фибрин следует использовать во всех типах бетонных покрытий (как наружных, так и внутренних), условия эксплуатации которых требуют предотвращения появления пластических усадочных трещин.

Волокна Фибрин используются при бетонировании конструкций промышленных складов, гидротехнических сооружений, наружных площадок, объектов нефтехимической промышленности, мостов, при изготовлении монолитных конструкций, плит фундаментов и перекрытий, железобетонных свай, прессованных и отливаемых изделий, строительных растворов и штукатурок, торкрет-бетона, печатного декоративного бетона, материалов для ремонта бетона. Велика востребованность волокон Фибрин при бетонировании конструкций, находящихся в местах повышенной сейсмической активности.

Большой популярностью пользуется спецификация Фибрин для дорожного строительcтва.

Бетон с содержанием волокна Фибрин обладает лучшим сцеплением, чем обычный бетон. Сами волокна весьма тонки - хотя они видны в бетоне на стадии замеса, их совершено не видно на готовой бетонной поверхности.

Результаты ряда независимых тестов свидетельствуют о том, что применение волокна Фибрин способствует снижению водопроницаемости и водопоглощения бетона. Это достигается за счет уменьшения количества отверстий, образуемых выступающей водой. Вот почему вода, химические вещества и грязь впитываются армированным волокном Фибрин бетоном гораздо медленнее.

Армированный волокном Фибрин бетон широко используется при сооружении водохранилищ, отстойников, водосливов, строительстве портов, доков, морских заграждений, дорог и мостов, словом, всех сооружений, которые должны быть особенно устойчивыми к проникновению антиобледеняющих солей.

Волокно Фибрин является инертным полипропиленовым экстрактом, и ни одна из известных добавок к бетону не ухудшает его рабочих характеристик.

Волокно Фибрин устойчиво к щелочам и большинству химических веществ, применяемых в производственных процессах.

Устойчивость к истиранию бетона с волокном Фибрин через 6 часов после бетонирования повышается примерно на 10% и в целом может быть выше на 30%. Это зависит от содержания цемента и качества заполнителя.

Способность волокна Фибрин контролировать перемещение воды в бетонной смеси уменьшает возможность сегрегации мелких частиц цемента и песка, что обеспечивает более эффективную гидратацию цемента и в сочетании с лучшим сцеплением цементного раствора дает более прочную и долговечную поверхность.

Поэтому применение волокна Фибрин с целью повышения устойчивости поверхностей к истиранию (морские заграждения и сооружения, бетонные углехранилища) вполне оправдано там, где постоянная эрозия ведет к износу поверхности.

Волокно Фибрин повышает огнестойкость бетона. Независимые тесты показывают, что бетон с волокном Фибрин более устойчив к изгибу после воздействия температуры 600 оС в течение 1 часа. Повышает это волокно и устойчивость бетона к раскалыванию после 2 часов горения углеводорода при температуре 1100 оС (тест ISO 834). Поэтому оправдано использование волокна Фибрин при строительстве сооружений береговой нефтяной и нефтехимической промышленности.

Бетон, содержащий волокно Фибрин, имеет более высокие морозостойкие характеристики. Можно считать, что по долговечности он равен бетону с воздухововлекающими добавками.

Механизм подобного повышения морозостойкости следующий. Во-первых, Фибрин вносит в бетон небольшое количество воздуха. Эти воздушные пузырьки позволяют свободной воде, которая может замерзнуть, расширяться и сжиматься в цикле замерзания-оттаивания. Таким образом снижается разрушительный эффект мороза на раннем этапе.

Во-вторых, Фибрин, повышая устойчивость бетона к пластическому растрескиванию, уменьшает количество водных каналов в бетоне. В результате снижение проницаемости придает бетону большую устойчивость к промерзанию.

В-третьих, добавление волокна Фибрин контролирует перемещение воды в бетоне, обеспечивая более эффективную гидратацию цемента и повышая прочность на сжатие в первый день твердения. Улучшение контроля выделения воды помогает предотвратить скопление на поверхности конструкции цемента и песка. (Эти мелкие частицы делают поверхность очень хрупкой и чувствительной к морозу.)

В-четвертых, 273 млн волокон, содержащиеся в 1 м 3 бетона, укрепляют конструкцию по всему ее объему, включая грани и ребра, и связывают цементный раствор, повышая морозостойкость. Бетон, содержащий волокно Фибрин, характеризуется значительно большей сопротивляемостью удару и устойчивостью к раскалыванию по сравнению с обычным бетоном. Добавление волокна Фибрин повышает его пластичность.

Повышенная сопротивляемость удару и устойчивость к раскалыванию бетона с включением волокна Фибрин объясняется большим количеством энергии, поглощенной при натяжении волокон после образования трещин в цементном растворе. Волокно Фибрин обеспечивает защиту от разрушения кромок сборных железобетонных конструкций. Его можно использовать в тяжелой промышленности, а также при строительстве военных объектов, так как данное решение способствует повышению взрывоустойчивости и сейсмоустойчивости.

Волокно Фибрин может рассматриваться как экономичная альтернатива контролирующей образование трещин стальной сетке, но это волокно не может использоваться в качестве замены конструктивной стальной арматуры. Фибрин не оказывает влияния на изгибную прочность бетона, поэтому при его применении должны соблюдаться обычные технологии работы с бетоном.

Когда бетон дает усадку, стальная сетка подвергается сжатию и способствует увеличению растягивающих напряжений в бетоне. Реальное техническое значение стальной сетки становится очевидным лишь после начала развития процесса трещинообразования в теле бетона.

Волокно Фибрин способствует предотвращению микротрещин, образующихся в бетоне в пластическом состоянии.

Добавление полипропиленовых волокон любого вида в бетонную смесь повышают ее способность к сцеплению. Это можно считать дополнительным преимуществом при бетонировании крутых уклонов.

Как правило, бетон замешивается с учетом необходимой осадки. Величина осадки бетона с волокном Фибрин может производить ошибочное впечатление низкой пригодности и вызывать желание добавить больше воды, чего следует избегать. После того как бетон уложен, эксплуатирующий конструкцию сталкивается с тремя проблемами, которые могут оказывать значительное влияние на ее долговечность. Это пыль, пластическая усадка и оседание, а также мороз.

Пыль возникает вследствие разрушения слабой поверхности. Обычно это бывает результатом излишнего разглаживания бетона, в который добавлено большее количество воды при замешивании, отделывании или отсутствии надлежащего выдерживания.

Трещины при пластической усадке возникают, когда уровень испарения с поверхности бетона превышает уровень выделения воды внутри бетона. Получающееся в результате уменьшение объема верхнего слоя бетона ведет к образованию пластических трещин.

Трещины при пластическом оседании возникают тогда, когда в формуле бетонной смеси учитывается значительное выделение воды, а также существует ограничение оседания в виде арматурных стержней.

Трещины этих типов можно предотвратить с помощью моноволокнистого полипропиленового волокна Фибрин в сочетании с надлежащими технологиями выдерживания и соединения, что в свою очередь изменяет свойства бетона в пластическом состоянии.

При укладке бетона во всем его объеме образуютcя водные каналы или капилляры. Эти каналы позволяют воде проникать в затвердевший бетон и в мороз застывать там. При замерзании вода расширяется, вызывая повреждения и раскалывание поверхности.

Волокно Фибрин значительно снижает риск пластической усадки и оседания, обеспечивая устойчивость к образованию пластических трещин на 3 этапах.

Во-первых, волокно повышает способность бетона к деформации без разрушения в наиболее критический период - в течение 2-6 часов после укладки. Тем самым оно уменьшает размер и количество трещин, что способствует сохранению большей внутренней прочности бетона. В этом отношении полипропиленовое волокно Фибрин благодаря своей обширной площади поверхности более эффективно, чем стальная сетка.

На более позднем этапе, когда бетон затвердел и начинает давать усадку, Фибрин соединяет края трещин и таким образом снижает риск разлома. Волокно гофрировано по всей длине, что повышает его устойчивость к выдергиванию.

Наконец, Фибрин уменьшает выделение воды посредством более эффективного контроля гидратации, тем самым уменьшая внутренние усилия. Благодаря лучшему контролю выступания воды на поверхность снижается образование трещин при пластическом оседании.

Фибриллированные волокна Фибрин 1950 и 1300 предназначены для контроля пластической усадки и оседания, а также улучшения качества поверхности затвердевшего бетона и разравнивателей.

Фибриллированые волокна Фибрин 1260F и 660F предназначены для использования в бетонных трубах, блоках и других сборных железобетонных конструкциях.

Добавление фибриллированного волокна Фибрин повышает прочность на сжатие на раннем этапе и сопротивляемость удару, устойчивость к истиранию, раскалыванию поверхности и повреждениям при транспортировке. Сочетание этих преимуществ является залогом прочности и долговечности конечного продукта.

Все более значительным является увеличение интенсивности дорожного движения. Поэтому в дальнейшем дороги неизбежно будут изнашиваться в ускоряющемся темпе. Следовательно, существует потребность в инновационном решении для повышения долговечности технически ограниченной асфальтовой смеси.

Таким решением является полиэстеровое волокно Фибрин AF60.

Это волокно улучшает механические свойства асфальта, что на практике снижает появление неровностей (борозд, колей, выбоин) и повышает его стабильность. Сочетание этих преимуществ значительно удлиняет срок эксплуатации дороги, о чем свидетельствуют результаты многочисленных тестов.

Полиэстеровое волокно Фибрин AF60 при добавлении в асфальтовую смесь покрывается битумом и образует многомерную укрепляющую сетку вокруг заполнителя смеси.

Расход волокна составляет 1,25 кг на тонну асфальта для дорог с низкой интенсивностью движения, наложения заплат из холодной смеси и уплотнения швов и 2,5 кг на тонну асфальта для дорог с интенсивностью движения свыше 10000 машин в сутки.Подготовил Владимир ДАНИЛОВ