Некоторые материалы появляются на рынке с таким ажиотажем, что без него уже невозможно обойтись. Например, волокнистые добавки в бетон или раствор. На самом деле, волокно для напольного покрытия не является необходимым, и его нельзя и не следует добавлять.
Что такое фибра для бетона или раствора
Начнем с того, что такое клетчатка. Это один из видов добавок для изменения свойств бетона. Фибра – искусственные волокна для армирования бетона. Используется как добавка при замесе, равномерно распределяется по всему объему. Такая добавка уменьшает количество трещин, повышает прочность на изгиб – это свойства, присущие практически всем волокнистым добавкам. Но конкретные свойства зависят от материала, из которого изготовлены волокна.
Фибра для бетона — волокнистая добавка для улучшения/изменения свойств раствора
Бетон с добавлением фибры часто называют фибробетоном. Встречаются также названия, отражающие конкретный вид добавки: базальтофибробетон, стеклофибробетон.
Виды фибры
Этот вид смеси для бетона появился не так давно, но рекламируется настолько активно, что кажется, что он нужен в любой ситуации. Это далеко не так. В одних случаях добавки с клетчаткой бесполезны, а в других могут усугубить ситуацию.
Например, металлические и полипропиленовые волокна снижают прочность бетона. Они повышают прочность на изгиб, но снижают механическую прочность. Металл и полипропилен плохо сцепляются с бетоном, поэтому снижается способность противостоять механическим воздействиям. И это следует помнить, чтобы принимать добавку строго по показаниям и не превышать дозу.
Добавляя фибру, мы получаем фибробетон. Его конечные свойства зависят от материала добавки
Стальные волокна
Стальная фибра изготавливается из обычной стали, углеродистой и нержавеющей стали. Лучше всего – нержавеющая сталь. Надо ли говорить, что она еще и самая дорогая? Проволока натянута из металла. Толщина от десятых долей миллиметра до 1,2 мм, длина от 10 мм до 12 см.
Так выглядит металлическое волокно
Известно, что сталь плохо сцепляется с бетоном. Для улучшения сцепления проволоку делают плоской, волнистой, с загнутыми краями (анкерное волокно). Все для улучшения сцепления.
Добавление металлических волокон делает изделие намного более прочным при нагрузках на изгиб. Этот тип используется при строительстве мостов, фундаментов. В некоторых случаях эта добавка может заменить использование арматуры. Но применение обязательно рассчитывается, так как снижение механической прочности нужно контролировать.
Расход металлофибры необходимо оценивать, но средний расход на кубический метр составляет 20-50 кг в зависимости от назначения и области эксплуатации
У серьезных фирм есть калькуляторы, которые рассчитают расход волокна для вашего случая. Но стоит учесть, что минимальная толщина проволочно-железобетонного массива составляет 100 мм. Для дома средний расход составляет 25 кг на кубометр раствора.
Бетон, армированный металлическим волокном, обладает высокой устойчивостью к изгибающим нагрузкам
Недостатками введения металлической фибры в бетон являются большая масса продукта, затрудненное перемешивание до равномерного распределения, склонность металлов к коррозии, низкая адгезия к бетону, что приводит к снижению характерной прочности раствора. Наши мастера сами изготавливают металлическую фибру — режут проволоку, отливают гвозди, гнут, расплющивают. Но каков будет результат? В этом весь смысл. Если вы используете стальную фибру для пола, вы должны сначала протестировать ее. Сделайте небольшой куб, проверьте состояние бетона через несколько дней. Желательно, конечно, через 28 дней. Если тесты пройдут успешно, повторите эксперимент в нужном масштабе. Ну а если вы задумались о заливке фундамента, лучше заказать бетон нужной марки на заводе.
Базальтовые волокна
Главное свойство базальтового волокна в том, что оно практически не растягивается. Бетон, напротив, обладает определенной эластичностью, он может растягиваться до тех пор, пока не треснет. То есть введение в бетон базальтовой фибры снижает его общую эластичность. Но при этом повышается способность противостоять упругим и ударным деформациям. Края плит и других изделий повреждаются в разы меньше.
Хотите сверхпрочную поверхность — используйте базальтовое волокно
Еще один момент: базальтофибробетон впитывает меньше влаги, чем обычные бетонные блоки. То есть введение такой добавки повышает морозостойкость – меньше впитывается влаги, меньше разрушается при замораживании и оттаивании. Поскольку базальт блокирует воду, мы получаем более гладкую и прочную поверхность. В таком растворе при кристаллизации в растворе удерживается вода, песчинки также меньше двигаются. Вся масса более стабильна. Благодаря этому мы получаем более гладкую поверхность.
Недостаток базальтового волокна до сих пор был обозначен как один – цена. Этот вид микроармирования используется при строительстве в районах с повышенной сейсмической активностью. Важно добиться максимальной силы и закрыть глаза на цену. Есть и другой недостаток — сложно перемешать до однородности. Но с этим научились справляться – проводят специальную обработку, которая называется «промасливание». Это не лечение маслом, как может показаться. Это химическая обработка. При покупке обратите внимание на тип смазки, в зависимости от него меняется степень волокнистости. Для бетона подходят КВ-13, КВ-42, КВ-05/1.
Типы смазочных материалов и степень добавления
В целом бетон, армированный базальтовым волокном, можно применять там, где требуется повышенная прочность и морозостойкость. Особенно — для отливки носков в многоэтажках, стен и перегородок, дорожных плит, балок и т.д. Также можно отливать все другие изделия из ЖБИ — малые архитектурные формы, даже черепицу. И они будут гладкими, прочными, долговечными. И плитка после зимней обработки солями не повреждается. В целом изделия прочные и долговечные, но дорогие.
Сколько базальтового волокна нужно добавить в куб раствора
Длина волокон может быть от 3 мм до 100 мм, диаметр 10-17 мкм. Немного о ценах. У производителей мешок 15-25 кг стоит 200-300 рублей. Базальтового волокна на розничном рынке очень мало, а то, что есть, дорого. Фасовка 500-700 грамм — 500 руб. Базальтовое волокно сделает стяжку прочной и надежной, но найти его по подходящей цене не так-то просто.
Полипропиленовые волокна
Пропиленовые волокна не очень прочные, но бетон с их применением лучше выдерживает нагрузки на изгиб. Это самый дешевый и, наверное, самый распространенный вид волокна для частного строительства. Именно полипропиленовое волокно рекомендуется для выравнивающей смеси и не только. Но выбор далек от идеала. И первое – от качества волокна зависят конечные свойства бетона. А производство простое — часто пакеты просто разрезают на полоски. Как известно, контроль качества в таких условиях невозможен. И как такая добавка повлияет на свойства бетона — непонятно, как определить качество того, что продается в магазине.
Когда говорят о добавлении фибры в бетон, обычно имеют в виду полипропиленовые волокна. Как вы понимаете, это не единственный вид данной добавки, но точно самый популярный
Что еще может дать введение полипропиленовой фибры в бетон или раствор для стяжки или штукатурки? Улучшение адгезии, уменьшение усадочных трещин. Это ясно. Когда возникают трещины, куски не разваливаются. Тонкие полипропиленовые нити связывают их до тех пор, пока они не порвутся. И хорошо тянутся. Если части стяжки или плиты соединяются арматурой, то плита остается, даже если есть трещины, простой системой и нагрузки передаются из одной точки в другую. При наличии фибры легче заделывать трещины. Композицию легче «выжать» до волокон. Это положительные стороны, которые дает эта добавка, но не более того.
Так как полипропиленовое волокно очень популярно, мы рассмотрим его более подробно чуть ниже.
Малоприменимые в частном строительстве виды
Не все даже слышали о следующих видах клетчатки. Найти их в рознице еще сложнее, чем базальтовые или металлические, поэтому рассмотрим их кратко. Более известным является стекло или стекловолокно. Работает только в щелочестойких марках (имеет слабощелочную реакцию). В других стекловолокно просто растворяется.
- Стекло (стеклопластик). При модуле упругости, сравнимом с прочностью стальной проволоки, волокна весят в 4 раза меньше. Использование таких волокон значительно повышает прочность бетона. Недостатки — высокая цена и сложность применения. Этот тип волокна напыляется или впрыскивается с помощью специального оборудования. Вводить его во время замеса бессмысленно, так как он растворяется в щелочных растворах.
- Углеродное волокно. Повышает механическую прочность материала, улучшает химическую стойкость и уменьшает растрескивание. Хорошо сцепляется с бетоном, несмотря на то, что прочность углеродных нитей выше, а масса меньше. Но цена завышена (5 кг стоит больше 300 долларов, а расход 1-2 кг на кубометр). Эта добавка используется очень редко — в тонкостенных конструкциях.
Использование углеродного волокна ограничено его ценой - Целлюлоза. Этот тип добавки замедляет усадку. Материал не реагирует с кислотами, не растворяется в воде. Используется не очень часто, особенно в частном строительстве.
Использование углеродного волокна ограничено его ценойКакой бы вид добавки вы ни выбрали, вводить ее нужно строго по норме. Принцип «больше — лучше» здесь не работает, так как свойства бетона можно изменить. В целом при введении фиброфибры необходимо изменять водоцементное отношение, так как снижается удобоукладываемость раствора. Но делать это «на глаз» опасно, так как прочность может значительно снизиться. Лучшим выходом является введение добавок, улучшающих пластичность раствора.
Полипропиленовая фибра для стяжки
Полипропиленовое волокно чаще всего используется для напольных покрытий. У него самая низкая цена, что и обусловило его популярность. Как работает полипропиленовая фибра в бетоне? При вымешивании равномерно распределяется по всему объему. Во влажной среде волокна набухают и распрямляются, сцепляясь. В структуре бетона они образуют собственную матрицу. Беспорядочно расположенные по толщине волокна связывают частицы бетона, тем самым повышая прочность на изгиб.
В бетоне полипропиленовые нити образуют собственную решетку
Что она на самом деле делает? Целый ряд вещей:
- Уменьшает количество трещин, возникающих при твердении бетона. Они и сейчас есть, но меньше и в меньших количествах. Вы не можете полагаться только на клетчатку. Чтобы получилось меньше трещин, нужны качественные компоненты, точное соблюдение пропорций, нужное количество воды и тщательный замес. Волокно только улучшает исходные данные, но не является гарантией отсутствия трещин.
- повышает прочность на изгиб и плотность бетона. Плотность несколько увеличивается, но прочность на сжатие снижается. Это означает, что степень растворения/бетона снижается. По экспериментальным данным снижение примерно на 15-20%. Во многих случаях на это можно закрыть глаза – прочность стяжки обычно берут с запасом. Но при передозировке тонкой клетчатки она может снизиться до половины. Это уже критично. И не пытайтесь увеличить количество цемента. Это приведет не к увеличению силы, а наоборот к еще большему ее снижению.
- Износ уменьшается, поверхность меньше пылит.
При добавлении волокна пластичность раствора снижается. Чтобы вернуть его в норму, не добавляйте воду, а влейте добавку для пластичности
Как видите, добавление клетчатки не приводит к кардинальным изменениям свойств. Есть некоторое улучшение существующих свойств. Если вам сказали, что введение полипропиленовой фибры в бетон или ЦСП заменит армирование, вам солгали. Армирование компенсирует изгибающие нагрузки, которые могут воздействовать на стяжку. Полипропиленовое волокно не может дать такого эффекта. Он лишь уменьшает количество и размеры усадочных трещин. А это совсем другое и «работает» до определенного значения. При значительном приложении силы полипропилен сначала растягивается (тянется идеально — длина увеличивается на 200%), а затем рвется. Поэтому он эффективен против микротрещин. Но это тоже очень хорошо, потому что микротрещины потом становятся просто трещинами.
Так ли она нужна в стяжке
Как уже было сказано, основное назначение фибры в бетоне и ЦСП – уменьшение количества и размеров усадочных трещин. Но если стяжка заливается на жесткое основание, при соблюдении пропорций водоцементного соотношения и правил ухода за бетоном трещин все равно будет немного. Правила ухода просты: увлажнять, удерживать влагу и не допускать локального перегрева. Эти простые меры и хорошие материалы (отсутствие глины и пыли в песке и гравии, хороший цемент, чистая вода) — вот что гарантирует отсутствие крупных и многочисленных трещин. А фибра — это лишь один из способов хоть немного убедиться в том, уложен ли под стяжку «мягкий» утеплитель или звукоизоляция. Если это минеральная вата, то необходимо фиброволокно. Для пенополистирола и других жестких материалов – нет.
Никакое волокно для пола не годится
Что еще дает стекловолокно для напольных покрытий? Более высокая износостойкость. Хотите гладкую, плотную и прочную поверхность? В процессе укладки лучше обрабатывать стяжку вибратором. Погружной или поверхностный – зависит от слоя. Вибрация бетона или ЦСП увеличивает плотность и прочность. Из раствора выходят пузырьки воздуха, он «внезапно» становится более пластичным без всяких добавок. Этот процесс (вибрация) действительно повышает прочность бетона. При этом поверхность становится почти идеально ровной – она выравнивается по горизонту.
На видео — испытания бетона с разными стекловолокнами. Как видите, разница большая…
Дозировка и правила добавления
Полипропиленовое волокно может быть длиной от 10 мм до 40 мм. Толщина — несколько микрон. В волокне хорошего качества волокна скручены вместе. Попадая в полужидкую среду, такие волокна раскручиваются, создавая объемную армирующую структуру.
Какая длина волокна оптимальна? В общем, длина подбирается опытным путем. Они производят партии волокна разной длины, а затем контролируют основные параметры в лаборатории. В частных постройках они ведут себя немного иначе. Здесь действует то же правило, что и при выборе заполнителей для бетона: лучше, если они будут разной длины. Клетчатку разного размера можно брать примерно в равных количествах. И сколько нужно на куб раствора? В основном он указан на упаковке и зависит от марки замешиваемого бетона или раствора. Но в среднем на стяжку уходит 0,6-0,9 кг.
Сколько фибры нужно на кубометр раствора или бетона зависит от назначения раствора
Существует несколько вариантов добавления клетчатки в раствор:
- Добавьте сухие ингредиенты. Это означает, что при смешивании песка и цемента вы добавляете щебень и волокна. Вы можете делать это в группах, вы можете делать это все сразу. Особой разницы нет.
- Можно размешать волокна в воде, туда же всыпать добавки. Полученный раствор заливают в бетономешалку. При таком способе может случиться так, что значительная часть волокон осядет на стенках. Их нужно удалить оттуда — лопатой или деревяшкой. Так вы чувствуете себя комфортно.
Вы можете заказать фибробетон на заводе
При любом способе количество фибры на куб бетона не меняется. Основная задача – равномерно распределить волокна. Для этого бетономешалка должна «колбасить» раствор не менее 5-7 минут. Только в этом случае фиброцементный пол будет прочным, а микроармирование выполнит свои функции.
