Благодаря надежности и долговечности бетон считается универсальным и широко применяемым строительным материалом. Технологии его производства постоянно совершенствуются, улучшая качественные характеристики.
Фибробетон – это один из видов бетона, отличающийся особой прочностью за счет армирования материала фиброволокном.
В качестве наполнителя для такого волокна используют:
Стальную проволоку;
Полипропилен;
Нейлоновые нити,
Базальт;
Вискозу;
Получают такую разновидность материала посредством тщательного смешивания бетонного раствора и армирующего волокна. При этом наиболее важным этапом технологического процесса является равномерное разнонаправленное распределение фибронаполнителя в совокупности со строгим соблюдением пропорций, благодаря которому параметры прочности и упругости становятся более совершенными.
Фибробетон используют при изготовлении:
Стеновых панелей;
Наливных полов;
Бордюров;
Отделочных фасадных плит;
Элементов архитектурного декора;
Покрытий мостов;
Взлетно-посадочных аэродромных полос.
К очевидным достоинствам такой разновидности бетона относятся:
Износостойкость, делающая материал устойчивым к проникновению влаги, перепадам температур, механическим повреждениям, длительным нагрузкам, трещинам и разрушению;
Сверхпрочность, достигаемая за счет отличного взаимодействия волокна с растворами и смесями и позволяющая уменьшить толщину и объем всей конструкции;
Экологичность и пожаробезопасность, допускающие применение фибробетона при возведении строений с постоянным пребыванием человека;
Экономичность, позволяющая в сравнении с армированием каркасом или сеткой сократить не только затратную часть сметы, но и время на процесс производства материала;
Практичность, дающая возможность за счет добавления армирующего наполнителя уменьшить расход бетона;
Длительный срок эксплуатации.
Цена рассматриваемого материала является единственным его недостатком.
В сравнении с аналогом традиционного производства стоимость фибробетона более высока, что напрямую зависит от стоимости материала, используемого в качестве наполнителя. Однако, место, занимаемое в среднем ценовом сегменте, тем не менее оставляет её доступной и привлекательной для покупателя.
Ни одно строение сегодня не обходится без применения бетона. Прочностные свойства бетона и легкость изготовления делают его уникальным материалом. Начиная с фундамента крупнейших зданий и до самых вершин небоскребов, мы на каждом сантиметре конструкции найдем бетон. Бетон является основой и в производстве одиночных изделий. К такой продукции можно отнести кухонную столешницу, вазы, бетонные урны, балясины и тротуарную плитку. Бетон - прежде всего, искусственный камень, по своим характеристикам близок к тому же граниту и мрамору. В эстетическом смысле природные камни значительно красивее, но часто обладают природным повышенным радиационным фоном. Производство бетона позволяет контролировать радиационный уровень, делая его экологически безопасным. Давайте выясним, как сделать бетон своими руками хорошего качества!
С одной стороны процедура изготовления бетона очень проста, тем не менее, следует учитывать некоторые особенности, способствующие улучшить качество бетона и его дальнейшую эксплуатационную пригодность. Перед началом работ следует установить эксплуатационные цели бетона, просчитать возможную нагрузку, чтобы потом правильно подобрать рецептуру и пропорции материалов для замеса бетона.
Что такое цементное молочко? «Цементное молочко» - это водоцементный раствор, в котором весь цемент был растворен водой и образует некую текучую жидкость. На начальном этапе заливке фундамента часто в качестве первого слоя используют бутовой камень, который проливается цементно-песчаным раствором, чтобы заполнить пустоты между камнями. Этот нехитрый трюк дает защиту фундамента от проседания и задерживает влагу.
Качественный бетон на все 100 процентов зависит от чистоты всех компонентов. В качестве заполнителя в бетоне выступает (в основном) щебень фракции от 2 мм до 40мм. Классический товарный бетон изготавливается на гранитном щебне с фракцией от 3 до 20 мм. Такие бетонные смеси удобны в укладке, к тому же это придает немаловажную возможность подачи бетона с помощью бетононасоса. Бетон с фракцией щебня более 20 мм бетононасос прокачать не сможет. Существуют мелкозернистые бетоны - максимальный размер наполнителя 10мм.
Цемент - клей бетона, связывающий воедино все компоненты. Для замеса бетона своими руками лучше использовать цемент марки 500. В производстве бетона цемент должен быть сухим и сыпучим. Не допускается использование цемента, взявшегося комками. Важный совет при выборе цемента: не экономьте на цементе! Дешевый немаркированный или уцененный цемент может доставить вам больших хлопот и головную боль. Экономия на цементе, когда на кону стоит безопасность и долговечность всего дома, не уместна!
Речной песок для производства бетона должен быть максимально чистым, не содержать растительных остатков, мусора и посторонних предметов. В производстве бетона оптимальная крупность зерен песка должна быть в пределах 1,5-2,5 мм.
Что делать с грязным песком? Если у вас нет возможности привезти чистый строительный речной песок, то необходимо просеять имеющийся песок, отделив по-максимуму сторонние включения.
Заполнители для бетона. Основой прочности бетона выступает именно заполнитель. Идеально с точки зрения прочности бетону подходит гранитный щебень с «кубовиткой». Лещатый (плоский щебень), сам по себе имеет более низкий показатель прочности и значительно хуже уплотняется в бетоне. В то время как, «кубики» щебня образуют крепкую структуру в смеси при ее затвердевании. Важно, чтобы щебень был максимально чистым, не содержал пыли и отсева. В некоторых случаях щебень можно промыть водой. Мытый щебень обеспечивает лучшее сцепление с песком и цементом. Высокая шероховатость на гранях щебня является положительным фактором, и наоборот - гладкие грани ухудшают качество смеси.
Для чтобы, сделать бетон своими руками , лучше выбрать гранитный щебень фракции 5-20мм. Он имеет оптимальный рассев по фракциям и его легче дозировать при замесе бетона. При засыпании щебня в бетономешалку обратите внимание, на то чтобы, вы вместе со щебнем не отправили туда почву или другой мусор.
Используйте чистую воду без дополнительных примесей. Категорически запрещается использовать морскую соленую воду для замеса бетона. Особых требований к воде в бетоне нет. Здесь подходит простое и обычное правило: если вода питьевая, то она вполне подходит для бетонной смеси.
Пластификаторы, добавки в бетон
Пластификаторы призваны обеспечить раствору большую текучесть или наоборот вязкость. Используя пластификаторы, учитывайте тот факт, что вам, скорее всего, понадобится меньшее количество воды. Самые популярные пластификаторы предназначаются для увеличения прочности бетона. В промышленном производстве бетона на заводах ЖБИ использование пластификаторов прочности изрядно экономит расход цемента (до 15-20 процентов на кубометре). Пластичный и подвижный бетон более удобен в своей укладке. Вы быстро зальете такую смесь в фундамент, при этом бетон заполнит все необходимые пустоты в котловане.
Другие добавки в бетон могут обеспечить затвердевание и схватывание бетона при минусовых температурах. Таким образом, вы можете быть уверенным, что залитый зимой бетон не замерзнет и вода, содержащаяся в смеси не кристаллизируется.
Что такое фибробетон? Армирующие вещества, которые используют в качестве дополнения к основному заполнителю, способствуют приобретению бетоном дополнительных прочностных и эксплуатационных характеристик. Например, для тонкой бетонной стяжки пола в бетон добавляют полипропиленовые или ПВХ (поливинилхлорид) волокна. Такой наполнитель сам по себе, мягкий и не особо прочный, однако в бетоне он выступает связующими нитями и предотвращает растрескивание бетонной поверхности.
Примечание. Конечное количество воды необходимо рассчитать с учетом влажности материалов (в первую очередь песка).
Среди населения наиболее распространены пропорции бетона 1:3:6 (цемент, песок, щебень). Придерживаясь такой универсальной формулы, часто результат остается неудовлетворительным. Самое плохое в этой ситуации, что когда приходят последствия, то изменить уже что-либо невозможно.
Если вы уверены в том, что сделаете бетон своими руками, то необходимо знать какую конечную прочность должен иметь ваш бетон. Следует отметить, что для плиты перекрытия бетон обязательно нужно заказывать на заводе ЖБИ.
Взвешивание компонентов бетона. От точности взвешивания ингредиентов бетонной смеси зависит результат. На практике на домашних стройплощадках все измеряют ведрами. Перед тем как приступить к таким замерам следует проверить, сколько же килограмм в действительности помещается в одно ведро и только после этого начинать замес бетона. В случае влажности песка следует увеличить количество добавляемого песка и уменьшить количества воды в смеси, чтобы избежать очень жидкого раствора.
Для замешивания бетона идеальным вариантом является специальные бетономешалки. Такое оборудование с завода предназначено для размешивания компонентов бетона и позволяет качественно перемешивать всю смесь.
Два способа перемешивания бетона с помощью бетономешалки:
1. В бетономешалку, залитую отмеренным количеством воды, добавляют цемент, после получения раствора добавляют песок и щебень.
2. Вначале засыпают песок, щебень, цемент и только после перемешивания этих компонентов добавляют необходимое количество воды. При этом строитель смотрит на подвижность смеси и может точно отрегулировать количество воды, чтобы получить нужную текучесть бетона.
Последний вариант является наиболее рациональным, он гарантирует равномерное перемешивание смеси.
Рекомендуется располагать бетономешалку максимально близко к месту заливки. Учтите, что удельный вес готового бетона превышает вес всех компонентов по отдельности. Один кубометр бетона весит 2400 кг. Малое расстояние до места заливки не позволит бетону быстро схватиться или расслоиться.
Наиболее распространенные бытовые бетономешалки имеют объем смесительного барабана равный 200 литрам. Переведите все пропорции бетона из таблицы выше на ваш объем бетономешалки. В случае 200 литровой бетономешалки все цифры из таблиц следует разделить на пять.
Все время замеса бетона не должно превышать десять минут. Длительное перемешивание может привести к началу схватывания цемента. Транспортировку раствора производите тачкой и не выключайте бетономешалку до полного освобождения от бетона.
Узнайте все за и против замеса бетона самостоятельно. Смотрите рисунок ниже.
В современном строительстве все более широкое применение находят разнообразные конструкции из фибробетона – композиционного материала, по объему которого дополнительно распределена фибровая арматура. За счет такого усиления удается минимизировать ключевые недостатки традиционного бетона – хрупкость и невысокую прочность на растяжение. В данной статье будет рассказано подробно о материале и его свойствах, а также – как сделать фибробетон своими руками.
Применение стальной фибры при проведении бетонных работ обеспечивает следующие преимущества:
Итак, что такое фибробетон – это бетон, в котором его площадь равномерно усилена дисперсными волокнами. Это могут быть остатки проволоки или отходы от производства гвоздей, а также неметаллические материалы.
Благодаря этому он обладает в несколько раз большими по сравнению со стандартными:
Добавление стальной возможно как до начала процесса ее приготовления, так и во время и даже после. Причем наиболее качественным бетон будет именно в случае подмешивания фибры в уже готовую смесь, однако при этом чрезвычайно важно следить за тем, чтобы фибра не бралась комками.
Совет: благодаря применению фибры, становится возможным использование бетона при проведении ремонтных работ в наиболее сложных для доступа поврежденных местах, где армирование посредством металлических изделий является невозможным.
С точки зрения технико-экономической эффективности и целесообразности использования металлической фибры наиболее рационально применение следующих типов конструкций:
Совет: для работы с монтажом и демонтажем усиленных бетонов используется резка железобетона алмазными кругами нужной плотности.
При использовании материала следует понимать, что теплопроводность фибробетона зависит от наполнителя.
Укладка бетона с фиброй производится с применением специальных укладочных машин либо при помощи традиционных устройств, генерирующих вибрации. Данная технология позволяет добиваться получения , что положительно сказывается на его физических характеристиках и позволяет получать ровную поверхность.
Совет: в случае работы с небольшими объемами можно использовать ручную укладку.
Финишную обработку поверхности, как правило, выполняют с применением ручного стального мастерка или же машинки для затирки. Разглаживать поверхность следует сразу же после того, как был залит бетон, чтобы концы фибры не выступали.
Выпускаемые современной промышленностью фибры достаточно легко вводятся в раствор и легко перемешиваются с ним. Благодаря чему при работе можно в основном использовать стандартное технологическое оборудование, применяемое для обычного бетона.
Совет: если не получается сделать необходимый канал в ЖБИ, вам поможет алмазное бурение отверстий в бетоне с помощью специальных коронок.
Добавление в бетон стальной фибры широко применяется при проведении работ на:
За счет фибры бетон приобретает дополнительную жесткость и более высокую прочность, благодаря чему разработчики имеют возможность разрабатывать конструкции, способные выдержать повышенные нагрузки.
Как свидетельствует имеющийся опыт в отечественном и зарубежном строительстве, материал считается невероятно универсальным, сфера применения которого неуклонно расширяется.
Изделия, выполненные из армированного стальной фиброй бетона, обладают более высокой экономической эффективностью по сравнению с железобетонными, что выражается в:
Производство фибробетона не относится к сложным процессам. Стандартная инструкция изготовления данного материала включает в себя несколько последовательных стадий:
На этом по большому счету процесс приготовления можно считать завершенным. Столь простая технология производства не мешает материалу обладать целым рядом неоспоримых достоинств, включая экономическую выгоду, связанную с отсутствием каких-либо дополнительных затрат.
Необходимо уточнить, что в качестве фиброволокон могут использоваться не только металлические частицы, но и масса других материалов, обладающего подходящими для этой цели свойствами.
В длинный список можно включить:
Все они позволят существенно улучшить конечные характеристики готового бетона.
Совет: в процессе возведения сооружений, которые должны обладать повышенной прочностью, рекомендуется применять материал исключительно на основе металлических волокон.
В данной статье вы узнали, что хотя для изготовления материала не требуется сложная технология — фибробетон при этом получает массу положительных качеств, позволяя ему соперничать со стандартными бетонами. Благодаря своим характеристикам он применяется в широком спектре строительных работ. В качестве добавок могут использоваться как металлические, так и неметаллические материалы.
Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.
Стеклофибробетон - это мелкозернистый материал на основе цемента, в состав которого входит стеклянная фибра. Этот армирующий наполнитель придает материалу отличные физические качества, в том числе упругость и пластичность, благодаря которым из СФБ можно выполнять элементы с нестандартной геометрией, любых форм и размеров. В составе СФБ преобладают три компонента: песок в качестве основного заполнителя, устойчивые к щёлочной среде фибровые стекловолокна, цемент белый высоких марок. В него также добавляют разные добавки - для придания цвета, фактуры, дополнительных характеристик. СФБ окрашивается как в массе, так и по поверхности.
СФБ обладает уникальными свойствами: в сравнении с обычным бетоном его ударная прочность выше в 20 раз, прочность на изгиб - в 5 раз, на растяжение - в 5 раз, на сжатие в 4 раза.
Пластичность СФБ позволяет изготавливать всевозможные декоративные элементы, объёмные и криволинейные конструкции, крупногабаритные панели и прочие сложные формы;
Фактура и цветовое решение СФБ может быть любым. Со временем она не меняет первоначальный цвет;
Трещиностойкость обеспечивается свойствами входящей в состав СФБ фибры;
Материал не подвержен коррозийным процессам;
Низкий вес изделий из СФБ облегчает монтаж;
Отличается идеально гладкой поверхностью и скульптурным качеством.
СФБ имеет высокую устойчивость к химикатам, включая городское загрязнение и растворы солей.
Монолитное домостроение и реконструкция зданий;
Применение в инженерных сооружениях в качестве несъемной опалубки–облицовки путепроводов в пролетных строениях, системах водостоков на скоростных автомагистралях, для облицовки тоннелей;
Облицовка храмовых комплексов
Декоративные элементы в экстерьерных и интерьерных решениях
Реставрационные работы на исторических объектах
Строительство очистных сооружений.
Благоустройство
Прочность на сжатие > 25 МПа
Прочность на растяжение при изгибе > 20 МПа
Водонепроницаем (W20);
Негорючий;
Морозостойкость F150 – F300 циклов;
Инертен к химическим реагентам;
Экологически чистый материал.
Владельцы патента RU 2245860:
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Состав фибробетона содержит цементное вяжущее, наполнитель, армирующий волокнистый компонент и воду. Армирующий неметаллический волокнистый компонент предварительно обработан в низкотемпературной плазме тлеющего разряда переменного тока при давлении 50-250 Па, силе тока 1,0-2,2 мА/см 2 в течение 20-60 сек. Технический результат: повышение прочности при изгибе, при сжатии и показателей сопротивления удару.1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении составов фибробетонов, армированных неметаллическим волокном.
Уровень техники
Известен состав фибробетона [Рабинович Ф.Н. Дисперсно-армированные бетоны. - М.: Стройиздат, 1989, стр. 130-131], который содержит воду, наполнитель, в качестве вяжущего вещества - цемент, в качестве армирующего материала - стекловолокно.
Недостатками такого материала являются:
Низкая прочность на изгиб;
Низкая прочность при сжатии;
Низкие показатели сопротивления удару.
Наиболее близким по составу к изобретению является состав фибробетона [Технология и долговечность дисперсно-армированных бетонов. Сборник научных трудов. - Л., 1984, стр. 67-68], который содержит воду, в качестве вяжущего вещества - цемент, в качестве материала наполнителя - песок с Мкр=2 и максимальной крупностью зерен не более 5 мм, в качестве армирующего материала - стекловолокно, вводимое в строительное тесто в количестве 1-2% по массе материала, при соотношении цемента и наполнителя (Ц:П) 1:1 и соотношении воды и цемента (В/Ц) 0,4.
Однако такой материал имеет недостатки:
Невысокая прочность при изгибе - 9 МПа;
Невысокая прочность при сжатии - 60 МПа;
Невысокие показатели сопротивления удару - 2,6 кгм/см 2 .
Сущность изобретения
Задача изобретения состояла в поиске состава фибробетона, содержащего цементное вяжущее, наполнитель, армирующий неметаллический волокнистый компонент и воду, который позволил бы увеличить прочность материала на изгиб, прочность материала на сжатие и повысить показатели сопротивления удару.
Поставленная задача достигается тем, что состав фибробетона, содержащий цементное вяжущее, наполнитель, армирующий неметаллический волокнистый компонент и воду, содержит армирующий неметаллический волокнистый компонент, предварительно обработанный в низкотемпературной плазме тлеющего разряда переменного тока при давлении 50-250 Па, силе тока 1,0-2,2 мА/см 2 в течение 20-60 сек.
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
Повысить прочность материала при изгибе на величину от 25 до 60%;
Повысить прочность материала при сжатии на величину от 40 до 90%;
Сопротивление материала удару на величину от 10 до 30%.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для приготовления предлагаемого состава фибробетона используют:
В качестве вяжущего - цемент, например М500;
В качестве материала наполнителя - традиционно применяемые для изготовления бетонных смесей, например: керамзитовый песок, кварцевый песок и др.;
В качестве неметаллического волокнистого армирующего материала могут быть использованы различные волокна органического и неорганического происхождения, например, стекловолокно, полиамид, хлопок (отходы производства), лен (отходы производства), полиэтилентерефталат, асбест. Необходимым условием является предварительная обработка этих волокон в плазме тлеющего разряда переменного тока при давлении 50-250 Па, силе тока 1,0-2,2 мА/см 2 в течение 20-60 сек. Армирующий волокнистый компонент используют в количестве 1-4% по массе.
Состав готовят традиционным образом. Готовят цементное тесто из взятых в необходимом соотношении цемента и воды (В/Ц=0,34-0,4), которые тщательно перемешивают до получения однородной массы. В полученную массу вносят необходимое количество наполнителя (Ц:П= 1:1-1:0,7) и опять перемешивают до однородной массы. В полученную массу вводят необходимое количество волокнистого армирующего компонента, прошедшего предварительную обработку в плазме тлеющего разряда, и перемешивают до получения однородной массы. Из полученного состава фибробетона формуют образец стандартной формы 40×40×160 мм. После твердения и выдержки образцов в течение 28 суток проводят испытание образцов. Прочность материала на сжатие определяют по ГОСТ 310-4-76, прочность на изгиб - по методике ГОСТ 10180-78. Сопротивление материала удару определялось и для прототипа, и для изобретения одинаково, а именно по известной методике на вертикальном копре [Технология и долговечность дисперсно-армированных бетонов, Сборник научных трудов, Л., 1984, стр. 94].
Качественные показатели состава с использованием в качестве армирующего материала неметаллических волокон различной химической природы и физической структуры, обработанных в низкотемпературной плазме тлеющего разряда при различных параметрах, представлены в табл. 1.
| Таблица 1. Качественные показатели состава фибробетона с использованием в качестве армирующего материала неметаллических волокон обработанных в низкотемпературной плазме тлеющего разряда |
|||||||||||
| № п.п | Вяж. | Наполнитель | Ц:П | В/Ц | Арм. Мат./% | Параметры обработки | Технические результаты | ||||
| Время, t,сек. | Сила тока,I мА/см 2 | Давление Р,Па | Проч. на изгиб, МПа | Проч. на сжатие, МПа | Сопротивление удару (работа разрушения, кг·м/см 2) | ||||||
| 1 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:1 | 0,37 | Полиэфир/3 | 20 | 1.5 | 100 | 11,5 | 85 | 3,22 |
| 2 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:0,7 | 0,4 | Полиэфир/2 | 20 | 1,5 | 200 | 13 | 95 | 2,97 |
| 4 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:1 | 0,34 | Стекловолокно/2 | 30 | 1 | 150 | 14 | 75 | 2,93 |
| 5 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:1 | 0,37 | Стекловолокно/1 | 40 | 2 | 100 | 14,5 | 100 | 3,15 |
| 6 | Цемент М500 | Керамзит, песок | 1:0,7 | 0,4 | Стекловолокно/2 | 50 | 1,5 | 100 | 14 | 110 | 3,31 |
| 7 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:1 | 0,37 | Стекловолокно/2 | 60 | 1,5 | 50 | 13 | 105 | 3,27 |
| 10 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:1 | 0,34 | Лен/3 | 20 | 1,5 | 100 | 14 | 95 | 2,99 |
| 11 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:0,7 | 0,4 | Лен/2 | 30 | 2 | 100 | 14,5 | 115 | 3,13 |
| 13 | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:1 | 0,4 | Асбест/3 | 40 | 1 | 150 | 14 | 100 | 3,37 |
| 14 | Цемент М500 | Керамзит, песок | 1:0,8 | 0,37 | Асбест/4 | 60 | 2,2 | 250 | 14,5 | 105 | 3,39 |
| Прототип | Цемент М500 | Кварц, песок | 1:1 | 0,4 | Стекловолокно/2 | - | - | - | 9 | 60 | 2,6 |
Состав фибробетона, содержащий цементное вяжущее, наполнитель, армирующий неметаллический волокнистый компонент и воду, отличающийся тем, что он содержит армирующий неметаллический волокнистый компонент, предварительно обработанный в низкотемпературной плазме тлеющего разряда переменного тока при давлении 50-250 Па, силе тока 1,0-2,2 мА/см 2 в течение 20-60 с.
Похожие патенты:
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства конструктивных слоев дорожной одежды при бетонировании автомобильных транспортных магистралей, бесшумных городских дорог, промышленных территорий, пешеходных дорожек, спортивных площадок и подъездных путей, площадок.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве водоудерживающей добавки к вяжущему (портландцементу, известковому или портландцементно-известковому), одновременно повышающей прочность при изгибе бетонов и растворов.
Изобретение относится к области технологии органических соединений, в частности к применению поверхностно-активных веществ (ПАВ), а именно сульфированных жидких продуктов пиролиза углеводородов, в качестве пластификаторов для бетонных смесей.
