Фибробетон
Краткий анализ использования сталефибробетона
Рекомендации по проектированию индустриальных полов
Таблица для выбора фибрового армирования и толщин сталефибробетонных плит
Рекомендуемые ориентировочные номинальные составы сталефибробетона
Фибробетон в современном строительстве
В настоящее время одним из наиболее перспективных материалов в современном строительстве является фибробетон, бетон дисперсно армированный фиброй. Такой бетон представляет собой одну из разновидностей композитных материалов, которые находят все более широкое применение во многих отраслях промышленности.
По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон. Кроме того, для фибробетона характерны повышенные трещиностойкость, износо- и морозостойкость. Применение фибробетона позволяет снизить энерго- и материалоемкость возводимых конструкций, увеличить межремонтный ресурс. Это обеспечивает ему высокую технико-экономическую эффективность при применении в строительных конструкциях и при их ремонте. В Европе, например, применяется в год более 150 000 т стальной фибры для применения в фибробетоне. Широкое применение фибробетонов в ведущих развитых странах таких как США, Япония, Германия, Великобритания, Франция, Китай, а сейчас и в России доказало экономическую и техническую целесообразность их использования в строительных конструкциях и сооружениях.
Во многом эксплуатационные свойства фибробетона зависят от типа применяемой фибры. Сейчас активно применяются волокна из различных материалов — стали, стекла, полимеров, базальта, асбеста и т.д. особый интерес представляет стальная фибра вследствие оптимального соотношения стоимость/эффективность работы в бетоне. Например, при использовании стальной фибры достигается достаточная степень анкеровки, что позволяет в полной мере использовать ее прочность для наиболее эффективной работы в бетоне.
Фибробетон в России
В России первые опыты по дисперсному армированию бетона проводились еще в начале 20 века. В 60-70 гг 20 века началось постепенное широкое применение различных типов фибробетонов. В 80 гг 20 века в нашей стране проводилась работа по внедрению фибробетонов, появлялись опытные производства различных типов фибры. Первое промышленное производство стальной фибры появилось в России в 1994 году. Первооткрывателем стало ЗАО "Курганстальмост", которое совместно с немецкими партнерами освоило производство стальной фрезерованной фибры. Первоначально возможности ограничивались производством 3000 тонн стальной фибры в год. В 1998 году с приобретением двух новых высокопроизводительных станков объем производства удалось довести до 8000 тонн в год с дальнейшей возможностью роста объемов.
Первоначально ЗАО "Курганстальмост" ориентировалось исключительно на Западноевропейский рынок. Строгое выполнение обязательств и высокое качество продукции позволило предприятию зарекомендовать себя надежным и ответственным партнером ведущих европейских компаний, занимающихся продвижением, реализацией и применением стальной фибры. Тем не менее, учитывая развитие строительной отрасли в Российской Федерации, особенно в Москве во второй половине 90-х, предприятие начало активно осваивать российский рынок. В настоящее время ЗАО "Курганстальмост" является одним из 3 крупнейших производителей стальной фибры в нашей стране, предоставляющим заказчикам полный спектр нормативной документации. Постоянная и целенаправленная деятельность предприятия позволила сбалансировать российские и зарубежные заказы. Сейчас почти половина всей производимой фибры реализуется в стране.
Стальная фрезерованная фибра, преимущества и недостатки
Конфигурация фрезерованной фибры, ее размеры и технические характеристики были специально рассчитаны для наиболее эффективной работы в бетоне. Производство стальной фрезерованной фибры началось в 1983 году в Германии. Сейчас в мире существует всего три производителя фрезерованной фибры — в Германии, Китае и России.
Технология производства — сухое фрезерование — позволяет получить стальную фибру, которая качественно отличается от других видов. Фрезерованная фибра имеет особую конфигурацию, общая площадь сцепления с бетоном в 4 раза больше, чем у проволочной или рубленой из листа фибры. Для более эффективной работы в теле бетона, более высокой сцепляемости данный тип фибры имеет анкера на концах и одну шероховатую сторону. В отличие от проволочной анкерной фибры, которая наиболее эффективно работает только при перекрытии трещин, фрезерованная фибра благодаря большей степени сцепляемости с бетоном более эффективно работает в бетонной матрице, а ее применение позволяет избежать трещинообразования.
Еще одним важным преимуществом стальной фрезерованной фибры является отсутствие "ежей", которые могут образовываться при работе с другими видами стальной фибры. Для борьбы с "ежами" необходимы специальные приспособления для равномерной подачи фибры в бетонную смесь. Применение фрезерованной фибры позволяет полностью решить эту проблему, т.к. степень "комкования" у нее крайне низкая.
Проволочная фибра превосходит фрезерованную по следующему показателю: иногда фрезерованная фибры может "всплывать" на поверхность бетона, что затрудняет обработку бетонной поверхности. Однако, такие случаи крайне редки, а количество всплывших элементов на превышает два-три на несколько десятков квадратных метров пола. К тому же всплывшие элементы легко убираются с поверхности. Полное соблюдение технологии изготовления сталефибробетонной смеси позволяет полностью исключить всплытие отдельных элементов.
Сфера применения сталефибробетона на основе стальной фрезерованной фибры
Наиболее эффективно все преимущества сталефибробетона реализуются в следующих конструкциях:
- Бетонные полы различного функционального назначения (промышленные предприятия, складские помещения, торгово — развлекательные комплексы и другие места общего пользования). В настоящее время в России производители бетонных полов активно применяют стальную фибру для армирования. Высокая трещиностойкость, виброустойчивость, ударная прочность, морозостойкость и износостойкость сталефибробетона позволяют наиболее эффективно выдерживать статические и динамические нагрузки, воздействующие на бетонный пол. Около 98% стальной фибры в России используется для устройства полов.
- Банковские хранилища и хранилища ценностей. Повышенные взломоустойчивость, ударная прочность, вязкость разрушения, устойчивость к механическим и динамическим воздействиям, в особенности к взрыву позволяет строить защитные ограждающие конструкции различного класса взломоустойчивости — от V до Х по ГОСТ Р 50862 (при максимальном ХШ классе) с соответствующей сертификацией качества. Всего было возведено более десятка различных банковских сооружений в Москве, Рязани, Кургане, Калуге и др. Испытания конструкций на взломоустойчивость проводились при участии НИИЖБ, а их сертификация — в АНО "ОС и МЗ" Москвы.
Наиболее интересным объектом с применением сталефибробетонных защитных конструкций Х класса взломоустойчивости является здание ГРКЦ ГУ Центрального Банка России в Москве (Волоколамское шоссе, вл. 75). В конструкциях пола, стен, колонн и перекрытий применялся сталефибробетон класса В45 с подвижностью СФБ — смесей ПЗ-П4. При возведении данного сооружения широко применялась стальная фрезерованная фибра производства ЗАО "Курганстальмост". Общий объем уложенного сталефибробетона составил около 5 тыс. куб. м. - Автомобильные дороги. Высокая прочность сталефибробетона, сопротивление усталости, возможность укладки тонкими слоями позволяет применять его как для ремонта, так и строительства новых автомобильных дорог. Особая морозостойкость сталефибробетонных дорог позволяет выдерживать несколько сотен циклов замораживания-оттаивания без влияния на эксплуатационные характеристики. Стальная фрезерованная фибра активно применялась для устройства технологических дорог на Белорусском Металлургическом заводе. Масса передвигающегося автотранспорта составляет более 100 тонн.
- ЖБИ. ЗАО "Курганстальмост" активно начинает осваивать новую сферу применения стальной фрезерованной фибры — железобетонные изделия. Плиты БМП (безбаластного мостового полотна), обоймы усиления колонн, сваи и железнодорожные шпалы уже изготавливаются из сталефибробетона с применением фрезерованной фибры. Ведется активная работа по расширению номенклатуры изделий из сталефибробетона.
Кроме того мировой опыт показывает, что стальную фибру целесообразно использовать для строительства взлетно-посадочных полос и стоянок самолетов, для устройства обделки тоннелей, строительства гидротехнических сооружений и изготовления плит железнодорожных переездов.