Фиброволокно: расход, рекомендации по применению

Фиброволокно: расход, рекомендации по применению

Область применения	Рекомендуемый размер фиброволокна, мм	Расход фиброволокна
Промышленные полы, цементнобетонные дорожные покрытия	12, 20, 40	от 1 кг на 1 м 3 в зависимости от необходимых прочностных характеристик
Стяжки, теплые полы	12, 20	от 0,9 до 1,5 кг кг на 1 м 3 в зависимости от необходимых прочностных характеристик
Железобетонные, бетонные конструкции и изделия	12, 20	от 0,9 кг на 1 м 3 для придания конструкциям и изделиям повышенной прочности и исключения трещин
Ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон неавтоклавного твердения)	12, 20, 40	от 0,6 кг до 1,5 кг волокна на 1 м 3 в зависимости от необходимых прочностных характеристик готового изделия
Сухие строительные смеси (наливные полы, штукатурки, шпаклёвки, затирки, гидроизоляция, ремонтные составы)	3, 6, 12	от 1 кг на 1 м 3 Дозировка зависит от вида сухой строительной смеси, технологии производства
Мелкоштучные изделия, сложнопрофильные изделия, малые архитектурные формы	6, 12	от 0,9 кг на 1 м 3 Расход фиброволокна зависит от параметров изделия, размеров, типа вяжущего, технологии производства
Тротуарная плитка	6, 12	от 0,6 кг до 1,5 кг на 1м³ смеси в зависимости от прочностных характеристик готового изделия, технологии производства.
Жидкие обои, клеевые составы	3	от 0,5 кг на 1 м 3 Дозировка зависит от технологии производства

Способ применения фиброволокна

Вариант 1: Фиброволокно засыпается в любой бетоно- или растворосмеситель (миксер) в сухую смесь перед добавлением воды .

Вариант 2: Фиброволокно добавляется в цементное молоко, затем все остальные компоненты бетонной смеси.

Рекомендации по применению фиброволокна

Объемное армирование бетона (пенобетона, цементно-песчаных смесей) с помощью полимерных волокон в последние годы все шире применяется в строительной индустрии. В отличие от армирующих сеток из стали, микроволокна равномерно распределяются в объеме смеси, улучшают вяжущие свойства, делают ее устойчивой к расслоению.

Применение фиброволокна приводит к тому, что бетон становится более прочным к растяжениям, снижается показатель его усадки, что повышает трещиностойкость. Вместе с тем возрастает устойчивость материала к воздействию среды: к чередующимся циклам замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения.

Эффективность армирования бетона с помощью полимерного микроволокна — величина переменная, которая определяется рядом параметров: длиной и диаметром волокон, модулем упругости полимера, а также количеством волокон в единице объема цементной смеси.

Наиболее важными факторами являются упругость и длина волокон: чем больше модуль упругости полимера соответствует аналогичному показателю цементной матрицы, и чем больше по длине используемые волокна, тем значительнее будет влияние дисперсионного армирования на характеристики трещиностойкости бетона. Следует отметить, что длина волокон не должна быть чрезмерно высокой — это привело бы к появлению технологических трудностей при попытке провести равномерное распределение микроволокон в объеме подготавливаемой смеси.

Для каждого вида бетонной смеси следует опытным путем устанавливать, какая длина
волокна является оптимальной — при каком показателе будет достигаться наиболее равномерное распределение армирующей добавки по объему. К примеру, для пенобетонных смесей используется волокно длиной до 40 мм, в случае тяжелого подвижного бетона — длиной от 12 до 20 мм, а если смеси малоувлажненные, уплотняемые с помощью метода вибропрессования — не более 6-7 мм.

Испытания данных армирующих добавок для цементно-песчаных растворов (под устройство стяжек) и для пенобетона проводились в Ростовском государственном строительном университете, на кафедре строительных материалов. Ниже, в таблице, приводятся результаты исследований влияния количества полипропиленового волокна в смеси на прочностные характеристики, на растяжение при изгибе, на усадку состава при высыхании.

Таблица 1. Влияние содержания полипропиленового волокна на прочность материала при изгибе и усадку при высыхании пенобетона (длина волокон 20 мм)

Серия	Расход фибры на 1 м3 бетона, кг	Средняя плотность бетона, кг/м3	Прочность на растяжение при изгибе		Нормированная усадка ( в интервале влажности 5-35%)		Общая усадка (при полном высыхании)
			МПа	%	мм/м	%	мм/м	%
Ф-1	0,00	528	0,23	100	3,55	100	8,1	100
Ф-2	0,98	538	0,41	178	3,07	86	7,2	89
Ф-3	1,95	530	0,54	235	3,32	93	7,1	88
Ф-4	2,92	532	0,60	261	3,67	103	6,8	84

Данные, приведенные в таблице 1, дают возможность сделать вывод: при изготовлении фибробетона марки D500 (самого популярного по плотности) наибольший технико-экономический эффект будет достигнут при дозировке фибры от 0,6 до 2 кг/м3. Показатель прочности на растяжение при изгибе при этом вырастает примерно в 2 раза, а нормированная усадка при высыхании снижается на 10-15%.

Таблица 2. Влияние полипропиленового волокна на усадку цементно-песчаной смеси при полном высыхании и на прочность при изгибе (длина волокон 12 мм)

Расход
фибры
на 1 м3
бетона,
кг

Прочность при сжатии, МПа

Как следует из приведенных показателей, включение волокна в качестве армирующей добавки оказало существенное влияние на показатель прочности на растяжение при изгибе и усадку цементно-песчаного раствора при высыхании. В данном случае положительное влияние фибры сказывается при росте ее дозировки. В цементно-песчаных стяжках оптимальным показателем для снижения риска образования трещин при усадке является величина в пределах от 1 до 2 кг/м3.

Таким образом, применение полипропиленового волокна позволяет улучшить показатели трещиностойкости пенобетона и плотного песчаного бетона.

Натуральное стекловолокно побеждает «химию». Тестирование армирующих добавок для строительных смесей и штукатурок

Совсем недавно мы разработали и вывели на рынок инновационный продукт на основе стекловолокна для укрепления и армирования различных строительных смесей, растворов для кладки и штукатурок – фибру «Крепыш». За очень короткий срок наша армирующая фибра стала очень популярной не только у профессиональных строителей и отделочников, но и у изготовителей сухих строительных смесей и даже у производителей кирпича, различных плит и отделочных панелей.

Успех нашей армирующей фибры «Крепыш» не остался незамеченным и на рынке появились её аналоги. Однако, если визуально все аналогичные материалы и выглядит похожим, то из-за своего состава все они по многим показателям не соответствует сложным задачам армирования и защиты строительных растворов и штукатурки, что мы наглядно докажем в этой статье.

В качестве аналогов нашей армирующей добавки чаще всего выступает полипропиленовое фиброволокно (фибра полипропиленовая). Из самого названия ясно, что этот продукт далёк от нашего экологически чистого и натурального стекловолокна. Фактически полипропиленовая фибра — это «пластмассовые» волокна, нарубленные на короткие отрезки, хотя по науке они называется: фибра полипропиленовая мультифиламентная. Это «страшное» название даже выговорить с первого раза трудно, как и наименования большинства химически синтезированных искусственных материалов, наподобие поливинилхлорида. И если основное отличие в исходном материале очевидно (стекловолокно создано из натуральных природных компонентов: кварцевого песка, соды, известняка и глины, в то время как полипропилен – это классическая «химия»), то сравнительный анализ свойств армирующих добавок на основе стекловолокна и полипропиленовой фибры нуждается в экспертной оценке.

Основная функция армирующих добавок – защищать цемент, бетон, кладочный раствор и штукатурку от растрескивания и разрушения и придавать этим растворам дополнительную прочность и долговечность. Поэтому, главным тестом для оценки свойств армирующих добавок станет испытание образцов с добавлением стекловолокон «Крепыша» и полипропиленовой фибры на прочность. Чтобы получить достоверные результаты, мы обратились в Лабораторию «Испытания строительных материалов» Государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения города Москвы «Строительный техникум №30». Лаборатория этого учебного учреждения оснащена по последнему слову науки и техники, а специалисты, проводящие тестирования строительных материалов, являются признанными экспертами в своих областях.

Для определения армирующих и укрепляющих свойств армирующих добавок «Крепыш» и полипропиленовой фибры в процессе испытания прочности на излом были подготовлены специальные бруски из штукатурной смеси на гипсовой основе (Knauf Rotbant штукатурка гипсовая) с линейными размерами 40×40×150 мм трёх типов: без армирующих добавок, тестовые бруски с добавлением 0,5 г и 1,5 г армирующей фибры «КРЕПЫШ» и тестовые бруски с добавлением 0,5 г и 1,5 г полипропиленовой фибры. После изготовления образцы выдерживались на затвердевание на протяжении 28 суток согласно нормативным требованиям и рекомендациям. После чего подготовленные образцы подвергались деформации на излом на специальной испытательной машине МИ40КУ с аппаратно-компьютерным комплексом. Высокочувствительные датчики испытательной машины связаны с компьютером, который, благодаря специальному программному обеспечению, умеет переводить данные с датчиков в довольно наглядные графики зависимости линейной деформации тестируемого образца от приложенного усилия.

В первом испытании проверялась прочность на излом подготовленного «чистого» образца — без армирующих добавок.

Диаграмма показывает, что при достижении пиковой нагрузки 0,0 — 1,0 кН, линейная деформация бруска составила 1,2 — 1,3 мм, после чего произошло полное разрушение бруска до достижения линейной деформации 1,3 мм.

Во втором блоке испытаний разрушающей нагрузке на излом подвергались два образца с добавлением полипропиленовой фибры. В один брусок 40×40×150 мм при его изготовлении было добавлено 0,5 г фибры, а во второй – 1,5 г.

График линейной деформации показывает, что брусок, содержащий 0,5 г фибры, при достижении пиковой нагрузки 0,0 — 1,0 кН показал линейную деформацию в 1,30 – 1,35 мм, после чего произошло полное разрушение бруска до достижения линейной деформации 1,4 мм.

Брусок, содержащий 1,5 г фибры, отреагировал на разрушающее воздействие и вовсе неожиданно! Полипропиленовая фибра в большем объёме не увеличила, а ослабила прочность бруска, который стал более хрупким, чем брусок с меньшим количеством искусственных волокон и даже без фибры! При достижении пиковой нагрузки всего лишь в 0,0 – 0,9 кН линейная деформация составила 0,7 – 0,75 мм, после чего произошло полное разрушение бруска до достижения линейной деформации в какие-то 0,8 мм!

Причём, на линии излома тестового бруска было отчётливо видно, что полипропиленовая фибра совсем не «связывается» и не «склеивается» с раствором. Она просто выскальзывает из него, оставляя после себя микроскопические полости, которые значительно снижают прочность материала.

Когда пришла очередь тестирования брусков с нашей армирующей фиброй «Крепыш», были показаны совсем иные, более привлекательные цифры и результаты. Третий блок испытаний проводился на брусках 40×40×150 мм, при изготовлении которых в раствор для одного бруска было добавлено 0,5 г стекловолокна «Крепыш», а во второй – 1,5 г нашей армирующей фибры.

На графике видно, что при достижении пиковой нагрузки 1,4 кН, линейная деформация бруска с добавлением 0,5 г «Крепыша» составила 1,35 — 1,45 мм (временная потеря прочности), после чего образец, не разрушаясь, продолжил линейную деформацию до 2 мм при нагрузке от 0,45 – 0,1 кН до полного разрушения в линейной деформации на излом 2 мм.

Второй образец, в который было добавлено 1,5 г армирующей фибры «Крепыш», ожидаемо продемонстрировал ещё более внушительное сопротивление разрушению на излом.

При достижении пиковой нагрузки 1,8 кН, линейная деформация бруска с добавлением 1,5 г «Крепыша» составила 1,5 — 1,6 мм (временная потеря прочности), после чего образец, не разрушаясь, продолжил линейную деформацию до 2,6 мм при нагрузке от 0,5 – 0,0 кН до полного разрушения в линейной деформации 2,8 мм. То есть, брусок из обычной гипсовой штукатурки толщиной в 4 и длиной в 15 сантиметров с помощью стекловолокон «Крепыша» смог выдержать изгиб почти в 3 миллиметра против самого успешного испытания с фиброй, в котором брусок смог выдержать изгиб всего лишь в 1,4 миллиметра!

В результате проведённых испытаний двух типов армирующих и укрепляющих добавок эксперты лаборатории пришли к следующим выводам:

• армирующая фибра «Крепыш» по своим характеристикам и армирующим свойствам значительно превосходит добавку на основе полипропиленовой фибры, и это при том, что полипропиленовая фибра более чем в 5 (!) раз толще стекловолокна (толщина стекловолокна – 9,9 мкм, а толщина фибры, использовавшейся в тестах, – 50 мкм);
• прочность образцов на излом при использовании армирующей фибры «Крепыш» возрастает до 100% (увеличивается в 2 раза), в то время, как прочность образцов с армирующей добавкой на основе полипропиленовой фибры увеличивается лишь до 15%, что в реальных условиях эксплуатации почти не заметно;
• для разрушения образцов с добавлением армирующей фибры «Крепыш» требуются пиковые узконаправленные нагрузки почти в два раза выше (1,4 кН- 1,8 кН), чем для образцов с добавлением полипропиленовой фибры (0,0 кН- 1,0 кН);
• армирующую добавку на основе полипропиленовой фибры следует применять строго по дозировке, указанной производителем, поскольку даже при незначительном увеличении количества добавки, свойства тестового образца резко ухудшились. Прочность образца на излом снизилась на 40% по сравнению с образцом, который не содержит армирующих добавок! Аналогичное, увеличенное количество армирующей добавки «Крепыш» значительно повышает прочность тестового изделия;
• линейные деформации образца, при использовании армирующей фибры «Крепыш» при приложении различных усилий на излом, увеличиваются в 1,5-2 раза без разрушения образца;
• армирующая фибра «Крепыш» в разы увеличивает время до начала критического разрушения образца в результате воздействия на излом;

Кроме того анализируя это, ставшее уже вторым, тестирование свойств нашей армирующей добавки, становится очевидным, что «Крепыш», в отличие от полипропиленового фиброволокна, действительно является инновационным продуктом, который можно рекомендовать к широкому применению в строительной сфере в качестве дополнения или альтернативы традиционным фасадным и малярным (штукатурным) стеклосеткам. Проведённые испытания на линейные деформации и на излом наглядно показали, что в экстремальных и чрезвычайных ситуациях конструкции, изготовленные и отделанные с использованием армирующей фибры «Крепыш», будут в значительно меньшей степени подвержены внешним разрушающим воздействиям (природные катаклизмы, землетрясения, террористические акты, техногенные взрывы и катастрофы и т.п.), что даст дополнительное время на принятие необходимых мер по обеспечению безопасности.

Кстати. По отзывам профессионалов, которые также «тестировали» наше армирующее волокно и полипропиленовое фиброволокно на объектах, в квартирах и загородных домах можно обнаружить ещё довольно интересные различия в этих материалах. По словам специалистов полипропиленовая фибра очень плохо распределяется по всему объёму строительной смеси и штукатурки, практически «всплывая» на поверхность и оставляя внутренние слои без защиты. «Комки» фибры «плавают» в растворе, категорически не желая нормально распределяться. Также полипропиленовая фибра практически не позволяет тщательно зачистить поверхность штукатурки – волокна торчат из штукатурки и не поддаются привычному ошкуриванию из-за своей «пластмассовой» гибкости. Иногда приходится, чуть ли не ножом их срезать по одному «волоску»! В то время как стекловолокно отлично зашкуривается самой обычной наждачной бумагой в процессе стандартной и знакомой каждому штукатуру процедуры финишной обработки поверхности мелкозернистой наждачной бумагой, что позволяет получить идеально ровную, гладкую поверхность, надёжно укреплённую стекловолокном с экстремальной прочностью волокон.

Фибра полипропиленовая 6 мм

Спецификация

Наименование: Волокно полипропиленовое ( фиброволокно).

волокна белого цвета

Диаметр волокна, мкм

покрыта специальным составом, способствующим рассеиванию и сцеплению с цементным раствором

Массовая доля замасливателя, %

Плотность при 20 о С, кг/м 3

Температура плавления, о С

Температура размягчения, о С

Температура самовоспламенения, о С, не менее

Модуль упругости ( кг/мм 2 )

Относительное удлинение при разрыве, в % макс.:

Сопутствующие товары

ФИБРА ПОЛИПРОПИЛЕНОВАЯ

Армирующее волокно (6 мм)

Фибра (от латинского fibra-волокно) в строительстве применяется в виде волокон или узких полос для дисперсного армирования бетонных конструкций. Фибра может быть стальной, полипропиленовой, стекловолоконной, полиамидной, нейлоновой и базальтовой. Наиболее эффективной добавкой по соотношению цена/качество в растворы на цементной и гипсовой основе является полипропиленовая фибра.

В результате использования фибры, существенно повышается сопротивление растяжению, истиранию, ударным нагрузкам; сокращается риск появления трещин; повышается водонепроницаемость бетона, что ведет к увеличению срока «жизни » бетона и изделий из него.

В современном строительстве фибра активно вытесняет металлические и прочие армирующие сетки при проведении штукатурных работ и работ по обустройству стяжек и наливных полов. Дело в том что, в отличие от сеток, волокна фибры для бетона при правильном перемешивании в растворе равномерно и разнонаправлено распределяются по всему объёму, что в общем-то и исключает образование трещин и улучшает прочие прочностные характеристики готовых изделий. Кроме этого полипропиленовая фибра (фиброволокно ) является щелочестойким материалом (а бетон на основе цемента – щелочная среда), поэтому фибра не подвергается процессу разрушения в объеме бетона.

Расход полипропиленовой фибры зависит от ответственности производимых работ. С повышением количества вводимой фибры, прочность и все другие параметры бетона улучшаются. Например, при обустройстве стяжки пола толщиной 50 мм необходимо, даже если брать максимальный расход, в 1 кг/м 3 — 50 грамм фибры. При розничной цене 200 руб./кг это получится 10 руб./м 2 стяжки. При использовании металлических сеток это уже как минимум 40 руб/м 2 .

Естественно говорить о прямых преимуществах фибры перед сеткой возможно в тех случаях, когда предполагается, что бетон не даст в дальнейшем какую-либо серьёзную усадку, и стальная сетка уже не будет компенсировать растягивающее напряжение в бетоне.

Полипропиленовая фибра сочетается с любыми добавками в бетоны (пластифицирующие , морозостойкие, воздухововлекающие и пр.)

СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ. Фибра добавляется в бетон в любой момент (до и в процессе перемешивания). Время перемешивания 4 – 5 минут в смесителе принудительного действия.

В зависимости от вида производимых работ используется полипропиленовая фибра различной длины.

Фибра 6 мм

Применение. Армирование сухих смесей на цементной и гипсовой основе, сухие строительные смеси, штукатурки внутренние и фасадные, шпатлевки, плиточный клей. Производство мелкоштучных изделий, лепнины, скульптуры. Тротуарная и облицовочная плитка, малые архитектурные формы.

Как сэкономить на стяжке пола и штукатурных работах?

При строительстве дома или более крупных коммерческих проектов таких как: торговые и офисные центры, жилые комплексы, промышленные ангары, склады, каждый застройщик сталкивается с необходимостью производить штукатурные работы и укладывать стяжку пола. Но не каждый застройщик знает, как провести эти виды работ быстро, качественно, а также еще и гораздо дешевле, их обычной стоимости.

В этом нам помогут такие технологии как: устройство полусухой стяжки пола с фиброволокном и механизированные штукатурные работы гипсовой штукатуркой.

Начнем с полусухой стяжки пола, в чем же ее преимущество?

1. Благодаря механизированной стяжке одна бригада может укладывать до 500 м2 в день в зависимости от объекта.
2. Вибрирование производиться сразу при укладке, что позволяет получить идеально ровную поверхность, без дополнительного шлифования или использования наливного пола, как при обычной стяжке пола.
3. Ходить по поверхности полусухой стяжки можно уже через 12 часов, а укладывать финишное покрытие через 3-4 дня, в отличии от 72 часов и 28 дней при обычной стяжке.
4. Уменьшенное количество цемента удешевляет стоимость материалов и облегчает вес.
5. Нет необходимости поднимать материал на высоту, так как уже готовую смесь станция подает на высоту до 15 этажей.
6. Прочность полусухой стяжки М-200 вместо М-150 у обычной.

Есть еще много преимуществ если все перечислять все не хватит данной статьи, поэтому перейдем к экономической составляющей:

Сравнение стоимости полусухой стяжке пола с традиционной стяжной (мокрой) м2 при слое до 50 мм
Полусухая стяжка пола с фиброволокном	Обычная стяжка пола
Стоимость работ	240	300
Стоимость материала	200	250
Шлифовка	Не нужна	50
Подъем материала	Не нужен	20
Итого цена м2 готовой поверхности под укладку финишного покрытия	440	620
Экономия с 1 м2	180
Экономия с 500 м2	90 000
Экономия с 1000 м2	180 000
Экономия с 10000 м2	1 800 000

Теперь перейдем к преимуществам технологии механизированных штукатурных работ гипсовой штукатуркой:

1. Одна бригада может производить 100-130 м2 работ в день.
2. Расход материала на 1 м2 при слое 10 мм– 9-10 кг, штукатурки на основе цемента —
3. После шлифовки механизированной штукатурки не требует дополнительного выравнивания шпатлевкой, можно сразу клеить обои и красить.
4. Высыхание гипсовой штукатурке 3-5 дней, в отличии от 3-4 недель цементной штукатурки (эти сроки часто нарушаются строителями)
5. Гипсовая штукатурка экологичный материал, не содержит токсичных веществ, его кислотность соответствует кислотности кожи человека. Гипс не вреден для окружающей среды и человека.

Перейдем к экономической составляющей:

Сравнение стоимости механизированной гипсовой штукатурки с обычными штукатурными работами м2 при слое до 20 мм
Механизированная штукатурка	Цементная штукатурка ручного нанесения
Цена работ	350	290
Стоимость материала	250	288
Стоимость шпатлевки 2 слоя с материалом	—	250
Шлифование	60	—
Итого цена м2 готовой поверхности под покраску	660	828
Экономия с 1 м2	168
Экономия с 500 м2	84 000
Экономия с 1000 м2	168 000
Экономия с 10000 м2	1 680 000

Теперь давайте посмотрим, сколько можно сэкономить, если на объекте использовать одновременно и технологию полусухой стяжки с фиброволокном и технологию механизированных штукатурных работ гипсовыми штукатурками. Примем, на каждый 1 м2 площади пола приходится 2,5 м2 площадей стен.

Объект	Площадь полов	Площадь стен	Экономия на полусухой стяжке пола	Экономия на механизированных штукатурных работах гипсовой штукатуркой	Общая экономия по объекту
500 м2 – частный дом, магазин, салон, офис	500	1 250	90 000	335 000	425 000
1 000 м2 – супермаркет, мебельный салон	1 000	2 500	180 000	670 000	850 000
10 000 м2 – торговый или офисный центр, ангар, производственный цех	10 000	25 000	1 800 000	6 700 000	8 500 000
50 000 м2 – жилой квартал, склады, офисные комплексы	50 000	125 000	9 000 000	33 500 000	42 500 000

Экономия на крупных объектах может быть и выше, компания ООО «Штукатурные работы» произведет все необходимые расчеты по объекту и предоставит смету. У нашей компании огромный опыт выполнения крупных объектов, 6 собственных немецких станций для производства полусухой стяжки пола, 8 штукатурных станций, больше 15 профессиональных бригад. Наши клиенты, обратившись к нам первый раз становятся постоянными Заказчиками.