Гибридный бетон, армированный волокнами это бетонная смесь, в которой используется более одного вида фибры. Цель проста. Смесь должна контролировать трещины на разных стадиях. Она должна повышать прочность после растрескивания. Она должна сделать бетон менее хрупким в процессе эксплуатации.
Бетон обладает высокой прочностью на сжатие. Именно поэтому инженеры используют его для изготовления плит, балок, туннелей, дорог, сборных конструкций и многих других сооружений. Однако у бетона есть и слабое место. Он хрупок при растяжении. Он может треснуть, когда усадка, изгиб, удар, изменение температуры или перемещение груза создают растягивающее напряжение внутри матрицы.
Армирование волокнами помогает решить эту проблему. Одно волокно может улучшить одну часть характеристик. Гибридная система волокон может сделать больше. В ней могут использоваться разные волокна для разной ширины трещин и разных стадий напряжения. Это основная причина, по которой многие бетонные проекты сейчас рассматривают гибридный фиброармированный бетон.
На сайте Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd., Мы поставляем фибробетонные растворы под Ecocretefiber™ бренд. Наша цель - не только продавать волокно. Наша цель - помочь подрядчикам, заводам по производству готовых смесей, производителям сборных конструкций и дистрибьюторам выбрать волокнистую систему, которая соответствует месту проведения работ, конструкции смеси и целевым характеристикам.
Что такое гибридный фиброармированный бетон?
Гибридный фиброармированный бетон - это бетон, содержащий два или более типов волокон в одной смеси. В распространенной системе используется стальное волокно и полипропиленовое волокно. Другая система может использовать макро синтетическое волокно и микрополипропиленовое волокно. Некоторые современные материалы на основе цемента могут также использовать ПВА-волокно, минеральных вискеров или других микроскопических материалов.
Основную идею легко понять. Трещины в бетоне не образуются в один прием. Сначала появляются небольшие микротрещины. Эти трещины перерастают в видимые трещины. Затем под нагрузкой некоторые трещины становятся шире. Крупные трещины могут привести к разрушению бетонного элемента.
Разные волокна лучше работают на разных стадиях трещин.
Микрополипропиленовые волокна помогают уменьшить раннее растрескивание при пластической усадке. Они рассеиваются в цементной пасте и помогают контролировать очень маленькие трещины. Макросинтетические волокна или стальные волокна могут перекрывать более крупные трещины. Они могут удерживать трещины вместе после растрескивания бетона. Это действие после растрескивания является одним из наиболее важных достоинств бетона, армированного волокнами.
Стандарт ASTM C1116 описывает армированный фиброй бетон и классифицирует его по типу фибры, включая стальные, стеклянные, синтетические и натуральные волокна. В нем также говорится, что бетон, армированный фиброй, должен быть равномерно перемешан при поставке покупателю.
Почему бетон нуждается в волокнах
Обычный бетон хорошо переносит сжатие. Он не так хорошо переносит растяжение. Как только открывается трещина, треснувший участок быстро теряет способность к растяжению. Именно поэтому во многих бетонных конструкциях используются стальные стержни. Стальные стержни обеспечивают структурное армирование. Волокна выполняют другую роль.
Волокна распространяются по бетонной матрице. Они создают множество маленьких мостиков внутри смеси. Эти мостики помогают ограничить рост трещин. Они также помогают бетону сохранять определенную несущую способность после растрескивания.
Это не означает, что фибра может заменить всю стальную арматуру в любой конструкции. Это неверно. Инженеры должны проектировать конструкцию с учетом нагрузки, норм, пролета, воздействия и требований безопасности. Но фибры могут улучшить поведение бетона во многих практических областях. К ним относятся плиты перекрытий, торкретирование тоннелей, промышленные полы, сборные элементы, ремонтные растворы, накладки и чувствительные к трещинам бетонные поверхности.
Стандарт ASTM C1609 оценивает характеристики армированного фиброй бетона при изгибе, используя данные о нагрузке и прогибе, полученные при испытании балки. Для описания характеристик после растрескивания в нем также используется пиковая прочность, остаточная прочность и вязкость.
Почему гибридные волокна могут работать лучше, чем одно волокно
Один тип волокна имеет свои ограничения. Микроволокна очень хороши для борьбы с ранними микротрещинами, но они не обеспечивают такой же остаточной изгибной способности после трещин, как сильные макроволокна. Стальные волокна могут обеспечить прочное перекрытие трещин, но они могут не рассеиваться так же, как тонкие синтетические волокна на уровне пасты. Макро синтетические волокна обеспечивают борьбу с трещинами без коррозии, но они должны быть подобраны правильной длины, формы, прочности на разрыв и дозировки.
Гибридные волокна используют сильные стороны каждого типа волокон.
Микроволокно может работать внутри пасты. Оно может помочь до того, как трещины станут заметны. Макроволокно может работать после появления трещин. Оно может перекрыть более крупные трещины. Стальное волокно обеспечивает высокую жесткость и сопротивление вытягиванию. Синтетическое макроволокно обеспечивает прочность, не подверженную коррозии, и облегчает работу на стройплощадке в различных условиях.
Именно поэтому гибридный фибробетон следует рассматривать как систему борьбы с трещинами, а не просто как материал с “большим количеством волокон”.”
Концепция многомасштабного контроля трещин
Разрушение бетона - это многомасштабный процесс. Материал содержит продукты гидратации на микроуровне, раствор на среднем уровне и крупный заполнитель на макроуровне. Трещины также перемещаются по этим уровням. Они начинаются с малого. Они растут. Они соединяются с другими трещинами. В итоге они образуют более крупные трещины.
Хорошая гибридная волоконная система должна соответствовать этому процессу.
| Шкала трещин | Типичный выбор волокон | Главная роль в производстве бетона | Практическая ценность |
|---|---|---|---|
| Стадия микротрещины | Микрополипропиленовое волокно | Контролирует ранние мелкие трещины | Помогает уменьшить растрескивание пластика при усадке |
| Стадия мелких трещин | ПВА-волокно или тонкое синтетическое волокно | Ограничивает рост мелких трещин | Способствует повышению прочности и распределению трещин |
| Стадия макротрещины | Стальное волокно или макросинтетическое волокно | Перекрывает более широкие трещины | Помогает повысить несущую способность после образования трещин |
| Стадия обслуживания | Макро синтетическое волокно или стальное волокно | Скрепляет поверхности трещин | Повышает долговечность и ударопрочность |
Эта концепция полезна для владельцев проектов. Она объясняет, почему смесь с более чем одним волокном может обеспечить лучшее поведение трещин, чем смесь с одним волокном. Она также объясняет, почему правильная дозировка имеет значение. Слишком малое количество волокна может не создать достаточного количества мостов. Слишком большое количество волокна может снизить обрабатываемость, повысить содержание воздуха или затруднить перемешивание.
Что показывают исследования о силе
Многие покупатели в первую очередь задают один вопрос. Увеличивает ли волокно прочность на сжатие?
Практический ответ таков: волокно используется в основном не для повышения прочности на сжатие.
Некоторые исследования показывают, что стальные волокна могут повысить прочность на сжатие в определенных смесях. Некоторые гибридные системы также могут показать небольшое увеличение. Но более сильные и надежные показатели обычно наблюдаются при растяжении, раскалывании, изгибе, вязкости и трещиностойкости.
Это имеет значение для маркетинга и проектной коммуникации. Поставщик бетонного волокна должен не только говорить: “Наше волокно делает бетон прочнее”. Это предложение слишком простое. Кроме того, оно может создать неверные ожидания.
Лучшее послание заключается в следующем:
Бетонные волокна помогают контролировать растрескивание, повышают прочность и поддерживают характеристики после растрескивания, если тип волокна, дозировка и конструкция смеси подобраны правильно.
Это сообщение более профессионально. Оно также соответствует тому, как инженеры оценивают армированный фиброй бетон.
Стальное и полипропиленовое волокно в одной смеси
Стальное волокно и полипропиленовое волокно - распространенная гибридная пара. Стальное волокно обладает высоким модулем упругости и высокой прочностью на разрыв. Оно может улучшить передачу нагрузки через трещины. Оно может поддерживать остаточную прочность после растрескивания. Полипропиленовое волокно легкое, синтетическое и не подвержено коррозии. Тонкое полипропиленовое волокно полезно для борьбы с трещинами при пластической усадке. Макрополипропиленовая или макросинтетическая фибра помогает перекрывать большие трещины в плитах и торкрет-бетоне.
Когда эти два волокна используются вместе, они могут работать на разных стадиях. Полипропиленовое волокно помогает контролировать раннее образование трещин. Стальное волокно может поддержать треснувший участок на более высокой стадии нагрузки.
Это не означает, что в каждом проекте следует использовать сталь и полипропилен вместе. Правильный выбор системы зависит от области применения.
Для промышленных полов макросинтетические волокна могут быть предпочтительнее, если существует опасность коррозии. Для торкретирования туннелей стальная фибра или макросинтетическая фибра могут быть выбраны на основе проектных требований, контроля отскока и данных испытаний. Для сборного железобетона производителю может потребоваться фибра, которая равномерно перемешивается и не вредит отделке поверхности. Для ремонтных растворов контроль трещин и сцепление могут быть более важны, чем большое количество фибры.
Микроволокно и макроволокно
Микроволокно и макроволокно не следует рассматривать как один и тот же продукт. Они используются по разным причинам.
Микрополипропиленовое волокно обычно тонкое и короткое. Оно распространяется через цементную пасту. Оно помогает уменьшить трещины при пластической усадке. Применяется в штукатурке, растворе, плитах, сборных элементах и бетонных поверхностях, где требуется ранний контроль трещин.
Макросинтетическое волокно имеет больший размер. Оно предназначено для перекрытия трещин после затвердевания бетона. Оно может повысить прочность и остаточные характеристики при изгибе. Часто используется в плитах, торкрет-бетоне, облицовке тоннелей, сборном бетоне и при ремонте бетона.
EN 14889-2 охватывает полимерные волокна для конструкционного и неконструкционного использования в бетоне, растворе и затирке. Он также включает такие области применения, как набрызг-бетон, напольные покрытия, сборный бетон, бетон на месте и ремонтный бетон.
Этот стандартный взгляд помогает покупателям понять один важный момент. Полимерные волокна предназначены не только для борьбы с мелкими трещинами. Некоторые макрополимерные волокна предназначены для обеспечения остаточной прочности на изгиб и конструктивного вклада, если это позволяет конструкция.
Как гибридные волокна улучшают характеристики при изгибе
Показатели изгиба - один из самых полезных способов оценки армированного фиброй бетона. Балка из обычного бетона может внезапно разрушиться после появления первой трещины. Балка, армированная волокнами, может продолжать нести нагрузку после растрескивания, поскольку волокна перекрывают трещины.
Это ключевой момент.
Бетонная плита или слой торкрет-бетона должны обладать не только высокой прочностью при первом растрескивании. Ей также необходимо полезное поведение после растрескивания. Конструкция не должна сразу терять всю свою прочность. Она должна поглощать энергию. Она должна контролировать ширину трещины. Она должна сохранять более стабильный режим разрушения.
Гибридные волокна могут помочь, поскольку каждый тип волокон действует на разных участках кривой "нагрузка - прогиб". Тонкие волокна помогают до и вблизи первых трещин. Макроволокна помогают после появления трещин. Стальные волокна могут увеличить жесткость и силу сцепления. Синтетические макроволокна могут обеспечить стабильное вытягивание и долговременную работу без коррозии.
По этой причине выбор волокна должен основываться на проверенных характеристиках, а не только на внешнем виде. Покупатель должен запросить технические данные. Серьезный поставщик должен обсудить длину, диаметр, прочность на разрыв, модуль упругости, форму, дозировку, дисперсию и метод испытания волокна.
Области применения гибридного фиброармированного бетона
Гибридный бетон, армированный волокнами, может использоваться во многих проектах. Наилучшие результаты достигаются, когда бетон нуждается в контроле трещин, прочности и долговечности.
Промышленные плиты
Промышленные плиты подвергаются усадке, движению вилочных погрузчиков, колесным нагрузкам и ударам. Волокна помогают уменьшить видимое растрескивание и улучшить передачу нагрузки на трещины. Макросинтетическое волокно часто используется там, где есть опасения по поводу коррозии стали или поверхностных пятен ржавчины. Стальное волокно может быть выбрано, когда требуется высокая жесткость.
Дробеструйная обработка
Дробеструйный бетон требует быстрой укладки, хорошего наращивания и прочности после образования трещин. Волокна могут уменьшить потребность в традиционной сетке в некоторых конструкциях. Они также могут использоваться для облицовки туннелей, укрепления склонов, поддержки горных работ и ремонтных работ. Волокно должно хорошо диспергироваться и проходить через оборудование без засорения.
Сборный железобетон
Производителям сборных конструкций необходимо стабильное качество, быстрое производство и чистая распалубка. Волокна помогают контролировать трещины при транспортировке, усадочные трещины и повреждения кромок. Дозировка должна быть сбалансирована с качеством поверхности и обрабатываемостью.
Ремонтный раствор и накладки
Ремонтные материалы часто подвергаются усадочным нагрузкам и нагрузкам при склеивании. Микроволокна помогают контролировать небольшие трещины. Макроволокна могут добавить прочности, если ремонтный слой достаточно толстый. Гибридная система может быть полезна, когда область ремонта подвержена как риску ранней усадки, так и более поздней эксплуатационной нагрузке.
Бетон для дорожных покрытий и инфраструктуры
Дороги, перекрытия аэропортов, мостовые настилы и тоннели нуждаются в долгосрочном контроле трещин. Хорошая система волокон может способствовать долговечности за счет уменьшения ширины трещин и повышения ударопрочности. Это поможет со временем снизить нагрузку при обслуживании.
Как выбрать подходящую волоконную систему
Покупатель не должен выбирать волокно только по цене за килограмм. Это распространенная ошибка. Характеристики волокна зависят от дозировки, формы, прочности на разрыв, модуля упругости, связующего, дисперсности и конечного применения бетона.
Для более дешевого волокна может потребоваться более высокая дозировка. Более прочное волокно может работать при меньшей дозировке. Волокно с плохой дисперсией может создавать комки. Волокно с неправильной геометрией может плохо перекрывать трещины. Волокно, которое работает в растворе, может не подойти для крупнотоннажного бетонного завода.
Вот простая инструкция по выбору.
| Потребность в проекте | Рекомендуемое направление волокон | Причина |
|---|---|---|
| Контроль трещин при пластической усадке | Микрополипропиленовое волокно | Распространяется через пасту и контролирует ранние микротрещины |
| Вязкость после разрушения | Макро синтетическое волокно или стальное волокно | После затвердевания перекрывает широкие трещины. |
| Армирование без коррозии | Макро синтетическое волокно | Не ржавеет на открытом бетоне |
| Перекрытие трещин высокой жесткости | Стальное волокно | Обладает высоким модулем упругости и прочной связующей силой. |
| Улучшенный многоступенчатый контроль трещин | Гибридная микро- и макросистема | Он работает с трещинами разных размеров |
| Прочность бетона | Стальное волокно или макросинтетическое волокно | Поддерживает остаточную емкость после растрескивания |
Правильная дозировка должна быть подтверждена пробным смешиванием и испытаниями. Производитель бетона должен проверить просадку, содержание воздуха, время перемешивания, перекачиваемость, отделочную способность и характеристики затвердевания.
Почему баланс дозировок имеет значение
Большее количество волокна не всегда означает лучший бетон. Очень высокая дозировка фибры может сделать смесь трудноукладываемой. Это может увеличить риск образования шаров. Она может уменьшить просадку. Она также может повысить содержание воздуха, если не контролировать поверхность волокна и процесс смешивания.
Оптимальная дозировка - это дозировка, которая обеспечивает требуемые характеристики, сохраняя смесь работоспособной.
Именно поэтому Ecocretefiber™ рекомендует выбирать фибру в зависимости от проекта. Для торкретирования туннеля, промышленного пола и сборных панелей не требуется одно и то же волокнистое решение. Каждая смесь имеет свою систему вяжущего, градацию заполнителя, пакет добавок, соотношение воды и вяжущего и способ укладки.
Хороший поставщик волокна должен узнать о проекте, прежде чем дать окончательную рекомендацию. Поставщик должен понимать область применения, целевые характеристики, процесс смешивания и требования местных стандартов.
Что может предоставить Ecocretefiber™
Ecocretefiber™ марка бетонного волокна Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. Мы специализируемся на практических решениях в области фиброволокон для бетона и материалов на основе цемента. Наша продукция охватывает микрополипропиленовое волокно, макросинтетическое волокно, стальное волокно и другие волокна для армирования бетона для различных строительных нужд.
Мы оказываем поддержку покупателям, которым необходимы стабильные поставки, техническая связь, OEM-упаковка и выбор продукции для различных рынков. Мы можем помочь дистрибьюторам создать более четкую линейку продукции. Мы также можем помочь подрядчикам сравнить выбор волокон для плит, торкрет-бетона, сборного бетона и ремонтных материалов.
Наша позиция проста. Мы не хотим, чтобы клиенты выбирали волокно вслепую. Мы хотим, чтобы заказчики выбирали волокно, которое подходит для конкретного проекта.
Хорошее бетонное волокно должно легко перемешиваться. Она должна равномерно распределяться. Она должна соответствовать назначению бетона. Она должна поставляться с четкими техническими характеристиками. Кроме того, она должна иметь стабильное качество от партии к партии.
Практические вопросы покупателя перед заказом
Прежде чем заказать бетонную фибру, покупателям следует подготовить несколько деталей.
Какова область применения? Это плита, торкрет-бетон, сборная деталь, ремонтный раствор или дорожное покрытие?
Какова основная цель? Это контроль пластической усадки, вязкость после разрушения, ударопрочность или замена какой-либо сетки при проектировании?
Какая марка бетона и состав смеси будут использоваться?
Какое оборудование для смешивания будет использоваться?
Нужен ли проекту ASTM C1609, EN 14889-2 или другой местный эталон испытаний?
Какой диапазон дозировок является приемлемым с точки зрения стоимости и обрабатываемости?
Эти вопросы помогут избежать ошибок. Они также помогают поставщику рекомендовать более полезную систему волокон.
Заключение
Гибридный армированный волокнами бетон дает инженерам и подрядчикам лучший способ борьбы с трещинами. Он не полагается на одну единственную функцию волокон. В нем используются различные типы волокон для борьбы с трещинами на разных стадиях.
Микроволокна помогают контролировать ранние микротрещины. Макросинтетические волокна и стальные волокна помогают перекрыть более крупные трещины после затвердевания. Хорошая гибридная система может улучшить прочность, распределение трещин и поведение после образования трещин. Она может способствовать улучшению характеристик плит, торкрет-бетона, сборного бетона, ремонтного бетона и инфраструктурных работ.
Главное - не добавлять фибру без плана. Главное - подобрать тип волокна, дозировку и конструкцию бетона в соответствии с реальными потребностями проекта.
Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. поставляет фиброволокно для бетона Ecocretefiber™ для клиентов, которым необходим практичный контроль трещин и стабильное качество продукции. Если вашему проекту требуется полипропиленовая фибра, макросинтетическая фибра, стальная фибра или гибридная фибра, Ecocretefiber™ поможет вам сравнить варианты и выбрать подходящий продукт для вашей бетонной смеси.
