Стальное волокно используется в бетоне для борьбы с трещинами и для того, чтобы бетон после растрескивания вел себя менее хрупко. Стальные волокна располагаются внутри смеси в виде распределенной сети. Это придает бетону определенную несущую способность после растрескивания, особенно в плитах и торкрет-бетоне. Во многих проектах стальная фибра используется для сокращения времени обработки сетки. Многие проекты используют стальную фибру для сокращения сроков ремонта полов. Эти преимущества наиболее ярко проявляются в промышленных полах, тротуарах, набрызг-бетоне, а также в сборных элементах.
Что такое стальной фибробетон?
Бетон, армированный стальными волокнами (SFRC), - это бетон, содержащий короткие стальные волокна, перемешанные по всей партии. Волокна действуют как множество мелких арматурных элементов. Они перекрывают трещины, когда бетон начинает раскрываться. Это помогает контролировать ширину трещин. В зависимости от типа и дозировки фибры, она также помогает плите нести нагрузку после первого растрескивания.
ASTM C1116 - это общая спецификация на поставку фиброармированного бетона. Она распространяется на фибробетон, поставляемый с равномерно перемешанными ингредиентами. Она также определяет Бетон, армированный стальными волокнами, тип I и связывает его с требованиями к стальным волокнам в ASTM A820/A820M.
Каковы основные области применения стальной фибры в бетоне?
Стальная фибра чаще всего используется при укладке плит и тротуаров. Бетонное общество выделяет промышленные полы и тротуары как основные области применения. Кроме того, в списке основных областей применения - торкрет-бетон, композитные плиты на стальных настилах, а также сборные элементы.
Вы можете разделить их на две практические группы:
- Плоскости и тротуары: Контроль трещин плюс пропускная способность после трещин
- Напыляемый бетон и сборные конструкции: Прочность и устойчивость к механическим воздействиям
Применение 1: Промышленные полы и плиты на земле
Промышленные полы являются наиболее распространенным вариантом использования на многих рынках. Общество бетона утверждает, что бетон со стальной фиброй широко используется для промышленных полов, опирающихся на грунт. Она отмечает типичные дозировки в диапазоне От 20 до 50 кг/м³. Также отмечается, что волокна обеспечивают контроль трещин и остаточную прочность после растрескивания, которая зависит от типа и дозировки волокон.
Этот вариант подходит для проектов, требующих меньшего объема ремонтных работ:
- Полы с вилочными погрузчиками
- заводы с точечными нагрузками
- распределительные центры с интенсивным движением на стыках
Стальная фибра помогает при обработке краев и углов швов, поскольку улучшает поведение после образования трещин. Она также снижает риск внезапного разрушения в локальных слабых зонах.
Использование 2: Тротуары и внешние мощеные площадки
Тротуары испытывают многократные нагрузки от колес. Тротуары также подвергаются скручиванию, сдерживанию усадки и напряжению в швах. Сталефибробетон используется в наружных покрытиях, поскольку волокна помогают бороться с трещинами. Волокна также помогают плите нести нагрузку после растрескивания. Бетонное общество называет внешние мостовые и тротуары основными областями применения бетона, армированного стальными волокнами.
Этот вариант часто привлекателен, когда владелец хочет:
- увеличенный срок службы
- Меньше ямочного ремонта
- повышенная устойчивость к ударам и истиранию на поверхности
Применение 3: Бетонирование, прокладка туннелей, горные работы и поддержка земляных работ
Стальная фибра широко используется в торкрет-бетоне, особенно в подземных работах. В отчете ACI о фиброармированном бетоне перечислены виды бетона, армированного стальной фиброй, и торкрет-бетона, используемые в плитах перекрытия, а также в горных и тоннельных опорах.
Стальная фибра помогает торкрет-бетону, поскольку повышает его прочность после растрескивания. Стальная фибра также может уменьшить необходимость в сетке в некоторых торкретируемых несущих слоях, в зависимости от конструкции и требований безопасности. В литературе TRB по торкрет-бетону со стальной фиброй обсуждаются методы дозирования и смешивания торкрет-бетона, армированного стальной фиброй, что свидетельствует о том, что это уже зрелая область применения.
Этот вариант использования подходит:
- тоннельные обделки
- торкретирование для укрепления склонов
- подземные опорные слои
Использование 4: Сборные элементы и изделия
Сборные конструкции часто имеют тонкие края, места подъема, а также вибрацию при транспортировке. Стальные волокна помогают уменьшить растрескивание при транспортировке. Стальные волокна также повышают прочность, что снижает риск сколов и поломок.
Общество бетона называет сборные элементы одной из основных категорий применения фиброармированного бетона.
Отчет ACI о фиброволокне также включает методы изготовления и применения всех типов фиброволокна, в том числе бетона, армированного стальным волокном.
Производители сборных конструкций часто предпочитают стальную фибру, потому что она:
- уменьшает скопление стали в тонких секциях
- улучшает контроль трещин при распалубке
- поддерживает долговечность кромок при эксплуатации
Применение 5: Композитные плиты на стальном настиле
В композитных палубных плитах могут использоваться волокна для борьбы с усадкой и трещинами. Общество бетона называет композитные плиты на стальных настилах одним из основных применений бетона, армированного волокнами.
Этот вариант использования все еще требует проверки структурного проектирования. Проектная группа должна подтвердить соответствие волокон требованиям к усадочному армированию и местной нормативной практике.
Использование 6: Мостовые настилы и накладки на мостовые настилы
Стальной фибробетон используется в мостовых настилах, поскольку контроль трещин обеспечивает долговечность. В отчетах по исследованиям и практике описывается применение фибробетона в мостовых настилах и перекрытиях с акцентом на борьбу с трещинами и сопротивление проникновению агрессивных растворов.
Этот вариант использования распространен, когда владелец хочет:
- долговечная накладка с контролируемым растрескиванием
- улучшенная защита встроенной стали
- сокращение циклов технического обслуживания
Некоторые агентства также оценивают высокоэффективные волоконные системы для покрытия и ремонта.
Какие преимущества дает стальная фибра в реальных проектах?
Стальная фибра обеспечивает преимущества, которые видны экипажам.
Контроль трещин
Волокна помогают контролировать раннее растрескивание и долговременные усадочные трещины в плитах. Общество бетона называет борьбу с трещинами основной причиной использования волокон в перекрытиях.
Грузоподъемность после разрушения
Волокна могут добавлять остаточную прочность после растрескивания. Это одна из основных причин использования волокон в плитах, опирающихся на грунт.
Прочность при ударах
Волокна помогают плите удерживаться вместе после локальных повреждений. Это очень важно для зон движения вилочных погрузчиков и зон падения.
Меньшая обработка стали в некоторых слябах
Волокна могут уменьшить потребность в сварной сетке в некоторых конструкциях перекрытий, при условии, что они будут приняты инженерами. Это может снизить трудозатраты и риск срыва сроков.
Типичные диапазоны дозировок для сталефибробетона
Дозировка зависит от цели проектирования. Дозировка также зависит от геометрии волокна и толщины плиты.
В практическом руководстве Общества бетона все ясно. В нем говорится, что в промышленных полах, опирающихся на грунт, часто используются 20-50 кг/м³ стальных волокон.
В других технических руководствах и проектной документации часто рассматриваются аналогичные диапазоны для применения в перекрытиях, с более высокими дозировками для бесшовных перекрытий или специальных конструкций.
Вы также должны знать практическую верхнюю границу для обычных смесей. CCAA отмечает, что в обычном бетоне с типичным крупным заполнителем редко доза стальных волокон превышает примерно 1% по объему, В ней описывается 80 кг/м³, из-за эффектов интерференции в миксе.
Правило безопасной покупки очень простое:
- Используйте руководство поставщика для волокнистого продукта.
- При использовании волокон в качестве конструкционного материала используйте испытания по проекту.
Советы по смешиванию, размещению и отделке
Бетон из стальной фибры получается, если контролировать дисперсию.
Практические шаги, которые уменьшают количество проблем:
- Экипаж добавляет волокна постепенно, а не одним махом.
- Динамик смешивается достаточно долго для полного рассеивания.
- Завод контролирует просадку с помощью добавок, а не дополнительной воды.
- Финишер регулирует время, так как волокна могут изменить ощущение поверхности.
Стандарт ASTM C1116 также уточняет одну из ключевых границ. Он касается поставки фибробетона, равномерно перемешанного. Он не распространяется на укладку, консолидацию, отверждение или защиту после доставки. Эта работа остается за подрядчиком и спецификацией.
Ограничения: когда стальная фибра не заменяет арматуру
Стальная фибра не устраняет необходимость в проектировании конструкций. Оно также не заменяет арматуру в большинстве балок, колонн и подвесных перекрытий.
В предварительном руководстве по проектированию ACI говорится, что консервативный подход к конструкциям заключается в использовании арматуры для поддержки общей растягивающей нагрузки. В руководстве также отмечается, что в некоторых случаях волокна могут дополнять и уменьшать количество обычной арматуры.
Поэтому решение должно следовать этой логике:
- Используйте арматуру, если элемент является структурным и обусловлен кодом.
- Используйте стальную фибру для борьбы с трещинами и повышения прочности.
- Используйте гибридное усиление, когда проекту нужны оба преимущества.
Стандарты и испытания, используемые для сталефибробетона
Стандарты имеют значение, когда вам нужны надежные заявления о производительности.
Поставка и тип волокна
- Стандарт ASTM C1116 распространяется на армированный фиброй бетон, включая армированный стальной фиброй бетон типа I.
Испытание на остаточную прочность
- BS EN 14651 обычно используется для бетона с металлическими волокнами для измерения прочности на растяжение при изгибе и остаточной прочности. Общество бетона описывает этот метод испытаний и отмечает, что в нем используется балка с надрезом под нагрузкой по центральной линии.
Это практическое сообщение спецификации:
- Если вы укажете только “добавить стальную фибру”, вы можете не получить стабильных результатов.
- Если вы задаете целевые показатели остаточной прочности с учетом принятых испытаний, вы контролируете производительность.
Экспертное руководство
Стальное волокно лучше всего работает, когда цель ясна.
Работает простой поток решений:
- Владелец определяет болевую точку. Часто болевой точкой являются трещины в полу, повреждения швов, а также стоимость ремонта.
- Инженер устанавливает целевые показатели. Целью может быть только контроль трещин или остаточная емкость после трещин.
- Подрядчик подбирает тип и дозировку волокна в соответствии с поставленной целью. В случае необходимости команда проверяет результаты пробных заливок или данных испытаний.
Ecocretefiber™ | Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.
Ecocretefiber™ поддерживает проекты по армированию волокнами, сначала давая общие рекомендации, а затем подбирая продукцию. Мы помогаем клиентам выбрать тип волокна, определить план дозировки, а затем согласовать спецификацию с правильными стандартами и методами испытаний. Мы также поддерживаем работу над предложениями и сотрудничество с дистрибьюторами.
Сопутствующие товары
- Стальная фибра для бетона (крючковатый конец, прямой или деформированный типы)
- Полипропиленовая микрофибра (контроль усадки пластика)
- Полипропиленовое макросинтетическое волокно (прочность для плит)
- Волокно ПВА (высокопрочные цементные композиты)
- Стекловолокно AR (Системы GRC)
Заключение
Стальная фибра используется в бетоне для борьбы с трещинами и придания прочности после растрескивания. Больше всего она используется в промышленных полах и тротуарах. Она также используется в торкрет-бетоне, композитных палубных плитах и сборных элементах.
В хорошем проекте стальное волокно рассматривается как разработанная система армирования, а не как обычная добавка. Команда должна увязать дозировку с целевыми показателями и проверить эффективность по принятым стандартам, таким как ASTM C1116 для поставок и EN 14651 для испытаний на остаточный изгиб, если это необходимо.
