Бетон, армированный фиброй, часто сокращается до FRC, Это бетон, изготовленный из цемента, заполнителей и дискретные армирующие волокна перемешивается в материале. ACI определяет фиброармированный бетон как бетон, состоящий в основном из гидравлических цементов, заполнителей и отдельных армирующих волокон. ASTM C1116 также рассматривает его как бетон, поставляемый с равномерно перемешанными ингредиентами, и классифицирует его по используемым волокнам: стальные, щелочестойкие стеклянные, синтетические или натуральные целлюлозные волокна.
Проще говоря, фиброармированный бетон - это обычный бетон, содержащий множество мелких волокон, распределенных по всей смеси. Эти волокна не расположены, как арматура, в одну фиксированную линию. Они распределены по всему объему бетона, поэтому помогают материалу противостоять растрескиванию во многих направлениях. Именно поэтому FRC часто выбирают, когда проект требует лучшего контроля трещин, лучшей прочности и лучшего поведения после растрескивания, чем может предложить обычный бетон.
На сайте Ecocretefiber™, Мы объясняем FRC с практической точки зрения. Это не совсем другое семейство материалов, чем бетон. Это все тот же бетон. Разница в том, что в него добавляются короткие волокна, которые улучшают поведение бетона до растрескивания, во время растрескивания и после растрескивания, в зависимости от типа и дозировки волокон. Именно поэтому компания Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. рассматривает выбор фибры как решение о производительности, а не просто как маркировку материала.
Что означает фиброармированный бетон
Самый простой способ понять, что такое FRC, - это сравнить его с обычным бетоном. Обычный бетон прочен на сжатие, но хрупок на растяжение и не обладает большой пластичностью после растрескивания. В отчете ACI объясняется, что хрупкие матрицы, такие как обычный бетон, не обладают значительной пластичностью после растрескивания, а добавление волокон вызывает изменения свойств после растрескивания, которые могут быть от небольших до очень больших в зависимости от матрицы и используемых волокон.
Именно поэтому в бетон добавляют волокна. Когда начинают образовываться трещины, волокна перекидывают мостик через эти трещины и помогают бетону лучше держаться вместе. Точный эффект зависит от материала волокон, их длины, формы, соотношения сторон, поверхностного сцепления и дозировки. ACI выделяет все эти факторы как важные переменные в характеристиках армированного фиброй бетона.
Поэтому, когда кто-то спрашивает: “Что такое фиброармированный бетон?”, лучшим прямым ответом будет следующий: Это бетон с большим количеством коротких волокон, распределенных по смеси для борьбы с трещинами и повышения вязкости или остаточной прочности. Некоторые волокна используются в основном для борьбы с трещинами на ранних стадиях. Другие используются в основном для повышения несущей способности после образования трещин. Правильное проектирование FRC зависит от понимания того, какая роль необходима.
Как работает фиброармированный бетон
FRC работает потому, что волокна действуют внутри бетона после того, как напряжения начинают создавать микротрещины и более крупные трещины. Вместо того чтобы позволить одной трещине свободно раскрыться, волокна помогают перекрыть трещину и распределить напряжение по всей поврежденной зоне. ACI объясняет, что волокна изменяют пост-упругую реакцию бетона, и это ключевая причина их использования на практике.
Это не означает, что фибра делает бетон нерастрескивающимся. Бетон все равно трескается. Реальная ценность заключается в том, что фибра может помочь контролирует ширину трещины, задерживает ее рост, улучшает поглощение энергии и помогает секции продолжать нести нагрузку после растрескивания матрицы. Именно поэтому FRC так тесно связан с жесткостью и остаточной прочностью в инженерном деле. В недавней брошюре Concrete Society также объясняется, что волокна значительно повышают вязкость бетона и позволяют ему выдерживать нагрузку после растрескивания.
Различные волокна делают это по-разному. Тонкие микроволокна чаще всего помогают на ранней стадии, уменьшая растрескивание при пластической усадке. Более крупные стальные или макросинтетические волокна чаще всего выбирают, когда проект требует более прочных характеристик после образования трещин в затвердевшем бетоне. Бетонное общество отмечает, что короткие полипропиленовые волокна в основном используются для уменьшения раннего образования трещин в молодом бетоне, в то время как крупные макросинтетические волокна могут обеспечить прочность после растрескивания, схожую со стальными волокнами, в некоторых случаях.
Основные виды армированного фибробетона
Один из наиболее четких способов понять, что такое FRC - это тип волокон. Стандарт ASTM C1116 делит армированный фиброй бетон на четыре класса материалов: Тип I - бетон, армированный стальными волокнами, Тип II - бетон, армированный стекловолокном с щелочестойкими стеклянными волокнами, Тип III - бетон, армированный синтетическими волокнами, и Тип IV - бетон, армированный натуральными волокнами с целлюлозными волокнами. В общем обзоре ACI используется аналогичная структура и в качестве основных групп рассматриваются стальные, стеклянные, синтетические и натуральные волокна.
Бетон, армированный стальными волокнами
Бетон, армированный стальными волокнами, является одним из самых известных типов FRC. Он часто используется в тех случаях, когда проект требует высокой прочности после образования трещин, ударопрочности, усталостных характеристик или высокой жесткости. Отчет ACI по фибробетону включает полный раздел по стальному FRC, а в FAQ ACI говорится, что FRC широко используется в плитах перекрытий, полах и тротуарах, поскольку трехмерное армирование повышает трещиностойкость и срок службы.
Бетон, армированный синтетическими волокнами
Для армирования бетона синтетическими волокнами обычно используют полипропилен, полиолефин или аналогичные полимеры. В это семейство входят как микро-, так и макро- синтетические волокна. Бетонное общество объясняет, что короткие полипропиленовые волокна используются в основном для борьбы с пластическими трещинами, в то время как более крупные макросинтетические волокна используются в укладке, торкрет-бетоне и сборных блоках, поскольку в некоторых случаях они могут обеспечить прочность после растрескивания, подобную стальным волокнам.
Бетон, армированный стекловолокном
В стеклофибробетоне используются щелочестойкие стекловолокна, а не обычные стекловолокна. В ASTM C1116 специально указано, что бетон, армированный стекловолокном типа II, содержит щелочестойкие стекловолокна, а в обзоре ACI есть отдельный раздел, посвященный бетону, армированному стекловолокном, поскольку его поведение и долговечность отличаются от стальных или синтетических систем. Этот тип широко используется в тонких архитектурных изделиях и панелях GFRC.
Бетон, армированный натуральными волокнами
В бетоне, армированном натуральными волокнами, используются такие волокна, как целлюлоза и другие материалы растительного происхождения. ASTM относит бетон с натуральными целлюлозными волокнами к типу IV. ACI также перечисляет растительные волокна, такие как сизаль и джут, в качестве вариантов армирования в своем общем определении FRC. Эта группа менее распространена в основных тяжелых бетонных работах, но все же является частью более широкого семейства FRC.
Что улучшает армированный фибробетон
Первое важное преимущество FRC заключается в следующем контроль трещин. Именно по этой причине многие покупатели в первую очередь обращают внимание на фибру для бетона. По данным ACI и Concrete Society, волокна используются для уменьшения растрескивания, хотя тип растрескивания зависит от выбранного волокна. Тонкие синтетические волокна особенно ассоциируются с уменьшением растрескивания при пластической усадке в молодом бетоне.
Вторым важным преимуществом является прочность. Жесткость означает, что бетон может поглощать больше энергии и продолжать работать после образования трещин. Это особенно важно для плит, тротуаров, торкрет-бетона и бетона, подверженного ударным нагрузкам. ACI утверждает, что добавление волокон изменяет постэластическую реакцию бетона, а Concrete Society отмечает, что волокна могут значительно увеличить прочность и сохранение нагрузки после образования трещин.
Третьим важным преимуществом является улучшение характеристик после образования трещин. Не все волокна делают это одинаково. Микрофибра часто выбирают для борьбы с трещинами на ранних стадиях, но макросинтетические волокна и стальные волокна чаще используются, когда конструкция должна нести полезную нагрузку после растрескивания. Именно поэтому инженеры уделяют пристальное внимание типу волокон, геометрии и результатам испытаний, а не смотрят только на прочность волокон.
Некоторые FRC-системы могут также обеспечивать повышение ударопрочности, усталостной прочности, износостойкости и долговечности. Точное улучшение зависит от матрицы и системы волокон, поэтому покупателям не следует рассматривать все FRC как один и тот же продукт. Хорошие характеристики обеспечиваются композитом, а не только волокном.
Где используется фиброармированный бетон
На практике одной из самых больших областей применения FRC является плиты перекрытия. В FAQ ACI говорится, что основная область применения - это плиты на земле, включая полы в жилых и коммерческих помещениях и тротуары. В том же источнике отмечается, что волокна улучшают трещиностойкость вблизи поверхности и помогают продлить срок службы.
FRC также широко используется в тротуары и внешние мощеные площадки. Эти зоны подвергаются многократным нагрузкам от колес, усадочным напряжениям и длительному износу, поэтому контроль трещин и прочность имеют большое значение. По данным Общества бетона, синтетические волокна с более крупными макроволокнами используются в аналогичных сферах применения для стальные волокна, В том числе мощение.
Другим ключевым применением является набрызг-бетон или торкрет-бетон. Общество бетонщиков утверждает, что короткие стальные волокна используются в торкрет-бетоне для улучшения когезии, уменьшения отскока и борьбы с трещинами. Макросинтетические волокна также используются в торкрет-бетоне, особенно когда выбор волокна зависит от долговечности.
ФРК также часто встречается в сборные блоки. Общество бетона упоминает сборные блоки среди областей применения макросинтетических волокон, а многие отраслевые справочники также указывают на сегменты туннелей, мостовые настилы, композитные плиты и другие специализированные сборные или полуструктурные области применения.
Такой спектр применения - одна из причин, почему FRC стал так важен в современном бетоностроении. Он не ограничивается одной нишей рынка. Он используется как в обычных промышленных полах, так и в более сложных инженерных системах, если тип волокна и метод проектирования соответствуют задаче.
Чем не является армированный фибробетон
FRC часто понимают неправильно. Первая ошибка - считать, что волокна предотвращают все трещины. Это не так. Бетон все равно дает усадку, все равно движется и все равно трескается. Волокна помогают контролировать образование трещин и их ширину, но они не делают бетон неуязвимым для трещин. Вот почему правильное проектирование швов, твердение и общая конструкция конструкции по-прежнему имеют значение.
Вторая ошибка - считать, что фибра автоматически заменяет всю стальную арматуру. Это также не так. В некоторых случаях фибра может заменить номинальное армирование или упростить расположение арматуры. Бетонное общество отмечает одобренное использование стальных или макросинтетических волокон в некоторых композитных плитах на металлических настилах, но также говорит, что одобрены только определенные комбинации. Другими словами, замена зависит от проверенных систем и правильного проектирования, а не от общего утверждения.
Поэтому лучше всего рассматривать FRC не как чудо-продукт. Это инструмент производительности. При правильном выборе волокон и грамотном проектировании бетона FRC может решить реальные проблемы контроля трещин и вязкости. При неправильном выборе волокон материал может не дать нужного результата.
Как замешивается и укладывается армированный фибробетон
Одним из полезных практических моментов является то, что FRC обычно укладывается и отделывается способами, близкими к традиционной бетонной практике. Общество бетонщиков утверждает, что бетон, содержащий волокна, можно укладывать, уплотнять и отделывать теми же методами, что и бетон без волокон, хотя вибрация и правильное распределение по-прежнему имеют значение. Оно также предупреждает, что при добавлении фибры в грузовик она должна быть полностью распределена по нагрузке.
Это важно для покупателей и подрядчиков, поскольку FRC не предназначен для создания ненужных трудностей на стройплощадке. Хорошие фиброволокнистые продукты должны хорошо диспергироваться в смеси и не образовывать волокнистых шариков. В ASTM C1116 также говорится, что армированный фиброй бетон не должен содержать шариков фибры при поставке. Это простой, но важный пункт качества в реальном производстве.
В компании Ecocretefiber™ именно так мы объясняем ценность качественной поставки фибры. Фибра для бетона полезна не только потому, что она указана в техническом паспорте. Она должна хорошо смешиваться, хорошо распределяться и работать в реальной бетонной системе. Именно поэтому компания Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. уделяет особое внимание условиям использования бетона, а не только названиям фиброволокна.
Почему фибробетон имеет значение
FRC имеет значение, потому что решает одну из самых старых проблем бетона: хрупкость после растрескивания. Основное обсуждение FRC в ACI строится вокруг этого момента. Обычный бетон хрупок, а волокна используются для улучшения его поведения после начала растрескивания. Это делает волокнистое армирование ценным в современном строительстве, где важны долговечность, характеристики поверхности, срок службы и контроль трещин.
Это важно еще и потому, что различные системы волокон позволяют инженерам настраивать бетон для достижения различных целей. Проекту может потребоваться борьба с пластиковыми трещинами в раннем возрасте, улучшение характеристик плиты после образования трещин, улучшение когезии торкрет-бетона или возможность использования некорродирующей арматуры. Бетон, армированный фиброй, дает команде проектировщиков больше возможностей для достижения этих целей, чем обычный бетон.
Для такого бренда, как Ecocretefiber™, это основная идея FRC. Цель заключается не в добавлении волокон только для маркетинга. Цель состоит в том, чтобы производить бетон, который лучше работает на деле, будь то уменьшение количества ранних трещин, более сильное поведение после образования трещин или более долговечная плита или тротуар. Именно поэтому фиброармированный бетон продолжает развиваться на рынках напольных покрытий, тротуарной плитки, торкрет-бетона и сборных конструкций.
Заключение
Фиброармированный бетон - это бетон, содержащий короткие, дискретные армирующие волокна, распределенные по смеси. Эти волокна могут быть стальными, щелочестойкими стеклянными, синтетическими или натуральными, в зависимости от стандарта и области применения. Основная цель FRC - улучшить контроль над трещинами, вязкость и характеристики после разрушения по сравнению с обычным бетоном. Наиболее распространенные области применения этого материала - плиты перекрытий, полы, тротуары, торкрет-бетон и сборные блоки.
Наиболее полезный способ думать о FRC прост. Это все еще бетон, но бетон, разработанный для лучшего поведения при появлении трещин. Некоторые системы волокон лучше всего подходят для борьбы с трещинами в раннем возрасте. Другие - для обеспечения остаточной прочности после растрескивания. Когда тип волокна соответствует задаче, фиброармированный бетон становится очень практичным способом создания более надежного бетона. Именно такой подход мы поддерживаем в компании Ecocretefiber™, и именно так Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. виды современной фиброарматуры для бетона.
