Фибра для бетона: зачем нужна, какую выбрать и что лучше
Бетон прочен при сжатии, но теряет устойчивость при растяжении и изгибе — особенно в первые сутки после заливки. В этом состоянии материал уязвим к микротрещинам и внутренним напряжениям. Арматура помогает распределять нагрузку, но не укрепляет поверхностный слой. Для компенсации этих недостатков используют специальную присадку — фибру. Расскажем, что такое фибра для бетона, зачем она нужна и как выбрать.
Для чего нужна фибра в бетоне
Фибра работает внутри бетона с момента его заливки. Пока цемент не схватился, смесь остается подвижной и чувствительной к любому сжатию, испарению и механическому воздействию. В это время начинают формироваться микротрещины. Они не видны глазу, но со временем превращаются в сколы и деформации. Волокна, равномерно распределенные по массе раствора, замедляют этот процесс. Они действуют как внутренняя сетка, которая удерживает компоненты, пока конструкция не набрала прочность.
При затвердевании бетон теряет влагу, уменьшается в объеме и тянет к себе края. Такой процесс вызывает усадку. Если в составе нет фибры, края конструкции трескаются. Волокна снимают напряжение в теле материала, потому что распределяют усилие сразу в нескольких направлениях. Это уменьшает риск появления сетки усадочных трещин в первые сутки.
Когда в конструкции все же появляется трещина, фибра тормозит ее распространение. Волокна останавливают движение разлома, потому что берут на себя часть нагрузки. Даже если прочность уже нарушена, геометрия сохраняется дольше. Такая структура дает время на ремонт и предотвращает полное разрушение.
Бетон, армированный фиброй, лучше выдерживает ударные нагрузки и вибрации. Волокна создают гибкий каркас, который гасит резкие импульсы. Это свойство используют при заливке фундаментов под оборудование, дорожных плит и производственных полов. Без такой добавки при сильной нагрузке материал быстро крошится и теряет форму.
На открытом воздухе бетон часто испытывает попеременное замораживание и оттаивание. Без фибры его структура рассыпается изнутри, особенно в краях и на тонких участках. Волокна снижают подвижность компонентов при температурных колебаниях. Конструкция дольше сохраняет форму и не крошится.
При равномерном распределении фибры бетон становится плотнее. Края конструкции не крошатся, а поверхность не требует выравнивания после схватывания. В итоге уменьшается перерасход смеси, снижается количество правок и сокращаются трудозатраты на исправление дефектов.
Виды фибры для бетона
Волокна различаются по длине, толщине, форме сечения и устойчивости к агрессивной среде. Ниже описаны основные виды фибры, которые применяются в строительстве.
- Полипропиленовая фибра — это легкие синтетические нити длиной 6–20 мм. Они сделаны из термопластичного полимера, который не разрушается под действием воды и не подвержен коррозии. Эти волокна хорошо перемешиваются с раствором и не меняют цвет бетона. Их используют там, где нужна защита от ранней усадки и микротрещин. Особенно полезны они в стяжках, наливных полах, декоративной плитке и фасадных панелях. Такая фибра не увеличивает вес смеси и подходит для конструкций с тонким слоем заливки.
- Стальная фибра представляет собой мелкие проволоки или пластины длиной от 25 до 50 мм. Толщина составляет от 0,3 до 1 мм, при этом торцы могут быть прямыми, изогнутыми или заякоренными. Стальная фрезерованная фибра помогает лучше сцепляться с цементной массой. Этот тип микроармирования используют в тяжелых конструкциях — промышленных полах, взлетных полосах, мостах и плитах перекрытия.
- Базальтовая фибра изготавливается из горных пород путем плавления и вытяжки нитей. Получается материал с высокой прочностью, который не боится щелочей, не теряет форму при нагреве. Ее выбирают там, где нужно усилить конструкцию, не увеличивая массу. Базальтовые волокна хорошо подходят для фасадных панелей, бетонных опор и мостов. При добавлении в раствор они снижают вибрационные повреждения и стабилизируют форму при перепадах температуры.
- Стеклянная фибра применяется для усиления малонагруженных и тонких бетонных элементов. Волокна делают из щелочестойкого стекла, иногда покрывают химической оболочкой для защиты от агрессивной среды. Их добавляют в изделия из цементно-песчаной смеси, архитектурные панели и фигурные элементы. Благодаря своей легкости стеклянная фибра не утяжеляет раствор и не нарушает геометрию заливки.
Комбинированная фибра — это смесь волокон разных типов. В один состав добавляют, например, полипропилен и сталь или базальт и синтетику. Такое сочетание позволяет усилить разные участки конструкции. Полимер хорошо распределяется по всей массе и предотвращает усадку, а металл или базальт работает на прочность и сопротивление динамической нагрузке.
Как выбрать фибру для бетона
Какая фибра лучше для бетона, зависит от того, где и с какой нагрузкой он будет использоваться.
- Для полов, тонких стяжек и дорожек во дворе подойдет полипропиленовая фибра. Она не утяжеляет бетон, хорошо распределяется при перемешивании. Эти волокна нужны тогда, когда основная проблема — усадка и неравномерное испарение воды.
- В плитах перекрытий, ленточных фундаментах и других нагруженных конструкциях чаще используют стальную фибру. Металлические волокна усиливают нижнюю часть бетонного массива, где возникают растягивающие напряжения. Если бетон начинает трескаться, сталь удерживает края и не дает трещине развиться.
- При работе с тонкими панелями или фасадной облицовкой хорошо использовать базальтовую или стеклянную фибру, обработанную для устойчивости к щелочам. Такие материалы подходят, если конструкция тонкая, но должна сохранять форму при высыхании и под действием осадков.
- Если бетон контактирует с химией, реагентами, механической вибрацией, добавляют два вида волокон сразу. Обычно это полипропилен и базальт либо полипропилен и сталь. Полимерные волокна хорошо защищают от трещин в момент схватывания, минеральные усиливают структуру в процессе эксплуатации.
- В архитектурных элементах и тонких бетонных фигурах применяют стеклянную фибру. Она легкая, тонкая, не утягивает края при усадке и сохраняет форму без растрескивания.
Если волокон слишком много, смесь становится чрезмерно густой и плохо заполняет форму. Если слишком мало — армирование будет неэффективным. Оптимальное количество указывается на упаковке. В среднем на 1 кубометр раствора требуется от 0,6 до 5 килограммов фибры. Смесь необходимо перемешивать не менее 5 минут, чтобы волокна равномерно распределились. После приготовления раствор следует использовать в течение 30–40 минут: с увеличением времени хранения возрастает испарение влаги, и смесь хуже проникает в мелкие зазоры.