Введение микро- и макрофибры в состав бетонных конструкций

1. История появления идеи
2. Преимущества бетонных изделий с фиброй

Известно, что прочность любого материала зависит от особенностей его внутренней структуры. Это правило касается и бетона, где даже при существующих технологиях не удается избежать образования микро- и макротрещин. Однако, если с силовыми трещинами еще можно как-то бороться, учитывая температурную деформацию и множество других параметров, то вот технологические пустоты победить не так-то просто. И все-таки в последнее время инженеры приходят к мнению, что именно введение фибры различной длины способно если не остановить процесс разрушения, то хотя бы значительно его замедлить.

История появления идеи

Следует заметить, что предпосылки к данному решению существовали достаточно давно. К примеру, тот же саман является композитом, где солома, по сути, и играет роль фибры. Если говорить о первых экспериментах с введением различных волокон в бетон, то они начались проводиться в XIX веке. В СССР так же активно работали над данным вопросом, например, работы братьев Бирюковичей по стеклофибробетону. Ну а переход от опытного применения к промышленному массовому строительству зданий и сооружения из фибробетона начался с 90-х годов прошлого века.

Отметим, что максимальный эффект от введения фибры проявляется при внедрении волокон разной длины. В частности в ходе экспериментов были получены следующие данные:

• вариант 1. Фибра диаметром 0,2 мм длиной 6 мм. Процентное содержание в смеси – 2%. Прочность на изгиб – 25 МПа;
• вариант 2. Фибра диаметром 0,3 мм длиной 30 мм с крючками на концах. Процентное содержание в смеси – 1%. Прочность на изгиб – 20 МПа. Повышенная пластичность;
• вариант 3, комбинированный. Фибра диаметром 0,2 мм длиной 6 мм. Процентное содержание в смеси – 2% + фибра диаметром 0,3 мм длиной 30 мм с крючками на концах. Процентное содержание в смеси – 1%. Прочность на изгиб – 42 МПа.

Преимущества бетонных изделий с фиброй

Кроме высокого модуля нагрузки на изгиб, бетонными смеси с комбинированной фиброй обладают еще и другими отличными качествами. Например, на 40% увеличивается прочность на сжатие, многократно повышается стойкость к тепловым и механическим ударам, а так же общая износостойкость. И все-таки, даже приведенные выше данные не раскрывают главной сущности бетона с комбинированной фиброй, а именно: подобные составы обладают значительной морозостойкостью.

Так как микрофибра препятствует разрастанию микротрещин, то воде, а также солям становится намного сложнее попасть внутрь, и, следовательно, вызывать разрушение конструкции. Эксперименты наглядно демонстрируют данное предположение. В частности при трехстах циклах замораживания-размораживания бетон с введенной комбинированной фиброй показал лишь незначительные поверхностные разрушения, в то время как эталонный образец обзавелся густой сетью глубоких трещин.

Из предложенных сведений становится ясно, что применение подобного типа бетона целесообразно в районах с холодным климатом и расположенных неподалеку от моря. Но ничто не мешает использовать аналогичные смеси для возведения гражданских и военных зданий повышенной прочности в любых других местах.