Введение в бетонную смесь стальной фибры проводит к появлению нового композиционного материала - сталефибробетона, свойства которого существенно отличаются от свойств бетонной матрицы.

Основной задачей фибрового армирования бетона является повышение сопротивления материала растяжению.

Упрочнение бетонной матрицы фибpой позволяет сократить, а в некоторых случаях исключить традиционные способы армирования изделий каркасами и сетками, что существенно снижает трудозатраты и время изготовления конечного продукта.

Проведенными исследованиями установлено, что повышение прочности при осевом растяжении сталефибробетона достигает 200 процентов.

Повышение трещиностойкости в сталефибробетоне приобретает особое значение, поскольку оно непосредственно связано с улучшением работы всей несущей конструкции.

Результаты исследований свидетельствуют о превосходстве дисперсноармированного бетона над обычным до 50 процентов.

Дисперсное армирование бетона существенно повышает ударную прочность бетона. Экспериментально установлено, что ударная вязкость сталефибробетона выше неармированного бетона более чем в 10 раз.

Морозостойкость сталефибробетона над неармированным бетоном также выше. Исследования показывают это превосходство на 10 – 30 в зависимости от процента армирования бетона фибpой.

Несомненное преимущество армирования бетона фибpой обусловило широкий интерес к его применению на отечественном и зарубежном рынке строительства и ремонта.

Более 15 стран мира используют в качестве армирующего вещества фибpу, среди них США, Япония, Канада, Германия, Великобритания, Норвегия, Австрия, Новая Зеландия и другие.

Приготовление смеси

Приготовление сталефибробетонной смеси необходимо осуществлять в соответствии с ГОСТ 7473-94 и СНиП 3.09.01-85.

Для приготовления смеси рекомендуется использовать бетоносмесители принудительного действия или специальные, например, струйные, турбулентные и др.

Применение гравитационных смесителей допустимо для фибр малой относительной длины или при их сравнительно небольшом содержании.

В целях обеспечения более равномерного распределения фибры в объёме замеса, рекомендуется проведение следующих мероприятий:

·      увеличение подвижности смеси путём введения пластифицирующих добавок.

·      снижение в допустимых пределах отношения l/d.

·      равномерная подача фибры в смеситель с помощью специальных устройств.

·      сокращение продолжительности приготовления смеси.

Загрузка фибры в один приём на полный замес не допускается. Введение в смесь рекомендуется осуществлять равномерным непрерывным потоком. Постепенное введение может осуществляться полумеханизированным способом с использованием вращающихся грохотов, вибросит и т.п. Допускается ручное введение фибры с использованием сетчатых корзин, со строгим соблюдением техники безопасности.

Во избежание перегрузки принудительного смесителя объём замеса бетона с фибрами рекомендуется снижать на 25-50 % по сравнению с паспортными данными для обычного бетона.

Возможно два основных способа приготовления сталефибробетонной смеси:

·      приготовление смеси (матрицы) по традиционной технологии; равномерное введение фибры в работающий смеситель; перемешивание и выгрузка.

·      приготовление сухой смеси (заполнители, вяжущее, фибра); подача воды и добавок в работающий смеситель; смешивание и выгрузка.

Во втором случае порядок введения: крупный заполнитель, мелкий заполнитель, фибра, вяжущее.

Оба способа могут применяться как в сборном, так и в монолитном строительстве. В последнем случае в качестве смесителя используется автобетоносмеситель.

Приготовление смеси производят не ранее чем за 5 минут до её выгрузки.

Необходимо установить максимальное время перемешивания бетонной смеси с фиброй, т.к. увеличение продолжительности перемешивания может приводит к образованию комков и ежей.

При введении фибры в условиях стройплощадки в готовую бетонную смесь, доставленную автобетоносмесителем, общее время введения и последующего перемещивания не должно превышать 6-10 минут во избежание расслоения смеси.

В связи со снижением подвижности бетонной смеси при введении в неё фибры возможны два варианта:

·      назначать большую исходную подвижность смеси.

·      восстанавливать подвижность смеси после добавления фибры путём введения в миксер пластифицирующей добавки.

При использовании метода торкретирования бункер торкретмашины заполняют сухой смесью песка, цемента и фибр. Сухая смесь подаётся сжатым воздухом по шлангам к соплу аппарата, вода поступает на выходе смеси из сопла.

Транспортирование смеси

В условиях производства сборного железобетона транспортирование сталефибробетонной смеси к посту формования изделий следует производить при помощи средств обеспечивающих сохранение в заданных пределах технологических характеристик смеси. Доставка может осуществляться ленточными конвейерами, самоходными бункерами, бадьями, самоходными бетоноукладчиками.

Не рекомендуется осуществлять перегрузку смеси из одного транспортного средства в другое во избежание расслоения.

В целях получения монолитного сталефибробетона однородного состава в условиях стройплощадки рекомендуется транспортировать смесь в сухом виде затаренной в мешки, ящики с последующим приготовлением на объекте. Возможно также транспортирование сухой сталефибробетонной смеси в автобетоносмесителях с последующим затворением водой, введением добавок и перемешиванием на площадке.

Для транспортирования смеси к месту укладки на площадке следует пользоваться открытыми ёмкостями, разгружаемыми путём их переворачивания или бункерами с уклоном стенок не менее 85 градусов, оборудованными устройствами для вибропобуждения смеси.

Выгрузку из автобетоносмесителя осуществляют равномерной передвижкой лотка небольшими порциями по всей бетонируемой поверхности.

Высота открытого сброса смеси не должна превышать 0,5 м.

При укладке сталефибробетона методом торкретирования длина фибр не должна превышать половины диаметра подающего шланга, количество фибр должно отвечать условию u (l/d) < = 1,5.

Укладка и уплотнение

Способы формования и соответствующую им удобоукладываемость бетонных смесей следует принимать в зависимости от вида конструкций, степени их армирования и применяемой технологии изготовления, характеристик и конструктивно-технологических особенностей формовочного оборудования согласно положениям «Пособия по технологии формования железобетонных изделий» к СНиП 3.09.01-85, М.: Стройиздат, 1987.

При изготовлении горизонтальных конструкций (полы и т.п.) из смесей подвижностью П2 и выше уплотнение следует выполнять виброрейкой. Применение глубинных вибраторов не допустимо.

Сталефибробетонные смеси подвижностью П1 с осадкой конуса 1-4 см и сталефибробетонные смеси маркиЖ1 жёсткостью 5-10с., в том числе с различными пластификаторами, применяются с использованием обычного уплотняющего оборудования: поверхностных вибраторов, виброплощадок, вибронасадок, виброформ, виброштампов и т.п. при обычных режимах вибрации и её продолжительности. Рекомендуется применение пригрузов с давлением 1-2 кПа.

Сталефибробетонные смеси марки Ж2 жёсткостью 11-20.с уплотняют на виброплощадках с пригрузом 2-4 кПа. или виброштампами.

Сталефибробетонные смеси марки Ж3 жёсткостью 21-30с. уплотняют и формуют вибрационными воздействиями со значительным пригрузом 8-10 кПа., вибропрессованием с пригрузом 20-40 кПа. Возможны прокат, прессование, вакуум-прессование, вибротрамбование, виброудар, центрифугирование и т.п. Режимы определяются в опытном порядке.

Сталефибробетонные смеси марки Ж4 жёсткостью более 30с. уплотняют и формуют безвибрационными интенсивными воздействиями прессованием, трамбованием, прокатом, виброударным способом и т.п. Вибрационные воздействия могут применяться только в подготовительный период или в сочетании с силовыми нагрузками. Режимы определяются в опытном порядке.

При изготовлении конструкций с высотой сечения более 30 см. укладку и уплотнение смеси необходимо выполнять послойно без перерывов.

Расход

Содержание фибры в сталефибробетоне определяется требованиями к его физико-механическим свойствам, назначаемым из условий применения и проектных нагрузок.

Ориентировочно содержание фибры в смеси может быть принято в зависимости от конструкции следующим:

·      для промышленных полов - 20-40 кг/куб.м.

·      для конструкций жилых домов - 25-50 кг/куб.м.

·      для конструкций эксплуатирующихся в условиях воздействия окружающей среды - 40-120 кг/куб.м.

·      для конструкций тоннелей, дорог и т.п. - 50-100 кг/куб.м.

·      для защитных морских сооружений, банковских хранилищ и т.п. - 100-120 кг/куб.м.