» Сталефибробитон

Широко известный и повсеместно применяемый строительный материал- бетон, известен с 19 столетия. Бетон является хрупким, то есть по достижении разрушающей нагрузки происходит внезапное его разрушение. Добавление в бетон путем подмешивания стальной фибры резко улучшает прочностные характеристики бетона, то есть изделие из сталефибробетона (СФБ) не трескается, пока не будет подвергнуто более высокой деформации. Впервые интерес к сталефибробетону в мире обострился в 1962 году, когда Ромальди (США) сумел значительно повысить прочность бетона путем добавления прямых стальных волокон проволоки.
Это привело к ускоренным научным исследованиям свойств бетона, армированного стальной фиброй и первым примерам практического использования, осуществленным в начале 70-х годов.
На сегодняшний день - это высокоэффективный конструкционный материал, свойствами которого можно управлять в достаточно широких пределах и применять там, где это целесообразно.
При производстве сталефибробетонных конструкций (СФБК) существенно сокращаются или полностью исключаются арматурные работы, что позволяет сократить трудозатраты на их изготовление до 40%. Помимо этого повышенные физико - механические характеристики СФБ обеспечивают снижение массы конструкций от 15 - 20% до 5 - 10 раз и являются основой высокой технико-экономической эффективности СФБК.
На основании отечественного и зарубежного опыта экспериментального строительства можно назвать следующие области эффективного применения сталефибробетона:

• сооружения, подверженные динамическим воздействиям: площадки для запуска ракет, дорожные и аэродромные покрытия, проезжие части мостов, мостовые конструкции, полы промышленных зданий, берегоукрепительные сооружения, волноломы, грузовые покрытия портовых причалов, свайные фундаменты, помещения повышенной надежности
• сооружения специального назначения: тюбинги для коллекторных тоннелей, корпуса судов, корпуса реакторов, склады взрывчатых веществ, напорные трубы, опоры контактной сети
• тонкостенные пространственные конструкции
• опорные узлы предварительно напряженных конструкций
• сейсмостойкие здания и сооружения
• ограждающие конструкции, тонкие трехслойные облицовочные плиты, лестничные марши, элементы гаражей-стоянок
• изделия сложной конфигурации
• банковские хранилища

Существует два основных класса фибры для упрочнения бетона:

• из полимерных материалов (обычно полипропиленовая).
• металлическая (стальная).

Полипропиленовая фибра улучшает характеристики бетона в первоначальный период набора прочности бетоном. Стальная фибра улучшает характеристики бетона после набора бетоном прочности - выполняет силовые функции.
Стальная фибра обычно изготовлена из стальной проволоки длиной от 30 до 80 мм, диаметром 0,5 - 1,2 мм, прочность на растяжение около 1000 МПа и более, специально профилированную для улучшения сцепления с бетоном. Фибра может быть изготовлена из нержавеющей стали, из обыкновенной стали с покрытием и без покрытия. Номинальный расход 20 - 40 кг на 1 м3 бетона. Стальная фибра будучи хорошо перемешена представляет собой равномерно распределенную арматуру.

Преимущества

• повышает прочность бетона на изгиб.
• уменьшается время на монтаж арматуры, так как фибра может быть добавлена на бетонном заводе или непосредственно в миксер (время перемешивания 5 - 15 минут)
• увеличивается вибрационная стойкость бетона, так как вибрации распространяясь по арматурной сетке способствуют разрушению бетона.
• не препятствует образованию микротрещин, но хорошо удерживает трещины от расширения и перерастания микротрещин в макротрещины.
• при замене арматурной сетки на стальную фибру возможно существенно уменьшить толщину бетонной стяжки, при сохранении несущей способности бетонной плиты.

Повышение свойств по сравнению с неармированным бетоном матрицы, в среднем, выражается следующими показателями:
Рост свойств сталефибробетона по сравнению с бетоном*

* В таблице приведены данные для сталефибробетона с объемным содержанием фибр около 2%, диаметре df=0,25 мм, отношением lf/df =100, водо-цементном отношении 0.50 и матрице из мелкозернистого бетона.