Betonul armat cu fibre este un fel de beton de ciment , în care fibrele /fibrele sunt distribuite destul de uniform ca material de armare .
Betonul fibros este un material de construcție compozit pentru construcții monolitice, obținut prin adăugarea de fibre la beton. Fibra este o microarmatura care armeaza uniform betonul in toate planurile, mareste clasa betonului, rezistenta, rezistenta la impact si reduce formarea fisurilor de contractie. Fibra de oțel este un produs realizat din sârmă de oțel cu capete îndoite (ancore) la capete, care aderă ferm de beton și absorb tensiunile rezultate.
Fibra este amestecată în beton imediat înainte de turnare sau direct la uzina de beton în timpul producerii amestecului de beton, ceea ce este optim din punct de vedere tehnologic.
Betonul armat cu fibre este utilizat în structurile prefabricate și monolitice care funcționează la sarcini alternative. Cea mai importantă caracteristică a betonului armat cu fibre - rezistența la tracțiune - nu este doar o caracteristică directă a materialului, ci și indirectă și reflectă rezistența acestuia la alte influențe. O altă caracteristică importantă a betonului armat cu fibre este durabilitatea acestuia. În ceea ce privește lucrările de distrugere, betonul armat cu fibre poate depăși betonul de 15-20 de ori [1] .
Componenta principală a betonului din fibră de sticlă, care determină proprietățile sale unice și performanța excepțională, este fibra de sticlă , care acționează ca armătură în matricea betonului. Între timp, matrițele de beton pe bază de ciment Portland au o alcalinitate semnificativă , care este prezentă în beton nu numai în etapa de producție, dar rămâne și ulterior în el. Când fibrele de sticlă sunt folosite ca material de armare în combinație cu cimentul Portland, fibra trebuie să reziste mult timp la conținutul alcalin al cimentului. Fibra din sticlă aluminoborosilicat obișnuită nu este stabilă în mediul alcalin al betonului, prin urmare sticlă cu o compoziție chimică diferită este utilizată pentru armare - pe bază de zirconiu [2] .
Betonul armat cu fibre de oțel este un material compozit de construcție , care este beton armat cu fibre de oțel . Betonul armat cu fibre de oțel este format din trei componente: agregat grosier ( piatră zdrobită ), fibre de oțel (fibre) și un liant (mortar). Rezistența betonului cu fibre de oțel depinde de clasa betonului original - matricea, tipul și dimensiunea fibrei de oțel, natura suprafeței sale, geometria și dimensiunea secțiunii elementului. Creșterea rezistenței la compresiune este direct proporțională cu conținutul de fibre și ajunge la 140-150% cu armare de 2-3%. În cazul general, limita de rezistență la fisurare a acestui tip de beton crește de la 30 la 80% față de betonul armat , - cu deschiderea fisurilor de până la 0,05 mm de 6-10 ori.
Armarea cu fibre de oțel este utilizată în structurile monolitice din beton armat și în structurile prefabricate prefabricate.
În ciuda varietății mari de dimensiuni disponibile de fibre de oțel, fibrele de oțel utilizate în principal de diferite forme au un diametru de 0,2-1,2 mm și o lungime de 5 până la 12 cm, din cauza diferiților factori, nu pot fi utilizate în mod satisfăcător pentru a crea acoperiri în strat subțire. . Astfel, s-a confirmat experimental că diametrul fibrei utilizate determină lățimea inițială a deschiderii fisurii în compozit: la utilizarea fibrelor de oțel Ø 0,3 mm, fisurile au caracter de rupere locale, dimensiunea lor nu depășește 1-3 microni. ; o creștere a diametrului fibrei până la Ø 0,9 mm duce, în aceleași condiții, la o creștere a lățimii fisurii inițiale până la 7-10 µm [3] .
Datorită aderenței slabe a metalului și a matricei de ciment , fibrele metalice sunt produse în diferite configurații pentru a crește ancorarea: ondulate, cu capete aplatizate și îndoite.
Are un modul mare de elasticitate și o rezistență bună la tracțiune. În ultimele decenii, s-au dezvoltat noi soluții tehnologice care fac posibilă reducerea costurilor de fabricație a fibrei de bazalt , motiv pentru care în prezent este o concurență destul de serioasă cu fibrele de oțel [4] .
Principala trăsătură distinctivă a betonului armat cu fibre de bazalt este rezistența sa ridicată pentru toate tipurile de stări de solicitare și capacitatea de a suporta deformații mari în stare elastică [5] . Structurile din beton bazaltic au rezistență și deformabilitate mai mari decât structurile similare din ciment armat cu armătură din oțel, deoarece fibra de bazalt care le armă nu numai că depășește ochiurile de oțel în acești parametri, dar oferă și un grad mai mare de dispersie a armăturii cu piatră de ciment .
Trebuie remarcat faptul că în timpul întăririi pietrei de ciment, suprafața fibrei subțiri de bazalt este distrusă. Rezistența fibrei scade, totuși, cochiliile formate cresc rezistența de aderență a pietrei de ciment și a fibrei, drept urmare și rezistența produsului în sine crește. Când se utilizează fibre groase, rezistența acestora nu se schimbă.
Fibrele fine de sticlă zirconiu cu un diametru de 8-10 microni corespund ca rezistență sârmei trase la rece cu conținut ridicat de carbon, dar densitatea lor este de câteva ori mai mică. Modulul de elasticitate este de aproximativ trei ori mai mare decât modulul de elasticitate al matricei. Cu toate acestea, producția de fibre fine și combinarea lor în fire complexe necesită echipamente scumpe [6] . În plus, în producția de sticlă, se utilizează o încărcare multicomponentă , care afectează costul fibrelor. Distribuția uniformă a unor astfel de fibre în compoziție necesită metode speciale (pulverizare, turnare prin contact) și echipamente care cresc costul construcției.
Fibrele de polipropilenă se caracterizează printr-o aderență fiabilă la matricea de beton, dar, în același timp, se caracterizează printr-o deformabilitate crescută, deoarece modulul de elasticitate al unor astfel de fibre nu este mai mare de 1/4 din modulul de elasticitate al matricei de beton. Prin urmare, astfel de fibre nu pot fi utilizate ca armătură portantă eficientă și sunt utilizate, de regulă, pentru armarea suplimentară (constructivă), care ajută la prevenirea deteriorării și a perforațiilor în beton în timpul transportului și instalării produselor, o creștere parțială a rezistenței la impact, rezistență la abraziune etc. În același timp, în decursul a mulți ani de cercetări [7] , s-a constatat că produsele armate cu fibre de polipropilenă se caracterizează prin deformații semnificative chiar și la sarcini de tracțiune reduse, ceea ce se explică prin aderența scăzută a polipropilenei în matricea de ciment. În plus, astfel de produse își pierd proprietățile de rezistență în timp și au o abraziune de suprafață ridicată.