ВСМ / Применение / Сталефибробетон
Сталефибробетон
Сталефибробетон – это композитный материал, получаемый путем добавления стальной фибры в бетонную смесь специально подобранного состава. Сталефибробетон во многих случаях является эффективной заменой традиционному бетону со стержневым стальным армированием, а в некоторых – единственно возможным решением, позволяющим реализовать сложный проект.
Требуемые прочностные и эксплуатационные характеристики сталефибробетона достигаются только при условии равномерного распределения стальных волокон по всему объему бетона и их прочной анкеровки. Сталефибробетон обладает рядом существенных достоинств, благодаря чему его применение в мировой и российской строительной индустрии постоянно растет.
Области применения сталефибробетона
- монолитные конструкции и сооружения (промышленные полы, площадки, стены, перегородки, емкостные сооружения и т.д.);
- сборные железобетонные изделия (плиты, сваи, балки, шпалы и т.д.);
- гидротехнические сооружения (дамбы, волноломы, причалы и т.д.);
- сооружения, конструкции и изделия для транспортной инфраструктуры (тоннели, мосты, дорожные и аэродромные плиты и т.д.);
- особо прочные бетонные конструкции и сооружения (бункеры, взрыво- и взломоустойчивые конструкции, оборонные сооружения и т.д.).
Преимущества сталефибробетона
- армирование бетона по всему объему позволяет применять более оптимальные проектные решения;
- возможность применения более производительных технологических процессов бетонирования (например, торкретирование);
- повышенные прочностные характеристики, трещиностойкость, стойкость к динамическим нагрузкам;
- значительное снижение трудозатрат на арматурные работы, существенное повышение производительности;
- повышение степени механизации работ – как на производстве (изготовление ЖБИ), так и на строительных площадках.
Но наряду с преимуществами применение сталефибробетона имеет ряд характерных особенностей, накладывающих ограничения на его всеобъемлющее распространение и зачастую даже отпугивающих от этой технологии как строительные, так и производственные компании. Основными такими негативными факторами являются:
Технология смешанного армирования с полимерным волокном ВСМ
Существует ли способ в максимальной степени воспользоваться преимуществами технологии армирования стальной фиброй и минимизировать её недостатки?
Да! Такой способ существует. Суть этого способа – снижение количества стальной фибры (до двукратного!) за счет добавления в состав бетона полимерного волокна ВСМ. Более того, этот способ позволяет значительно снизить стоимость сталефибробетона – от 25% и более.
- сложность достижения равномерного распределения стальных волокон по всему объему смеси. Проблема решается особой технологией ввода волокна в состав смеси, изменением длительности и скорости перемешивания, уменьшением объема одного замеса, применением более эффективных смесителей;
- склонность к образованию комков из фибры (т.н. ежей) – решается выбором конкретного типа стальной фибры и применением особого порядка добавления волокон в бетонную смесь;
- существенное снижение удобоукладываемости смеси (решается добавлением пластифицирующих и воздухововлекающих добавок);
- уменьшение времени доставки армированной бетонной смеси до стройплощадки;
- повышенный износ оборудования, задействованного при изготовлении смеси, транспортировки и подаче на участок бетонирования.
Технология микроармирования бетонной матрицы полимерным волокном ВСМ успешно применяется с 2007 года. Состав армирующей смеси разработан на основе собственной теории дисперсно-армирующих волокон ВСМ, подтвержденной многочисленными экспериментами, испытаниями и многолетним опытом практического применения в различных отраслях промышленности. Полимерные волокна ВСМ существенно улучшают прочностные и эксплуатационные свойства бетона, модифицируя цементную матрицу путем армирования и регулирования твердения клинкерного цемента.
Таким образом, модифицированная волокнами ВСМ цементная матрица бетона, обладающая собственными повышенными прочностными характеристиками, позволяет существенно уменьшить объем стального армирования бетонных конструкций с сохранением всех проектных прочностных параметров.
Технология, позволяющая существенно снизить стоимость конструкций из сталефибробетона, в общем виде выглядит следующим образом:
- Добавление в бетон микроармирующих полимерных волокон ВСМ;
- Добавление в бетон сокращенного до 50% количества стальной фибры.
Применение полимерных волокон ВСМ позволяет добиться существенного экономического эффекта:
1) экономия за счет уменьшения количества стального армирования (как фибрового, так и традиционного стержневого) материалов;
2) экономия за счет значительного уменьшения трудоемкости и увеличения производительности соответствующих работ:
- меньше трудозатрат, связанных с устройством армирующего каркаса;
- меньше затруднений и потерь времени, связанных с введением большого объема стальной фибры.
ВСМ-БЕТОН (Волокно Строительное Микроармирующее – БЕТОН) применяется в производстве высокопрочного морозостойкого тяжелого бетона, способного выдержать особо сильные нагрузки, с 2007 года.
Эффективность применения волокна ВСМ-БЕТОН
Основной эффект от применения волокна ВСМ-БЕТОН в тяжелых бетонах заключается в следующем:
- уменьшение появления усадочных трещин;
- увеличение прочности;
- увеличение морозостойкости и водонепроницаемости;
- уменьшение расслаиваемости бетонной смеси;
- повышение стойкости к динамическим нагрузкам и вибрационным воздействиям и др.
Эффективность технологии смешанного армирования убедительно подтверждают результаты испытаний, проведенных нашими партнерами в г. Новороссийске. В ходе эксперимента сравнивались образцы бетона (бетон М300, П3), армированного стальной фиброй (0,6×60 мм, дозировка 50 кг на 1 м3 бетонной смеси), и бетона со смешанным армированием (дозировка: стальная фибра – 25 кг/м3, «ВСМ» – 0,9 кг/м3). Из протоколов испытаний (см. приложение) видно, что средняя прочность образцов бетона со смешанным армированием после 28 суток созревания составляет 30,3 МПа и практически не отличается от прочности образцов, армированных только стальной фиброй.
Это означает, что то воздействие, которое ВСМ оказывает на структуру бетона, – а именно уменьшение внутренних дефектов, интенсификация процессов гидратации цемента и армирование цементного камня, – приводит к увеличению его прочности и сопоставимо с эффектом от армирования стальной фиброй прочностью до 1000 МПа и модулем упругости до 210 ГПа.
Полученный результат подразумевает, что снижение коэффициента стального армирования можно достигать не только путем уменьшения дозировки стальной фибры, но и (в случае использования арматуры) определенным «облегчением» арматурной решетки.
Какие выгоды несет такой способ армирования заказчикам? Весьма существенные:
- Сокращение расходов на материалы: уменьшение дозировки стальной фибры на 25 кг при примерной цене 60 руб./кг и добавлении 0,9 кг волокон ВСМ по 248 руб./кг позволит сэкономить почти 1300 (!!) руб. на каждом кубометре бетона при сохранении всех проектных прочностных характеристик и дополнительных улучшений физических свойств, которые обеспечит ВСМ;
- Уменьшение трудоемкости: уменьшая количество вводимой стальной фибры, мы пропорционально сокращаем количество и проблем, связанных с плохой перемешиваемостью, постоянным образованием «ежей» и повышенным износом технологического оборудования, тем самым значительно увеличивая производительность бетонирования.
Еще одним знаковым строительным объектом, где применяется технология смешанного армирования, является сооружение пролетного строения путепровода на скоростной автомобильной дороге «Москва – Санкт Петербург» в районе города Торжок (Тверская обл.). На основании проведенных исследовательских работ генподрядной организацией был разработан Технологический регламент, в котором были детально проработаны все аспекты приготовления и транспортирования бетонной смеси, содержащей волокно ВСМ и стальную фибру, технология выполнения работ, способы выхода из нештатных ситуаций и др.
Несмотря на то, что в конструкции монолитной плиты пролетного строения предусмотрено и структурное стержневое армирование, только применение фибробетона позволило обеспечить проектные прочностные характеристики. При этом снизить количество стальной фибры стало возможно за счет применения полипропиленовых волокон ВСМ.
Выполнение всех указаний и требований, содержащихся в данном Регламенте, позволило обеспечить требуемое высокое качество производимых работ с требуемыми экономическими показателями.
Особо необходимо отметить, что на этапе исследовательских работ в первую очередь рассматривались различные типы фибры, а после выбора в пользу полипропиленовых волокон проводились сравнительные испытания продукции разных производителей. В результате выяснилось, что только полимерные волокна ВСМ способны должным образом модифицировать бетон-матрицу, существенно улучшив её характеристики.
Важно, что полимерную фибру ВСМ можно применять с различными типами стальной фибры – как анкерной проволочной типа Драмикс (и его аналогов), волнообразной, так и фрезерованной – как из листа, так и сляба. Ответственность за выбор вида стальной фибры здесь лежит на проектной или подрядной организации.
Приведенная выше информация не является прямым указанием на немедленное снижение коэффициента стального армирования. Но есть уверенность, что результаты испытаний, проведенных авторитетной компанией, и возможный экономический эффект будут хорошим стимулом для инициирования проведения собственных испытаний и получения сравнимых положительных результатов.
Решение о применении данных рекомендаций при проектировании бетонной конструкций конкретных пола относится к компетенции заказчика объекта или проектной организации.
Со своей стороны, наша компания всегда готова оказать всю необходимую информационную поддержку, предоставить образцы волокна ВСМ.
Рекомендованная дозировка ВСМ составляет от 600 до 900 г на один м³ бетонной смеси.
Всегда в наличии на складе волокно в стандартных фасовках по 600 гр, 900 гр и 10 кг и длиной нарезки 3 мм, 6 мм, 12 мм, 18 мм и 20 мм. Возможно производство волокна в индивидуальной фасовке. Для апробации волокна ВСМ-БЕТОН на Вашем производстве мы готовы предоставить бесплатные образцы.
