Фибры бетона

Одной из эффективных методик улучшения характеристик бетонов считается их дисперсное фибровое армирование. С его помощью удается нивелировать главный недостаток бетонов – низкую прочность на изгиб и при растяжении.
Подбор цементных вяжущих в сочетании с введением специальных добавок в составы бетонов повышает их качество.
Многие специалисты считают, что наиболее эффективными добавками, повышающими прочность бетонов на изгиб, являются анизотропные неорганические либо полимерные структуры различной дисперсности – так называемая строительная фибра.
Различные фибры классифицируются по составу, способу производства и значениям прочности на разрыв. Наиболее высокопрочной признается стальная фибра. Хотя представители группы полимерных фибр значительно уступают ей по физико-механическим показателям, но предпочтительнее в плане коррозионной устойчивости и относительной ценовой доступности.
Еще одной группой, активно осваиваемой индустрией строительных материалов в последние годы, становится фибра из щелочестойких стеклянных волокон и базальтовая фибра. По своим механическим свойствам к металлической фибре приближаются сверхвысокомодульные полиарамидные волокна (СВМ-волокна). Однако их высокая стоимость заставляет искать пути снижения процентного содержания в бетонах этих добавок. Количество вводимой фибры и ее геометрические параметры (сечение, протяженность, форма) являются предметом экспериментальной отработки для многих конкретных задач.
Штапелированные высокомодульные углеродные волокна (например, графитизированное ПАН-волокно), завоевавшие себе место в промышленности конструкционных углепластиков, могли бы считаться оптимальным вариантом строительной фибры, но специалистов заставляет «спуститься на землю» ее недопустимо высокая цена. Тем не менее углеродные материалы продолжают оставаться в их поле зрения, так как постоянно открываются и синтезируются новые и весьма перспективные аллотропные формы. Изменяя характеристики вводимой фибры, можно «настраивать» бетоны на тот или иной «лад». Например, с достаточной статистической достоверностью (при доверительной вероятности 0,98) было установлено, что после обработки полиарамидных нитей в суспензии астраленов усилие разрыва увеличивается на 20-22%.
Для модифицированных бетонов почти обязательным считается присутствие группы пластифицирующих компонентов. Существует целый ряд отечественных и импортных органических и элементоорганических пластификаторов, заметно отличающихся как своей эффективностью, так и ценой. Необходимое количество суперпластификаторов для каждого композиционного состава определяется экспериментально, однако общие границы диапазона концентраций – это 0,3–1,5% от массы цемента. Для наиболее эффективных и дорогостоящих суперпластификаторов уменьшение их количества без потери качества собственно бетонной композиции рассматривается в качестве одной из актуальнейших задач.

Автор: Андрей Мельников (по данным ООО «НТЦ Прикладных Нанотехнологий»)