Відомо, що міцність будь-якого матеріалу залежить від особливостей його внутрішньої структури. Це правило стосується і бетону, де навіть при існуючих технологіях не вдається уникнути утворення мікро — і макротріщин. Однак, якщо з силовими тріщинами ще можна якось боротися, враховуючи температурну деформацію і безліч інших параметрів, то ось технологічні порожнечі перемогти не так-то просто. І все-таки останнім часом інженери приходять до думки, що саме введення фібри різної довжини здатне якщо не зупинити процес руйнування, то хоча б значно його уповільнити.
Історія появи ідеї
Слід зауважити, що передумови до даного рішення існували досить давно. Наприклад, той же саман є композитом, де солома, по суті, і грає роль фібри. Якщо говорити про перші експерименти з введенням різних волокон в бетон, то вони почалися проводитися в XIX столітті. В СРСР так само активно працювали над цим питанням, наприклад, роботи братів Бірюковичів по склофібробетону. Ну а перехід від досвідченого застосування до промислового масового будівництва будівель і споруди з фібробетону почався з 90-х років минулого століття.
Відзначимо, що максимальний ефект від введення фібри проявляється при впровадженні волокон різної довжини. Зокрема в ході експериментів були отримані наступні дані:
- варіант 1. Фібра діаметром 0,2 мм довжиною 6 мм.процентний вміст в суміші – 2%. Міцність на вигин-25 МПа;
- варіант 2. Фібра діаметром 0,3 мм довжиною 30 мм з гачками на кінцях. Процентний вміст в суміші-1%. Міцність на вигин — 20 МПа. Підвищена пластичність;
- варіант 3, комбінований. Фібра діаметром 0,2 мм довжиною 6 мм.процентний вміст в суміші – 2% + фібра діаметром 0,3 мм довжиною 30 мм з гачками на кінцях. Процентний вміст в суміші-1%. Міцність на вигин — 42 МПа.
Переваги бетонних виробів з фіброю
Крім високого модуля навантаження на вигин, бетонними суміші з комбінованою фіброю володіють ще й іншими відмінними якостями. Наприклад, на 40% збільшується міцність на стиск, багаторазово підвищується стійкість до теплових і механічних ударів, а так само загальна зносостійкість. І все-таки, навіть наведені вище дані не розкривають головної сутності бетону з комбінованою фіброю, а саме: подібні склади володіють значною морозостійкістю.
Так як мікрофібра перешкоджає розростанню мікротріщин, то воді, а також солей стає набагато складніше потрапити всередину, і,
отже, викликати руйнування конструкції. Експерименти наочно демонструють це припущення. Зокрема при трьохстах циклах заморожування-розморожування бетон з введеної комбінованої фіброю показав лише незначні поверхневі руйнування, в той час як еталонний зразок обзавівся густою мережею глибоких тріщин.
Із запропонованих відомостей стає ясно, що застосування подібного типу бетону доцільно в районах з холодним кліматом і розташованих неподалік від моря. Але ніщо не заважає використовувати аналогічні суміші для зведення цивільних і військових будівель підвищеної міцності в будь-яких інших місцях.
