Фібробетон для фундаменту заміського будинку

Зміст статті:

• Що таке фібробетон для фундаменту
• Яку фібру використовують як мікроарматуру
• Як змінюються характеристики фібробетону під час використання різної мікроарматури
• Додаткові переваги базальтової фібри
• Де використовують фібробетон

Неякісно виконаний фундамент будинку — це наскрізні тріщини в стінах, перекошена підлога, космічні рахунки за опалення, постійна вогкість і пліснява в кутах. Жити у такому будинку неможливо. Тому передбачливі домовласники, які обрали шлях будівництва свого житла, не заощаджують на фундаменті. Трісну основу складно зміцнити і практично неможливо відремонтувати.
Будівельники зазвичай пропонують вирішити проблему міцності основи, вибравши як будівельний матеріал для фундаменту композитний фібробетон, комбінований «композит+сталь», «полімер+сталь» або сталефібробетон. Він набагато міцніший за звичайний залізобетон, а його морозостійкість не має аналогів навіть у порівнянні з показниками надщільних розчинів.

Що таке фібробетон для фундаменту

Звичайний бетон складається з портландцементу, піску, щебеню та води. З цих матеріалів роблять бетонну матрицю, властивості якої залежить від масової частки кожного компонента в розчині. Фібробетон роблять із тих самих компонентів, до яких додають ще одну складову — мікроарматуру. Дисперсне армування бетонної матриці волокнами (фіброю) докорінно змінює робочі та фізичні характеристики розчину. Посилений фіброю бетон набуває наступних якостей:

• висока морозостійкість — моноліт перестає страждати від температурних деформацій при переході через нуль;
• підвищена ударна міцність — підвищення модуля пружності робить моноліт малочутливим до динамічного навантаження;
• підвищений опір поздовжнього та поперечного навантаження — фундамент збільшує свою несучу здатність;
• стійкість до деформації усадки — фібра унеможливлює утворення глибоких тріщин при застиганні розчину.

Завдяки фібрі стабілізується процес гідратації цементу. Вона перешкоджає «спливу» легшого компонента розчину — піску, збільшуючи поверхневу твердість і стійкість до стирання. Фундамент з армованого фіброю бетону виходить більш живучим — залежно від типу мікроаматури термін служби основи під розрахунковим навантаженням збільшується на 30-50 років.

Яку фібру використовують як мікроарматуру

Бетонну матрицю можна посилити наступними різновидами фібри:

1. Сталевими волокнами довжиною від 1,5 до 6 сантиметрів і діаметром від 0,2 до 1,2 міліметра. Для підвищення адгезії волокна гнутий хвилею, або, у відрізків загинають і розплющують кінці. Чим менший діаметр дроту — тим нижча схильність бетону до утворення тріщин під час усадки.
2. Скловолокном діаметром до 30 мкм. Для лужного середовища бетону потрібне волокно з дорогого цирконієвого скла. Тому скляну фібру використовують при заливанні панелей або штучного декору, що прикрашає фасад або інтер’єр будинку.
3. Полімерними нитками довжиною від 1,8 до 55 міліметрів, обробленими спеціальним замаслюючим складом для підвищення адгезії з робочою сумішшю. Через низьку базову міцність полімерне фіброволокно часто застосовують у комплексі зі сталевою фіброю. Найбільш популярна фібра довжиною 12 мм із поліпропілену або ПАН-волокна.
4. Базальтовим волокном діаметром близько 15 мкм та довжиною від 3 до 16 міліметрів. Така фібра використовується при заливанні моноліту та облицювальних панелей.

Кожен тип мікроармутури дає фібробетону унікальні переваги, посилюючи одні характеристики, не послаблюючи інші.

Як змінюються характеристики фібробетону під час використання різної мікроарматури

Армування бетонної матриці сталевою фіброю гарантує приріст міцності на стиск на 140-150 відсотків. Цей результат дає навіть незначне додавання фібри (до 2% загальної маси розчину). Схильність до утворення великих тріщин у моноліті із сталевого фібробетону знижується на 80%, а мікротріщин – на 600%.
Мікроарматура зі лугостійкого скловолокна підвищує морозостійкість моноліту до F150-F300. Водонепроникність армованої скловолокном бетонної матриці доходить до W20, а у звичайного залізобетону марки М300 вона не перевищує W6. Модуль пружності склофібробетону збільшується у 3-3,5 рази.
Після добавки в бетонну матрицю поліпропіленової фібри модуль пружності росте тільки на 25%, в цей же час ударна міцність підвищується на 200-500%. Часткове підвищення міцності та стійкості до стирання гарантує захист виливки складної форми від сколів по межі та тріщин по масиву. Для посилення несучої здатності та стійкості до ударного навантаження фундаменту з полімерфібробетону потрібен сталевий армуючий каркас із прутка перетином від 6-8 міліметрів. Найбільш затребуване волокно 12 мм 20-70 мкм, що додається з розрахунку 900 грамів на куб бетону, в комплексі з 20-120 кг сталевої фібри на куб бетону. Такий фібробетон завдяки своїм якісним характеристикам популярний у сейсмонебезпечних зонах.
Посилення матриці базальтовим волокном дає вражаючий ефект. Базальтова фібра збільшує стійкість до поздовжніх і поперечних навантажень, підвищує опір стирання та ударів. Чим товстіша нитка з базальту, тим вищий ефект застосування мікроарматури.
При введенні поліакрилонітрильної фібри в асфальтобетон підвищується тріщиностійкість при розколі на 30%, межа міцності при стисканні (при t=20°С) від 40% — 200%, підвищується межа міцності при стисканні (при t=50°С) від 30% 80%, підвищується водостійкість від 15 до 50%, покращується зсувостійкість за коефіцієнтом внутрішнього тертя від 10% — 20%; покращується зчеплення при зсуві (при t=50°С) від 30% до 70%, покращується межа міцності при розтягуванні при розколі при температурі 0°С та швидкості деформування 50 мм/хв від 20% — 40%, зменшується утворення колії у 2 рази.
Порівняльна характеристика різної фібри

При всіх перевагах сталевої, скляної та полімерної фібри базальтове волокно виглядає найвражаючішим різновидом мікроармутури.

Додаткові переваги базальтової фібри

Фібробетон з базальтовими нитками перевершує залізобетон за всіма показниками. Але крім високої міцності, застосування фібри цього гарантує такі вигоди:

1. 1. Висока стійкість бетонної конструкції до пожежі — базальт не горить, як поліпропілен, а виготовлені з нього нитки не втрачають жорсткості при нагріванні, як скло або сталь. Моноліт з базальтового фібробетону не втрачає здатність навіть після пожежі.
   2. Довгий термін служби без втрати первісної міцності — базальтове волокно не іржавіє як залізо, не накопичує втому, як скловолокно і не деформується під впливом навантаження, як полімерна мікроарматура. Термін служби фібробетону на базальті — 100-130 років.
   3. Низька питома вага моноліту — ви можете заощадити на підготовці котловану, зменшивши вимоги до регулювання опорної здатності ґрунту. Легкі фундаменти з мінерального фібробетону сумісні з ґрунтами будь-якого типу.

З недоліків базальтового бетону слід відзначити лише високу вартість такої арматури. Базальтова нитка дорожча за скловолокно, дроти, але різниця в ціні компенсується довгим терміном служби, а також економією на обслуговуванні та ремонті основи з мінерального бетону.

Де використовують фібробетон

Композитний бетон на основі мікроарматури підходить для будівництва фундаментів будь-якого типу. З нього можна побудувати:

1. 1. 1. Стовпчаста або пальова основа — у влаштовану свердловину подають робочий розчин, в який занурюють каркас з армуючого прутка. З такого фундаменту можна зробити і суцільний ростверк для стовпчастої основи. Конструкції влаштовують при будівництві заміського будинку на схилі або прибережній зоні.
      2. Суцільний (плаваючий) фундамент — плиту заливають у знімну або незнімну опалубку, яку зібрали поверх піщано-гравійної подушки, що регулює опорну здатність грунту. Додаткова арматура укладається до опалубки до подачі розчину з фіброю. Плитна основа — найкращий варіант для ґрунту з високим рівнем ґрунтових вод.
      3. Стрічкову конструкцію — бетон з фіброю ллють у вкладену в траншею опалубку, всередині якої знаходиться додаткове армування. На стрічку можна поставити малоповерховий будинок із цегли або дерева, а ще така конструкція дозволяє влаштувати підземний поверх.

Посилений фіброю бетон використовують разом із класичним армуючим каркасом із прутка перетином від 6 міліметрів і вище. Решітка або тривимірний каркас з арматурного дроту посилюють характеристики міцності основи. Параметри такої арматури розраховують на етапі проектування фундаменту. Фібробетон без армокаркасу допустимий для заливання промислових і побутових бетонних підлог і стяжок, невеликих майданчиків з підготовленою основою, фундаментів під невеликі будови на стабільних ґрунтах з низьким рівнем ґрунтових вод, асфальтобетонів на жорсткій основі, у всіх інших випадках стрижнева конструктивна арматура обов’язкова!
Окрім бетонних основ армований фіброю бетон використовують як основу для архітектурного декору, облицювальних панелей, садових скульптур, тротуарних та фасадних плит. З фібробетону роблять колодязні та каналізаційні кільця, підлогове, дорожнє та аеродромне покриття, сейсмостійкі будівлі та споруди, гідротехнічні об’єкти. Таким бетоном укріплюють схили та укоси котлованів, він підійде при влаштуванні огородження колектора або звалища. Тип фібри та марку бетонної матриці визначають на етапі проектування конструкції.

Додаткові корисні статті:

Фібробетон при будівництві заміського будинку Фібробетон: склад, характеристики і технологія виготовлення Фібра для бетону: дрібниця, а зміцнює Фіброволокно