На главную Обратная связь Карта сайта
Главная




(351) 247-87-17
211-10-56
polbeton@mail.ru
www.pol-beton.ru
ICQ: 493-705-348

ПРАЙС ЛИСТ



Прайс/Типовое предложение


Галерея покрытий



Бетонные полы, армированные металлической фиброй

 Бетон, применяемый для бетонных полов, достаточно хрупкий конструкционный материал, его прочность на растяжение составляет около 10-15% от прочности на сжатие. Для повышения прочности бетона на растяжение и изгиб бетоны армируют. Армирование может производиться традиционным способом с применением арматурной сетки либо стержней, так и путем добавления в состав бетона стальных волокон (металлической фибры).

Стальная фибра для бетонных полов обычно представляет собой стальную проволоку длиной от 30 до 80 мм, диаметром 0,5 -1,2 мм, прочностью на растяжение около 1000 МРа и более, специально профилированную

Другой разновидностью стальной фибры является фибра получаемая фрезерованием. Фибра стальная фрезерованная имеет треугольное сечение, две поверхности которого шероховатые, на концах имеются зацепы длиной до 2 мм. Фибра имеет скручивание по продольной оси. Благодаря высокой температуре процесса резки, фибра имеет характерный синеватый оттенок - окисный слой, препятствующий образованию и развитию коррозии в процессе ее хранения и эксплуатации. Геометрические особенности фрезерованной фибры способствуют равномерному распределению фибры по всему объему бетонной смеси без образования «комков» процессе хранения и перемешивания.

 Третий вид стальной фибры для бетонных полов - фибра из стального листа, зигзагообразной формы обеспечивающей высокую анкерующую способность фибры в бетоне. Эксперименты показали, что коэффициент использования материала волокна при разрушении у такой фибру составляет 100%, для сравнения у фрезерованной 82%, у проволочной 64%.

Зигзагообразная фибра выпускается как правило длиной 20, 30 и 40 мм и условным диаметром 0,6 ... 0,8 мм.

Вне зависимости от формы и способа изготовления, эксплуатационные качества фибры для бетонных полов зависят как от дозировки (кг/м3) так и от параметров фибры (прочности на разрыв, длины, диаметра, анкеровки). Эффективность работы фибры повышается с увеличением отношения l/d (отношение длины к диаметру). Однако, при этом возникают проблемы при перемешивании бетона, что делает наиболее оптимальным применение стальной фибры имеющей отношение l/d = 60 - 80.

Стальные фибры, получаемые путем резки стальной проволоки при d = 0,3 - 0,5 мм и относительной длине l/d = 60 - 80 имеют свой оптимальный интервал армирования (m = 0.5 - 2% объему).

Фибра, может быть изготовлена из нержавеющей стали, с покрытием и без покрытия. Номинальный расход 20 - 40 кг/м3 бетона. Стальная фибра, будучи хорошо перемешена, представляет собой равномерно распределенную арматуру.

  Преимущества стальной фибры перед традиционным армированием при устройстве бетонных полов
  • Уменьшение времени, затрачиваемое на установку арматуры, так как фибра может быть добавлена на бетонном заводе или непосредственно в миксер (время перемешивания 5 - 15 минут).
  • Увеличение вибрационной стойкости бетона, так как вибрация, распространяясь по арматурной сетке, способствует разрушению бетона.
  • Не препятствует образованию микротрещин, но хорошо удерживает трещины от расширения и перерастания микротрещин в макротрещины.
  • При замене арматурной сетки на стальную фибру, возможно, существенно уменьшить толщину стяжки, при сохранении несущей способности бетонной плиты.
  • Повышается коррозионная стойкость. При коррозии арматуры в бетоне происходит значительное увеличение ее объема, что приводит к разрушению защитного слоя.
  • Возможность получения монолитных, бесшовных бетонных конструкций. При внесении стальной фибры 40 кг на 1 м3 бетона и толщине плиты 150 мм швы нарезаются с шагом 30 х 30 метров.

Применения сталефибробетона для устройства тяжелонагруженных промполов, стоянок автотракторной техники

Особенности устройства, отличия и преимущества по сравнению с устройством полов с традиционно армированным бетоном.

Талефибробетоном (или фибробетоном) называют бетон, армированный хаотически расположенными в нем стальными волокнами - фибрами. Каждая фибра играет роль стержневой арматуры в железобетоне, а все фибры в бетоне создают новый композиционный материал - фибробетон. По своим свойствам он значительно отличается от бетона. Так, прочность фибробетона на растяжение при изгибе возрастает в 2-3 раза, трещиностойкость в 1,5-3 раза, прочность на удар в 8-10 раз по сравнению с бетоном. Существенно возрастает износостойкость и морозостойкость. За счет улучшения приведенных выше свойств долговечность фибробетонных конструкций возрастает в 2-3 раза по сравнению с обычными железобетонными. Именно эти высокие физико-механические и эксплуатационные характеристики фибробетона обусловили применение фибробетонных конструкций для различных жестких покрытий: дорожных, аэродромных, танкодромных; стоянок для самолетов, автобусов, автомобилей. Вот некоторые примеры применения сталефибробетона за рубежом:

  1. На автомагистрали в г. Детройте (США) было уложено дорожное покрытие толщиной 80 мм из фибробетона с процентом армирования 0,8-1,5% , движение было открыто через 48 часов после укладки покрытия.
  2. Такие же покрытия выполнены на шоссе в штатах Мичиган, Айова и Миннесота (США). Длина покрытия дороги в штате Айова составляет 8 км при ширине 6,7м. Армирование производилось отрезками стальной проволоки до 1,5% по объему, при толщине покрытия от 51 до 102 мм.
  3. Крупнейшая в штате Техас стоянка для танков площадью 22572м2 была сооружена из фибробетона с 1,5% армирования по объему. Покрытие толщиной 102 мм укладывалось по слою асфальтобетона толщиной 127мм /I/.
  4. Лаборатория инженерных исследований армии США провела инженерные исследования на военном аэродроме, где взлетно-посадочные полосы были сооружены из обычного бетона и из фибробетона. Толщина ВПП из обычного бетона 25,4 см, из фибробетона -15,2 см ( на 40% меньше).После 700 циклов загружения ( взлетов- посадок) покрытие из обычного бетона практически было выведено из строя, в то время как фибробетонное выдержало 4500 циклов т.е. долговечность фибробетонного покрытия оказалась в 6,4 ра за выше бетонного /2/.
  5. В аэропорту Мак Карен в г. Лас-Вегас (США) сооружена стоянка для самолетов. Ее площадь 7300 кв.м, она предназначена для самолетов с большой массой. Аналогичные покрытия для рулежных дорожек, взлетно посадочных полос имеются в Международном аэропорту г.Тампа (США), Сэдар Рэпиндз(США), Джона Кеннеди (США) и других /I/. На аэродроме в г.Лас-Вегас площадь уложенного СФБ 51400м2, толщина 15см вместо 30см из обычного бетона. Укладку вели серийными бетоноукладчиками. Есть сведения об успешной эксплуатации покрытия тяжелыми самолетами./4/

Такие примеры применения требуют обьяснения:

Традиционное армирование защитного слоя проезжей части моста производится обычно сеточной арматурой, диаметр ее 5мм с ячейкой 100×100мм. Зона влияния арматурного стержня, как принято считать, расположена в радиусе 3-х ее диаметров. Следовательно зоны, в которых элементарные кубики бетона связываются арматурой, представляет собой полуцилиндры, сечения которых в плоскости, перпендикулярной арматуре, представляют собой полукруг радиусом 15мм, диаметр которого лежит на плоскости гидроизолиру-ющего слоя. Полуцилиндры расположены вдоль сторон ячеек сетки. За исключением этой «армобетонной» сетки, весь остальной бетон защитного слоя не армирован. Этот бетон, а это 90% защитного слоя, и является зоной наиболее вероятного начала появления трещин, выбоин и т.д. Полностью устранить данное положение усилением традиционного армирования невозможно по причинам как технологического, так и экономического характера. При данной конструкции покрытий для защиты от температурных деформаций, при больших перепадах температур, устраиваются компенсирующие швы, предотвращающие появление хаотических трещин, возникающих для компенсации увеличения линейных размеров поверхности.

В то же время дисперсное армирование исключает подобные явления. Качественный рост физико-механических характеристик сталефибробетона происходит из-за того, что стальные волокна связывают между собой элементарные обьемы бетона - матрицы, армируя его по всему макрообьему (при равномерном распределении фибры), увеличивают прочность бетона -матрицы на растяжение добавлением своего сопротивления растяжению. При хаотическом расположении стального волокна в обьеме бетона-матрицы, сопротивление растяжению растет во всех направлениях примерно одинаково. Это обьясняет, в частности, факт сравнительно малого роста (см. выше) прочности СФБ на сжатие, т.к. волокно при этом увеличивает сопротивление сжатию только косвенно, за счет сопротивления отрыву друг от друга элементарных обьемов бетона в зонах растяжения, образующихся на периферии зоны непосредственного действия сил при сжатии образца. В то же время значительный рост прочности на осевое растяжение и растяжение при изгибе происходит за счет преимущественно прямого включения волокна в процесс растяжения, в этом случае сопротивление СФБ растяжению складывается из сопротивления разрыву самого бетона - матрицы и стальных волокон, препятствующих отрыву друг от друга элементарных частиц бетона-матрицы. Этим же обьясняется и повышенная трещиностойкость сталефибробетона и, как следствие, возможность отказаться от устройства температурных швов даже при устройстве дорожных покрытий (Япония, северная оконечность острова Хоккайдо - покрытие из СФБ толщиной 50мм, расстояние между швами - 50м; Англия- шестиполосная магистраль возле Бирмингема-основание- материалы, обработанные цементом, толщиной 25см, слой непрерывно армированного цементобетона, толщиной 22см, слой асфальтобетона -4см, полностью отсутствуют температурные швы).

В дополнение к вышесказанному, нужно отметить исключительную важность степени анкеровки стального волокна в бетоне. Стальные волокна зарубежных и отечественных фирм выполняются с различными загибами, крючками, уступами или имеют по всей длине различной формы выступы, которые увеличивают сопротивление выдергиванию. Кроме этого, стальное волокно должно иметь достаточно шероховатые боковые поверхности для надежного сцепления с бетоном-матрицей. Ведь полное использование потенциала стального волокна для увеличения физико-механических свойств СФБ возможно лишь в том случае, если разрушающие нагрузки разрывают фибру, но не выдергивают ее из бетона-матрицы. Только при выполнении этого условия коэффициент использования прочности стального волокна будет равен единице и, следовательно, для данного состава бетона -матрицы с таким стальным волокном можно получить максимально возможные физико-механические характеристики. Наша фирма занимается изготовлением патентованного стального волокна, которое позволяет использовать прочность его практически на 100% за счет определенной формы анкеров на его концах и шероховатости боковых поверхностей. Наши расчеты показывают, что при расходе фибры в 80-90кг на куб СФБ, количество фибр колеблется в пределах одного миллиона. Активная часть стального волокна расположена между анкерами его и составляет для принятого типа (ФЛА 4-2-35 по ТУ 1276-002-51484465-2002)- 28мм. Предполагая, что каждое стальное волоконце пронизывает 2,5 кубика элементарных обьемов бетона (один кубический сантиметр), можно считать, что каждый такой кубик в кубическом метре будет 2,5 раза пронзен стальными волокнами, которые сшивают таким образом всю массу бетона.

Рассмотрим процесс разрушения слоя покрытия. Допустим, что слой выполнен качественно по всей площади, бетон по своим характеристикам полностью соответствует требованиям проекта и т.д.. Представим теперь, что в результате каких либо событий при эксплуатации возникла перегрузка в какой либо точке или маленькой площадке поверхности, повлекшая за собой деформацию слоя выше проектной величины. На слое, традиционно армированном, появится в момент перегрузки трещина или несколько трещин в наиболее слабых местах, которые компенсируют увеличение длины поверхности при деформации. При прогибе нижней поверхности вниз бетону поможет уменьшить величину трещин в какой-то степени арматура, да и то в местах, где имеется зона влияния ее на бетон. При изгибе слоя вверх, в верхней части слоя влияние арматуры практически полностью отсутствует. Поэтому трещины появятся в слабых местах и величина их раскрытия будет зависеть от степени деформации слоя под нагрузкой, а их количество будет зависеть от степени однородности бетона в области деформации. Понятно, что трещин будет мало, т.к. у бетона очень малая способность передачи нагрузки не разрушаясь от частицы к частице, поэтому первая микротрещина будет развиваться до тех пор, пока не компенсирует деформацию слоя вокруг себя, т.к. в концах этой трещины концентрация напряжений на порядок превышает напряжения, которые могут вызвать новую трещину в сплошном слое.

При выполнении слоя из сталефибробетона процесс пресекается в самом начале. Во первых, при деформации возникает значительно большее количество трещин, т.к. стальные волоконца, включаясь в работу по сдерживанию раскрытия трещины в самом начале ее появления, провоцируют открытие все новых и новых. Во вторых, именно потому, что компенсация деформации происходит при достаточно большом их количестве, величина раскрытия их на порядок меньше, чем в случае с традиционным армированием. Поэтому процесс начала развития трещины в самом начале блокируется, если же, в силу каких либо причин, он начнется, то идти в сталефибробетоне он будет значительно медленнее, чем это происходит в случае с традиционным армированием и величина раскрытия трещины будет в разы меньше. Полностью исключается возможность попадания в них воды либо каких либо частиц, которые могли бы остаться в них после снятия нагрузки. Работа волоконец по сдерживанию раскрытия такого рода трещин проходит в режиме упругих деформаций, поэтому при снятии нагрузки трещины закрываются. Кроме того, дополнительно необходимо отметить, что при применении сталефибробетона, как правило, при правильном уходе, в свежеуложенных слоях отсутствуют усадочные трещины, которые «обязательны» при твердении.

По применению фибробетона в качестве полов промышленных цехов. (Разработаны на основе исследований ЦНИИС по договору ИТБР-2001-1295, ЮУрГУ по договору от 20 февраля 2002г и практики применения фибробетона строительными организациями. )

Для устройства промышленного пола с нагрузками создаваемыми транспортом:

  • с нагрузкой на колесо в 1,5тн (полный вес погрузчика 3,5тн) достаточно слоя сталефибробетона в 12см на укатанном основании (песок - 5см + 20см уплотненного щебня) на бетон - матрице - М400, с концентрацией фибры 40кг/м3. Возможно в этом случае уменьшение слоя СФБ до 60-70мм при увеличении фибры до 80кг/м3.
  • с нагрузкой на колесо 6,8тн необходимо увеличить концентрацию фибры в бетоне М400 до 80-100кг, с толщиной слоя СФБ 15см. Возможно уменьшение слоя до 13см в случае укладки СФБ на старое бетонное основание ( не разрушенное), по расчетам главного специалиста расчетно-конструкторского отдела ЮжУралакадемцентра РААСН к.т.н. Сытника А.С. от 05.04.1999г.

При установке промышленного оборудования на пол из сталефибробетона, с нагрузками:

  1. менее 2 т/м2, слой СФБ, при 40кг/м3, должен быть не менее 10см,
  2. менее 4т/м2, слой СФБ при 40кг/м2, должен быть не менее 15см,
  3. менее 5т/м2, слой СФБ при 40кг/м3, должен быть не менее 17см2 (20см макс.),

Во всех случаях для предотвращения появления в околонагрузочных зонах трещин - по периметру, вокруг нагруженной площадки, устраивать периметрическую ленточку шириной не менее 1/4 от наибольшего в плане размера оборудования.

Если оборудование работает в режиме виброударов, прочность слоя СФБ необходимо увеличивать за счет увеличения концентрации фибры в бетоне, доводя ее, при необходимости, до 80-100кг/м3.