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 для улучшения сцепления с бетоном.

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 фибры 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.