ФИБРОБЕТОН ЗА РУБЕЖОМ

  Фибробетон (Fiber reinforced concrete – FRC) используется в строительстве с 1960-х годов (ACI 544.1, 1996), хотя его применение традиционно ограничено складскими помещениями и дорожным покрытием. В качестве заполнителя фибробетона используются стальная фибра, стекловолокно, углеволокно и полипропиленовая фибра (ACI 544.1, 1996). Данные фибро-элементы изготавливаются различной формы и размеров и вводятся в бетонную смесь несколькими способами. Содержание фибры в фибробетоне обычно колеблется от 2% до 4 %. Несмотря на то, что назначение фибробетона может быть различным, например прокладка туннелей, строительство гидравлических и сейсмостойких сооружений (ACI 544.3, 1993), отсутствие общих указаний по проектированию и существование ряда проблем в этой области стали ограничением к использованию фибробетона в строительстве.
  Высокотехнологичный фибробетонный композитный материал (HPFRCC), был разработан в 1990-х годах с целью улучшения эксплутационных характеристик традиционного фибробетона (Naaman and Reinhardt, 1995). Для производства особой разновидности высокотехнологичного фибробетонного композиционного материала, называемой … (Slurry Infiltrated Fiber Concrete – SIFCON) стальная фибра помещается в форму для бетона и затем заливается цементным раствором высокой прочности. Несмотря на тот факт, что SIFCON может обладать более высокой прочностью на сжатие и большей энергоемкостью, чем обычный бетон (рисунок 2.1), его производство требует сравнительно большого содержания фибры, около 12 – 15% (Hackman, et al, 1992), что тяжело достижимо вне лабораторных условий.
   Используя фибру в форме мата (пористой структуры, циновки), который затем пропитывается цементным раствором высокой прочности, можно изготовить новую разновидность высокотехнологичного фибробетонного композитного материала (HPFRCC), которая получила название бетона, представляющего собой пористую структуру, пропитанную раствором (Slurry Infiltrated Mat Concrete – SIMCON).
  Основные эксплутационные характеристики, которые дает Бартос (Bartos; 1992) для фибробетона, также подходят и к высокотехнологичному фибробетонному композиционному материалу (HPFRCC), включая SIMCON. Бартос определяет следующие параметры для фибробетонной смеси: подвижность, самоуплотняемость, состояние завершенной поверхности, удобоукладываемость, плотность. Основными параметрами затвердевшего фибробетона являются: прочность, твердость, деформационная и пространственная устойчивость, плотность, пористость, теплостойкость, электропроводность, адгезионные свойства, долговечность.
  В случае материала SIMCON та жа прочность и энергоемкость могут быть достигнуты при более низком содержании фибры, чем у SIFCON. У SIMCON имеются и другие преимущества. Для изготовления фибромата используется нержавеющая сталь, в результате значительно уменьшается риск возникновения коррозии. Благодаря использованию стальной фибры в форме мата, работа с фибробетоном на строительной площадке упрощается (Krstulovic and Al-Shanna, 1996). Главным недостатком является первоначальные затраты, так как нержавеющая сталь достаточно дорога. Однако эти затраты могут быть оправданы увеличением срока службы благодаря высокой стойкости к коррозийным воздействиям и низкому содержанию фибры в бетоне. При производстве SIMCON содержание фибры в бетоне может быть уменьшено до 3 – 5% от общего объема фибробетона. Отношение длины фибры к ее диаметру называется fiber aspect ratio [фибра аспект отношение (коэффициент)]. Чем выше fiber aspect ratio, тем мельче трещины в фибробетоне. Fiber aspect ratio может достигать 400 для SIMCON, что в 4 раза выше, чем у фибробетона (Hackman, et al, 1992).
  Ограниченные экспериментальные данные по фибробетону с заполнителем из обычной стали показывают, что стальная фибра в бетоне со множеством трещин может подвергаться коррозии (ACI 544.1R, 1996).
  Фибра, используемая в производстве SIMCON, изготавливается из нержавеющей стали непосредственно из расплавленного металла методом охлаждения (Hackman, et al, 1992). Применение фибры из нержавеющей стали способствует увеличению стойкости фибры к коррозийным воздействиям по сравнению с другими видами металлической фибры.

 

Rambler's Top100