Базальтовая фибра

Использование базальтового волокна в базальтофибробетонах

Базальтовое волокно (фибра) является эффективной армирующующей добавкой для  любых  цементосодержащих растворов, в том числе бетонных блоков, железобетонных изделий, газобетонных блоков и пенобетона, огнеупорных и полистеролбетонов, а так же сухих строительных смесей различного назначения и др.

Базальт - это уникальный строительный материал, обладающий высокими прочностными, тепло- и звукоизоляционными свойствами. Он практически не реагирует на перепады температур, устойчив во всех агрессивных средах, является прекрасным облицовочным материалом. Базальт - это излившаяся на поверхность вулканическая горная порода.

Базальтовая фибра совместима с цементом, в связи с чем, в отличие от металлической, полипропиленовой и лавсановой фибр, имеет лучшую адгезию с цементным камнем. У базальтовой фибры полностью отсутствуют недостатки, характерные для полипропиленовой и стеклянной фибры.

Одним из видов волокон, которые нашли применение в строительстве являются волокна (фибра) со средним диаметром от 13 до 24 мкм.

Искусственные каменные материалы, называемые бетонами, известны человечеству не одно тысячелетие. Характеризуясь высокой прочностью на сжатие, они, тем не менее, всегда имели одинаковую проблему - низкое сопротивление на разрыв и образование усадочных трещин при застывании. Большинство строителей часто сталкиваются с многочисленными проблемами при работе с бетоном, такими, как пыль, пластическая усадка и оседание, действие мороза (на раннем этапе). А при дальнейшей эксплуатации проявляются такие свойства, как низкая устойчивость к замерзанию/оттаиванию, слабое сопротивление удару, подверженность истиранию, высокое проникновение воды и химических веществ. Еще древние строители боролись с этим, вводя материалы, имеющие более высокую прочность и гибкость и повышающие однородность застывающего раствора. Египтологи утверждают, что сложный по составу бетон со следами шерсти, меда и других компонентов использовался еще при возведении пирамид, а спустя несколько тысячелетий в раствор для кладки Пятницкой церкви под Черниговым добавляли яичный белок, молоко и рубленую шерсть. Таким образом, использование волокон в качестве вторичного армирования имеет давнюю историю.

Исключить образование трещин можно несколькими способами, например, вторичным армированием, которое в конструкционном бетоне осуществляется стальной арматурой, а в плитах покрытия - сварной проволочной сеткой или модифицированием вяжущего вещества при помощи базальтовых волокон.

Последний способ более прогрессивен. Он устраняет конструкционные проблемы, связанные с использованием сварной проволочной арматуры в перекрытиях. В определенной дозировке волокно заменяет вторичное армирование и обеспечивает пластичность бетона, но не заменяет конструктивную стальную арматуру. Основные свойства волокна в качестве вторичного армирования - это контроль за пластическим оседанием и образованием усадочных трещин, равномерное выступание воды, повышенная устойчивость к истиранию, откалыванию и ударным воздействиям, пониженная проницаемость, повышенная долговечность в условиях замораживания-оттаивания, дисперсное армирование и уменьшение трудозатрат, химическая инертность и повышенное сцепление.

Полипропиленовое волокно имеет свои недостатки: деформацию даже при небольших нагрузках растяжения, оно стареет, то есть теряет свои свойства с течением времени, также оно горит при воздействии на него открытого пламени.

Полипропиленовые волокна имеют свои недостатки: деформацию даже при небольших нагрузках растяжения, они стареют, то есть теряют свои свойства с течением времени, также они горят при воздействии на них открытого пламени.

Структура бетона с применением базальтовых волокон (базальтоцемента) близка к структуре, армоцемента с арматурой из стальных сеток. Однако базальтоцемент обладает более высокой прочностью и деформативностью, так как армирующий его базальт обеспечивает более высокую степень дисперсности армирования камня, и сам базальт обладает более высокой прочностью 18000-25000 кг/см2, чем стальная сетка. Кроме того, базальтоцемент может переносить большие упругие деформации потому, что базальтовое волокно при растяжении пластических деформаций не имеет, а по упругости превосходит сталь. Главными особенностями базальтоцемента являются его высокая прочность при всех видах напряженных состояний и способность переносить большие деформации в упругом состоянии. При этом относительная деформация цементного камня без образования трещин достигает 0,7-0,9%. Такая деформация в 35-45 раз превосходит предельное удлинение неармированного цементного камня. Значительное увеличение деформативности и прочности цементного камня происходит за счет устранения базальтовыми волокнами влияния концентрации напряжений в местах, ослабленных структурными дефектами цементного камня (раковинами, микротрещинами и т.п.)

Использование качественного бетона со специальными добавками, включая моно волоконное армирование, обеспечивают стойкость к перепадам температур, защищая от разломов, трещин и отслаивания поверхности; исключает пластические и усадочные трещины; увеличивает долговечность поверхности, края и шва, также устойчивость к истиранию и ударам; обеспечивает раннюю прочность на сжатие, то есть прочность, которую обычный бетон приобретает только через 28 суток с момента укладки.

Область применения волоконного армирования:

• Изделия из бетона (формовочные блоки, балки, газобетонные и пенобетонные блоки, изделия из огнеупорных, полистеролбетонов и др.).
• Бетонные полы
• Взлетные полосы аэропортов
• Скоростные автодороги
• Промышленные полы в цехах, где установлено тяжелое оборудование
• Внутреннее армирование тоннелей и каналов
• Укрепление склонов
• Ремонт и реконструкция сооружений
• Покрытия металлических поверхностей стальных сооружений
• Бетонные водные каналы
• Огнезащитные конструкции
• Военные сооружения
• Сейсмостойкие здания и сооружения

Преимущества бетона, армированного базальтовыми волокнами:

• При армировании бетона базальтовой фиброй, ударная прочность увеличивается,приблизительно в 20 раз.
• Волокна обеспечивают трехмерное упрочнение бетона по сравнению с традиционной арматурой, которая обеспечивает двухмерное упрочнение.
• Волокна не подвержены электрохимической коррозии, в отличие от обычной арматуры, которая является электрическим проводником и может испытывать катодный эффект.
• Сроки строительства снижаются в связи с отсутствием необходимости устанавливать проволочную сетку.
• Толщина бетонного слоя может быть уменьшена до половины слоя из обычного бетона.
• Волокна могут легко смешиваться.
• Увеличивается усталостная прочность бетона, армированного базальтовым волокном.
• Снижается общая стоимость строительных работ.
• Снижается ширина трещин.
• Можно забыть о трудностях, связанных с установкой проволочной сетки.
• В коллекторах и подземных водных каналах толщина бетонного покрытия существенно снижается, а сроки строительства сокращаются.
• Стоимость ремонта и обслуживания существенно снижается благодаря долговечности бетона армированного волокном.
• Необходимость в армировании бетонных полов отпадает благодаря применению волокна, и сроки строительства сокращаются в два раза

Базальтовые волокна нашли свое применение в шпатлевках и мастиках в качестве наполнителя. Базальтовые волокна в качестве наполнителя позволяют улучшить механические свойства мастики, предотвращают образование трещин в покрытии в холодное время, уменьшают текучесть мастики при воздействии на нее тепла. Волокна практически не растягиваются, поры на поверхности волокон заполняются, тем самым создается арматура покрытия.

Производство бетонных блоков с добавлением фиброволокна.

Большой популярностью базальтовая фибра пользуется у производителей бетонных блоков, пеноблоков и прочих блоков из ячеистых бетонов, а так же различных видов брусчатки и тротуарной плитки.

При производстве и транспортировке пеноблоков с добавлением базальтовой фибры в количестве 0,6 – 1,2 кг на 1 куб.м. существенно уменьшается количество брака пенобетонных изделий, повышается качество товара. Фиброволокно также сокращает время первичного и окончательного твердения блоков и ускоряет оборот форм, что позволяет на 50% увеличить производительность.

Миллионы лет этот базальт пролежал в земле, сохранив свои свойства, что говорит о его долговечности и экологической чистоте

При введении базальтовой фибры в структуру бетона можно достичь следующих физико-технических преимуществ:

• существенное снижение образования усадочных микротрещин (до 90%)
• уменьшение образования внутренних напряжений при пластической усадке (до 50%)
• повышение прочности бетона на изгиб, при сжатии и раскалывании (до 35%)
• повышение ударной и усталостной прочности бетона (свыше 500%)
• препятствие расслаиванию бетонной смеси (до 25%)
• сокращение времени первичного и окончательного твердения, ускорение оборота форм (до 50%)
• увеличение морозостойкости (до 35%)
• увеличение водонепроницаемости (до 50%)
• повышение износостойкости бетонной поверхности (до 70%)
• снижение риска откалывания углов и граней (до 90%)
• снижение риска повреждения, разрушения бетонного изделия при извлечении из формы.
• при разрушении бетона под нагрузкой не наблюдается отделение осколков, осколки остаются связанными между собой базальтовыми волокнами.