2. Применение дисперсно-армированного цементобетона

2.1 Общие сведения о сталефибробетоне

Дисперсно-армированный цементобетон имеет другое название – фибробетон. Такое название он получил из-за материала – фибра. Фибра ­­– это материал, применяемый в качестве армирующего компонента для улучшения свойств бетона, который может изготавливаться из стальных, композитных и синтетических волокон. Наиболее эффективным является стальная фибра. Модуль её упругости выше модуля упругости бетона примерно в 6 раз, имеет лучшие показатели в отличие от других типов фибр.

Фибробетон

Стальная фибра производится следующими способами: резкой из тонкой проволоки; рубкой из тонкого стального листа; вытяжкой из стального расплава; фрезерованием специального стального сляба. Поперечное сечение фибры может быть разное – прямоугольное, круглое и др. Размеры ее сечения примерно от 0,2 мм до 1,5 мм и длинной от 5 мм до 15 см. Для обеспечения технологичности смесей в приготовлении и укладке и достижения высоких физико-механических характеристик СФБ в конструкциях, стальная фибра должна иметь:

–высокую дисперсность ℓ/dусл = 60÷80 при условном диаметре dусл= 0,45÷0,65, где ℓ – общая длина фибры;

–общую длину фибры не менее чем в 1,8 раза больше максимального размера заполнителя; с увеличением длины фибры сверх этого показателя появляется тенденция к снижению равномерности распределения фибры в объеме бетона и появлению «ежей»; уменьшение длины фибры ниже этого показателя ведет к снижению показателей физико-механических характеристик.

Эффективность работы фибробетона определяют характеристики сцепления фибр с бетоном. Для лучшего сцепления применяют волокна с периодическим профилем, гнутые фибры, с отгибами на концах.

Работа бетона, сосредоточенного вокруг фибры в зоне до 10 условных диаметров волокна, уникальна тем, что бетон способен выдерживать большие растягивающие нагрузки. Увеличение способности бетона воспринимать растягивающие нагрузки без разрушения составляет 40-60%. При возрастании расстояния от волокон эта способность снижается. Дисперсное армирование стальной фиброй воздействует на свойства бетона: прочность на сжатие увеличивается на 10-50%, прочность на растяжение при изгибе – на 20-70%, ударная вязкость возрастает в 8-12 раз, сопротивление истираемости – до 2-х раз, повышаются трещино- и морозостойкость, улучшается водонепроницаемость, повышается сопротивление кавитации.

В своей работе в качестве материала для покрытия автомобильной дороги я использую сталефибробетон (СФБ). В качестве дисперсно-армирующей добавки в СФБ используется металлическая фибра «Челябинка», изготавливаемая в соответствии с требованиями ТУ 1231-001-70832021-2010.

Стальная анкерная фибра «Челябинка»

Фибра «Челябинка» изготавливается из стального проката и представляет собой стальную полоску, имеет на концах анкеры в виде сегментов окружности, радиусно-сопряженных с прямыми участками полоски. Торцы полоски развёрнуты относительно друг друга на произвольный угол. Допускается плавное (без резких перегибов) отклонение оси фибры от прямой линии. Наиболее востребованный типоразмер: длина фибры – 36-38 мм, условный диаметр – 0,63 мм. Отличительная особенность данной фибры – шероховатость по всему контуру боковых поверхностей и наличие замкнутых анкеров на концах, что резко повышает анкеруемость ее в бетоне. Кроме этого, условный диаметр волокна, равный 0,63 мм и длина 36-38 мм являются наиболее оптимальными, так как обеспечивают получение наиболее высоких физико-механических свойств сталефибробетона, с возможностями наиболее оптимального обеспечения технологии приготовления и укладки.

Выбранный состав СФБ смеси на 1м3 подобран по СТО 70832021.01-2015 и удовлетворяет ГОСТ 7473. Состав приведен в таблице 2.1.1

Таблица 2.1.1

Вид материала	Количество
Цемент М400 ПЦ400Д20	420 кг (460кг)
Песок Мкр 2,1-2,2	598 кг
Щебень 5-20 (гранодиорит)	1191 кг
Фибра по ТУ 1231-001-70832021-2010	80 кг
В/Ц	0,36-0,40
Суперпластификатор С-3	0,5% Ц (сухой вес)
СНВ	0,010-0,015% Ц

Физико-механические характеристики состава СФБ приведены в таблице 2.1.2.

Таблица 2.1.2

Осевое сжатие	49,8-60,7 МПа
Осевое растяжение	3,54-4,15 МПа
Растяжение при изгибе	5,97-6,6 МПа
Водонепроницаемость	W14 - W16
Морозостойкость, в солях	F300
Деформация сталефибробетонных призм размером 10×10×10 см, прочностью 49,8 МПа / 60,7 МПа:
модуль упругости	39,3×103 МПа / 38,87×103 МПа
коэффициент Пуассона	0,18-0,20 / 0,146