Фибропенобетон: характеристики, технология производства

 Стеновые блоки из фибропенобетона
Стеновые блоки из фибропенобетона

Фибропенобетон — это конструкционный или теплоизоляционный пенобетон (ГОСТ 25485-89), армированный фиброй (ГОСТ 14613–83) природного или синтетического происхождения. Применение дисперсно–армированного пенобетона в строительстве дает возможность в несколько раз понизить теплопотери зданий. Например, стены из фибропенобетона предотвращают существенные утечки тепла зимой, и защищают микроклимат помещений от чрезмерных высоких температур летом.

Состав и характеристики дисперсно–армированного пенобетона

Для снижения усадочных деформаций и улучшения однородности строения пористых бетонов, в состав смеси для приготовления пенобетона добавляют армирующие фиброволокна. Такое наполнение значительно улучшает физико–механические свойства готовых изделий.

Конструкции из бетона, армированного фиброй, учитывая малую энергоемкость их изготовления, своими эксплуатационными характеристиками существенно отличаются от традиционных вариантов из пенобетона. Но поскольку основной составляющей бетона с фиброй является пенобетон, то некоторые недостатки для них являются общими.

 Структура дисперсно–армированного пенобетона
Структура дисперсно–армированного пенобетона

Фибропенобетон недостатки:

низкая пароизоляция;

низкая объемная теплоемкость (частые колебания температуры внутри помещений);

материал подвержен влиянию погодных условий (зима–лето), влияющих на время твердения фибропенобетона, а значит и на качество конструкций в целом.

Материалы для производства фибропенобетона

 Состав дисперсно–армированного пенобетона
Состав дисперсно–армированного пенобетона

Основными компонентами для производства пенобетонной смеси могут служить:

  • В качестве вяжущего при производстве пенобетона выступает портландцемент. Для производства пенобетона автоклавного твердения также может применяться молотая негашеная известь.
 Портландцемент
Портландцемент
  • Кремнеземистыми компонентами служат: кварцевый песок, доменный шлак, зола–унос (отходы ТЭС). Для повышения химической активности, компоненты обычно размалывают и добавляют в смесь в виде песчаного шлама. Кремнеземистые компоненты снижают расход вяжущего, усадку пенобетонной смеси и повышают качество пенобетона.
 Кварцевый песок
Кварцевый песок
  • Пену готовят в пеногенераторах, путем соединения водного раствора и органических или минеральных пенообразователей.
 Пена для производства пенобетона
Пена для производства пенобетона

Фиброволокно для армирования пенобетона

Неоднородность структуры пенобетонных блоков, неудовлетворительная прочность готовых изделий, растрескивание — это неполный перечень проблем, с которыми сталкиваются производители пеноблоков.

 Фиброволокно
Фиброволокно

Решить эти проблемы можно путем введения в пенобетонную смесь специальной армирующей добавки — фибры.

Фиброволокно для пенобетона, добавленное в состав пенобетонных изделий позволяет значительно улучшить качество готовой продукции:

прочность фибропенобетонных изделий в 2,5 раза выше изделий из обычного пенобетона;

на 15% снижается расход портландцемента;

устраняется процесс расслоения пенобетонной смеси;

на 30% процентов снижаются показатели потерь от боя при транспортировке готовой продукции;

в сравнении со стальной арматурой, фиброволокно не подвержено коррозии;

в отличии от жесткой стальной арматуры, армирует пенобетон во всех направлениях.

Для производства конструкционных изделий, наиболее востребованной является фибра для пенобетона из синтетических или минеральных волокон:

полипропиленовая;

полиамидная;

базальтовая.

Полипропиленовая фибра

Наиболее популярный вид синтетических фиброволокон, производимых из полипропиленовой пленки путем резки и скручивания. В пенобетонной смеси такие волокна раскрываются и создают сетчатую пространственную структуру.

 Полипропиленовая фибра
Полипропиленовая фибра

Применение полипропиленовой фибры позволяет получить следующие характеристики пенобетона:

повышенное сопротивление пенобетона механическим воздействиям;

высокая однородность пенобетонной смеси;

повышенная износостойкость материала;

исключает образование пластических деформаций, трещин, сколов;

повышает морозостойкость пенобетона;

предотвращает сколы при распалубке пенобетонных изделий;

сокращает время набора прочности пенобетона;

повышает водонепроницаемость пенобетонных конструкций.

При добавлении полипропиленовой фибры в пенобетонную смесь в количестве, составляющем 0,4% от общего объема цемента, наблюдается повышение показателя прочности на сжатие марки пенобетона D400 до 26%.

Полиамидная фибра

Полиамидная фибра — это синтетические нити, формуемые из полиамидных расплавов. Полиамидные волокна являются прочными и эластичными материалами с высокой огнестойкостью (250°С) и износостойкостью.

 Полиамидная фибра
Полиамидная фибра

Фибра из полиамида — высокодисперсный, гигроскопичный материал, позволяющий повысить следующие свойства растворов из пенобетона:

снижает водопоглощение:

снижается вероятность образования трещин;

увеличивается эластичность твердого материала;

прочность — деформация без разрушения;

повышение физико–механических свойств тонких стяжек;

Базальтовая фибра

Базальтовая фибра представляет собой короткие сегменты волокон, получаемых при расплаве вулканического базальта. Применяется для армирования пенобетона с целью повышения физико–механических характеристик материала.

 Базальтовая фибра
Базальтовая фибра

Базальтовые фиброволокна придают пенобетону следующие положительные качества:

высокая прочность растяжению–сжатию;

повышает износостойкость изделий из пенобетона на 60%;

снижает появление трещин на 95%;

повышает морозостойкость пенобетона в 2 раза;

увеличивает показатель водонепроницаемости (W>14);

повышенная стойкость к кислотной и щелочной среде;

значительно увеличивает долговечность конструкций.

Содержание базальтовых фиброволокон в пенобетонном растворе 0,1% от массы цемента, повышает показатель прочности изделия до 28%. Основной недостаток базальтовых фиброволокон — это высокая цена материала, что значительно ограничивает их широкое применение в индивидуальном строительстве.

Применение фибропенобетона

Настоящий материал используется в малоэтажном строительстве в виде стеновых блоков, произведенных в заводских условиях, и в виде монолитного фибропенобетона, залитого в несъемную или съемную опалубку.

 Применение фибропенобетона
Применение фибропенобетона

Дисперсно–армированный пенобетон по своему функциональному назначению разделяется на три самостоятельных группы:

  • Теплоизоляционный, плотность 400–500 кг/м3.
  • Конструкционно–теплоизоляционный, 600–1100 кг/м3.
  • Конструкционный, плотность 1100–1200 кг/м3.
 Технические характеристики фибропенобетона
Технические характеристики фибропенобетона

В индивидуальном строительстве с успехом используется конструкционно–теплоизоляционные материалы:

блоки фибропенобетонные для кладки несущих стен (200х300х600);

 Стеновой фибропенобетонный блок
Стеновой фибропенобетонный блок

перегородочные фибропенобетонные блоки для кладки внутренних стен и перегородок (100х300х600);

 Перегородочный фибропенобетонный блок
Перегородочный фибропенобетонный блок

U–образные блоки, применяемые в качестве несъемной опалубки для устройства армированного пояса и изготовления оконных и дверных перемычек;

 U–образные блоки
U–образные блоки

перемычки фибропенобетонные для оборудования дверных и оконных проемов;

 Фибропенобетонные перемычки
Фибропенобетонные перемычки

монолитные конструкции из фибропенобетона.

Стеновые блоки из фибропенобетона

Стеновые блоки из усиленного фиброй бетона, обладают прекрасными эксплуатационными характеристиками и долговечностью. Высокая водонепроницаемость, положительная морозостойкость дает возможность их применения в любых климатических условиях.

 Свойства фибропенобетонных блоков
Свойства фибропенобетонных блоков

Помимо перечисленных достоинств, материалу присущи следующие немаловажные качества:

  • Благодаря своей ячеистой структуре и высокому показателю сопротивления теплопередаче, этот материал зарекомендовал себя, как высококачественный теплоизоляционный материал.
  • В доме, построенном из фибропеноблоков, прекрасный микроклимат: тепло зимой и прохладно летом. Благодаря этому, исчезает возможность образования грибка, плесени и бактерий.
  • Размер стенового блока из фибропенобетона (200х300х600) равен 13 штукам обычного силикатного кирпича (88х120х250). А теперь представим, насколько быстрее можно построить стену из фибропенобетонных блоков, в сравнении со стандартной стеной из силикатного кирпича.
  • Легко обрабатывается обычной ножовкой без применения специального оборудования и инструмента.
  • Высокая звукопоглощающая способность, соответствующая всем строительным нормам и правилам.
  • В сравнении с традиционными стеновыми материалами, обладает малым объемным весом, что значительно снижает нагрузку на фундаменты.
  • Хорошая геометрия блока, что позволяет вести кладку с применением специальной клеевой смеси, без использования цементно–песчаного раствора.
  • Фибропенобетонным блокам присвоена первая степень огнестойкости, в результате они выдерживают от 3 до 7 часов непрерывного огневого воздействия.

Оконные и дверные перемычки из дисперсно–армированного пенобетона

Фибропенобетонные перемычки, армированные арматурным каркасом, применяются для перекрытия дверных и оконных проемов. Использование данных перемычек защищает наружные стены здания от появления, так называемых, «мостиков холода».

 Оконные и дверные перемычки
Оконные и дверные перемычки

Благодаря этому, применение перемычек из фибропенобетона дает возможность избежать появления трещин на поверхности наружных стен, возникающих вследствие неодинаковых температурных расширений различных строительных материалов.

 Изготовление перемычки на строительной площадке
Изготовление перемычки на строительной площадке

При определенных условиях, перемычки могут изготавливаться на строительной площадке, с использованием для этой цели U–образные блоки в качестве несъемной опалубки.

Полы из монолитного фибропенобетона

Полы из монолитного дисперсно–армированного бетона отличаются особой прочностью и долговечностью. Благодаря равномерному распределению фибры в структуре пенобетона, полы не подвержены усадке и получаются идеально гладкими.

 Заливка фибропенобетонной стяжки
Заливка фибропенобетонной стяжки

Технология заливки монолитно пола несложная, и по силам любому застройщику:

  • Определяют уровень основания пола.
  • На базовую поверхность устанавливают маяки, регулирующие высоту и горизонтальность будущего покрытия.
  • Стяжку заливают по полосам (между маяками). Вначале нечетные полосы, потом наоборот.
  • Фибропенобетонную смесь между маяками стягивают правилами.
  • В течении 3 дней ухаживаем за стяжкой: аккуратно поливаем ее водой, не нарушая поверхности.
  • Извлекаем маячные планки, и затираем борозды от реек жидким раствором.
  • Проектная прочность стяжки наступает через 3–4 недели.

Монолитное строительство с применением фибропенобетона

В последнее время наблюдается использование технологии монолитного фибропенобетона с неразборной или разборной опалубкой для строительства общественных 3–4 этажных зданий.

Применение монолитного фибропенобетона позволяет получить большой экономический эффект, поскольку цена фибропенобетонных смесей, учитывая работу, намного ниже стоимости готовых фибропенобетонных блоков. Применение монолитного дисперсно–армированного пенобетона позволяет снизить толщину стен, не нарушая при этом теплотехнических характеристик здания.

 Теплоэффективный дом
Теплоэффективный дом

Принципиально вся строительная технология заключается в использовании несъемной или съемной опалубки для укладки в нее монолитного фибропенобетона. В роли несъемной опалубки может выступать кирпичная кладка, специальные блоки со сквозными пустотами, а также цементно–стружечная плита, прикрепленная к оборудованным легким металлоконструкциям или деревянному каркасу. В результате, по окончанию заливки фибропенобетона, образуется готовая наружная стена, не требующая дополнительной отделки.

В монолитном домостроении существуют три способа заливки дисперсно–армированного пенобетона в ограждающие конструкции зданий:

  • Армированная фиброй смесь заливается между двумя кирпичными стенами (наружной и внутренней) поэтапно, с перевязкой стен металлической сеткой или арматурным каркасом через каждые 6 рядов кладки (см. фото).
 Технология монолитного фибропенобетона
Технология монолитного фибропенобетона
  • Смесь пенобетона с фиброй, заливается между наружной кирпичной стеной и изнутри установленной несъемной опалубкой.
 Стены из монолитного фибропенобетона
Стены из монолитного фибропенобетона
  • Съемная или несъемная опалубка с двух сторон.
 Несъемная опалубка из ЦСП
Несъемная опалубка из ЦСП

Приготовление вспененного раствора с фиброй

В этой главе рассмотрим производство фибропенобетона на строительной площадке своими руками.

Смесь состоит из следующих компонентов:

портландцемент;

речной просеянный кварцевый песок;

пена;

фиброволокно.

 Технологическая схема производства фибропенобетона своими руками
Технологическая схема производства фибропенобетона своими руками

Инструкция для приготовления фибропенобетонной смеси:

  • Определяем необходимую плотность фибропенобетона, и рассчитываем объем материалов необходимых для его изготовления.
  • В бетономешалке смешиваем портландцемент и кварцевый песок (сухая смесь);
  • Одновременно, в пеногенераторе готовим необходимое количество пены.
  • В бетономешалку заливаем воду, и при помощи насоса пеногенератора добавляем нужное количество пены.
  • В хорошо размешанную однородную смесь пенобетона вводим расчетный объем фиброволокна (бетоносмеситель работает), и еще 15 минут перемешиваем все составляющие фибропенобетона для равномерного распределения фибры в структуре материала.
  • При помощи шланга доставляем готовую смесь в формы или установленную опалубку (см. видео в этой статье).

Подсказки: для получения фибропенобетонных блоков запланированного назначения и требуемой плотности, необходимо внимательно подходить к подбору и расчету количества заполнителей, а также выбору пенообразователя.

 Каркасный дом с утеплением фибропенобетоном
Каркасный дом с утеплением фибропенобетоном

Дом из фибропенобетона, благодаря высоким теплоизоляционным характеристикам, на 20–30% теплее в сравнении с домами, возведенными из кирпича или монолитного железобетона. Стены из фибропенобетона отличаются высокой термостойкостью, морозостойкостью и повышенной звукоизоляцией – весьма ценные качества для любого здания.

Читать далее...