В зависимости от материала, используемого в качестве основы для изготовления прутка, выделяют несколько видов композитной арматуры:

Особенности материала

• Базальтовые изделия (обозначаются буквами АБП) производятся на основе базальтовых волокон, связанные с помощью смолы органического происхождения. Такая арматура характеризуется высокой устойчивостью к воздействию агрессивной среды, включая газы, щелочи и соли.
• Стеклопластиковая арматура (аббревиатура АСП) производится из волокон стеклопластика, соединенных с помощью термореактивных смол. Преимуществом таких прутьев является незначительный вес и высокие прочностные характеристики.
• Углепластиковую арматуру (обозначение АУП) производят на основе углеводорода. Материал отличается повышенной прочностью, но имеет очень высокую стоимость, что существенно понижает его популярность.
• В основе комбинированных изделий (аббревиатура АКК) лежит базальт и стекловолокно. Такой материал устойчив к износу и имеет широкую область применения.

Среди перечисленных видов композитной арматуры наибольшей популярностью пользуются стеклопластиковые изделия, поэтому следует подробнее изучить именно этот материал.

Преимущества и область использования стеклопластиковой арматуры

В отличие от стальных прутьев стеклопластиковая арматура имеет ряд существенных преимуществ:

• Незначительный вес, за счет чего становится удобнее перевозить материал и выполнять различные действия с ним.
• Высокая устойчивость к воздействию агрессивной среды, включая газы, щелочи и соли.
• Устойчивость к образованию очагов коррозии.
• Высокие показатели прочности на разрыв.

Все перечисленные характеристики существенно расширяют область использования композитной стеклопластиковой арматуры:

• С ее помощью укрепляют стены и перегородки из кирпича и различных блоков.
• С помощью арматуры из стеклопластика связывают несущие стены с облицовочными перегородками. Кстати, у нас есть интересная статья на тему «облицовка фундамента искусственным камнем«.
• Стеклопластиковая арматура отлично подходит для укрепления фундаментов плитного типа и ленточных оснований, подошва которых лежит значительно ниже уровня промерзания грунта. Кроме того рекомендуется использовать композитную арматуру для усиления фундаментов, эксплуатируемых в условиях агрессивной среды.

Стеклопластиковая композитная арматура может использоваться для укрепления любого типа фундамента для малоэтажных строений. Однако в случае с ленточными и столбчатыми основаниями под строения не больше трех этажей композитные стержни получили множество положительных рекомендаций. Другими словами применять стеклопластиковую арматуру можно для укрепления монолитной бетонной ленты под частный дом или коттедж в один-два этажа, баню, гараж или хозяйственные постройки. На нашем сайте есть информация о том, как сделать фундамент под гараж и как сделать фундамент для бытовки, а также многое другое.

Стоит напомнить, что стеклопластиковая арматура является новым материалом, свойства которого изучены не до конца. Поэтому лучше использовать материал для конструктивного армирования, избегая моментов, где требуется повышенная прочность на изгиб и скручивание.

Расчет стеклопластиковой арматуры

Строительство фундамента своими руками требует проведения расчетов количества строительных материалов, включая композитную арматуру.

Учитывая различные факторы, следует проводить расчет материалов по следующему алгоритму:

• Определение общей длины фундамента с учетом длины внутренней несущей перегородки.
• Расчет длины прутьев арматуры, принимая во внимание, что арматура будет уложена в два яруса (4 прутка).
• Определение количества соединений. Следует учитывать, что соединение арматурных прутьев из стеклопластика проводится не сваркой, а внахлест. Поэтому нужно на каждый угол добавлять по 1 метру.
• Выполнение расчетов поперечных соединений.

Расчет композитной арматуры

Для полного понимания можно взять пример расчетов арматуры для фундамента дома размером 6*8 метров, внутренняя несущая стена которого равна 6 метров.

Общая длина фундамента определяется следующим образом:

(6+8)*2+6=34 метра.

Общая длина прутьев с учетом того, что двухуровневая конструкция состоит из 4 параллельных прутков, составляет:

34*4=136 метров.

Количество соединений и, соответственно, длина арматуры для этой цели определяется так: количество капитальных стен умножается на 1 метр нахлеста и на количество прутьев. Получается следующее:

(4+1)*1*4=20 метров.

Следовательно, для фундамента указанных размеров с учетом дополнительного материала на стыковку потребуется следующее количество продольных прутьев:

136+20=156 метров.

Также следует рассчитать количество поперечных кольцевых соединений. Согласно технологии укладки армирующего каркаса соединительные кольца должны располагаться на расстоянии 50 см друг от друга. Для определения количества поперечных соединительных колец необходимо общую длину арматуры разделить на 0,5 метра. Получается следующее:

34:0,5=68.

Чтобы рассчитать длину арматуры, необходимую для такого количества поперечин, во внимание принимаются размеры каркаса. К примеру, если решетка каркаса имеет размер 60*30 см, то длина прута для одного кольца будет равна следующему:

(0,6+0,3)*2*68=122,4 метра.

Помимо этого в обязательном порядке следует добавить некоторое количество материала для запаса. То есть следует взять не 122, а 130 метров арматуры.

Суммируя результаты вычислений продольных и поперечных элементов каркаса, получаем результат:

156+130=286 метров.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Усиление фундамента армированием дает большое преимущество в плане прочности, поэтому к процессу следует подходить ответственно.

Инструменты и материалы

Армирование фундамента требует точности и аккуратности, поэтому следует приготовить следующее:

• Рулетку для выполнения соответствующих измерений.
• Болгарку для подгона и резки прутьев стеклопластиковой арматуры.
• Средства индивидуальной защиты для работы с болгаркой.
• Водяной уровень.
• Пластиковые хомуты для соединения прутьев композитной арматуры.

Земляные работы

На этом этапе необходимо вырыть траншею в соответствии с проектом будущего строения. Дно траншеи тщательно выравнивают и утрамбовывают. Затем насыпают песок слоем 10-15 см, проливают его водой и хорошо уплотняют. Поверх песка насыпают слой щебня такой же толщины и вновь тщательно уплотняют. В результате на дне получилась своеобразная подушка из песка и щебня.

На этом этапе важно сделать абсолютно ровную плоскость для укладки стеклопластиковой арматуры, поэтому следует в процессе работы пользоваться строительным уровнем.

Строительство опалубки

Опалубку собирают из досок, соединяя их в щиты посредством саморезов или гвоздей. При этом важно шляпки крепежных элементов располагать с внутренней стороны. В обязательном порядке следует укрепить конструкцию специальными распорками.

Стенки опалубки застилают пергамином и фиксируют его строительным степлером. Этот материал позволит сохранить чистоту досок и предотвратит вытекание жидкости из бетонного раствора.

Собираем опалубку

Далее на стенках опалубочной конструкции делают метки уровня, до которого будет заливаться бетонный раствор. Эта линия будет своеобразным ориентиром и при установке армирующего каркаса из стеклопластиковой арматуры. Для работы на этом этапе лучше всего пользоваться водяным уровнем.

Сооружение арматурного каркаса

Главное условие на этом этапе – каркас должен полностью заливаться бетоном. Поэтому при установке арматурной сетки следует выдерживать расстояние от стенок опалубки не меньше 5 см. Чтобы арматура не лежала на дне траншеи, укладывают кирпичи. Затем на них укладывают в два ряда продольные прутья стеклопластиковой арматуры и горизонтальные поперечины. Связывать продольные и поперечные прутья рекомендуется пластиковыми хомутами. После этого аналогичным способом связывают вертикальные прутья каркаса, размер ячеек при этом должен составлять 15*15 см.

Заливка фундамента

Завершающим этапом можно назвать заливку бетонной смеси в опалубку с каркасом из прутьев стеклопластиковой арматуры. Бетонный раствор заливают осторожно, стараясь заполнить все пространство между элементами каркаса. Кроме того очень важно периодически протыкать бетон металлическим прутом, чтобы удалить образовавшиеся воздушные пузырьки.

Сравнение характеристик стеклопластиковых и стальных прутьев

Если сравнивать характеристики стальной и композитной арматуры, то можно отметить следующее:

• Сталь легко поражается коррозией, а стеклопластик устойчив к любой агрессивной среде.
• Металлические прутья являются своеобразными мостиками холода в фундаменте, а теплопроводность композитного материала значительно ниже.
• Весит стеклопластиковая арматура в несколько раз меньше стального аналога.

Но, если Вы все-таки склоняетесь к классической арматуре, то читайте правила выбора, расчета и монтажа металлической арматуры.

Выбирая материал для армирования фундамента, следует принимать во внимание все значимые факторы. Несмотря на большое количество положительных характеристик, стеклопластиковая арматура является новым материалом, а металлические прутья проверены временем.

Армированная волокном полимерная арматура для бетонных элементов

Полимер, армированный волокном (FRP), предлагает новые возможности для конструкционных и неструктурных применений в строительстве зданий. Стержни из стеклопластика и, в последнее время, сетки (рис. 1 и 2) для использования в качестве армирования бетона приобрели популярность, предлагая некоторые явные преимущества, такие как устойчивость к коррозии, высокое отношение жесткости к весу и относительно более низкие трудозатраты и затраты на обработку. Стержни FRP успешно использовались в качестве конструкционной арматуры в бетонных элементах зданий и мостов (например, плиты и балки) в течение последних трех десятилетий. На рис. 3 показан ход строительства жилого дома в Грейт-Харборе, Берри-Айленд, Багамы, где для всех конструкционных бетонных элементов, включая каменные стены, использовалась арматура из полимера, армированного стекловолокном (GFRP). На рис. 4 показано использование прямых и изогнутых стержней из стеклопластика для изготовления изогнутых крышек в проекте замены моста на 23-й авеню через Ибис-Уотервей, округ Броуард, штат Флорида, 9.0003

Недавно появился интерес к использованию стержней и сеток из стеклопластика в качестве вторичной арматуры для бетонных элементов, таких как простые бетонные основания, плиты на грунте и простые бетонные стены, вместо обычной стальной арматуры, подверженной температурным и усадочным нагрузкам. Использование сетки из армированного базальтовым волокном полимера (BFRP) в качестве вторичного армирования показано на рис. 5. Сетка BFRP использовалась для этого проекта в международном аэропорту Флорида-Кис-Марафон в Марафоне, штат Флорида. Диаметр сетки составлял 3,6 мм (0,14 дюйма). проволока, изготовленная в виде ортогональной сетки 100 x 100 мм (4 x 4 дюйма). Плита перекрытия, построенная на существующей бетонной плите (с трещинами и зазорами), используется для ангара для легких самолетов. Толщина плит варьируется от 100 до 150 мм (от 4 до 6 дюймов).

Оценка стержней и сеток FRP, используемых в качестве первичной или вторичной арматуры бетона в соответствии с законными строительными нормами и правилами в Соединенных Штатах, является темой этой статьи.

В Соединенных Штатах, где полномочиями по регулированию строительства наделены местные органы власти, используется система типовых строительных норм и правил. Международный строительный кодекс (IBC) и Международный жилищный кодекс (IRC) — это два типовых кодекса, которые были разработаны для установления минимальных требований по охране здоровья и безопасности населения. В целом IBC и IRC касаются прочности конструкции, средств эвакуации, санитарии, надлежащего освещения и вентиляции, доступности, энергосбережения и безопасности жизни в отношении новых и существующих зданий, сооружений и систем. В настоящее время IBC принят по всей стране, а также на территории США, в то время как IRC также принят в большинстве штатов.

Инженеры и архитекторы обычно руководствуются национальными и местными строительными нормами, которые основаны на кодах моделей. Эти типовые нормы становятся особенно важными, когда соблюдение законно принятых строительных норм и правил требуется юрисдикцией, имеющей право утверждать строительные проекты. Соответствие может быть легко достигнуто, если в конструкцию включены материалы или узлы, указанные в IBC или IRC. Однако, если в проекте используются материалы или сборки, которые конкретно не указаны в IBC и IRC, может потребоваться демонстрация соответствия строительным нормам. Раздел 104.11 положений IBC[1] позволяет утвердить альтернативный материал, конструкцию или метод строительства, если должностное лицо, занимающееся строительством, считает, что предложенная конструкция является удовлетворительной и соответствует цели положений настоящего Кодекса, при условии, что материал и оцениваемый метод, по назначению, по меньшей мере эквивалентен предписанному по качеству, прочности, эффективности, огнестойкости, долговечности и безопасности. Подраздел 104.11.1 IBC, который относится к отчетам об исследованиях, позволяет выпускать такие отчеты из утвержденных источников, когда это необходимо, чтобы помочь в утверждении материалов или сборок, которые специально не рассматриваются.

Более постоянным вариантом было бы пересмотреть IBC и IRC, чтобы разрешить использование альтернативных материалов или сборок, таких как стержни FRP и мешанки, для использования в качестве структурного и вторичного армирования; однако такие изменения должны пройти длительный процесс общественного обсуждения и утверждения Советом по международному кодексу. С этой целью Комитет 440 ACI по армированию полимеров, армированных волокном, приступил к разработке обязательного языкового кода, регулирующего использование армирования FRP. Этот код будет зависеть от Кодекса ACI 318[2] и разработан таким образом, чтобы его можно было легко принять посредством ссылки в модель и местные строительные нормы и правила.

Предпочтительным методом является обеспечение соответствия нормам в соответствии с разделом 104.11 IBC. Обычно это достигается путем тестирования продукта в соответствии с критериями приемки (AC), которые определяют выборку продукта, тестирование и требования к качеству, которые должны быть выполнены для подтверждения соответствия коду. Результаты этих требований обобщаются в исследовательском отчете, предоставляемом должностным лицам кодекса, как указано в Разделе 104.11.1 IBC. Отчеты об исследованиях обычно выпускаются органами по сертификации, аккредитованными в соответствии со стандартом ISO/IEC 17065.[3] Все испытания должны проводиться в лаборатории, соответствующей стандарту ISO/IEC 17025.[4] Орган по сертификации (оценочное агентство) требует аккредитации признанным органом по аккредитации, который непосредственно проверяет компетентность лаборатории, посещая объект и наблюдая за его персоналом во время испытаний. Орган по аккредитации также должен определить, имеется ли в лаборатории надежная система качества, обеспечивающая точность сообщаемых результатов, и средства для проведения расследований и внесения исправлений в случае возникновения сомнений в отчетах.

На сегодняшний день IBC и IRC не включают положения об использовании стержней и сеток FRP в качестве замены стальной арматуры. Глава 19 IBC относится к ACI 318 для проектирования железобетонных зданий; аналогично, ACI 318 также не рассматривает использование стержней и сеток FRP в качестве замены стальной арматуры. Поэтому AC454[5] и AC521[6] для использования FRP в качестве армирования бетона были разработаны Службой оценки ICC (ICC-ES) в соответствии с разделом 104.11 IBC и разделом R104.11 IRC.[ 7]

Разработка АС обычно начинается с подачи заявки от заинтересованной стороны, которая курирует изобретение или производство альтернативного строительного продукта, системы или технологии. После рассмотрения IBC и IRC для подтверждения того, что предложенная альтернатива не соответствует положениям IBC или IRC, с помощью продюсеров, ученых и других заинтересованных сторон составляется AC. Затем проект AC предоставляется общественности через открытую онлайн-публикацию для получения комментариев. Собираются общественные комментарии, подготавливается и публикуется ответное письмо сторонников предложенных критериев, и при необходимости вносятся дополнительные изменения. В качестве последнего шага проводятся открытые общественные слушания, на которых избранные независимые должностные лица кодекса действуют в качестве оценочного комитета, который выслушивает опасения общественности и ответы сторонников AC и задает свои вопросы и комментарии. Затем оценочная комиссия голосует за предложенный AC. Для принятия и выдачи АС требуется простое большинство голосов. Поскольку использование стержней и сеток FRP в качестве основного или вторичного армирования не подпадает под положения действующих правил, AC454 и AC521 были разработаны в соответствии с разделом 104.11 IBC и разделом R104.11 IRC с окончательными датами утверждения в октябре 2020 г. декабря 2020 года соответственно.

AC454 применяется к стержням из стеклопластика или армированного стекловолокном куска, изогнутой формы и непрерывным закрытым скобам и связям (обручам), которые используются для армирования элементов бетонных конструкций. AC требует оценки физических и механических свойств, характеристик при ускоренном воздействии окружающей среды, характеристик при воздействии пожаров и процедур проектирования конструкций. AC454 применим к стержням FRP, которые являются сплошными и имеют круглое или некруглое поперечное сечение, или полые и имеют круглое поперечное сечение. Стержни, соответствующие стандарту AC454, используются в качестве арматуры в конструкционных бетонных элементах, таких как колонны, балки, стены, неглубокие фундаменты и односторонние или двусторонние плиты, а также в качестве поперечной арматуры для изгибаемых элементов. В соответствии с AC454 стержни FRP ограничены конструкциями, построенными в категории сейсмостойкости A или B с использованием бетона нормальной массы. Ссылки AC454 включают ASTM D7957/D7957M-17[8] для большей части необходимых испытаний и ACI 440.1R-15[9] для проектных положений. Тем не менее, AC454 также описывает полномасштабные структурные испытания элементов, армированных некруглыми сплошными стержнями FRP или круглыми полыми стержнями FRP.

AC521 применяется к стеклянным или базальтовым стеклопластиковым стержням нарезанной длины или сеткам, изготовленным из сплошной проволоки с непрерывными, непрерывными круглыми поперечными сечениями. Элементы, оцениваемые в соответствии с AC521, включают физические и механические свойства. Стержни и сетки из FRP, оцененные в соответствии с AC521, используются в качестве альтернативы усадке и армированию от температуры, указанным в разделе 24.4 ACI 318-19.для простых бетонных оснований и для простых бетонных плит на земле (согласно определению ACI 360R-10[10]). Однако этот AC не отменяет требования к соединениям, указанным в Разделе 14.3.4 ACI 318-19 (и, следовательно, IBC и IRC). Стержни и сетки из стеклопластика в соответствии с этим AC также используются в качестве альтернативы горизонтальной термоусадочной арматуре в конструкционных гладких бетонных стенах, указанных в разделе 1906 IBC, разделах IRC R404. 1.3 и R608.1 и ACI 332-14, разделах 8.2.1. и 8.2.7,[11] за исключением стен, где требуется вертикальное армирование. AC521 также предусматривает испытания на усадочное растрескивание (рис. 6). Целью испытания на усадочное растрескивание является демонстрация эквивалентности между заданной конфигурацией стержня или сетки FRP (то есть размером поперечного сечения FRP и расстоянием между ними) и выбранной конфигурацией стальной арматуры с точки зрения контроля характеристик растрескивания при усадке. Цель состоит в том, чтобы позволить подрядчику получить одобрение строительного чиновника на использование решения FRP в качестве альтернативы решению из стали без необходимости дополнительных испытаний или инженерных расчетов.

Помимо испытаний в соответствии с требованиями критериев приемлемости, не менее важным аспектом оценки продукции является требование документирования мер контроля качества при изготовлении материалов. Меры предназначены для проверки того, что произведенные материалы будут соответствовать характеристикам, ранее продемонстрированным в ходе испытаний. В качестве средства проверки система качества должна быть проверена аккредитованным инспекционным агентством. Инспекционное агентство должно быть независимым и соответствовать требованиям, изложенным в ISO/IEC 17020,[12] как определено признанным органом по аккредитации. Агентству по оценке поручено требовать, чтобы инспекционное агентство регулярно и не реже одного раза в год проверяло каждое производственное предприятие, чтобы гарантировать, что материалы FRP производятся и соответствуют критическим характеристикам и измерениям, указанным в документации по качеству.

Комитет ACI 440 занимается разработкой зависимого от ACI 318 обязательного языкового кода, регулирующего использование армирования FRP. Комитет ожидает, что документ будет завершен к 2022 году. Как только этот кодекс будет опубликован ACI, он будет представлен на общественное рассмотрение в рамках процесса Совета по международным кодексам, чтобы его можно было принять в IBC и IRC для строительства бетонных зданий.

IBC и IRC являются преобладающими строительными и жилыми нормами в Соединенных Штатах. Для строительства зданий с использованием альтернативных материалов, не подпадающих под действие норм, существует два варианта:

• Строительные нормы и правила должны включать новую технологию в процессе публичных слушаний Совета по международным нормам или
.
• Соответствие строительным нормам показано на основании Раздела 104.11 IBC или Раздела R104.11 IRC.

Первый случай может быть выполнен после того, как комитет ACI 440 успешно разработал проектный код. Второй случай требует, чтобы сторонник альтернативных материалов продемонстрировал соответствие строительным нормам через AC454 или AC521, где AC454 применяется к приложениям структурного усиления, а AC521 применяется к приложениям усиления усадки и температуры.

Ссылки

1. «Международные строительные нормы и правила (IBC) 2021 года», Международный совет по нормам и правилам, Country Club Hills, IL, 2021, 833 стр.
2. Комитет ACI 318, «Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону (ACI 318-19) и комментарий (ACI 318R-19)», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2019, 623 стр.
3. ISO/IEC 17065:2012, «Оценка соответствия. Требования к органам, сертифицирующим продукцию, процессы и услуги», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария, 2012 г., 27 стр. 9.0054
4. ISO/IEC 17025:2017, «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария, 2017 г., 30 стр.
.
5. AC454, «Критерии приемлемости армированных волокном полимерных (FRP) стержней для внутреннего армирования бетонных элементов», ICC Evaluation Services, Inc., Country Club Hills, IL, 2020, 20 стр.
6. AC521, «Критерии приемлемости армированных волокном полимерных (FRP) стержней и сеток для внутреннего армирования ненесущих бетонных элементов», ICC Evaluation Services, Inc. , первое издание, Country Club Hills, IL, 2020, 8 стр.
7. «Международный жилой кодекс (IRC) 2021 года», Совет по международному кодексу, Country Club Hills, IL, 2021.
8. ASTM D7957/D7957M-17, «Стандартные технические условия на сплошные круглые полимерные стержни, армированные стекловолокном, для армирования бетона», ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017, 5 стр.
.
9. Комитет ACI 440, «Руководство по проектированию и строительству конструкционного бетона с армированными волокном полимерными стержнями (ACI 440.1R-15)», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2015 г., 88 стр.
10. Комитет ACI 360, «Руководство по проектированию плит на грунте (ACI 360R-10)», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2010 г., 72 стр.
.
11. Комитет ACI 332, «Требования жилищного кодекса к конструкционному бетону (ACI 332-14) и комментарии», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2014 г., 56 стр.
.
12. ISO/IEC 17020:2012, «Оценка соответствия. Требования к работе различных типов органов, осуществляющих инспекцию», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария, 2012 г., 18 стр.

Эта статья впервые появилась в февральском номере Concrete International за 2021 год и перепечатывается с разрешения.

Первоначально создано и опубликовано источником, указанным выше, который несет исключительную ответственность за его содержание. Любые факты, мнения или утверждения, изложенные в этой статье, основаны на утверждениях автора и не обязательно отражают мнение Международного совета по кодексам. Журнал Building Safety Journal представляет этот контент для повышения осведомленности об общедоступной информации в Интернете и не проверяет точность каких-либо фактов, утверждений или мнений, изложенных в статье.

Руководство по фибробетону: советы по проектированию, спецификации и применению

Изучение основных аспектов фибробетона, включая его конструкцию, технические характеристики, применение и способы надлежащей отделки изделия.

23 февраля 2022 г.

Michael Mahoney

The Euclid Chemical Company

Армирование из синтетического макроволокна TUF-STRAND SF компании Euclid Chemical использовалось в бетоне верхних палуб стадиона SoFi.

Euclid Chemical

По данным Американского института бетона CT-18, фибробетон представляет собой бетонную смесь, армированную диспергированными беспорядочно ориентированными волокнами. Эти волокна можно использовать вместо традиционной арматуры, такой как стальная арматура. В зависимости от состава волокнистые армирующие материалы для бетона подразделяются на несколько различных типов. Распространенной классификацией являются полимерные волокна, к которым относятся полипропиленовые, полиэтиленовые, полиэфирные, акриловые и арамидные. Другие типы волокон включают натуральные, целлюлозные, стеклянные и высоко- или низкопрочные стали.

Волокна также могут быть классифицированы как макроволокна или микроволокна. Макроволокна в прошлом назывались конструкционными волокнами, они предназначены для переноса нагрузки и используются для замены традиционной арматуры в некоторых неструктурных применениях и ограничения ширины трещин. Они также используются для минимизации или устранения раннего или позднего растрескивания бетона.

Микроволокна, с другой стороны, обычно используются для минимизации раннего растрескивания. Они обычно используются в малых объемах в бетоне и легко определяются.

Euclid ChemicalЯ опубликовал статью, в которой подчеркиваются основные преимущества использования фибробетона, особенно после пандемии COVID-19. Хотя это вызвало интерес к некоторым преимуществам, о которых многие подрядчики не знали, это также подняло вопросы о том, как правильно использовать фибробетон. Давайте рассмотрим ключевые аспекты фибробетона, в том числе его конструкцию, технические характеристики, применение и способы правильной отделки изделия.

Проектирование фибробетона

Фибробетон определяется по прочности, типу волокна и содержанию в бетонной смеси. Волокна, добавляемые в бетон, чаще всего не изменяют поведение бетона без трещин. Однако после трещин в бетоне волокна могут перекрывать трещины и нести растягивающие напряжения, обеспечивая несущую способность, которая называется остаточной прочностью или прочностью после трещин. Уровень остаточной прочности фибробетона будет зависеть от типа используемого волокнистого материала, а также от его размера, геометрии, характеристик сцепления, дозировки и, что более важно, от их комбинированного действия на твердение бетона.

Чтобы охарактеризовать эксплуатационные характеристики фибробетона, обычно проводятся испытания на изгиб, и параметры после образования трещины, полученные в результате этих испытаний, используются при проектировании. Наиболее распространенным и предпочтительным испытанием на изгиб в Северной Америке является ASTM C1609/C1609M. Чтобы провести это испытание, записывают полную реакцию до и после трещины армированной волокном бетонной балки размерами 6 дюймов x 6 дюймов x 20 дюймов.

Для проектирования плит на грунте с армированием волокном глава 11 руководства 360R Американского института бетона (ACI) содержит подробную информацию и расчеты. Несущая способность плиты на грунте зависит от ее толщины, модуля грунтового основания и взаимодействия между плитой и грунтовым основанием.

Макроволокна могут способствовать перераспределению напряжений и повышать прочность плиты на изгиб после растрескивания. Поэтому обычно используется параметр ударной вязкости, называемый коэффициентом остаточной прочности, который выражается как R 150 / (T, 150) (или R _e3  ).

• R _e3  = f _e3  / f _r  (или  _fe3 ) эквивалентная прочность на изгиб после образования трещин
• f _r = измеренная прочность на изгиб при растрескивании

Для данной бетонной смеси с известной прочностью на изгиб более высокие дозы макроволокон обеспечат более высокие значения ударной вязкости.

Спецификации фибробетона

Euclid Chemical При выборе фибробетона спецификации должны основываться на эксплуатационных характеристиках и зависеть от области применения. Волокна должны быть указаны на основе желаемых технических характеристик и утвержденных методологий, таких как те, которые представлены в руководстве ACI 544. 4R, если целью армирования волокнами является обеспечение прочности на изгиб и растяжение бетонной секции после появления трещины. После проведения надлежащих расчетов конструкции такие параметры, как остаточная прочность, необходимо использовать для спецификаций фибробетона.

Кроме того, бетон, армированный волокном, может быть указан на основе пригодности к эксплуатации для соответствия определенной ширине трещин. Этот альтернативный подход к спецификации используется в основном для подземных сооружений и других сборных конструкций. Для этого метода обычно проводится европейское испытание балки с надрезом для определения остаточной прочности при заданной ширине трещины.

Для торкретирования характеристики торкретбетона, армированного волокном, определяются по способности поглощать энергию при испытаниях панелей в соответствии со стандартами ASTM C1550 или EN 14488-5. В этом случае энергия будет классифицироваться как площадь под кривой нагрузки-перемещения.

Определение дозировки фибры

Количество фибры, необходимое для проекта и конкретного применения, определяется заданными требованиями к характеристикам конкретного используемого фибробетона. Для уменьшения трещин при пластической усадке с использованием микроволокон обычно указывается коэффициент уменьшения трещин, а требуемое количество микроволокна, определенное в соответствии со стандартами ASTM C1579, предоставляется производителем волокна. Микроволокна также могут улучшать свойства затвердевшего бетона, такие как истирание, проницаемость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Для затвердевшего бетона с использованием макрофибры дозировка фибры выбирается в соответствии с заданной средней остаточной прочностью, эквивалентной прочностью на изгиб после образования трещины или способностью поглощать энергию, при этом также учитываются такие факторы, как толщина бетона, прочность, температура и требования к нагрузке.

Для бетонных плит, укладываемых на грунт, минимальные нормы дозировки определяются производителями волокна на основе стандартизированных испытаний продукта на соответствие отраслевым стандартам. Для композитных металлических настилов в стандарте IBC-2015 указана минимальная допустимая дозировка 4,0 фунта/ярд ³  для синтетических макроволокон или 25,0 фунтов/ярд3 для стальных волокон, используемых для контроля температуры и усадки, а также для замены проволочной сетки. .

Рекомендации по разработке и применению смесей

Стоковые изображения Adobe | Автор: bannafarsaiДобавление фибры в бетон часто уменьшает осадку бетона, что является показателем удобоукладываемости свежего бетона во время укладки. Добавление фибры в бетонную смесь схоже с добавлением в смесь большего количества ингредиентов, и, следовательно, потребуется больше жидкости для поддержания очевидной осадки, что приводит к потере удобоукладываемости. Микроволокна, используемые в типичных дозировках, как правило, лишь незначительно уменьшают усадку и не требуют каких-либо значительных изменений для сохранения характеристик укладки. Макроволокна и стальные волокна могут влиять на обрабатываемость более значительным образом, в зависимости от типа и дозировки волокон.

Чтобы улучшить удобоукладываемость фибробетона, стандарт ACI 544.3 содержит рекомендации и рекомендации по возможному изменению состава смеси для улучшения удобоукладываемости.

Кроме того, использование химических добавок, таких как суперпластификаторы или разбавители воды, поможет повысить удобоукладываемость бетона без добавления воды. Рекомендуется производить пробные партии, чтобы убедиться в работоспособности смеси.

Финишный фибробетон

Доступные волокнистые продукты для армирования бетона от Euclid Chemical «сгруппированы»: волокна PSI Fiberstrand, макросинтетические волокна TUF-STRAND, а также стальные и смешанные волокна PSI. Тип материала Euclid ChemicalFiber, структура, размер и дозировка могут влиять на качество поверхности. фибробетона, а также требуемый способ отделки поверхности. Жесткие или жесткие волокна обычно имеют большую склонность к выступанию через плиту в большей степени, чем гибкие волокна.

Использование надлежащей внешней вибрации является одним из ключевых факторов при отделке фибробетона. Как правило, рекомендуется отделывать фибробетон теми же методами отделки и в приблизительное время, что и обычный бетон. При отливке образцов для испытаний нельзя использовать внутреннюю вибрацию в формах. Синтетические волокна в бетоне также могут задерживать появление сточных вод на поверхности, что может повлиять на общее время отделочных операций на больших плитах.

Доступны различные насадки для чистовой обработки щетки, помогающие свести внешний вид поверхности к минимуму, например, обработка щеткой только в одном направлении и использование специальных щетинок щетки для выравнивания волокон поверхности. При необходимости также можно использовать горелку для выжигания синтетических волокон на поверхности бетона, но ее не следует использовать до тех пор, пока не будут достигнуты все желаемые свойства затвердевшего бетона. При отделке промышленных, коммерческих и складских полов, где используются высокие дозировки синтетических макроволокон и стальных волокон, обычно рекомендуется лазерная стяжка или виброрейка.

Поскольку неопределенность, связанная с пандемией COVID-19, сохраняется в 2022 году, фибробетон по-прежнему остается выгодным с финансовой точки зрения и жизнеспособным решением для здоровья и безопасности для конкретных применений. Использование фибробетона также может обеспечить значительную экономию средств при одновременном снижении трудозатрат на стройплощадке. Бетон, армированный волокном, обеспечивает более упругое, долговечное и экономичное строительное решение и при этом отвечает требуемым инженерным свойствам по сравнению с обычным армированным бетоном. Следуя этим передовым методам, вы сможете использовать многие преимущества фибробетона в своем следующем проекте, гарантируя, что готовый проект будет таким же визуально привлекательным.

Об авторе

Майкл Махони — профессиональный инженер и директор по маркетингу и технологиям фибробетона компании Euclid Chemical и сотрудник Американского института бетона.

Ресурсы

ASTM C1609/C1609M, www.astm.org/c1609_c1609m-12.html

Глава 11 в руководстве 360R Американского института бетона (ACI), cecollection2.files.wordpress.com/2 020/05/360р -10-руководство по проектированию плит на грунте.pdf

Руководство ACI по стандарту 544.4R, http://contact.org/Portals/0/Files/PDF/Previews/544.4R-18_preview.pdf Стандарты C1579, astm.org/c1579-21. html

Стандарт IBC-2015, sdi.org/wp-content/uploads/2017/02/ANSI-SDI-C-2017-Standard.pdf

Советы и стратегии для работы со стеклопластиковыми композитами в строительстве

Компания Wacker Neuson представляет футуристическое оборудование на выставке Bauma 2022

Прогуляйтесь по стенду Komatsu на выставке bauma

10 фактов об армировании бетона волокном

Быстрая резка без дыма

9 0010 Fischer предлагает болтовые анкеры FAZ II Plus

Модернизация Ваша игра по резке кирпичной кладки с молниеносной технологией

Методы отделки бетонных столешниц

Отслеживание активов Azuga

Уменьшите риск и защитите свое ценное оборудование с помощью системы отслеживания активов

Методы отделки бетонных столешниц

Как один из немногих строительных материалов, созданных из сырья, бетон является фантастическим материалом для проектирования и работы.

Монолитная или сборная, вот в чем вопрос

Боб Харрис рассматривает вопросы, которые подрядчик должен учитывать при выборе между сборной и сборной бетонной столешницей.

Принять участие в конкурсе лучших продуктов 2023 года от Concrete Contractor (срок продлен)

Тысячи продуктов, инструментов, оборудования и машин предназначены для помощи подрядчикам по бетонным работам, некоторые из них выделяются среди остальных своими инновациями и преимуществами. Срок ПРОДЛЕН до 20 февраля 2023 г.

Монолитный или сборный, вот в чем вопрос

Боб Харрис рассматривает вопросы, которые подрядчик должен учитывать при выборе между сборным и монолитным бетонным столешницей.

Компании удачи празднуют 100-летнюю историю

Крупнейший и быстрорастущий в стране семейный производитель щебня и продукции с экологическими характеристиками компания Luck Companies отметила свое 100-летие в 2023 году.

Инструменты для скребков могут сбивать с толку предлагают широкий выбор инструментов для скребков, но сортировка вариантов может быть сложной задачей.

Создание бетонного ремонта с помощью неожиданного материала … Волосы

Студенты Университета Кентукки берут старую идею и применяют современные экологичные идеи для создания новой биоразлагаемой ткани, которая поможет в ремонте бетона.

Что такое IRONPROS?

IRONPROS.com — это не просто очередной новостной сайт. Присоединяйтесь к сообществу IRONPROS бесплатно, чтобы получить неограниченный доступ к характеристикам и сравнениям оборудования, вебинарам и семинарам в прямом эфире и по запросу, подробным сведениям о продуктах от редакции и многому другому.

Технология HAMM — это ключ

Хотите получить максимальную отдачу от своих роликов? В катках HAMM используются инновационные машинные технологии и цифровые решения, которые помогут вам конкурировать.

Бетонные панели и экологичное строительство

Инновации в сборных панелях бросают вызов обычному бетонному строительству.