Микродисперсное армирование бетона

Микродисперсное армирование бетона

1Менеджер по продажам ФИО

Содержание

2

Введение

Область применения дисперсного армирования

ПАН и углеродная фибра

Нормативная документация

Преимущества ПАН и УВ фибры над конкурентами

Физико-механические характеристики фибробетона

Технико-экономическое обоснование

ВведениеИстория развития фибробетонов

3

Достоинства

•Низкая стоимость•Разностороннее использование•Высокая прочность на сжатие•Долговечность

Недостатки

•Хрупкость•Низкая прочность при растяжении•Низкая прочность на изгиб•Склонность к трещинообразованию

4

Строительство объектов гражданского и промышленного назначения (динамически нагруженные конструкции);

Ограждающие конструкции и теплоизо ляционные изделия на основе легких и ячеистых бетонов;

Огнеупорные конструкции; Радиационно-защитный бетон; Компонент сухих смесей (ремонтные работы, торктретирование); Промышленные полы и стяжки.

Область применения дисперсного армирования

5

СТО 2272-007-82666421-2011

Преимущества: повышается прочность бетона на сжатие от 20 до 50%; повышается прочность бетона на растяжение при изгибе от 30 до 130% ( в зависимости от прочности матрицы); практически исключается усадочное трещинообразование; повышается ударная прочность до 200%; увеличивается износостойкость, устойчивость к истиранию и пылению до 40%; увеличивается водонепроницаемость до 50%; повышается морозостойкость до 40%.

Полиакрилонитрильная фибра специальной обработки для бетонов FibARM Fiber WB

Волокно Плотность, г/см3

Диа-метр, мкм

Модуль упругости,

МПа

Прочность на растяжение,

Мпа

Удлине-ние при

разрыве, %

Щелочестой-кость

FibARM Fiber WB 1,0-1,17 14-31 6000 400-500 13-26 ++

Длина резки волокна, мм 3; 6; 12; 18; 28; 36; 60; - 150.Не плавится, температура разложения 180-2000С

6

СТО 75969440-020-2011

Преимущества: повышается прочность бетона на сжатие от 40 до 60%; повышается прочность бетона на растяжение при изгибе от 100 до 200% ( в зависимости от прочности матрицы); прочность бетона на растяжение при раскалывании от 250-400; повышается ударная прочность до 500%; увеличивается износостойкость, устойчивость к истиранию и пылению до 100%; увеличивается водонепроницаемость до 100%; повышается морозостойкость до 200%.

Углеродная фибра для бетонов FibARM Fiber С

Длина резки волокна, мм 3; 6; 12; 18; 28; 36; 60; - 150.Не плавится, не разлагается, температура воспламенения 30000С

Волокно Плотность, г/см3

Диа-метр, мкм

Модуль упругости,

ГПа

Прочность на растяжение,

Мпа

Удлине-ние при

разрыве, %

Щелочестой-кость

FibARM Fiber С 1,7-1,8 6-9 180-230 2500-2850 0,8 ++

Нормативная документация

7

На сегодняшний момент ХК «Композит» имеет следующую документацию на продукт:•сертификаты соответствия СТО, СЭЗ, пожарные сертификаты, СТО организации, протоколы испытаний независимых лабораторий.

В разработке:•Отраслевой стандарт

8

Среди основных действующих нормативных документов на фибробетоны можно выделить

следующие:

•СТБ EN 14889-1-2009 Фибра для бетонов часть 1. Стальные волокна. Определения, технические

требования и соответствие;

•СТБ EN 14889-1-2009 Фибра для бетонов часть 2. Полимерные волокна. Определения,

технические требования и соответствие;

•СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции;

•СНиП 2.03.03-85 Армоцементные конструкции;

•ВСН 56-97 Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных

конструкций;

•DIN EN 14888-7 Содержание фибры в торкрет бетоне, DIN EN 512 Напорные трубы из

фиброцемента

•и др.

Наиболее близким нормативным документом для сравнения можно выделить ВСН 56-97,

который регламентирует основные требования к проектированию, технологии бетонирования.

Среди основных действующих нормативных документов на фибробетоны можно выделить

следующие:

•СТБ EN 14889-1-2009 Фибра для бетонов часть 1. Стальные волокна. Определения, технические

требования и соответствие;

•СТБ EN 14889-1-2009 Фибра для бетонов часть 2. Полимерные волокна. Определения,

технические требования и соответствие;

•СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции;

•СНиП 2.03.03-85 Армоцементные конструкции;

•ВСН 56-97 Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных

конструкций;

•DIN EN 14888-7 Содержание фибры в торкрет бетоне, DIN EN 512 Напорные трубы из

фиброцемента

•и др.

Наиболее близким нормативным документом для сравнения можно выделить ВСН 56-97,

который регламентирует основные требования к проектированию, технологии бетонирования.

Нормативно-техническая документация

9

FibARM Fiber С:•прочность УВ одинакова или выше прочности стальной фибры, что говорит о большом потенциале при создании высокопрочных фибробетонов;•за счет малого диаметра волокон достигается объемное армирование цементной матрицы на 2 и более порядка более, чем при армировании стальной фиброй. Таким образом, фибра быстрее включается в работу конструкции;•повышенная химическая стойкость, температуро-, свето- и атмосферостойкость позволяет использовать конструкции из фибробето нов в химически агрессивных условиях эксплуата ции;•получаемые конструкции из УВ имеют малую массу, при высоких физико-механических показателях, что снижает трудозатраты при изготовлении, монтаже и транспортировке.FibARM Fiber WB:•благодаря варьированию длиной и диаметром и концентрацией фибры возможно регулировать конечные физико-механические свойства бетона;•абсолютная стойкость к воздействию различных агрессивных сред, совместимо с любыми химическими добавками в бетоны;•специально подобранные ПАВ для фибры позволяют ее использование как при сухом, так и при мокром замешивании, обеспечивая ее равномерное распределение в цементной матрице;•отсутствие расслаиваемости бетонной смеси, хорошая прокачиваемость и укладка.•гарантированное стабильное качество продукта.

Физико-механические характеристики фибробетонаВысокопрочный бетон

10Результаты совместных исследований с МГСУ, МИИТ

Наименование фибры Процент

армирования, %

ПлотностьПрочность на растяжение при изгибе

Прочность при сжатии,

Водопогло-щение

Fiber WB, 12 мм 0.33 текс 0,05 -1,3 24,5 1,0 -11,8

Fiber WB, 18 мм 0.33 текс 0,05 0,8 12,2 31,3 -29,4Fiber WB, 28 мм 0.33 текс 0,05 -0,4 38,8 2,7 11,8Fiber WB, 12 мм 0.56 текс 0,05 -0,4 20,4 13,2 -35,3Fiber WB, 18 мм 0.56 текс 0,05 1,7 34,7 11,9 -11,8

Изменение физико-механических свойств армированных бетонов в %, по сравнению с неармированным составом В35 F200 П3

Вид мелкозернистого

бетона

Предел прочности на сжатие Rсж

Предел прочности на растяжение при изгибе Rизг

Предел прочности на растяжение при раскалывании Rрр

Водопоглощение(по массе)

МПа % МПа % МПа % % %

К. Контрольный состав бетона (без волокон)

17,5 1,5 1,30 3,90

Fiber WB, 12 мм 19,3 + 10,3 3,2 + 113 1,50 + 15,4 3,47 - 11,0

Физико-механические характеристики фибробетонаВысокопрочный бетон

11

повышается прочность на сжатие на 57% и прочность на растяжение при изгибе на 68%; призменная прочность фибробетона повышается и составляет 88% по отношению к кубиковой

прочности, в то время как у контрольного состава призменная прочность составляет 72% относительно кубиковой прочности;

фибробетон характеризуется формированием более плотной структуры, что подтверждается уменьшением водопоглощения на 38%;

долговечность бетона увеличивается, т.к. повышается водонепроницаемость на 2 ступени и морозостойкость на 33%.

Результаты совместных исследований с СПГУПС

Физико-механические характеристики фибробетонаОценка ударной прочности

12

№ п/п

Расход материалов на1 м3 бетонной смеси, кг

Ударная прочность, МПаСр. знач. ударной

прочности, МПа

Ц П Щ В

№ образца

1 2 3

№ 1 – контрольный

бетон600 362 1202 216 0,45 0,46 0,59 0,50

№ 2фибробетон

600 362 1202 180 1,07 0,9 0,9 0,96

ударная прочность активированного бетона увеличивается примерно в 2 раза


13

№ п/п Наименование бетонаНаименование агрессивной

среды

Прочность на сжатие, МПа/ Кхим.уст.

Возраст, сутки

3 7 28

1 высокопрочный контрольный бетон

норм. усл. твердения 53,5 55,0 56,7

2 высокопрочный контрольный бетон 5% р-р NaCl 45,5/0,85 45,7/0,83 45,9/0,81


5% р-р Na2SO4 47,6/0,89 47,9/0,87 48,2/0,85


5% р-р MgCl2 44,1/0,82 44,0/0,80 44,2/0,78

5 высокопрочный бетон с фиброй, модиф. комплексной добавкой

норм. усл. твердения 84,0 85,0 86,5

6 высокопрочный бетон с фиброй, модиф. комплексной добавкой 5% р-р NaCl 82,3/0,98 81,6/0,96 81,3/0,94


5% р-р Na2SO4 80,6/0,96 80,7/0,95 81,3/0,94


5% р-р MgCl2 81,5/0,97 79,9/0,94 78,7/0,91

В рассматриваемых агрессивных средах высокопрочный фибробетон обладает большей химической устойчивостью, чем контрольный высокопрочный бетон, т.к. Кхим.уст. во всех рассматриваемых средах для фибробетона 0,91.


Физико-механические характеристики фибробетонаОценка химической и механической стабильности

Технико-экономическое обоснование

14

Наименование компонентов б/с

Ед. измерения

Цена,руб.

Расход материалов на 1 м3 и стоимость

Контрольный составс комплексной

добавкой на основе фибры

расход, кгстоимость,

руб.расход, кг

стоимость, руб.

Портландцемент ПЦ400 Д20

т 5 500-00 600 3300 420 2310

Песок т 650-00 362 235,3 732 475,8

Щебень т 1 100-00 1202 1322,2 1012 1113,2

Фибра на основе ПАН волокна

кг 198-00 - - 2,16 427,7

Окислитель кг 18-00 - - 2,1 37,8

СП С-3 кг 32-00 - - 3,1 99,2

Итого: Σ 4857-50 Σ 4463,7

Δ = 4857,5 - 4463,7 = 393,8 руб.Прибыль для тяжелого бетона составит 8,1%.Для небольшого завода мощностью 150 000 м3 в год или 500 м3/сутки составит 59 млн. рублей в год.


ЗатратыСтоимость за единицу

h, мм \ V, м310

0,0150

0,051000,1

Оконтуривание участка ремонта болгаркой и удаление бетона перфораторами, руб\м3

2 038,70 20,39 101,93 203,87

Обеспыливание поверхности ремонта, руб\м2

6,44 6,44 6,44 6,44

Приготовление ремонтного состава, руб\м3 198,37 1,98 9,92 19,84Увлажнение поверхности ремонта, укладка

ремонтного состава, уход за ремонтным составом, руб\м3

1 012,00 10,12 50,60 101,20

Стоимость материала ремонта, руб\м3 50 840,00 508,40 2 542,00 5 084,00ИТОГО, руб\м2: 547,33 2 710,89 5 415,35

Стоимость вынужденного ремонта 1 м2 бетона В25 при его поверхностном растрескивании:1.С применением ремонтных составов с быстрым набором прочности при различной глубине растрескивания (h)

Бетон без фибры с сеткой усадочных трещин

h

15

Оценка эффективности применения фибры в бетонах

16

Дозирование и смешивание

Добавление фибры при замесе небольшого объема бетона:•Разъединение при помощи сжатого воздуха и вдувания в барабан на бетонную смесь •Вращение барабана миксера с наибольшей скоростью•Минимальное время смешивания > 5 мин.

Добавление фибры при изготовлении большого объема бетона:•Введение непосредственно через транспортер с заполнителем! в бетоносмеситель •При необходимости также вручную (целые упаковочные единицы)

Минимальное время смешивания > 1-2 минут

17

Уплотнение бетонной смеси

Предотвращение комкования, а также полное диспергирование введенной фибры при уплотнении глубинными и поверхностными вибраторами (не слишком интенсивное / продолжительное уплотнение).

Вывод

18

Преимущества фиброармирования•Арматурная сетка требует дополнительной рабочей операции (укладка, крепеж)

применение фибры экономит время и деньги улучшает обеспечение качества и условия труда

•Фибра равномерно армирует бетон; фибры способны воспринимать нагрузку раньше, чем арматурные прутки и сетка•Улучшение механических характеристик бетонов:•Улучшение сцепления бетона с арматурой •Сильное улучшение пластичности•Снижение ранней усадки•Повышение огнестойкости•Пониженная ширина трещин фибробетона замедляет процессы переноса агрессивных веществ

долговечность эксплуатационная пригодность

Технико-экономический эффект от применения ПАН фибры в ЖБИ:снижение количества брака до НУЛЯ и затрат на ремонтные работы (трудозатраты и материалы) – до 99%;снижение брака и потерь при распалубке;уменьшение структурного армирования;увеличение оборачиваемости опалубки и производительности труда;возможна экономия цемента;замена более дорогостоящих добавок

Микродисперсное армирование бетона

Documents