Что мы знаем о базальтофибробетоне?

Цементный бетон является одним из самых распространенных материалов, применяемых в строительстве. 

Обладая высокими характеристиками по прочности на сжатие, цементный бетон имеет сравнительно низкие показатели по трещиностойкости и прочности при растяжении и изгибе, что очень серьезно ограничивает его практические возможности и именно поэтому существенно снижается эффективность его применения.

Непосредственно в ходе эксплуатации коллекторов, тоннелей, промышленных полов, труб в водопропускных системах автомобильных дорог выяснилось, что цементный камень не самый лучший вариант.

То есть низкие показатели прочности на растяжение, изгиб и трещиностойкости заставили ученых задуматься о том, как можно улучшить эти характеристики. Поэтому в тело бетона стали применять различные добавки, в частности армирование материала волокнами (фиброй): базальтовыми, стальными, стеклянными, углеродными, целлюлозными, синтетическими и так далее. Таким образом, и был создан базальтофибробетон.

Армирование цементного камня волокнами позволило улучшить некоторые свойства, а именно повысить стойкость к растрескиванию, изгибающим и разрывным нагрузкам, увеличить запас прочности, возможность сохранять целостность конструкции даже после появления сквозных трещин. Кроме того, волокна смогли обеспечить трехмерное укрепление бетона, для сравнения арматура дает только двухмерную прочность. Поэтому можно даже отказаться от традиционных арматурных работ.

Но, как выяснилось, не все виды армирования на деле эффективны. Например, синтетическая фибра, будучи достаточно дорогой добавкой, подвержена горению, деформации даже при небольших нагрузках растяжения и имеет низкую химическую стойкость волокна в твердеющем цементном тесте, поэтому быстро теряет свои свойства с течением времени.  Практически такие же проблемы есть и у стеклянных волокон. У металлической фибры низкий модуль упругости, низкая коррозионная стойкость. Что касается базальтовой фибры, то у нее нет недостатков других добавок. Она обладает высокой прочностью, термостойкостью, долговечностью, пожаробезопасностью и стойкостью к агрессивным средам. Кроме того, базальт является природным материалом, поэтому имеет максимальную степень экологичности и сравнительно недорогой. Поэтому базальтофибробетон, обладая перечисленными свойствами, имеет очень широкий спектр применения в строительстве.

Состав базальтофибробетона, кроме базальтовых волокон включает в себя то же, что и у обычного бетона, - портландцемент и заполнитель (песок, мелких фракций щебень). Базальтовая фибра вмешивается в бетон двумя способами. Первый способ, когда фибра засыпается в бетоносмеситель в сухую смесь перед добавлением воды, а для более качественного распределения волокон необходимо засыпать фибру частями в щебень во время перемешивания. И второй способ, когда волокна добавляются небольшими порциями в бетон при замесе непосредственно в бетоносмеситель. Само базальтовое волокно производится из расплавов горных пород – базальта, габбро – диабаза, в процессе расплава происходит вытяжка волокон, затем волокна наматываются на бабину и рубятся на заданную длину.
Наибольшее распространение получила фибра диаметром 13-17 мкм и длиной волокон 6-12 мм. На 1 м3 бетона вводится от 30 до 200 кг наполнителя.  

Если говорить про срок службы базальтофибробетона, то это практически вечный материал, он устойчив к истиранию, удару, раскалыванию, огню, проникновению воды и химических веществ. Как уже было сказано выше, у базальтофибробетона по сравнению с обычным бетоном выше показатели устойчивости к изгибающим нагрузкам, прочности на растяжение, показатели морозостойкости, трещиностойкости материала. Кроме того, благодаря базальтофибробетону понижается усадочная деформация конструкции и материал не подвержен электрохимической коррозии. 

Хотя добавление в бетон базальтового волокна приводит к повышению стоимости смеси, но сразу появляется ряд важных преимуществ, таких как:

• уменьшение общего веса строительной конструкции, благодаря сведению к минимуму или полного исключения традиционного металлического армирования, то есть упрощение фундаментных работ при полном сохранении прочностных и других эксплуатационных характеристик;

• долговечность конструкции, то есть объект будет дольше служить и не требовать частых ремонтов, то есть дополнительная выгода при эксплуатации объекта.

Базальтофибробетон, обладая высокими характеристиками, может применяться при конструкционном и монолитном строительстве объектах разного назначения, даже в местах повышенной сейсмической активности, а, так как базальтовое волокно не поддается воздействию морских солей, то еще и в строительстве морских сооружений.