Это ПРОЧНОЕ слово - БАЗАЛЬТ!

15.08.2010

Базальт и Фибробетоны

Бетон был, есть и еще долгое время останется основным строительным материалом, которому наряду с несомненными достоинствами присущ и один основной недостаток - низкая прочность на растяжение. При создании конструкций из бетона для восприятия растягивающих усилий в соответствующих зонах осуществляется армирование материалами, обладающими высокой прочностью на растяжение и способными обеспечить совместную работу с бетоном за счет сцепления.

Наиболее широкое применение на практике получило дискретное армирование бетона стальной арматурой (стержнями, проволокой, арматурными канатами) с созданием, так называемых железобетонных конструкций. В тоже же время, известны и применяются в различных областях строительства конструкции с дисперсным армированием фибрами из различных материалов. При этом основными требованиями к фибре являются стойкость к материалу бетонной матрицы, высокая прочность на растяжение, способность обеспечивать сцепление с бетоном, технологичность при изготовлении и укладке бетонной смеси.

Всем перечисленным выше требованиям отвечает фибра из базальтового волокна, широко применяемая в зарубежной практике на строительных рынках США, Канады, Европы.

Базальтовая фибра - это волокна, введение которых повышает прочность бетона на растяжение, имеющие ряд преимуществ по сравнению с синтетическими волокнами, поскольку изготавливаются из самых прочных минеральных волокон, известных человечеству. Базальтовая фибра работает в бетоне более эффективно, чем полипропиленовая, поскольку является дополнительным механическим элементом, усиливающим конструкцию, улучшающим гидратацию, способствующим более эффективной работе цемента при образовании цементного камня, а специальная технология покрытия волокон придает фибре стойкость к щелочам. Комплексные исследования и заключения ведущих отечественных и зарубежных   лабораторий дают основание с полной уверенностью утверждать, что Базальтовая фибра способна полностью изменить представление о строительстве в  целом. В Таблице 1 приведены результаты экспериментальных исследований по изучению влияния вида и содержания Базальтовой фибры на прочность бетона на растяжение, которые свидетельствуют о том, что повышение прочности бетона на растяжение с введением фибры составляет 1,8…2,2 раза.

Таблица 1

№	Диаметр базальтовых волокон, мкм	Длинна фибры, мм	Содержание фибры по массе от сухой смеси, %	Прочность бетона на осевое растяжение, МПа	Относительное увеличение прочности бетона на осевое растяжение
1	Без фибры	Без фибры	Без фибры	1,32	х
2	16	24	1%	2,37	1,8 раза
3	16	24	2%	2,76	2,1 раза
4	16	24	3%	2,97	2,3 раза
5	16	50	1%	2,40	1,8 раза
6	16	50	2%	2,84	2,2 раза

Еще одним преимуществом базальтофибробетона является устранение Базальтовыми фибрами влияния концентрации напряжений в местах, ослабленных структурными дефектами бетона (раковинами, микротрещинами и т.п.).

Процедура введения и распределения базальтового волокна довольно проста и выглядит следующим образом: волокно вводится путем совместного помола с цементом и суперпластификатором. Данный способ обеспечивает более полное распределение волокна в среде портландцемента и исключает образование комков при приготовлении бетонной смеси.

Будучи химически инертным, базальтовая фибра не вступает в реакцию с солями или красителями, в связи с чем бетонные растворы с добавкой базальтовой фибры можно использовать при строительстве морских сооружений, конструкций инженерной инфраструктуры, а также в архитектурных и декоративных бетонах. В дорожных покрытиях базальтовое волокно предохраняет бетон и арматуру от проникновения антиобледеняющих солей и агрессивных веществ, а также повышает остаточную прочность и устойчивость к замораживанию-оттаиванию и шероховатость поверхности.

На сегодняшний день базальтовая фибра получает все большее применение:

- при производстве формованных изделий пено-, газо- и железобетона (ограждения, строительные блоки, кирпичи, балки, тротуарная плитка, колодцы для канализации, бордюры и т.п.),

- при устройстве бетонных и промышленных полов помещений, в особенности,  где эксплуатируется тяжелое оборудование,

- при реконструкции и усилении конструкций зданий и сооружений,

- в конструкциях с высокой степенью пожарной безопасности,

- в конструкциях зданий и сооружений, проектируемых в сейсмических районах и т.д.

Базальт и Арматура

Базальтовая арматура – это уникальный строительный материал, в 3 раза превосходящий по прочности обычную стальную арматуру при меньшем в 4 раза удельном весе. Её технические характеристики - абсолютная неподверженность коррозии, гниению, короблению, уникальная химическая стойкость, диэлектричность, нетеплопроводность и  трудногорючесть,   позволяют применять базальтовую арматуру в дорожном строительстве, при усилении мостов, в ограждающих конструкциях, работающих в условиях ускоренной коррозии стальной арматуры и бетона (причалы, сухие доки, укрепление набережной полосы).              

Результаты испытаний на прочность изгибаемых бетонных элементов, армированных базальтовой арматурой, приведенные в Таблице 2, показали достаточно высокую несущую способность балок с одиночным армированием базальтовой арматурой, соизмеримую с несущей способностью железобетонных балок со стальной арматурой.                                                                                                                                            

Таблица 2

Коэффициент  продольного армирования	Несущая способность, кНм
	Базальтовая арматура	Стальная арматура А500С
0,0059	19,40	15,30
0,0086	21,30	21,51

Характеристики базальтовой арматуры:

• Модуль упругости не менее 70 000 МПа;
• Прочность при растяжении не менее 1100 МПа.

Существует целый ряд экономических выгод от применения базальтовой арматуры вместо стальной:

• повышение эксплуатационной  надежности и долговечности конструкций и изделий,
• большой  межремонтный период для конструкций,
• возможность  монтажа и проведения регламентных и  ремонтных работ без использования специальных грузоподъемных  механизмов и техники,
• меньшие затраты на транспортировку конструкций и их элементов к месту монтажа вследствие меньшего веса.               

Применение строительных материалов на основе базальта позволит существенно улучшить качество и долговечность возводимых строительных конструкций и производимых материалов.

Доктор технических наук, 

профессор Киевского национального университета строительства и архитектуры,

Академик Академии Строительства Украины

Ю.А. Климов