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Béton fibré armé. Types et domaines d'application des fibres de fibres pour le béton. Principales caractéristiques du béton composite |
Sur le marché des matériaux de construction, ils proposent nouveau matériel– le béton fibré. Il s'agit de béton qui, dans sa composition, contient des particules de fibres, d'où vient le nom de béton. Ces fibres agissent comme un renfort utilisé pour augmenter la résistance de la solution de béton. Les inclusions en béton fibré sont identiques en longueur et en épaisseur. Cela leur permet d'être répartis uniformément dans toute la structure en béton. Les avantages du béton fibré sont nombreux. Ci-dessous, nous en discuterons en détail. Concept et composition du béton fibréLe béton fibré est un matériau à grains fins dont l'un des composants est un enduit renforçant. Dans le passé, des mesures ont été prises pour augmenter la résistance du béton afin de réduire la fragilité et la fissuration. Ainsi, les constructeurs ont ajouté des fibres dispersées et les ont réparties uniformément dans la masse de béton. Grâce à ces travaux, les caractéristiques du béton obtenu se sont améliorées :
Il existe deux groupes de fibres :
Les fibres les plus populaires sont le verre et le métal. Cependant, la fibre de polypropylène devient chaque jour de plus en plus populaire. Quant aux matériaux à base de basalte et de carbone, ils sont extrêmement rarement utilisés en raison de leur coût élevé. Les fibres de coton, de rayonne et de nylon confèrent des caractéristiques spécifiques au béton renforcé de fibres d'acier. La structure du béton fibré est une structure homogène, pénétrée de tous côtés par des fibres de divers matériaux. Ce sont eux qui déterminent les caractéristiques techniques et créent l’effet de renforcement. Caractéristiquesdépendent principalement des matériaux de construction utilisés dans la production. Considérons les caractéristiques des principaux types de béton fibré. La fibre d'acier est la charge la plus courante. Il présente une résistance accrue aux charges, ne rétrécit pas et ne forme pas de fissures pendant le service. Ses qualités les plus remarquables sont sa longue durée de vie, sa densité et sa résistance à l'usure. De plus, ce béton fibré ne perd pas ses propriétés sous l'influence des basses températures, de l'humidité et du feu. La deuxième fibre la plus populaire est le verre. Ce type de béton a hautes qualités, ce qui lui confère de la plasticité. Cependant, un environnement alcalin est nocif pour ce matériau. Résistance à influence chimique est apporté par imprégnation de polymère, à base d'une solution d'alumine. C'est ce qui lie les alcalis et prévient les dommages au béton fibré. Dans la version finale, vous obtenez une solution à haute résistance, résistance aux températures élevées, imperméabilisation, résistance aux produits chimiques et l'abrasion. La fibre d'amiante se caractérise par sa durabilité, sa résistance à environnement alcalin, charges et qualités de protection thermique. Le béton à base de basalte a une résistance accrue. Il convient particulièrement aux structures soumises à des charges et à des déformations constantes et autour desquelles existent des facteurs favorisant l'apparition de fissures. Les caractéristiques générales des autres types de fibres sont la protection contre les produits chimiques, la résistance à la déformation, la résistance aux changements de température et l'incapacité à conduire l'électricité. Grâce à la nature synthétique des matériaux, le poids du béton est réduit. Avantages et inconvénientsChaque matériau présente des avantages et des inconvénients. Le béton fibré ne fait pas exception. AvantagesLe béton de fibres est le meilleur matériel pour résoudre de nombreux problèmes de construction et de réparation. On distingue les avantages suivants du béton fibré :
DéfautsÉtonnamment, ce béton n'a qu'un seul inconvénient, à savoir son coût élevé par rapport au béton conventionnel. mortier de béton. Cependant, cet inconvénient est facilement compensé par la durabilité du matériau de construction et sa résistance à l'usure. ApplicationsCompte tenu des caractéristiques techniques ci-dessus du béton fibré, ce matériau est devenu populaire sur le marché. Il est utilisé dans les structures soumises à de fortes pressions extérieures. environnement. Ces structures peuvent être de nature aussi bien industrielle que domestique. Chaque matériau source a son propre champ d'application. Le béton de fibres d'acier est le plus souvent utilisé :
Le béton avec fibre de verre est utilisé dans la construction de :
Le béton de basalte est indispensable dans la construction :
Le béton fibré en polypropylène est nécessaire pour créer :
Des matériaux en coton et en viscose sont utilisés lors du mélange du béton textile. Temps de lecture ≈ 3 minutes Aujourd'hui, nous examinerons le matériau de construction en béton fibré doté de caractéristiques techniques uniques, qui ont déterminé sa popularité croissante dans la construction. structures monolithiques. Alors, qu’est-ce que le béton fibré ? ComposéLe béton fibré est un mélange de béton à grains fins et de fibres (charge renforçante). Dans le mélange, les fibres sont réparties uniformément et dans des directions différentes. Aujourd'hui, le plus populaire est le béton fibré avec des charges de :
Lorsqu'une fibre est introduite dans une matrice de béton, un matériau composite est formé avec d'autres caractéristiques techniques qui diffèrent dans la direction requise. Les fibres introduites dans le béton créent un effet de renforcement. Caractéristiques techniques du béton fibréLe béton fibré possède d'excellentes propriétés de performance : une combinaison de plasticité avec une excellente résistance à la flexion et à la traction, une excellente résistance aux chocs et à la fissuration. Les caractéristiques techniques du béton fibré dépendent du filler. Par exemple, le béton fibré armé entièrement de fibre de verre, appelé béton renforcé de fibre de verre, présente :
Comparé au béton traditionnel, ce matériau est beaucoup plus durable, plus résistant à l’usure et aux conditions environnementales agressives. Et aussi lui :
En améliorant les paramètres de base, il est possible de réduire l'épaisseur de la structure, réduisant ainsi considérablement son poids. Par conséquent, les blocs de béton fibré sont utilisés lorsqu'une réduction significative du poids de la structure est requise. De plus, le béton fibré est absolument sans danger pour la santé humaine. Application du béton fibréLa sécurité environnementale du béton fibré permet d'utiliser le matériau dans la construction bâtiments résidentiels. Le champ d'application du matériau comprend la production de :
Le matériau est particulièrement demandé lorsqu'une résistance accrue aux fissures et aux chocs des revêtements est requise. C’est donc aujourd’hui un matériau de revêtement de sol indispensable. L'un des domaines importants le béton fibré est un décor architectural pour la restauration de monuments architecturaux. Lors de la reconstruction de bâtiments anciens et de la construction de nouveaux, les panneaux de revêtement mural permettent d'obtenir une façade belle et durable. AvantagesLe renforcement du béton traditionnel avec des fibres est beaucoup moins coûteux que le renforcement avec des treillis et des cadres. Non seulement les coûts des matériaux eux-mêmes sont réduits, mais également le temps consacré à la production. Grâce à l'ajout de fibres, la consommation de béton est réduite. Même après l'expiration de sa durée de vie, le béton ne se détériorera pas et ne se désagrègera pas comme d'habitude, car la fibre confère au béton une certaine viscosité. La fibre interagit également bien avec des mélanges avec d'autres compositions. L'utilisation de fibres fibreuses pour la préparation de mélanges de béton gazeux et mousse est très répandue. Lorsque la fibre est introduite dans le béton cellulaire, la stabilité du processus de porosité est observée. La résistance des blocs de mousse augmente également si des fibres sont ajoutées à la composition de béton mousse. DéfautsLe béton fibré n'a qu'un seul inconvénient : son coût plus élevé que le béton traditionnel. Cependant, si l'on prend en compte sa durabilité et sa résistance à l'usure, la différence de prix sera compensée. Après avoir examiné les critiques de ce matériau moderne, les critiques de photos et de vidéos sur cette page, vous essaierez probablement de l'utiliser dans la construction et travaux de réparation oh et vous aurez tout à fait raison. Vidéo
L'invention concerne l'industrie des matériaux de construction. La composition du béton fibré contient un liant cimentaire, un enduit, un composant fibreux de renforcement et de l'eau. Le composant fibreux de renforcement non métallique est prétraité dans un plasma à décharge luminescente à basse température CAà une pression de 50 à 250 Pa, intensité du courant de 1,0 à 2,2 mA/cm 2 pendant 20 à 60 secondes. Résultat technique : résistance accrue en flexion, compression et résistance aux chocs 1 tableau. L'invention concerne l'industrie des matériaux de construction et peut être utilisée dans la fabrication de compositions de béton fibré renforcées par des fibres non métalliques. État de l'art La composition du béton fibré est connue [Rabinovich F.N. Béton armé dispersé. - M. : Stroyizdat, 1989, pp. 130-131], qui contient de l'eau, du filler, du ciment comme liant et de la fibre de verre comme matériau de renforcement. Les inconvénients de ce matériau sont : Faible résistance à la flexion ; Faible résistance à la compression ; Faible résistance aux chocs. La composition la plus proche de l'invention est la composition de béton fibré [Technologie et durabilité du béton armé dispersé. Recueil d'ouvrages scientifiques. - L., 1984, pp. 67-68], qui contient de l'eau, du ciment comme liant, du sable avec Mkr = 2 et une granulométrie maximale de 5 mm maximum comme matériau de remplissage, de la fibre de verre comme matériau de renforcement, introduit dans une pâte de construction en une quantité de 1 à 2 % en poids du matériau, avec un rapport ciment/charge (C:F) de 1:1 et un rapport eau/ciment (W/C) de 0,4. Cependant, ce matériau présente des inconvénients : Faible résistance à la flexion - 9 MPa ; Faible résistance à la compression - 60 MPa ; Faible résistance aux chocs - 2,6 kgm/cm 2. L'essence de l'invention L'objectif de l'invention était de trouver une composition de béton fibré contenant un liant cimentaire, une charge, un composant fibreux non métallique de renforcement et de l'eau, qui augmenterait la résistance à la flexion du matériau, la résistance à la compression du matériau et améliorerait résistance aux chocs. L'objectif est atteint grâce au fait que la composition de béton fibré contenant un liant cimentaire, une charge, un composant fibreux non métallique de renforcement et de l'eau, contient un composant fibreux non métallique de renforcement, prétraité dans un plasma à décharge luminescente à basse température de courant alternatif à une pression de 50 à 250 Pa, intensité du courant de 1,0 à 2,2 mA/cm 2 pendant 20 à 60 secondes. L'invention offre les avantages suivants : Augmenter la résistance à la flexion du matériau de 25 à 60 % ; Augmenter la résistance à la compression du matériau de 40 à 90 % ; La résistance aux chocs du matériau varie de 10 à 30 %. Informations confirmant la possibilité de reproduire l'invention Pour préparer la composition proposée de béton fibré, utiliser : Comme liant - ciment, par exemple M500 ; Comme matériau de remplissage - traditionnellement utilisé pour la production de mélanges de béton, par exemple : sable argileux expansé, sable de quartz etc.; Diverses fibres d'origine organique et inorganique peuvent être utilisées comme matériau de renfort fibreux non métallique, par exemple la fibre de verre, le polyamide, le coton (déchets industriels), le lin (déchets industriels), le polyéthylène téréphtalate, l'amiante. Une condition nécessaire est le prétraitement de ces fibres dans le plasma d'une décharge luminescente à courant alternatif à une pression de 50 à 250 Pa, un courant de 1,0 à 2,2 mA/cm 2 pendant 20 à 60 secondes. Le composant fibreux de renforcement est utilisé en une quantité de 1 à 4 % en poids. La composition est préparée de manière traditionnelle. La pâte de ciment est préparée à partir de ciment et d'eau pris dans le rapport requis (E/C = 0,34-0,4), qui est soigneusement mélangé jusqu'à l'obtention d'une masse homogène. La quantité requise de charge est ajoutée à la masse résultante (C:P = 1:1-1:0,7) et mélangée à nouveau jusqu'à consistance lisse. La quantité requise de composant de renforcement fibreux, qui a été traversée, est introduite dans la masse résultante. prétraitement dans un plasma à décharge luminescente et agité jusqu'à l'obtention d'une masse homogène. Un échantillon de forme standard 40×40×160 mm est formé à partir de la composition de béton fibré obtenue. Après durcissement et maintien des échantillons pendant 28 jours, les échantillons sont testés. La résistance à la compression du matériau est déterminée selon GOST 310-4-76, la résistance à la flexion - selon la méthode GOST 10180-78. La résistance aux chocs du matériau a été déterminée aussi bien pour le prototype que pour l'invention de la même manière, à savoir par la méthode bien connue sur percuteur vertical [Technologie et durabilité du béton armé dispersé, Recueil d'articles scientifiques, L., 1984 , p.94]. Indicateurs qualitatifs de la composition utilisant des fibres non métalliques de nature chimique et de structure physique différentes comme matériau de renforcement, traitées dans un plasma à décharge luminescente à basse température à divers paramètres, sont présentés dans le tableau. 1.
Composition de béton fibré contenant un liant cimentaire, une charge, un composant fibreux non métallique de renforcement et de l'eau, caractérisée en ce qu'elle contient un composant fibreux non métallique de renforcement, prétraité dans un plasma à basse température d'une lueur à courant alternatif décharge à une pression de 50-250 Pa, un courant de 1,0-2,2 mA/cm 2 pendant 20-60 s. Brevets similaires : L'invention concerne le domaine de la construction autoroutes et peut être utilisé pour construire des couches structurelles de chaussée lors du bétonnage d'autoroutes, de routes urbaines silencieuses, de zones industrielles, de sentiers piétonniers, de terrains de sport et de routes d'accès, de plates-formes. L'invention concerne les matériaux de construction et peut être utilisée comme additif de rétention d'eau pour des liants (ciment Portland, chaux ou ciment Portland-chaux), augmentant simultanément la résistance à la flexion du béton et des mortiers. L'invention concerne le domaine de la technologie composés organiques, en particulier à l'utilisation de tensioactifs (tensioactifs), à savoir de produits liquides sulfonés de pyrolyse d'hydrocarbures, comme plastifiants pour mélanges de béton. Le progrès technologique fournit à l'homme de plus en plus de nouveaux matériaux pour les travaux de construction. Parmi les développements relativement récents de ce type, il convient de noter le béton fibré. Les caractéristiques de ce matériel sont utiles à connaître même pour ceux qui ne vont pas l'utiliser - juste pour le développement général. DescriptionLe béton fibré est un sous-type de béton renforcé sur toute la surface à l'aide d'inclusions métalliques et non métalliques. Pour renforcer le matériau, du fil d'acier et des fibres de carbone, polyamide, verre, acrylique, polyester, viscose, nylon et basalte sont activement utilisés. La fibre d'acier solide, obtenue en coupant un fil d'une section de 0,1 à 0,5 mm en sections de 10 à 50 mm, s'est avérée plus demandée que d'autres. La fibre de verre n'est que légèrement inférieure à celle-ci, populaire en raison de ses qualités techniques. L'utilisation d'autres matériaux synthétiques contribue à rendre processus plus économique et donne au matériau une variété de caractéristiques. Béton fibré par rapport au béton conventionnel :
Dans le même temps, la résistance et la ductilité du matériau sont également à un niveau décent. Si la couche durcie est coupée, une structure homogène sera visible, qui est pénétrée sur toute son épaisseur par de fins fils s'étendant dans une direction arbitraire.
Sauf nuances technologiques, il existe des conditions généralement acceptées, telles que :
ButLes produits en béton fibré sont utilisés dans la plupart différents domaines. Il trouve une application dans les bases des gratte-ciel et dans construction de routes, et dans la construction d'ouvrages hydrauliques. Si de la fibre de verre est ajoutée, le matériau peut être utilisé pour le contrôle du bruit, la purification de l'eau et la décoration des façades.
Parmi les éléments décoratifs architecturaux réalisés à partir du matériau considéré, les corniches occupent une place importante. Pour les obtenir, une variété à base de fibre de verre est utilisée. Les experts sélectionnent la technologie et déterminent les nuances en tenant compte de la hauteur de la structure et de sa distance par rapport au mur. Parfois la corniche est divisée en plusieurs blocs avec différentes hauteurs, si le décalage est important, l'installation est réalisée sur un sous-système de éléments métalliques. Les murs ont une épaisseur de 2 à 4 cm et la longueur d'un seul élément peut aller de 70 à 100 cm. Pour l'installation de corniches, des pièces en métaux ferreux, galvanisés ou en acier inoxydable sont souvent utilisées. Pour la fixation des corniches, des méthodes traversantes, cachées ou mixtes sont utilisées. Poteaux en béton fibré – excellente solution pour ceux qui veulent prendre soin non seulement de l'apparence de la façade, mais aussi de l'intérieur de la pièce. La partie principale des colonnes prend une part notable de la charge, réduisant ainsi la pression exercée sur les autres éléments des bâtiments. Ainsi, en plus des avantages purement conceptuels, ces pièces permettent la construction de bâtiments massifs. Ils affectent indirectement la perception des façades, réduisant ainsi le risque de formation de fissures. EspècesPour utiliser correctement le béton fibré, vous devez bien comprendre les caractéristiques de ses différents types. Les premiers exemples de ce matériau ont été obtenus avant la Première Guerre mondiale. À cette époque, il n’existait pas encore une variété particulière de matériaux synthétiques et c’est pourquoi les expériences des scientifiques en matériaux se déroulaient avec du fil coupé. La fibre est aujourd’hui réglementée par des exigences norme d'état. Le remplissage en acier est divisé en groupes d'ancrage et de vagues ; les extrémités des segments dans ces deux cas sont nécessairement pliées. Pour obtenir la fibre métallique pour le cadre, la matière première est le plus souvent traitée de manière purement mécanique, sur des tréfileuses, des laminoirs ou des équipements de découpe. La technologie est choisie en fonction du diamètre de fibre souhaité. Les fils extrêmement fins sont réalisés en faisant passer l'acier à travers des trous dans des pièces de diamant.
La fibre minérale est obtenue à partir de roches volcaniques en fusion, généralement du basalte. Les propriétés de la matière première influencent les caractéristiques du matériau ; elle résiste aux contraintes mécaniques et au contact avec les alcalis et les acides. La fibre de basalte ne prend pas feu et rend le béton auquel elle est ajoutée trois fois plus résistant qu'un mortier ordinaire. Les additifs fabriqués à partir de ce mélange sont utilisés à diverses fins :
Le béton de fibre de verre est produit en extrayant une masse de verre fondu à l'aide de équipement spécial. Étant donné que la composition du verre est très différente et peut varier de manière flexible, les concepteurs peuvent réaliser des caractéristiques mécaniques. Les renforts dispersés sont assemblés en faisceaux d'un diamètre donné. La fibre de carbone est fabriquée en traitant des matières premières sous une chaleur importante. Ce matériau présente un certain nombre d'excellentes caractéristiques :
Le problème du filament de carbone est uniquement lié à son à un prix élevé. Le béton renforcé de fibres de polypropylène présente une résistance supérieure aux charges d'impact à tout échantillon sans armature. Mais en même temps, les étirements et les compressions sont bien moins bien tolérés. De plus, le polypropylène n'est pas assez résistant haute température, et il existe un risque élevé d'acheter des matières premières franchement de mauvaise qualité. Le fait est que la gamme de caractéristiques du matériau est énorme et que même un professionnel ne peut pas distinguer à l'oeil nu un produit standard d'un déchet. CaractéristiquesLe GOST russe prévoit la publication du plus différents types béton fibré. La composition chimique et fractionnaire du mélange affecte directement ses paramètres pratiques. Ainsi, l’ajout de fibre de verre apporte :
Ces propriétés permettent de réduire l'épaisseur des structures fabriquées et de réduire considérablement leur poids. Et la combinaison d'une charge réduite et de la sécurité environnementale élargit considérablement le champ d'application des produits. Le béton fibré est le plus populaire lorsqu'un risque minimal de fissuration et une excellente résistance aux chocs sont requis. Pour revêtements de sol difficile à trouver meilleure solution. Le faible poids des blocs de béton fibré simplifie leur utilisation pour la finition des bâtiments éléments décoratifs de divers types. Les proportions du mélange à base de polystyrène dépendent de la densité requise. Donc, si c'est 200 kg pour 1 mètre cube. m, vous aurez besoin de 100 litres, 200 kg de ciment lui-même et 0,84 mètre cube. m de polystyrène broyé. La quantité de miettes ne changera pas avec l'augmentation de la densité, seuls de l'eau supplémentaire et un liant sont ajoutés. Le mélange obtenu est parfait pour couler le sol et pour une utilisation à l'intérieur du coffrage. Vous pouvez en apprendre davantage sur le processus de production des produits en béton fibré en regardant la vidéo suivante.
Examen des fabricantsLa production de béton fibré est établie depuis longtemps en Russie. haut niveau. Il n’y a aucune raison impérieuse de préférer les produits importés. D'excellents résultats proviennent de l'utilisation de mélanges de marques "3DBéton", les experts recommandent également de se concentrer sur les marques "ROSPAN" et LTM. Grâce à équipement moderne et les dernières techniques technologiques parviennent à atteindre la barre que les entreprises japonaises placent sur le marché mondial. Le choix entre les fabricants peut être fait uniquement sur la base de la logistique, car il n'est pas possible de détecter de différences pratiques entre leurs produits. Comment choisir ?La composition en espèces et la concentration de la fibre ajoutée seront bien plus importantes que les inscriptions sur l'étiquette. Ainsi, si vous souhaitez obtenir la résistance la plus élevée, il est recommandé d'acheter du béton dans lequel de la fibre métallique mélangée à de la fibre de verre a été ajoutée. Il sera alors possible de se limiter à l'épaisseur minimale possible des murs, ce qui permettra de rendre les travaux de fondation plus faciles et moins coûteux. La recette décrite permet également au béton fibré de :
Un tel composite peut même résister aux charges qui se produisent lors du mouvement du transport ferroviaire, lors du décollage et de l'atterrissage. aéronef. La fibre de verre permet d'utiliser un mélange de béton pour le revêtement des façades et pour la finition des bâtiments industriels, qui est incapable d'absorber la saleté et peut être facilement lavé en cas de colmatage. Le remplissage en acier est utilisé s'il est nécessaire de décorer les sols des parkings intérieurs et extérieurs, les revêtements routiers et les fondations renforcées. Un tel béton fibré peut également être utilisé pour construire des complexes hydrauliques secondaires et des réservoirs en béton. Les mélanges à base de polypropylène sont recommandés pour la production de blocs de mousse, de composites poreux et de petits bâtiments. Grâce à la diversité des couleurs du béton fibré, les consommateurs peuvent choisir n'importe quel apparence lui - même une imitation parfaite pierre naturelle. Si vous devez réaliser du béton textile, la viscose et le coton sont parfois utilisés.
Cas d'utilisationLa production de béton fibré pour ouvrages hydrauliques est justifiée car un module d'élasticité, une résistance à la compression et à la traction plus élevés permettent de réduire les contraintes dans la couche de revêtement.
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