Супер фибра из СВМПЭ – фибра нового поколения

Фиброволокно из полимерных материалов составило серьезную конкуренцию традиционному армированию металлической сеткой. Наибольшей популярностью пользуется фибра из полипропиленового (ПП) волокна. Основными достоинствами фибры из полипропилена являются технологичность изготовления, сравнительно низкая стоимость при достаточно высокой химической стойкости и наличия сырья отечественного производства. Основной недостаток — низкая прочность по сравнению с традиционной сеткой из металла или металлической фиброй и низкая морозостойкость (-10 -15 ℃).

Появление на рынке сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и разработка технологии изготовления волокон из этого полимера (Фото 1) существенно потесняет применение ПП фибры. При таких же показателях плотности (легкости) фибра из СВМПЭ (Фото 4 и Фото 5) существенно превосходит ПП по прочности, износостойкости, термостойкости при низких температурах (до -100℃). Для целого ряда задач это является неоспоримым преимуществом и безальтернативным решением. В таблице 1 представлены сравнительные характеристики фиброволокон из ПП и СВМПЭ.

Таблица 1

Характеристики	Фибра из ПП	Фибра из СВМПЭ
Состав	100 % ПП	100 % СВМПЭ
Размеры фибра (длина)	5 - 50 мм	5 - 50 мм
Сечение фибры	круглое	круглое
Диаметр, мкм	20 - 120	20 - 120
Плотность г/см 3	0,91 - 0,93	0,92 - 0,95
Прочность, МПа	До 570	До 3000
Удлинение, %	>20	3-5
Температура размягчения, ℃	160	140
Морозоустойчивость, ℃	-8 –(-15_	-70
Адсорбация	нет	нет
Электропроводность	диэлектрик	диэлектрик
Модуль упругости, МПа	6000 / 7000 МПа	(10000 / 12000)
Износостойкость	низкая	Очень высокая
Влагопоглощение %	2 - 3	0,01 - 0,05
Химстойкость	высокая	очень высокая
Срок службы (старение)	2-3 года	до 25 лет

Применение

Область применения фиброволокна из СВМПЭ очень обширная:

В бетонных стяжках для повышения механических, динамических свойств в широком диапозоне температур. Расход 0,8-1,2 кг/м3, длина 10-20 мм.
Для газобетона и пенобетона — для увеличения прочности, ударной вязкости и увеличения трещиностойкости.
Для армирования изделий из гипса — повышающее прочность и предотвращающее появление сколов и трещин. Расход 0,8- 1,2 кг/м3, длина 10-20 мм.
Для оштукатуривания стен.
Для изготовления строительных блоков различного назначения при создании монолитной конструкции.
Для тротуарной плитки, значительно уменьшающее образование трещин при резком перепаде температур.
Для строительных конструкций и стяжек тяжелых бетонов, где имеются высокие статические и динамические нагрузки (трамвайные пути).

На нашем предприятии разработана технология получения и другого вида сверхпрочного фиброволокна (анкерная фибра) из ПЭВП. Это жесткая и прочная фибра в широком диапазоне геометрических размеров профиля с гофрированной поверхностью или с крученым сечением сложной формы (Фото 2), благодаря чему гарантируется надежное сцепление фибры в бетоне. По данной технологии можно получать и анкерную фибру из ПП в широком диапазоне геометрических параметров.

Для усиления сцепляемости к бетону и существенного увеличения прочностных показателей бетона иногда дополнительно проводят активацию поверхности анкерной фибры коронным разрядом.

Технические характеристики анкернаой фибры из ПЭ и ПП по новой технологии по сравнению с анкерной фиброй из ПП по традиционной технологии приведены в таблице 2.

Характеристики	Анкерная фибра из ПП высокоориентированная	Анкерная фибра из ПЭ по новой технологии высокоориентированная	Анкерная фибра из ПП по новой технологии высокоориентированная
Состав	100 % ПП	100% ПЭВП	100% ПП
Сечение фибры	прямоугольное	квадрат, прямоугольник, сложный профиль	квадрат, прямоугольник, сложный профиль
Длина, мм	25-40	20-120 мм	20-120 мм
Толщина, ширина, мм	0,6 х 1,2	Толщина 0.5-1,0 Ширина 1.0-5.0 Диаметр до 10мм	Толщина 0.5-1,0 Ширина 1.0-5.0 Диаметр до 10мм
Модуль упругости, МПа	4300- 5000	До 8000	До 7500
Прочность при разрыве МПа	560	600- 700	600-700
Относительное удлинение, %	До 30	До 15	До 15
Коэффициент трения	0,15	0,05	0.15

Все виды представленной фибры из СВМПЭ, ПЭВП и ПП производятся на нашем предприятии и по технологии, разработанной на нашем предприятии.

Технология введения фибры из СВМПЭ в бетон

Применение полимерного фиброволокна для армирования бетона имеет ряд особенностей:

Фибра окажется эффективной лишь в случае, когда под твердым слоем расположено мягкое основание. В этом счлучае стяжка работает на изгиб, т.е. на растяжение волокна. При этом характеристики стяжки на сжатие останутся неизменными.
Чтобы раствор имел достаточную пластичность рекомендуется добавить немного песка и цемента и хорошо перемешать, выдерживая пропорции воды. Армированный материал еще не затвердев, не должен рваться при укладке слоем порядка 2 см.
Использование фибры из СВМПЭ не испортит выравниваемую поверхность стяжки. При достаточном «микроутрясывании» поверхность становится параллельной земле при незначительной ворсистости (Фото 3).
Волокна СВМПЭ, попав в бетон в виде скруток, под действием воды раскручиваются в волоски, т.е. перед введением прочесывать их не обязательно.
Фиброволокно добавляется к сухим компонентам. Обычно оно добавляется вместе со щебенкой к песку и цементу.
Дозировка по порциям не играет роли, главное — перемешать все компоненты тщательно, прежде чем заливать воду.
В электрической бетономешалке перемешивание осуществляется вне зависимости от добавления воды — компоненты основательно перемешиваются уже за несколько минут. Полное время перемешивания с водой — не менее 7-10 минут.
Фиброволокно может постепенно осесть на дно мешалки если дать раствору застояться.
Минимальное количество фиброволокна из СВМПЭ — не менее 0,7 кг/м3 бетона, цементный раствор или гипсовую смесь с фиброволокном наносят на предварительно покрытую грунтовкой поверхность.
Для малых архитектурных форм дозировку рекомендуется поднять до 1,8- 2,0 кг/ м3 гипса.
Рифленое или скрученное моноволокно необходимо применять после обработки поверхности коронным разрядом в течение 3-4 суток после обработки.

Таким образом, при практически одинаковой технологии введения фибры СВМПЭ имеет неоспоримое, существенное преимущество перед основной на сегодняшний день фиброй из ПП. Несомненно, этот материал в ближайшем будущем вытеснит все другие полимерные фибры.