Устройство полов. Материалы и технологии.

4.7.3. Упрочнение слоя износа сталефибробетоном.

Производство покрытий промышленных полов с применением слоя износа из сталефибробетона включает приготовление, транспортирование, укладку и распределение в покрытии бетонной и сталефибробетонной смесей, обработку смеси, уход за уложенным бетоном и выдерживание до набора распалубочной прочности. Каждый из указанных технологических процессов имеет свои особенности, которые влияют на качество покрытия.

Сталефибробетонные смеси отличаются от обычных бетонных смесей не только наличием в их составе стальной фибры, но и требуют при приготовлении смесей оценки следующих критериев:

+ количество стальной фибры;

+ сцепление и анкеровка стальной фибры с бетоном;

+ равномерное распределение стальной фибры по всему объему матрицы;

+ однородность сталефибробетонной смеси.

Выполнение перечисленных условий приводит к проведению различных по содержанию и сложности технологических мероприятий.

Стальная фибра для дисперсно-армированного бетона изготавливается различными способами: путем рубки проволоки, резки стальных листов, фрезерования стальных заготовок (слябов), извлечения из расплава, утилизации отработанных стальных канатов. Фибры могут иметь различные поперечные сечения: круглое, овальное, прямоугольное, треугольное и т. п., и быть различной длины.

Диаметр проволоки или размер поперечного сечения фибры, как правило, не превышает 0,3–2,0 мм. Длина фибры колеблется в более широких пределах и назначается исходя из отношения l/d (l — длина, d — диаметр или наибольший линейный размер сечения).

Экспериментально установлено, что отношение l/d для дисперсно-армированного бетона, по условиям его изготовления, не должно превышать 100.

Количество фибровой арматуры с отношением l/d < 100, которое можно ввести в бетонную смесь, не превышает 2–3 % по объему (160–240 кг/м3). Наиболее употребительный расход фибры 1,0–1,5 % по объему (80—120 кг/м3).

Качественное получение фиброармированной бетонной смеси будет достигнуто при условии обеспечения равномерной и постепенной подачи фибры в бетоносмеситель и во время перемешивания компонентов сталефибробетонной смеси в течение первых 2 минут после подачи фибры. Увеличение времени перемешивания сверх оптимального отрицательно влияет на свойства сталефибробетона.

При наиболее рациональных расходах фибры (80—120 кг/м3 бетона) и отношении ее длины к диаметру до 100 при перемешивании этой фибры в бетонной матрице образуются комки или, как их называют, «ежи» диаметром до 10 см. Очевидно, что такие образования не дают возможность получить фибробетон с однородными по всему объему свойствами. Кроме того, на определенный объем бетона должен дозироваться и определенный вес фибры. Иначе говоря, при приготовлении товарного фибробетона в технологическом процессе возникают две дополнительные операции: дозировка фибры и способ ее введения в смесь, который исключал бы комкование.

Дозировка фибры может осуществляться либо с помощью дозатора, фиксирующего вес фибры на 1 замес, либо посредством небольшой компактной тары с фиксированным весом фибры (например, 10–20 кг).

Введение фибры в бетонную смесь может осуществляться несколькими способами.

+ Сначала в смесителе перемешивают песок с крупным заполнителем, затем постепенно вводят требуемое количество фибры, продолжая перемешивание. После этого в смеситель вводят цемент и воду затворения и снова перемешивают смесь до равномерного распределения всех компонентов.

+ Вначале приготавливают бетонную смесь, затем в нее постепенно вводят фибру, продолжая перемешивание до ее равномерного распределения в смеси.

+ Фибра вводится в готовую бетонную смесь в процессе ее укладки в форму (равномерно по объему или послойно в зависимости от способа укладки и вида конструкции).

Поскольку комки, или «ежи», образуются и до введения фибры в смесь, разработаны специальные устройства — диспергаторы, которые разбивают уже образовавшиеся «ежи» и обеспечивают постепенное введение фибры в бетонную смесь. Диспергаторы разработаны в различных конструктивных вариантах. Наиболее известный из них — «беличье колесо». Это барабан, расположенный над смесителем, в который помещается навеска фибры. Вращаясь, барабан обеспечивает равномерное поступление фибры в смеситель за счет центробежной силы. Имеются и другие конструкции диспергаторов, например, в виде вибросита или комбинации «беличьего колеса» с эжекторным устройством и т. п.

Существуют и другие способы избежать образования «ежей» при введении фибры. Так, бельгийская фирма «Бекарт» склеивает фибру в специальные пакеты с помощью водорастворимого клея. Попадая в бетоносмеситель, пакеты рассыпаются на отдельные фибры (клей растворяется в воде), и они равномерно распределяются по объему смеси.

Фибра, изготавливаемая в Кургане по немецкой технологии «Харекс», получаемая из слябов путем фрезерования, благодаря своей форме (пластинка с деформированными концами) практически не образует «ежей» и не требует каких-либо приспособлений типа диспергаторов для ее введения в бетонную смесь.

ЗАО «Курганстальмост» производит фрезерованную фибру с 1994 года. Фибра выпускается по ТУ 0882-193-46854090-2005, разработанным ГУП «НИИЖБ», и широко используется в России и за рубежом.

Завод выпускает фибру треугольного сечения с зацепами длиной до 2 мм на ее концах. Две поверхности сечения из трех — шероховатые, а сама фибра имеет скручивание по продольной оси. У фибры синеватый оттенок, это окисный слой, образующийся как следствие высокой температуры резки металла. Он активно препятствует образованию и развитию коррозии в процессе хранения фибры, ее транспортировки и эксплуатации в бетоне.

Фрезерованная фибра, в отличие от иных видов фибр (проволочной или резаной из листа), равномерно перемешивается в бетонной массе и не образует комков. Поверхность сцепления фрезерованной фибры с бетоном в 4 раза больше поверхности сцепления фибры круглого или квадратного сечения. А окисный слой фибры и высокая трещиностойкость сталефибробетона сводят к минимуму воздействия внешней среды.

Практика устройства покрытий на объектах позволила определить, что в технологии производства слоистых покрытий наиболее важной задачей является достижение максимальной плотности укладки слоев и их прочное сцепление. Для устройства слоев износа из сталефибробетона рекомендуется следующий способ укладки:

1. Приготовление сталефибробетонной и бетонной смесей.

2. Транспортирование сталефибробетонной и бетонной смесей на место устройства покрытия.

3. Установка направляющих на всю высоту бетонирования конструкции покрытия.

4. Послойная укладка соответственно бетонной и сталефибробетонной смесей по высоте неуплотненных слоев.

5. Одновременное уплотнение всех слоев покрытия.

6. Отделка поверхности покрытия шлифовальными машинами и уход за бетоном путем обработки поверхности отвердительным составом, образующим защитную пленку на всей поверхности.

7. Нарезка деформационных швов.

Применение технологии производства промышленных полов со слоем износа из сталефибробетона позволило обеспечить повышение физико-механических свойств покрытий по сравнению с традиционными способами, а именно прочность при растяжении, при изгибе в 1,5 раза, истираемость покрытий в 1,2 раза. Высокие физико-механические свойства слоя износа обеспечивают значительный период эксплуатации и повышают долговечность покрытий. [16, 48, 49, 50].