В последнее десятилетие широкую популярность приобрела технология добавления в бетон волокон. Это произошло благодаря усердию производителей волокон и их дистрибьюторов по организации и налаживанию сбыта; произведенных независимых технических испытаниях. Об успехе бетона, усиленного волокнами говорит не только наука, предлагающая применять волокна в бетоне, но и специалисты, а также сами производители.

Армированный волокнами бетон имеет репутацию надежного материала с уменьшенным коэффициентом растрескивания при усадке. Использованием армированного волокнами бетона известны некоторые постройки Римской эпохи, к примеру Колизей. Однако, чтобы эта технология усиления бетона стала по-настоящему широкораспространенной потребовались исследования, проводимые в течение нескольких лет. Современная бетонная промышленность позволяет выделить 2 большие группы волокон: стальные и синтетические.

Волокна стали имеют специфическое применение. Они не используются в стандартных бетонных плитах или дорожных покрытиях. Стальные волокна добавляют в бетон при необходимости высокой прочности на удар. Бетонный пол подвержен нагрузкам и всевозможным воздействиям производственной среды (к примеру, если рассматривать автомобильный сборочный цех). В таких случаях оправдано применение стальных волокон. Как уже отмечалось выше, стальные волокна помогают уменьшить растрескивание бетона при усадке, аналогично волокнам синтетическим, при этом стальные волокна довольно редко применяются против растрескивания при усадке. Они бывают разных размеров и видов. Наибольшим спросом пользуются волнообразные волокна длиной 4–5 см и диаметром приблизительно 1 мм. На кубический метр должно приходиться от 15 до 45 кг волокон.

Синтетические волокна производятся из полипропилена, стекловолокна либо нейлона. Нейлоновые и полипропиленовые волокна обычно более удобны для бетонщиков в работе. Они же имеют и более широкое применение.

Поэтому стекловолокно несколько отходит в сторону, и его использование уменьшается.

Однако можно представить, что трудно отличить один вид синтетического волокна от другого, и они, казалось бы, должны одинаково работать.

Синтетическое волокно представлено различием форм и размеров (как и волокна стальные). Они отличаются такими параметрами, как денье (тонкость), количеством волокон (число на единицу площади) и пределом прочности при растяжении. Многие производители бетона и их заказчики предпочитают различные типы волокон. В дорожных покрытиях, плитах, тротуарах зачастую используются волокна длиной от 6 мм до 1,2 см. При этом на кубический метр бетона рекомендуется добавлять от 0,6 до 2 кг волокон.

Свежий бетон терпит многочисленные химические превращения. Химическому процессу перехода бетона из пластичного состояния в твердое сопутствует выделяемое тепло. Это тепло с одной стороны важно для повышения прочности на ранней стадии, а с другой – может стать причиной расширения бетона. По ходу отвердевания бетона, достигается максимальная температура. Достигнув экстремальных значений, бетон начинает постепенно остывать. Этот процесс сопровождается сжиманием или дает усадку. Подобное изменение объема, создавая напряжение в бетоне, может привести к термическому растрескиванию. Волокна, образуя связующую основу, помогают этого избежать.

Пластическое образование усадочных трещин больше связано с влажностью, а не с внутренней теплотой, в отличие от растрескивания термического. Определенная погода может высушить поверхность бетона до того, как начнется первоочередное состояние отвердевания. Кстати, внутри бетон может сохранить свою пластичность при абсолютно обезвоженной поверхности. Большая потеря влаги на поверхности способна привести к ложному схватыванию и усадке. И термическое растрескивание и пластическое образование усадочных трещин вызываются изменением объема бетона, и в этом их сходство. Отличие – в причинах, которые это изменение вызвали.

Усиление волокнами, безусловно, не должно быть абсолютной альтернативой армированию стальному. Армирование волокнами – это процедура, которая позволит существенно уменьшить вероятность пластического образования усадочных трещин, поможет минимизировать последствия термического растрескивания. Через трещины на поверхности бетона может проникнуть вода и химикаты. Большинство форм химического и физического разрушения начинаются через поверхностные трещины, которые обязательно отразятся на устойчивости к износу и сроке службы бетона. Поверхностные трещины – это еще и определенное нарушение эстетического вида.

Армирование бетона волокнами – экономичный подход, минимизирующий пластическое образование усадочных трещин, уменьшающий термическое растрескивание и увеличивающий износоустойчивость бетона.