Фибробетон: Свойства, технические требования и практика производства в Европе

УДК 693

А.Н. ДАВИДЮК, доктор техн. наук, заслуженный строитель РФ, директор НИИЖБ им. А.А. Гвоздева – АО «НИЦ «Строительство», Ю.С. ВОЛКОВ, канд. техн. наук, почетный строитель, ученый секретарь НИИЖБ им. А. А. Гвоздева – АО НИЦ «Строительство», почетный член РААСН, член технического комитета Европейской ассоциации по бетону – ERMCO

Авторы анализируют строительные свойства фибробетона; на основе европейских нормативов приводят критерии производства и применения фибробетона.

Фибробетон в настоящее время является признанным материалом для применения в строительстве, широко используется для устройства промышленных полов, дорог, тротуаров, обделки тоннелей, сборных конструкций, стен, сборных сегментов и т.д. Добавление фибры в бетон ведет к расширению возможных областей применения бетона в наземном и подземном строительстве.

Стальную или полимерную фибру вводят в бетон с целью улучшить ударную вязкость затвердевшего бетона, улучшить ударопрочность, повысить его прочность на растяжение и на растяжение при изгибе.

В недавно обновленном европейском стандарте EN 206 «Бетон. Технические требования, эксплуатационные характеристики, производст­во и критерии соответствия» впервые были включены требования к фибробетону. Помимо EN 206, некоторые европейские страны выпустили руководства и стандарты на фибробетон с национальными приложениями. Европейский комитет по стандартизации (CEN) признал возрастающее значение фибробетона, и им были изданы гармонизированные стандарты, содержащие требования для стальной фибры, макро- и микрополимерной фибры.

Таблица 1. Типичные характеристики стальных фибр

Предел прочности на растяжение	300 Н/мм2
Модуль упругости	210 000 МПа
Форма фибр	Прямые, волнистые, профилированные или с загнутыми концами
Длина	20-60 мм
Сечение	Круглое, гофрированное, прямоугольное или сегмент круга
Диаметр	0,1-1,5 мм
Размеры поперечного сечения (прямоугольный)	0,02-1,5×0,2-3 мм
Поверхность	Гладкая или рифленая

Европейская ассоциация по готовым бетонным смесям ERMCO (ermco.eu) опубликовала руководство по фибробетону для изготовителей, содержание которого излагается ниже.

Международная федерация по железобетону – FIB, выпустила в 2010 году пособие по расчету железобетонных конструкций (модель – код), которое включает также рекомендации по проек­тированию конструкций из фибробетона.

НИИЖБ им. А.А. Гвоздева в свое время также уделял много внимания этому материалу. В 2006 году был издан свод правил «Сталефибробетонные конструкции», который был переработан и переиздан в 2010 году.

Требования к составляющим фибробетона (фибра из различных материалов, цемент, заполнители, добавки и др.) такие же, как и для обычного бетона, то есть они должны отвечать требованиям соответствующих международных стандартов, технических правил или конкретным национальным требованиям (например, требованиям по морозостойкости для заполнителей).

Таблица 2. Численные характеристики полимерных микрофибр

Модуль упругости	3 000-30 000 МПа
Прочность на растяжение	300-700 Н/мм2
Форма поперечного сечения	Круглая, эллиптическая или прямоугольная
Длина	3-36 мм
Диаметр	300-1300 мк
Форма	Прямая или волнистая 10-50 мкм
Размеры поперечного сечения (прямоугольные)	20-300 мкм
Поверхность	Гладкая

В Европе стальная и полимерная фибра может быть использована в бетоне, если она соответствует требованиям евростандартов EN 14889-1 и 14889-2 и имеет маркировку СЕ (­Европейский знак соответствия требованиям евростандартов). Вязкая прочность на растяжение при изгибе фибробетона является ключевым параметром его эффективности. Это зависит от типа и количества добавленной фибры, а также от свойств самой бетонной матрицы. Неармированный бетон не обладает вязкой прочностью на растяжение при изгибе, в то время как при нагружении фибробетонной балки фибра берет на себя около 30% от максимальной прочности на растяжение при изгибе. Величина вязкой проч­ности зависит от типа используемых фибр и их количества на единицу объема бетона. В общем случае при одинаковой несущей способности балок из сталефибробетона и полимерфибробетона соотношение между стальной и полимерной фиброй составляет 5:1 (т.е. 25 кг/м³ содержание стальной фибры эквивалентно содержанию 5 кг/м³ макрополимерной фибры).

Фотографии различных типов стальной фибры показаны на рисунках 1-4.

Стальные фибры с высоким соотношением диаметра и длины, как правило, поставляются в виде клееных полос, чтобы избежать комкования при смешивании в бетоне. Клей растворяется в воде затворения бетона, и фибры во время смешивания отделяются друг от друга.

Макрополимерные фибры имеют длину 20-60 мм, поперечный размер сечения (прямоугольный) 50-2000 мкм, поверхность гладкую или рельефную, модуль упругости 3 000-30 000 МПа; прочность на растяжение 300-700 Н/мм²;

— форма: крученые, текстурированные;
— сечение формы: круглая, прямоугольная или эллиптическая;
-диаметр 30-300 мкм.

Образец макрополимерной фибры показан на рис. 5.

Фибробетонная смесь с различными видами фибр

Европейский стандарт для полимерных фибр EN 14889-2 делит полимерные фибры на два класса:

• класс I: микрофибры, <0,30 мм в диаметре.
• класс II: макрофибры, >0,30 мм в диаметре.

Свойства микрополимерных фибр класса I:

• как правило изготовлены из полипропилена;
• сечение может быть круглым, прямоугольным или эллиптическим;
• поперечное сечение, характеристики поверхности, модуль Юнга и прочность на разрыв определяют сцепление между фибрами и бетоном;
• полимерные фибры устойчивы к высокой щелочности бетона;
• введение микрополимерных фибр может способствовать повышению огнестойкости и сопротивлению против пластической усадки в зависимости от длины и содержания фибры в объеме бетона.

Микрополимерная фибра не подлежит расщеплению, т.е. безопасна для здоровья. Образец микрополимерной фибры показан на рис. 6.

Покрытия для фибр

Некоторые фибры имеют покрытие на поверхности в виде тонкого слоя для обеспечения особых свойств, например, чтобы избежать комкования, или для защиты от коррозии в случае стальных фибр. Некоторые стальные фибры обладают покрытием из водорастворимого клея, чтобы минимизировать риск комкования, а также способствовать однородному смешиванию в бетоне. Другие покрытия могут включать добавки, например пластификатор бетона для компенсации потери подвижности смеси при введении фибры.

Свойства фибробетонной смеси

Добавление фибры в бетон влияет на свойства свежеприготовленной смеси. Такие свойства, как консистенция, содержание воздуха, водоотделение и прокачиваемость смеси, могут быть ухудшены. Ниже описываются возможные последствия введения фибры на свойства бетонной смеси.

Подвижность фибробетонной смеси (консистенция)

Добавление фибры в бетон может уменьшить осадку конуса и/или увеличить когезионную способность смеси. Это должно быть компенсировано либо использованием пластификаторов, либо путем регулировки состава смеси. Если фибра добавляется в бетон на заводе, то необходимая консистенция смеси при доставке на стройплощадку должна быть гарантирована производителем. Если фибра добавляется на стройплощадке, то потеря консистенции весьма вероятна, и производитель должен учесть это при проектировании и приготовлении состава смеси. В обоих случаях производитель несет ответственность за качество бетона и должен доказать соответствие бетона заказу на поставку. Если фибра добавляется в бетон под ответственность подрядчика, то производитель несет ответственность за бетон до того, как в него будет добавлена фибра. Другие изменения в свойстве бетона выполняются под ответственность подрядчика, например, добавление пластификаторов или суперпластификаторов с целью компенсации потери подвижности. Как и для обычного бетона, добавление только одной воды, чтобы улучшить подвижность смеси, отрицательно влияет на качество фибробетона.

Прокачиваемость

Насосы для подачи фибробетона не требуют специального оснащения. Тем не менее полезно иметь вибратор на сетке насоса. Бетон, содержащий короткие фибры любого типа, при перекачивании не вызовет проблем. Однако более длинные стальные или макрополимерные фибры с соотношением длины к диаметру более 60 могут потребовать более тщательного внимания, особенно при высоком содержании фибры (обычно более 25 кг/м³ стальных фибр или более 10 кг/м³ макрополимерных фибр). Диаметр трубопровода насоса должен не менее чем в полтора раза превышать длину стальной фибры, но может быть меньше для макрополимерных фибр, ибо они проявляют некоторую гибкость при движении в бетонопроводе. Как и для всех типов бетонных смесей, прокачиваемость определяется составом смеси, консистенцией, хорошей смазкой насоса и всех линий, важно также управление давлением насоса.

Для бетона, содержащего более 35 кг/м³ стальной фибры или 10 кг/м³ макрополимерной фибры, или в случае длинных или сложных линий подачи смеси трудности могут возникнуть, несмотря на соответствующие подборы состава смеси. В этом случае следует по согласованию с подрядчиком проводить насосные испытания перед началом работы.

Содержание воздуха

Добавление фибры может влиять на содержание воздуха любого бетона. Фибра вместе с использованием некоторых пластификаторов может увеличить содержание воздуха в бетоне.

Водоотделение

Добавление стальных фибр или макрополимерных фибр мало влияет на скорость водоотделения, более того, полимерные микрофибры могут значительно снизить объем водоотделения.

Пластическая усадка и трещинообразование

Признано, что пластическая усадка и растрескивание связаны с водоотделением и/или аутогенной/химической усадкой. Поэтому введение полимерных микрофибр может дать положительный эффект, в то время как стальные и макрополимерные фибры не оказывают большого влияния. Это одно из преимуществ использования полимерных микрофибр, особенно при бетонировании плоских элементов. Обычное количество введения фибры колеблется в диапазоне от 600 г/м³ до 900 г/м³.

Свойства затвердевшего фибробетона

Введение стальной и макрополимерной фибры существенно влияет на свойства затвердевшего бетона и при этом достигается:

• повышенная прочность на растяжение при изгибе;
• увеличение прочности на срез;
• увеличение ударопрочности;
• снижение ширины раскрытия трещин (расчет по второй группе предельных состояний);
• повышенная устойчивость при переменных нагрузках.

Введение полимерных микрофибр существенно повышает устойчивость к взрывным воздействиям и пожару, что особенно важно при строительстве тоннелей.

Прочность на сжатие

Добавление фибры обычно не влияет существенно на прочность на сжатие, но может снижать прочность, если содержание воздуха увеличивается.

Прочность при растяжении после образования трещины

Способность фибры к передаче нагрузки через трещину является одним из наиболее важных свойств фибробетона. Это позволяет конструкции нести значительную нагрузку даже после образования трещин. В 95% случаев стальные и макрополимерные фибры в бетоне испытывают чистое растяжение. Однако испытания на одноосное однородное растяжение трудноосуществимы. Как правило, прочность на растяжение оценивают испытанием при изгибе. Величина прочности при осевом растяжении может быть получена из результатов испытаний на растяжение при изгибе с помощью коэффициентов пересчета. Прочность на изгиб при растяжении после образования трещины может быть получена при испытании балки по EN 14651.

При стандартном объеме введения фибр (как правило, от 20-40 кг/м³ стальных фибр или 4-8 кг/м³ макрополимерных фибр) доля нагрузки, которую может нести образец после образования трещин, меньше, чем величина нагрузки до образования первой трещины. Но эта величина может быть выше, если содержание стальных фибр в объеме бетона выше 50 кг/м³.

Огнестойкость

Огнестойкость железобетонных конструкций обычно не зависит от того, введены стальные фибры в бетон или нет, хотя наличие фибры может уменьшить степень выкрашивания.бетона. Макрополимерные фибры могут способствовать повышению огнестойкости бетона, но наилучший эффект достигается при введении микрополимерных фибр. Как показано на рис. 7, растрескивание бетона при пожаре снижается при добавлении полимерных микрофибр в объеме 1-2 кг/м³.

Ударная прочность

Ударопрочность, пластичность и ударная вязкость, как правило, увеличиваются при добавлении любых фибр. Когда назначаются требования по ударопрочности, то вид и содержание фибр в бетоне назначают по результатам испытаний.

Сопротивление на сдвиг

Добавление стальных фибр в бетон повышает сопротивление материала сдвигу. Вязкий вид разрушения получается таким же, как и при использовании поперечной арматуры. Ряд стандартов и руководств содержат даже формулы, описывающие эффект стальных фибр как эквивалентной поперечной арматуры. Сопротивление сдвигу сталефибробетона основан на эффекте повышения его несущей способности после образования трещины при изгибе.

Долговечность

Стальные фибры могут уменьшить риск растрескивания бетона из-за коррозии рабочей стержневой арматуры. Коррозия самих стальных фибр не вызывает выкрашивания защитного слоя. Проектировщик должен рассмотреть возможность использования стальных фибр в потенциально агрессивных условиях, если фибры вблизи к наружной поверхности способствуют повышению долговечности конст­рукций в целом. Как стальные, так и макрополимерные фибры повышают стойкость бетона к истиранию. Полимерные фибры положительно влияют на долговечность за счет снижения риска образования трещин от усадки бетона. Полимерные микрофибры увеличивают огнестойкость железобетонных конструкций за счет уменьшения сколов.

Ползучесть

После образования трещин при изгибе прочность полимерного макрофибробетона может быть в начальной стадии равна сталефибробетону, но в долгосрочной перспективе поведение конструкций с разными видами фибр может быть разным. Под постоянной нагрузкой сами полимерные фибры имеют тенденцию к ползучести, и разрыв полимерных фибр или их большие деформации ползучести со временем могут происходить и в фибре, и в бетоне. Это обстоятельство должно быть принято во внимание при проектировании.

Предварительные испытания

Стандарты на фибры разработаны для самих фибр, а не на фибробетон. Соответствие фибр требованиям EN 14889 не гарантирует, что применение фибр в бетоне не будет иметь проблемы. Свойства фибробетона, а также тип и количество вводимых фибр (в частности, с высоким отношением длины к диаметру) могут потребовать корректировки состава бетона при первичных подборах состава, например для компенсации потери подвижности смеси. Изменения в процессе подборов состава могут включать следующее:

• когда фибры используются с бетоном низкого класса прочности на сжатие и/или в перекачиваемой бетонной смеси, содержание цементного раствора в бетоне, как правило, должно быть увеличено;

• дополнительная площадь поверхности фибр может потребовать большего содержания цементного раствора, чтобы свести к минимуму риск потери подвижности смеси;

• увеличение дозировки пластификатора или суперпластификатора;

• наличие покрытия на поверхности фибр может повлиять на свойства бетонной смеси, прежде всего в части содержания воздуха, что должно быть оценено путем прямых подборов. В этом случае может стать необходимым использование различных добавок или другого типа фибр. Производители должны быть осведомлены о возможности захвата воздуха при введении фибры в бетон;

• обеспечить надлежащую консистенцию фибробетонной смеси рекомендуется путем изменения содержания мелкого заполнителя, которое должно быть больше, чем у эквивалентной смеси без фибры;

• снижение содержания крупного заполнителя;

• гранулометрия заполнителей должна быть непрерывной;

• максимальный размер крупного заполнителя не должен превышать длину фибры.

Стандарт EN 206 на бетон требует проводить первоначальные подборы составов бетона, чтобы убедиться, что производственная технология смешивания обеспечивает равномерное распределение фибры. Стандарт дает процедуру проверки этого требования. Это относится и к ситуации, когда приготовление смеси выполняется в автобетономешалке под ответственность производителя бетона.

Технические требования

Существуют два способа назначения технических требований: по типу фибр и их содержанию, а также по эксплуатационным требованиям к фибробетону. Тип фибр и их содержание может быть указано как для бетона заданного качества, так и для бетона заданного состава.

Требования по типу и содержанию фибр

Наиболее просто для проектировщика назначить требования по типу фибр и по содержанию фибры на м3 в бетоне. Ответственность изготовителя бетона ограничивается введением и смешиванием назначенного типа и количества фибр и обеспечением того, чтобы фибры в бетоне гомогенно были перемешаны. Также изготовитель должен выполнить требования по консистенции смеси и классу прочности на сжатие. Проектировщик принимает на себя ответст­венность за особенности работы бетона в конструкции, вызванные добавлением фибр, например за прочность на растяжение при изгибе после образования трещин.

Когда фибра добавлена в бетон под ответственность подрядчика, он должен указать изготовителю бетона на изменение свойств бетона, вызванного введением фибры.

Требования по эксплуатационным характеристикам фибробетона заданного качества

EN 206 не описывает подробно этот вид назначения требований и ограничивается утверждением, что детали должны быть согласованы между проектировщиком и производителем фибробетона. В некоторых странах ЕС требования к фибробетону задаются в зависимости от поведения конструкции после образования трещины в предельной и эксплуатационной стадии работы конструкции. Указываются прочность на растяжение при изгибе, огнестойкость и усадка в раннем возрасте. Производитель несет ответственность за разработку состава бетона, в том числе принятие решений по типу фибры и объему ее содержания в бетоне. В большинстве стран производители товарного бетона имеют возможность уточнять состав фибробетона. Некоторые производители имеют ряд «фирменных» составов с установленными эксплуатационными свойствами, из которых заказчик может сделать свой выбор.

Практика в Европе

В большинстве европейских стран требования к фибробетону ограничены назначением типа фибры и объема ее содержания в бетоне. Содержание фибры часто определяется поставщиком фибры по согласованию с проектировщиком. Согласованный тип фибры и объем содержания в бетоне передаются поставщику фибробетона. Это обычная практика в Чехии, Дании, Финляндии, Франции, Нидерландах, Норвегии, Польше, Португалии, Словакии и Великобритании.

Соответствие требованиям стандартов

Соответствие требованиям стандартов входит в обязанности производителя и является частью заводского производственного контроля. Фибры для бетона в соответствии с EN 14889 имеют, как правило, маркировку СЕ и должны соответствовать стандартным требованиям производственного контроля и декларации о качестве в соответствии с EN 14889-1 и EN 14889-2.

Стандартных правил для оценки соответствия фибробетона для монолитного строительства нет. Если требования к фибробетону определены, то проектировщик или заказчик должен также сформировать правила по их проверке, включая методы испытаний, если они не установлены в национальных стандартах.

Производство и транспортировка фибробетона

Большинство фибр, поставляемых на заводы товарного бетона, предварительно упакованы производителем. Они должны храниться согласно условиям, указанным производителем. Следует отметить, что некоторые упаковочные мешки являются водорастворимыми. Некоторые производители упаковывают фибру в двойные мешки, где наружный мешок защищает от повреждений внутренний водорастворимый мешок.

Фибра может быть добавлена в бетон на бетонном заводе или на стройплощадке. Выбранная процедура введения фибры влияет на качество и характеристики бетона. Есть три основных условия при дозировании фибры в бетон, которые необходимо соблюдать:

• обеспечить введение фибры правильного типа и количества;
• обеспечить, чтобы фибра была равномерно распределена по всей массе бетона: в частности, образование «ежей» должно быть предотвращено;
• введение фибры не должно ухудшать другие характеристики бетона.

Важно соблюдение инструкций, содержащихся на упаковке. Если фибра упакована в двойной мешок – наружный мешок должен быть удален. Добавление фибры в бетон может выполняться непосредственно в водорастворимом мешке. Как правило, фибру не следует добавлять до введения крупного заполнителя. Постепенное добавление фибры в бетон снижает тенденцию к образованию «ежей», особенно это касается фибры с волнистой формой или с высоким соотношением длины к диаметру (выше 50), а также быстрых темпов добавления больших объемов фибры (более 35 кг стальных фибр на кубометр бетона или 10 кг/м³ макрополимерных фибр). Следует соблюдать рекомендации по перемешиванию от производителя фибры. Добавление фибры на заводе, находящейся в ведении конкретного производителя бетонной смеси, является лучшим способом для обеспечения качества фибробетона. Фибра может быть добавлена непосредственно в барабан автомиксера или для лучшего распределения по объему бетона – в смеситель на заводе. Многие производители следуют своим собственным процедурам дозирования, но в целом рекомендуется выполнять следующие советы.

Если фибробетон готовят в автомиксере, то на один мешок фибры следует в барабан смесителя налить воды из расчета 35 литров на м3 бетона перед добавлением крупного заполнителя и фибры. Смешивание фибры только с водой может приводить к образованию «ежей». В идеале для обеспечения хорошего распределения фибры потребуется сто оборотов смесителя. Практически следует принять минимальное время смешивания бетона одну минуту на один м³ емкости барабана при максимальной скорости вращения. По соображениям безопасности многие поставщики товарного бетона не позволяют персоналу иметь доступ к платформе в задней части автомиксера. В таких случаях необходимо, чтобы была использована надлежащая система для добавления фибры в автобетоносмеситель. Одним из возможных решений является добавление фибры в водорастворимых мешках с помощью стрелы.

Полимерные фибры должны быть добавлены в смеситель вместе с крупным заполнителем после всех других составляющих бетона, что облегчает дисперсию фибры. Если полимерные фибры добавляют непосредственно в автобетоносмеситель, особенно важно гарантировать тщательное перемешивание. Минимальной практической консистенцией фибробетона могут считаться 40-50 мм осадки стандартного конуса. Поэтому, если фибру добавляют после других компонентов, консистенция должна быть надлежащего уровня до введения фибры, чтобы облегчить ее дисперсию. Тем не менее нет четкого согласия относительно того, каким должен быть этот уровень: рекомендации варьируются от 50 до 125 мм осадки конуса.

Стальные фибры не следует вводить в начале процесса дозирования – только после того, как другие компоненты тщательно перемешены. Есть несколько способов добавления стальной фибры в бетон. Рекомендуемый метод равномерного распределения фибры – это рассеять ее на конвейере подачи крупного заполнителя в весовой бункер с помощью автоматических средств. Некоторые стальные фибры с соотношением длины к диаметру более 50 требуют принятия специальных процедур для эффективного распределения фибры в бетоне. В этом случае производитель должен поставлять фибру в специальной упаковке, например, в виде полос или фибр, склеенных между собой, или предоставить оборудование для вдувания фибры в автобетоносмеситель.

Контроль производства фибробетона на заводе

Производственный контроль включает:

• системы хранения для различных типов фибр;
• маркировку вида хранящегося материала;
• методы, которые используются при дозировании, обеспечивающие равномерное распределение фибр;
• требования безопасности при дозировании фибр;
• модификаторы состава бетона для достижения оптимальных свойств фибробетона;
• системы дозировки, которые обеспечивают заданное содержание фибры в перемешиваемом бетоне;
• методы обеспечения равномерного распределения фибр в бетоне;
• методы испытания свежеприготовленной бетонной смеси;
• методы испытания затвердевшего бетона;
• периодичность испытаний;
• критерии оценки соответствия характеристик фибробетона заданным требованиям;
• протоколы испытаний, другая документация.

Транспортировка фибробетона

Как правило, не существует никаких особых требований по транспортировке фибробетона.

Охрана здоровья и техника безопасности

Обязанностью производителя фибры является обеспечение изготовителя бетона необходимой информацией, которая должна быть представлена в документах на поставку фибры. Фибра с диаметром менее 3 мкм и соотношением длины к диаметру менее 3 может быть связана с рисками для здоровья человека, в частности для органов дыхания. Фрагменты таких критических размеров могут образоваться в результате разрушения фибры от механических повреждений.

Микрополимерные фибры не подвержены расщеплению, и потенциальной опасности для здоровья они не представляют. Вообще, добавление макрополимерных фибр представляет меньше опасности для здоровья, чем использование стальных фибр, по той причине, что они легче и, следовательно, проще в обращении. Они также не являются причиной травматизма.

Прогресс в области стандартизации, фибробетон в EN 206

Европейские стандарты теперь включают требования и методы испытаний фибробетона. В EN 206 правила подтверждения соответствия для фибробетона следуют немецкой методологии, т.е. ограничиваются документальным свидетельством об объеме введенных в бетон фибр.

Евростандарт EN 206 включает требования к фибробетону в части типа фибры и ее количества в единице объема бетона. Однако стандарт не содержит требования по обеспечению долговечности – в этом случае применяются национальные нормативные документы. Соответствие заданным требованиям по минимальному содержанию фибр оценивают таким же образом, как, например, выполнение требований по минимальному содержанию цемента или минеральных добавок. Объем содержания фибры должен быть принят либо по техническим условиям, либо по данным опытного проектирования состава бетона. Проверка этого параметра в процессе производства необходима по крайней мере один раз в день. Содержание фибры задается по минимальному значению. EN 206 дает нижний предел объема содержания стальной фибры как заданное значение, умноженное на 0,95, и на содержание полимерной фибры – на 0,9.

Требования к испытаниям по определению объема содержания фибры и оценки однородности фибробетонной смеси

Правила испытаний приведены в ЕN 206. Процедуры испытания на содержание стальной фибры и однородности ее распределения в объеме бетона должны выполняться в соответствии с EN 14721 с использованием трех образцов в серии. Процедура испытания на содержание полимерной фибры (за исключением отбора проб) и однородности смешения должна быть осуществлена в соответствии с требованиями EN 14488-7 с использованием трех образцов в серии. В обоих случаях пробы по три образца должны быть взяты во время разгрузки автобетоносмесителя от первой, средней и последней трети объема выгружаемого бетона. Бетон считается от соответствующей партии, если оба критерия в таблице удовлетворены.

Таблица 3. Критерии соответствия по содержанию фибр и однородности фибробетонной смеси

Испытывается	Критерий
Каждая проба	≥ 0,80 указанного минимального значения
Средние значения по 3 пробы от поставки	≥ 0,85 указанного минимального значения

На практике не так просто соблюсти эти требования, в частности, для смеси с полимерными микрофибрами. В некоторых случаях для обеспечения соответствия производители фибробетона вынуждены увеличивать содержание фибры от 10 до 20%.

Требования к распределению фибр в бетонной смеси

Важно, чтобы фибра была распределена равномерно в массе бетона. EN 206 включает в себя требование о том, что при первичных подборах необходимо убедиться, что разработанная процедура обеспечивает гомогенное распределение фибры по всей массе бетона. Кроме того, если фибру добавляют в автобетоносмеситель, однородность смешивания должна быть проверена. При дозировании составляющих допуски на содержание фибры по содержанию такие же, как для химических и минеральных добавок. Допуск ±3% необходим, когда масса вводимой фибры составляет более 5% по массе цемента, и ±5%, когда масса фибры составляет 5% или менее от массы цемента.

Стандарты, имеющие отношение к фибробетону

Европейские стандарты

EN 14889-1: Фибры для бетона. Часть 1: Стальные фибры – Определения, технические характеристики и подтверждение соответствия. Настоящий стандарт определяет требования к стальной фибре для раствора и бетона. Стандарт охватывает фибры, которые могут использоваться для торкрет-бетона, бетонных полов, сборных железобетонных элементов и для бетона и раствора для ремонтных работ.

EN 14889-2: Фибры для бетона. Часть 2: Полимерные фибры – Определения, технические характеристики и подтверждение соответствия. Настоящий стандарт определяет требования к полимерным фибрам для раствора и бетона и охватывает фибры для несущих и ненесущих конструкций, включая использование в торкрет-бетоне для изготовления бетонных полов, сборных железобетонных элементов, обделки тоннелей и ремонтных работ.

EN 206: Бетон – Технические требования, эксплуатационные характеристики, производство и контроль качества.

EN 14650: Изделия бетонные сборные – Общие правила производственного контроля бетона, с металлической фиброй.

EN 14651: Методы испытаний фибры. Прочность на изгиб при растяжении (предел пропорциональности).

EN 14721: Методы испытания для сталефибробетона.

EN 14845-1:2007: Методы испытаний фибр в бетоне. Часть 1. Эталонный бетон. Этот стандарт определяет состав и необходимые свойства эталонного бетона.

EN 14845-2:2006: Методы испытаний фибр в бетоне. Часть 2. Влияние фибрового армирования на бетон. Этот стандарт определяет способ измерения объема фибр.

EN 14488-7:2006: Испытания торкрет-бетона. Часть 7. Содержание фибр в железобетоне.

Значительное внимание фибробетону в последние годы уделяет Международная организация по стандартизации – ISO, технический комитет ТК-71 ИСО, ПК-6 «Нетрадиционные армирующие материалы», который подготовил более десяти стандартов по этому материалу, в том числе один из последних – стандарт ISO 13270 «Стальные фибры для бетона – Определения и технические требования».

Американские стандарты

ASTM C1550-08: Методы испытаний фибробетона на растяжение при изгибе.

ASTM C1609/C1609M: Стандартный метод испытаний для изгиба.