В литературных источниках содержится большое количество исследований физико-механических свойств бетонов с базальтовой и полипропиленовой фиброй. Результаты различных публикаций имеют достаточно противоречивый характер.
В работе [17] при исследовании механических свойств высокопрочных бетонов были получены данные, указывающие, что эффект применения при дисперсном армировании полипропиленовым волокном выше, чем от армирования базальтовым волокном при определении предела прочности при изгибе и предела прочности на разрыв. Так, по сравнению с образцом высокопрочного бетона без волокна, прочность на изгиб бетона, армированного полипропиленовым волокном, увеличилась на 1,1-24,5%, а прочность на разрыв при растяжении увеличилась на 21,9-44,5%.
По другим данным [18-20] введение базальтового волокна в бетонную смесь способствует росту предела прочности при сжатии, растяжении и изгибе на 5-14%, 24-39% и 10‑46% соответственно.
Для разрабатываемых бетонов важными также являются такие гидрофизические характеристики, как водонепроницаемость и морозостойкость [21]. Срок службы конструктивных элементов во многом зависит от способности материала сохранять свои механические и эксплуатационные свойства без внешних признаков разрушения при многократных процессах замораживания и оттаивания, сопротивляться воздействию увлажнения и характеризуется марками бетона по морозостойкости и водонепроницаемости [22].
Введение фибры в бетонах в дорожные покрытия обусловлено ее основным свойством – положительно влиять на морозостойкость материала. По данным проведенных опытов [23] установлено, что после 10 циклов попеременного замораживания и оттаивания в 5%-ном растворе хлорида натрия образцы контрольного состава без полимерной фибры показали уменьшение массы в среднем на 0,85%, тогда как образцы с микро- и макрофиброй уменьшили массу на 0,50 и 0,24% соответственно. Таких показателей удалось добиться благодаря вовлечению фиброй некоторого количества пузырьков воздуха, которые позволяли свободной воде расширяться и сжиматься в циклах замерзания и оттаивания [24].
Положительное влияние на морозостойкость также отмечается при применении базальтового фиброволокна. Как показывают результаты микроструктурного анализа, повышение долговечности базальтофибробетона по критерию морозостойкости следует связывать со значительным уплотнением структуры бетона, обусловленным заполнением межзерновых пустот и микропор продуктами взаимодействия высокоактивного метакаолина с портландитом (гидроалюмосиликатами кальция) [25]. Как показали результаты исследования, произошло повышение морозостойкости немодифицированного базальтофибробетона по сравнению с контрольным образцом на 25%.
Немаловажным свойством фиброцементобетонов является истираемость. Введение в состав бетонной смеси синтетической микрофибры позволило сократить истираемость бетона на 52% по сравнению с контрольным образцом бетона без фибры [26]. С дополнительным верхним гидрофобизирующим покрытием, укрепляющим поверхностный слой бетона, истираемость можно сократить на 63%.
При пожаре в конструкциях повышенной ответственности может возникнуть хрупкое разрушение, которое способно повлечь за собой непоправимые последствия.
Наиболее эффективным способом защиты бетона от хрупкого разрушения, с точки зрения трудоемкости и материальных затрат, является введение в смесь добавки в виде полипропиленовой фибры [27-28]. По результатам проведенных тестов было установлено, что при температуре до 300°С фибробетон разрушается пластично, имея показатели предела прочности на сжатие выше, чем у контрольного образца. Рекомендации по свойствам такого рода фибробетонов описаны в ЕN 1992-1-2-2009, а также в работах зарубежных ученых [29-30].
Читайте также: Экспериментальные исследования фибробетонов
