Традиционный бетон имеет высокую прочность на сжатие, но он хрупок при растяжении или изгибе. Эту проблему обычно решает армирующий каркас внутри железобетонных конструкций. Однако использование классического армирования не всегда возможно. Для решения специфических строительных задач применяется специальный композитный материал — гибкий бетон (англ. Engineered Cementitious Composite, ECC).
Что такое гибкий бетон: состав
В отличие от обычного товарного бетона гибкий композит, или бетонный холст не имеет в составе крупного заполнителя. Основной объем материала занимает армирующее волокно — асбест или стекловолокно в виде тонких нитей длиной 20-30 мм. Также в составы этих спецбетонов входит портландцемент высокой марки, мелкий заполнитель (чистый и высушенный песок тонкого помола), минеральный порошок и различные добавки, которые увеличивают пластичность материала и улучшают его водостойкость.
Чтобы понять, как работает этот материал, рассмотрим его структуру. Существует два вида гибких бетонов:
- Обычный, с армирующим волокном. По своему составу и структуре он схож с фиброцементными бетонами: содержит равномерно распределенное по объему армирующее волокно, повышающее прочность материала. Но волокна должны иметь слабую адгезию, чтобы не прилипать к вяжущему. Благодаря этому свойству они как бы скользят в массе застывшего бетона, а отдельные частицы бетонного композита слегка смещаются друг относительно друга. Таким образом бетонное полотно толщиной 5-20 мм получает свойство изгибаться в небольших пределах без образования трещин.
- Самовосстанавливающийся бетон. Считается отдельным типом, но так как некоторые разновидности самовосстанавливающихся бетонов имеют вид тонкого полотна и могут несколько раз изгибаться в больших пределах, их можно считать частным случаем гибких бетонов. Состав таких полотен немного сложнее: кроме фиброволокон он содержит отдельный слой из полимерной сетки, внутри которой находится вяжущее или другое вещество, выполняющее его свойства, но не прошедшее реакцию гидратации. Состав этого бетона напоминает пирог: тонкий слой сухого вяжущего заключен между двумя слоями сетки, не позволяющими влаге проникнуть внутрь. Сверху на сетку наносится фиброцементный состав, выполняющий ту же функцию, что и в стандартном гибком бетоне. В случае если изгиб полотна превосходит предельное значение, и на его поверхности появляются трещины, защитная сетка повреждается, и вяжущее заполняет дефект. Это позволяет бетону самовосстанавливаться. При этом в зависимости от назначения вяжущее может схватываться под воздействием влаги, воздуха или даже солнечных лучей.
Преимущества и недостатки гибкого бетона
Как и любой другой материал, гибкий бетон обладает рядом положительных свойств:
- устойчив к деформациям и сохраняет целостность при значительном изгибе благодаря армированию фиброволокнами;
- структура имеет высокую плотность, что минимизирует количество пор и микротрещин;
- при заливке не требует армирующих сеток — это сокращает время и сложность работ;
- материал обладает относительно низкой собственной массой, упрощая транспортировку и монтаж.
Однако этот материал не лишен и минусов:
- Использование в составе полимерных волокон усложняет процесс производства гибкого бетона, поэтому такой материал может выпускать не всякий бетонный завод.
- Высокая стоимость для потребителя.
- Прочность на сжатие ниже, чем у стандартных железобетонных конструкций.
Применение гибкого бетона
Особенности эксплуатации и цена производства этого материала накладывают некоторые ограничения на сферы применения гибкого бетона. Использовать бетонные полотна в частном строительстве для решения стандартных задач экономически нецелесообразно. Этот материал используют там, где важна прочность бетонных изделий, но есть опасность сильных деформаций конструкции, например:
- В промышленном или гражданском строительстве для создания влагостойких слоев подбетонки фундамента или для заливки водостойких стяжек на больших территориях. Гибкий бетон в этом случае выполняет функцию гидроизолирующего слоя, стойкого к подвижкам грунта, что зачастую актуально при возведении производственных цехов большой площади.
- В дорожном строительстве. Гибким бетоном можно укреплять откосы земляных насыпей. Бетонное полотно не позволяет откосу выветриваться и разрушаться, а также защищает его от воды. В случае смещения грунтов из-за просадок или морозного пучения гибкий бетон изгибается вслед за грунтом, без образования трещин, что увеличивает срок его эксплуатации в 2-3 раза. При этом заливка большой площади насыпи тонким слоем бетона не требует использования армирующих сеток.
Заключение
Гибкие бетоны относятся к специальным бетонам и имеют более высокую стоимость, так как сложны в производстве. Кроме того, их прочность на сжатие ниже, чем у тяжелых бетонов, поэтому они применяются только там, где важна их устойчивость к деформациям. Применять в несущих железобетонных конструкциях нельзя: для этих целей лучше подходит обычный тяжелый бетон.
