Тест CMOD за EN 14651: як випробовують фібру для бетону

Влітку 2026 року ми передали нашу поліпропіленову макрофібру ReinStrong і ReinFlex на випробування в TSÚS у Братиславі. Це Технічний і випробувальний будівельний інститут Словаччини (Technický a skúšobný ústav stavebný), нотифікований орган ЄС. Там з нашою фіброю виготовили бетонні балки і зламали їх на пресі за методом EN 14651. Ці випробування — частина сертифікації нашої фібри за європейським стандартом EN 14889-2.

Нижче показуємо фото з цих випробувань і простими словами пояснюємо, як проходить тест, що означають цифри fR1 і fR4 у технічних даних фібри і чому без такого випробування фібрі не варто довіряти.

Чому фібру обов’язково випробовують

Бетон добре тримає стиск, але погано працює на розтяг. Від усадки, перепадів температури чи навантаження в ньому рано чи пізно з’являється тріщина. Звичайний бетон у цьому місці просто розходиться.

Макрофібра починає працювати саме тоді. Волокна перетинають тріщину, тримаються в бетоні з обох боків і не дають їй розкриватися. Бетон продовжує нести навантаження і після першої тріщини.

Проблема в тому, що цю роботу не видно ні на око, ні у звичайному випробуванні кубиків на стиск: фібра майже не змінює міцність бетону на стиск. Два мішки фібри однакової ваги можуть працювати в бетоні зовсім по-різному: усе залежить від матеріалу, товщини, довжини, форми і поверхні волокна, а також від дози. Тому проєктувальнику потрібні не обіцянки, а виміряні цифри.

Саме тому європейський стандарт на полімерну фібру EN 14889-2 вимагає від виробника конструкційної фібри (клас II) заявити дозу, яка забезпечує задану залишкову міцність бетону. Ця доза входить у декларацію характеристик (DoP) і CE-маркування. Для покупця це захист: доза на мішку підтверджена випробуванням, а не взята «з досвіду».

Що таке CMOD

CMOD (Crack Mouth Opening Displacement) — це розкриття гирла тріщини. Простіше кажучи, на скільки міліметрів розходяться краї надрізу внизу балки, коли її згинають. Розкриття вимірює спеціальний датчик, закріплений поперек надрізу.

За CMOD у цьому тесті керують пресом і за ним же «прив’язують» результати: залишкову міцність визначають при розкритті тріщини 0,5; 1,5; 2,5 і 3,5 мм.

Як проходить випробування за EN 14651

1. Бетон з фіброю. Готують бетонну суміш із фіброю в заданій дозі. Щоб порівнювати саму фібру, а не різні бетони, для неї використовують еталонний бетон за EN 14845-1.
2. Балки. Із суміші формують балки перерізом 150×150 мм і завдовжки 550 мм.
3. Витримка. Балки тверднуть у вологих умовах і на випробування йдуть у віці 28 діб.
4. Надріз. Посередині знизу балки пиляють надріз глибиною 25 мм. Він задає місце, де з’явиться тріщина. Над надрізом лишається 125 мм бетону.
5. Згин у трьох точках. Балку кладуть на дві опори з відстанню 500 мм між ними і тиснуть на неї зверху посередині.
6. Керування за розкриттям тріщини. Прес навантажує балку так, щоб тріщина розкривалася з постійною швидкістю: 0,05 мм/хв до CMOD 0,1 мм, далі 0,2 мм/хв. Випробування триває щонайменше до CMOD 4 мм. Комп’ютер весь час записує силу і розкриття.
7. Розрахунок. Із графіка «сила — CMOD» беруть силу при розкритті 0,5; 1,5; 2,5 і 3,5 мм і переводять її в напруження.

Залишкову міцність рахують за формулою зі стандарту:

f_R,j = 3 · F_j · l / (2 · b · h_sp²)

Тут F_j — сила при заданому розкритті тріщини, l — відстань між опорами (500 мм), b — ширина балки (150 мм), h_sp — висота бетону над надрізом (125 мм).

Одна балка нічого не доводить. Через кожну тріщину проходить різна кількість волокон, тому результати окремих балок розходяться значно сильніше, ніж при випробуванні на стиск. Тому випробовують серію балок і рахують середнє та характеристичне значення.

Що означають fR1, fR4 та інші показники

Показник	Розкриття тріщини (CMOD)	Що показує
fL (LOP)	до 0,05 мм	міцність до появи тріщини; її дає переважно сам бетон
fR1	0,5 мм	роботу фібри при вузькій тріщині: контроль ширини тріщин в експлуатації
fR2	1,5 мм	проміжна точка кривої
fR3	2,5 мм	роботу при широкій тріщині: розрахунок на граничне навантаження
fR4	3,5 мм	роботу при дуже широкій тріщині

Для конструкційної полімерної фібри EN 14889-2 використовує дві точки: виробник заявляє дозу, при якій бетон у середньому має щонайменше 1,5 МПа при CMOD 0,5 мм (fR1) і щонайменше 1,0 МПа при CMOD 3,5 мм (fR4). За методикою EN 14845-2 таку дозу підтверджують на 12 балках. Наприклад, доза ReinStrong за DoP, яка забезпечує fR1 ≥ 1,5 МПа і fR4 ≥ 1,0 МПа, становить 4,5 кг/м³.

Проєктувальники, які рахують фібробетон за fib Model Code 2010, використовують fR1 і fR3. За ними бетону присвоюють клас, наприклад «2c»: цифра — це характеристичне значення fR1 у мегапаскалях, а буква показує співвідношення fR3 до fR1, тобто наскільки добре бетон тримає навантаження при широкій тріщині.

Що видно на зламі балки

Після випробування балки розкривають і дивляться на злам. На фото видно, що по всій площі зламу з бетону стирчать волокна фібри. Кожне з них перетинало тріщину і поступово витягувалося з бетону, поки вона розкривалася. Саме це «витягування» і дає ту силу, яку прес записує після тріщини.

Звичайний бетон без фібри в такому тесті ламається одразу після першої тріщини, і сила падає майже до нуля. Фібробетон продовжує тримати навантаження. Чим рівніше розподілені волокна і чим краще вони зчеплені з бетоном, тим вищі fR1 і fR4.

Злам також показує, як фібра розійшлася в суміші. Якщо волокна збилися в грудки або їх майже немає на якійсь ділянці зламу, результат буде гіршим, хоч доза на папері однакова.

Що це означає для вас

• Порівнюйте фібру за fR1 і fR4 при однаковій дозі, а не лише за ціною за кілограм. Дешевша фібра, якої потрібно вдвічі більше, обходиться дорожче.
• Питайте в постачальника DoP, CE-маркування і протоколи випробувань. Якщо їх немає, заявлені дози нічим не підтверджені.
• Для конструкцій дозу визначає розрахунок. Проєктувальник бере значення fR із заявлених виробником даних (DoP) і результатів випробувань та рахує плиту під ваше навантаження.

Ми постійно стежимо за якістю нашої фібри і перевіряємо її в незалежній лабораторії, щоб цифри в технічних даних відповідали тому, що ви отримуєте в мішку. Як обрати фібру під вашу задачу, ми розповіли в статті як обрати фібру для бетону, а чим макрофібра відрізняється від арматурної сітки — у статті фібра чи арматурна сітка для підлоги. Якщо потрібна доза під ваш об’єкт, напишіть нам через контакти.