Стеклофибробетон: состав, разновидности, характеристики, изготовление и применение

Что собой представляет стеклофибробетон? Достоинства и недостатки материала. Из каких ингредиентов состоит композит. Технология изготовления стеклофибробетона.

Особенности

Стеклофибробетон – это композит на базе традиционного бетона, армированный стеклянной фиброй. Известно, что любой вид армирования повышает прочностные характеристики массива. Но по сравнению с бетоном, армированным стальными стержнями, стеклофибробетон обладает множеством преимуществ:

  • не подвержен влиянию коррозии;
  • обладает повышенной прочностью на растяжение и сжатие;
  • значительно легче аналогичных железобетонных конструкций;
  • имеет повышенную площадь суммарного сечения находящейся в массиве фибры по сравнению со стальной арматурой.
Фасадный декор из стеклофибробетона — это прекрасная альтернатива гипсовой и бетонной лепнине и штукатуркам

Пластичность материала на основе мелкозернистого бетона-матрицы (иногда вообще не содержащего песок) позволяет добиваться текстур с любыми заданными свойствами и параметрами

Традиционно используемый железобетон армируется массивной стальной арматурой. Это утяжеляет железобетонные изделия. Кроме того, стальную арматуру необходимо защищать от коррозионных процессов и воздействия влаги, что достигается соблюдением расстояния от стальных прутков до края поверхности. Это в комплексе влияет на увеличение массы железобетонных конструкций. Указанные недостатки отсутствуют у бетонных композитов, армированных стеклянной фиброй. Изделия из стеклофибробетона отличаются:

  • Компактными размерами.
  • Небольшим весом.
  • Повышенной прочностью.

Изготовив стеклофибробетон своими руками, вы получите компактное изделие, отличающееся небольшой массой и высокой прочностью. Оригинальный декоративный эффект обеспечивается полировкой поверхности, а также введением красящих ингредиентов и разноцветной фибры в бетонный раствор.

Материал отличается высокой прочностью, позволяющей изготавливать тонкостенные изделия, имеющие гладкую поверхность. Одна из особенностей композита – возможность получения различной текстуры поверхности, имитирующей строительные и природные материалы.

За счет своей легкости стеклофибробетон значительно снижает нагрузку на несущие стены и фундамент, позволяя повысить этажность зданий

Плиты разной толщины используются как навесные и вентилируемые фасады, стеновой и облицовочный материал, заменяют черепицу

Описание и свойства стеклофибробетона

В состав стеклофибробетона стекло включено в виде фиброволокна, отсюда и название героя статьи. Вместо арматуры его укрепляют тонкие минеральные нити. Минеральные они, поскольку стекло делают из расплава кварца – камня класса силикатов.

В него входят породы содержащие кремний. В таблице Менделеева элемент записан как силицум. Получается, состав героя статьи натурален, ведь в цемент тоже входит природное сырье: глина, известь, песок.

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона

«Запеченные» в бетоне нити стекла смотрятся, подобно опилкам, или обваленному в глине сену. Однако, будучи минеральной, арматура полностью исключает возможность гниения. К тому же, стекло не уступает бетону по твердости.

При этом, прочность стеклофиброблоков больше, чем у железобетонных. Стальная арматура хорошо держит нагрузки на сжатие. А  стеклоукрепитель сносит солидные нагрузки еще и на изгиб, растяжение. Ударная вязкость героя статьи тоже больше, чем у железобетона.

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона-3

Бетон и фибры сцепляются своими поверхностями. Площадь перекрытия 2-ух материалов доходит до 50000 квадратных метров. Они отвечают за совместную работу бетона и стекловолокна.

Если блоки со стальной арматурой трескаются под натиском сил растяжения, то фиброплиты не дают даже микротрещин. Вот стеклобетон и пускают на мосты, эстакады и путепроводы.

Если перевести сказанное в цифры, предел прочности героя статьи на растяжение при сжатии равен 32,2 мегапаскалям. При сжатии материал выдерживает 840 кило на квадратный сантиметр. На осевом растяжении фибробетон терпит до 112-ти килограммов на ту же площадь.

Содержать стекловолокно изделия из стеклофибробетона могут как равномерно по «телу», так и в определенных зонах. Это позволяет варьировать характеристики материала.

«Играть» с ними можно, так же, за счет комбинирования армирующих нитей разного диаметра, длины. Максимальная протяженность одной стеклопроволоки в бетоне – 7,5 сантиметров.

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона-4

Сочетание и компоновка разноразмерных волокон не только меняют свойства бетона, но и его текстуру, форму. Некоторые смеси, к примеру, пластичнее прочих, используются для фигурных отливок. Об их ассортименте поговорим в главе «Применение стеклофибробетона».

Ряд свойств героя статьи совпадает с характеристиками простого бетона. Минеральные блоки не горят. Причем, у фибро-разновидности стойкость к пламени больше. Превосходит обычный бетон герой статьи и в устойчивости к химикатам.

В городских условиях особенно важна стойкость перед растворами солей. Как и стандартный бетон, стекло-материал не гниет, морозостоек. Класс устойчивости к холоду лежит в пределах F150-F300.

При этом, низкая морозостойкость соответствует 50-ти единицам, а максимальная отображается как F-700. Бетон в промежутке от 300-от до 500-от применяется в условиях переменного уровня влаги. Морозостойкость же стеклоплит солидна для стандартных условий.

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона-5

Немного из истории

Для более ясного представления, заглянем в историю и рассмотрим кратко путь, который прошел СФБ, с момента появления и до широкого распространения.

  • Первые попытки использования относятся к концу второй четверти 20-го века. Однако на первых этапах данные попытки успехом не увенчались. Все дело в том, что для портландцемента характерна щелочная агрессивная среда, которая совершенно не подходит стекловолокну. В результате такого взаимодействия оно начинает разрушаться.
  • Уже к концу 1960-х годов, ученым Великобритании удалось все-таки создать волокно, устойчивое к подобной среде. И именно это время можно считать отправной точкой успешного применения и повсеместного распространения материала.
  • В 70-х годах 20-го столетия СФБ уже активно использовался в США и Западной Европе. Процентное соотношение возведенных построек из данного материала, составляли порядка 30%. А это, согласитесь, не малый показатель.
  • Россия также не отставала. Особое распространение получили плиты, панели, плитка, декоративные элементы.
  • На данном этапе, из стеклофибробетона изготавливают огромное количество различных изделий, о которых мы поговорим ниже.
Современный коттедж, декорированный СФБ

Современный коттедж, декорированный СФБ

История

Одним из наиболее прогрессивных видов армирования бетона является фибровое армирование, таким образом, фибровое армирование бетона дает начало материалу — фибробетон. Соответственно по типу используемых фибровых отрезков различают классы фибробетона. Самые распространенные виды фибр для бетона следующие:

фибра стальная; фибра из щелочестойкого стекловолокна; фибра из обычного стекловолокна; фибра из синтетических волокон.

Из них экономически выгодным и одновременно технологически простым является фибровое армирование стекловолокном.

Принципиальные технологические схемы производства, а также перечень подготовительных работ и мероприятия по техническому контролю качества и техники безопасности в зависимости от используемых видов технологий и материалов приведены в ведомственных строительных нормах «Проектирование и основные положения технологии производства фибробетонных конструкций ВСН 56-97» Москва 1997 г.

Преимущества и недостатки материала

Основными достоинствами стеклофибробетона являются его отличные технологические свойства, легкость и компактность размеров готовых изделий. Прочие преимущества материала:

  • возможность формирования конструкций любой формы;
  • большая прочность на изгиб и ударная стойкость;
  • абсолютная водонепроницаемость;
  • устойчивость к трещинообразованию, коррозии, перепадам температур, морозам (до 300 циклов), атмосферным факторам;
  • упругость и высокий уровень пластичности;
  • отсутствие экранирующей способности;
  • простота в обработке, монтаже, транспортировке и отделке;
  • огнеупорность;
  • снижение нагрузки на несущие стены и иные элементы;
  • долгий срок службы, продление времени безремонтного использования строений;
  • экологическая чистота и безвредность;
  • привлекательный внешний вид, возможность не делать финишное оформление;
  • многофункциональность, пригодность для разнообразных сфер применения;
  • невысокая стоимость;
  • обеспечение дополнительной теплоизоляции зданий;
  • уменьшенный срок застывания.

В целом, при использовании данного строительного материала можно практиковать более эффективные решения, например не применять металлическую арматуру или делать конструкции необычной формы. Он дает возможность готовить блоки толщиной менее 10 мм, которые идут на изготовление тонкостенных изделий с гладкими стенками. Из стеклофибробетона можно создавать текстуры с заданными свойствами, в том числе имитирующие иные материалы.

Важно! Благодаря простоте монтажа во время рабочего процесса снижаются энергозатраты, трудозатраты, повышается степень механизации и автоматизации.

Готовые изделия отличаются высокой эстетичностью и способны быть даже полупрозрачными, хотя при желании их можно окрашивать на поверхности или в массе. Также при производстве материала можно вводить в состав цветную фибру.

У стеклофибробетона есть и недостатки:

  • обладает довольно невысокой стойкостью к действию щелочей, поэтому для заливки фундаментов лучше брать щелочестойкую фибру;
  • из-за скорого отверждения придется быстрее проводить укладку бетона, чем при работе со стандартным раствором;
  • сделать опалубку и залить стеклофибробетон прямо на стройплощадке не получится – панели и листы из него готовят на производстве.

Архитектурный бетон

к содержанию ↑

Плюсы и минусы стеклофибробетона

Инновационный вид бетона привлёк внимание строителей, что объясняется рядом преимуществ, которыми наделён материал:

• высокие показатели прочности на изгиб, растяжение, разрыв и сжатие;

• относительно лёгкий вес;

• морозостойкость;

• ударопрочность, превышающая обычный бетонный раствор в 15 раз;

• водонепроницаемость;

• пожаробезопасность (не горит);

imgonline-com-ua-Resize-9dl19PFQzjBr9q

• теплопроводность (0,52-0,75 Вт/см2 *С);

• стойкость к агрессивной среде, в частности щелочной;

• податливость в обработке, бетон легко принимает желаемую архитектурную форму.

Благодаря пластичности бетона появляется возможность изготавливаться разные изделия сложной формы, а также имитировать поверхность под натуральные материалы. СФБ является уникальным сырьём для садового декора, фасадной архитектуры. Бетон со стекловолокном является достойной альтернативой гипсу, что позволяет использовать раствор для формовки лепнины.

imgonline-com-ua-Resize-La7lJthXljemWW

Если говорить о недостатках, то самым существенным является скорость застывания раствора. В сравнении с обычным бетоном СФБ схватывается быстро, что предусматривает интенсивный монтаж конструкции. К тому же готовое сооружение или изделия из стеклофибробетона обойдутся дороже.

Характеристика. Свойства

Стеклофибробетон имеет следующие характеристики:

  • Плотность 1800 — 2200 кг/м3;
  • Прочность при сжатии 48,9 — 83,8 Мпа;
  • Теплопроводность 3,6 — 6,8;
  • Водопроницаемость W6 — W19;
  • Морозостойкость F160 – F290;
  • Водопоглощение по весу 12 — 16 %;
  • Огнестойкость выше, чем огнестойкость бетона;

Производители предлагают огромный выбор товаров из стеклофибробетона. Строительный материал может имитировать природные материалы: камень, дерево или строительные: кирпич.

Виды стеклофибробетона

Герой статьи относится к классу фибробетонов. Их армируют не только стеклом, но и стальными нитями или полимерным волокном. К последнему относятся, к примеру, полиамид, акрил, полипропилен, нейлон.

С металлической стружкой блоки весят не меньше классического железобетона. С полимерной арматурой плиты легковесные, словно газобетон. Стеклоблоки усреднены по массе. Впрочем, здесь есть подвох, ведь в плане армирования бывают:

  • Блоки с фибровым укреплением. В таких роль арматуры выполняет исключительно стеклонить. С ней плиты могут принимать любой облик. Отливают панели в виде частокола из стволов бамбука, кладки природного камня, абстракций.
  • Блоки с комбинированным армированием. Такие укреплены классическими стальными прутами и стеклофиброй одновременно. Из-за жесткого каркаса плиты могут быть только простых форм. Как правило, это прямоугольные элементы.

Комбинированное армирование бывает не только вкупе с металлом. С полимерными нитями стекло тоже совмещают. В этом случае масса, как и стандартные блоки, принимает любую форму.

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона-6

Популярен, к примеру, фасадный декор из стеклофибробетона. Гипсовая лепнина проигрывает ему, ведь мягка и впитывает влагу. Пилястры же из героя статьи украшают здания веками.

Ознакомиться с декором можно, к примеру, в «Казанском кремле». Это название музея-заповедника с комплексом строений в классическом стиле. Находится музей, как следует из названия, в Казани.

Там налажено производство фибростеклобетона. Поэтому в городе из героя статьи сложен целый микрорайон в центре.  Взглянуть в Казани стоит и на «Дворец земледельцев». Так за торжественность стиля зовут здание министерства сельского хозяйства республики Татарстан, столицей которой является Казань.

Используемый в Казани фибробетон производят 2-мя способами:

  • Напылением. С его помощью получают объекты средних и крупных размеров. Начинают с распыления цемента. Его наносят на форму, попутно добавляя стекловолокно.
  • Премиксом. Так именуют процесс отливки смеси цемента, песка, стеклонити и воды в форму. Она бывает деревянной, силиконовой, металлической. В емкости смесь ставят на вибростол. Это уплотняет материал. Заливка оправдана при изготовлении небольших изделий, к примеру, черепицы или тротуарной плитки. Последнюю из стеклобетона тоже делают.

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона-7

В декоративном плане герой статьи бывает многоцветным. Стеклоплиты окрашивают в красные, синие, коричневые, желтые тона. Нюанс заключается в стекле. Оно остается белым. Получается фактурный рисунок. Если нужны однотонные блоки, в них добавляют цветное стекло, окрашивая его еще на стадии расплава.

Облицовка фасада стеклофибробетоном: плюсы и минусы

К плюсам данного вида бетона относятся:

  • высокая прочность на сжатие и растяжение;
  • высокая ударная прочность;
  • отличные антивандальные характеристики;
  • небольшой вес стеклофибробетонных панелей;
  • устойчивость к перепадам температур;
  • пластичность материала (создание уникальных и нестандартных объектов);
  • экономичность;
  • негорючесть материала;
  • срок эксплуатации от 20 лет;
  • хорошее сцепление с обычным бетоном;
  • высокий уровень звукоизоляции;
  • фибробетон не подвергается коррозии.

К минусам стеклофибробетона относятся:

  • неустойчивость фиброволокна в щелочной среде;
  • гипсовые плиты быстро изнашиваются, если их использовать для наружного оформления.

Сфера использования

Высокие эксплуатационные характеристики позволяют использовать материал не только для возведения сборно-монолитных объектов, но и для восстановления памятников архитектуры, а также для декоративных целей. Из стеклофибробетона производятся:

  • навесные тонкостенные панели, применяемые для облицовки, вентилирования фасадов;
  • архитектурные элементы зданий, используемые для реставрационных целей;
  • фасадный декор, успешно конкурирующий с лепными изделиями из бетона и гипса;
  • прочные ограждения лоджий, балконов;
  • элементы кровли;
  • щитовые части стационарной опалубки;
  • смеси для выполнения штукатурки;
  • барьеры, препятствующие проникновению шумов в помещение;
  • элементы ландшафтного дизайна;
При выборе ровинга надо учитывать деформативность, химическую стойкость, прочность, адгезию и коэффициент линейного расширения стеклянной мононити

Стеклофибра подбирается под конкретный вид изделия по химическому составу и прочности – разные виды стекла позволяют сделать это

  • оригинальные архитектурные решения;
  • изделия, применяемые в системах канализации и отвода воды;
  • покрытия, предназначенные для гидроизоляционных целей;
  • трубопроводные магистрали;
  • сантехнические устройства.

На этом область применения армированного композита не ограничивается.

Широкая цветовая гамма, разнообразие конфигураций и вариантов отделки стеклофибробетонных конструкций позволяет создавать решения, отличающиеся особой выразительностью. Материал востребован для создания неповторимых скульптурных деталей, украшения фасадов зданий, изготовления пространственных конструкций.

Состав материала

Состав композита достаточно простой. Чтобы изготовить стеклофибробетон своими руками подготовьте следующие ингредиенты:

  • Портландцемент марки М 500 или глиноземистый цемент, применяемый в качестве вяжущего вещества.
  • Предварительно просеянный мелкий кварцевый песок, являющийся наполнителем.
  • Стеклянную фибру, содержание которой в смеси должно составлять 3–5%.
  • Воду, необходимую для обеспечения требуемой консистенции состава.
  • Присадки, обеспечивающие необходимую цветовую гамму, а также эстетические и технологические характеристики.
Нарезается стеклоровинг ножницами или резаками, при работе с ним желательно использовать респиратор и средства защиты для глаз и рук – как и в работе со стекловатой

Для изготовления стеклофибробетона нужно купить фибру-ровницу (то есть некрученое моноволокно) в бобинах

Обратите внимание, что выбор вяжущего вещества – это главный момент при изготовлении стеклобетона. В ряде случаев целесообразно применять глиноземистый цемент, который интенсивно кристаллизуется, сохраняя прочность массива, повышая его водонепроницаемость. Традиционно применяемый портландцемент, реагируя с водой, надежно защищает металлическую арматуру, но отрицательно воздействует на стеклянную фибру.

Гидроксид кальция, присутствующий в растворе портландцемента, вызывает разрушение стеклянных волокон. Именно поэтому, изготавливая стеклофибробетон своими руками, применяйте устойчивую к щелочам фибру.

Недостаток глиноземистого цемента:

  • повышенные расходы, связанные с приобретением этой основы для изготовления стеклофибробетона;
  • возможность снижения прочностных характеристик при несоблюдении рецептуры.

Обратите внимание на выбор стеклянной фибры, которая отличается химическим составом и влияет на прочность массива. Желая изготовить стеклофибробетон своими руками, применяйте для армирования следующие материалы:

  • Устойчивые к воздействию щелочей цирконийсиликатные нити.
  • Фибру из волокон, содержащих кальциево-натриевые силикаты.
  • Алюмоборосиликатные волокна.
  • Стеклянные наполнители, содержащие силикатные и кварцевые волокна.
Наносить стеклофибробетон на форму или в опалубку желательно тонкими слоями и сразу прокалывать или использовать вибротрамбовку – иначе воздух удалить очень сложно

Перемешивать измельченный ровинг в бетоне нужно тщательно, в одном направлении, чтобы добиться равномерного распределения волокон

Цена стеклофибробетона

Цена стеклофибробетона складывается из ряда факторов. Заложены затраты на производство,  обработку, форму, гидрофобизацию. Последнее понятие обозначает дополнительную пропитку бетона, на 100% защищающую его от разрушительного действия воды.

Если она проникнет в поры материала и застынет там, то расширится, заодно расширив полость в камне. Так влага разрывает плиты изнутри. Защищая блоки от воды, им продлевают век.

Включена в стоимость героя статьи и его окраска. Выходит примерно на 30% больше, чем просят за классический бетон. Однако, учитывая малый вес  стеклоблоков и меньшую толщину, уменьшается цена доставки, монтажа.

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона-11

Что-такое-стеклофибробетон-Свойства-применение-и-цена-стеклофибробетона-10

За аренду техники тоже платится меньше. К тому же, легковесные плиты уменьшают нагрузку на фундамент здания, что в некоторых случаях вообще бесценно. Переплатить готовы и за прочность, долговечность героя статьи.

Именно его, к примеру, выбрали для инженерных сооружений на Московской кольцевой автомобильной дороге. На Третьем транспортном кольце в столице фибростеклобетон стал несъемной опалубкой, а заодно и облицовкой пролетных конструкций и путепроводов.

Сущность технологии изготовления

А вы знаете, что представляет собой технология изготовления материала? Давайте в ней разбираться.

Оборудование

Для начала производственного процесса необходимо наличие определенного комплекта оборудования.

Перечень его — следующий:

  1. Смеситель необходим для быстрого приготовления цементного раствора. Смесь получается высококачественной, она не имеет комков. Преимуществом такого специализированного оборудования является то, что соотношение воды и цемента остается минимальным.
Смеситель

Смеситель

  1. При помощи пневмопистолета производится пневмонабрызг, то есть напыление стеклофибробетона. Смесь может смешиваться отдельно либо непосредственно в сопле. А вот фибра готовится на выходе.
Пневмопистолет

Пневмопистолет

  1. Растворонасосная станция способна регулировать скорость, с которой производится подача смеси. На станции расположены специальные приспособления, на одном из которых зафиксирован пистолет, а на другом располагается фибра.
Станция растворонасосная

Станция растворонасосная

Для удобства и повышения производительности стоит приобрести дополнительно:

  • Компрессор;
  • Валики пружинные.
Компрессор

Компрессор

С целью создания определенных изделий понадобятся формы для стеклофибробетона.

Они могут быть изготовлены из различного материала, такого как: резина, полиуретан, железо, дерево и многих других.

Методы производства

На данный момент существует 2 основных способа изготовления изделий: пневмонабрызг и виброформование.

  1. Пневмонабрызг предполагает нанесение смеси из цемента, песка и фибры на поверхность или форму при помощи специализированного оборудования, каковым является концентрический пневмопистолет. На выходе, компоненты раствора смешиваются, фиброволокно как бы утопает в смеси, которая отправляется наружу.
  1. Второй способ предполагает не столько вариант изготовления смеси, сколько метод дополнительной гомогенизации. Суть заключается в том, что после заполнения форм раствором, последний трамбуют посредством вибрации, что способствует лучшему уплотнению. Как следствие, фибра максимально равномерно распределяется, что улучшает качества готовой продукции.

Наиболее актуальным является использование такого метода при выпуске малогабаритных изделий.

Видео в этой статье содержит информацию о ходе процесса работ.

Можно ли изготовить материал самостоятельно?

Стеклофибробетон своими руками изготовить, разумеется, можно. Для существенной экономии можно обойтись приобретением бетономешалки и форм, если имеется желание создать определенные изделия.

Для этого необходимо выполнить следующие действия:

  1. Компоненты подготавливаются, фибра нарезается;
  2. Производится тщательное смешивание при помощи бетономешалки;
  3. Смесь отправляют в формы либо распределяют на поверхности в зависимости от конечной цели.

Обратите внимание! Смесь схватывается крайне быстро, поэтому все действия необходимо произвести в максимально короткий срок. Это касается в том числе и процесса замеса раствора.

Во время самостоятельного изготовления будьте предельно внимательны.

Специалисты рекомендуют обратить внимание на следующее:

  • Подготовка составляющих смеси и их тщательное перемешивание — половина успеха.
  • Соотношение цемента и песка в растворе составляет обычно 1/1. Однако это вполне можно и корректировать. Все зависит от ряда факторов, а, точнее, от желаемого результата.
  • Воду у добавлять в минимальном количестве. При этом не стоит забывать, что смесь должна обладать подвижностью. Потребность раствора в воде может варьироваться в зависимости от: потребности в жидкости песка, желаемой густоты смеси, плотности и прочности будущего материала и так далее.
  • Фиброволокно может быть добавлено в различном количестве. Оптимальным считается содержание 3-4-х %.
  • После нанесения раствора обязательно прокалывайте его. После схватывания (а это произойдет быстро) избавиться от пузырьков воздуха будет уже невозможно.
  • Для уплотнения смеси можно применить вибропрессование.
Изготовление своими руками

Изготовление своими руками

Посмотрите видео «Что такое стеклофибробетон?»

        Поделиться:

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...