Характеристики и свойства стеклофибробетона. Где применяется и другие особенности строительного материала

Статья написана при поддержке инженера бетонного завода

Популярность конструкций из разновидностей бетона сегодня не уменьшается. Этот строительный материал отличается увеличенной прочностью, надежностью и продолжительным сроком эксплуатации, благодаря чему востребован при возведении жилых домов и хозяйственных построек. Разнообразие разновидностей бетона помогает подобрать вариант для любых сооружений. Среди новшеств в строительных технологиях популярны стеклобетоны, особой востребованностью среди которых пользуется стеклофибробетон.

Что такое бетон?

Бетон — это строительный камень, созданный на основе смеси воды и вяжущего вещества, с добавлением наполнителей.

В классический состав входят:

• цемент;

• песок;

• гравий или щебень;

• вода.

С помощью добавок свойства бетона изменяют, увеличивая жаростойкость, морозоустойчивость и водонепроницаемость, одновременно снижая истираемость материала.

Разновидности бетона

Состав бетона легко изменить при необходимости. Часто используемый строительный раствор из цемента, воды и песка носит название пескобетон. Составы с добавлением ангидрида или гипса называются гипсобетонами. Силикатный монолит создается на основе извести. Шлакобетоны состоят из шлаков с включением в раствор цемента, гипса, извести и активаторов затвердения.

Развитие строительных технологий привело к добавлению в бетон новых материалов для придания смеси требуемых свойств. Так, сталебетон появился после введения стальных опилок, придающих дополнительную прочность. Добавление к классическому составу бетона пемзы и туфа привело к созданию пемзо- и туфобетона, характеризующихся легкостью и лучшими теплоизоляционными качествами.

Стеклофибробетон: обзор современного строительного материала

Благодаря появлению новых технологий разработан состав на основе цемента и нитей стекловолокна, превосходящий по техническим характеристикам стандартный бетон. Этот вид материала получил название стеклофибробетон (СФБ).

Немного из истории о стеклофибробетоне

Попытки использования новой строительной смеси начались в конце первой половины 20-го века. Эти эксперименты не привели к успеху, потому что щелочная среда, характерная для портландцемента, разрушала стекловолокно.

В конце 1960-х годов ученые из Великобритании создали материал, устойчивый к агрессивной среде. Это время и принято считать началом применения стеклофибробетона.

В 70-х годы 20-го века СФБ уже широко использовали в США и странах Западной Европы Количество построек из материала в процентном отношении составляло 30%. Стеклофибробетон также использовался и в России, где получили распространение панели, плиты и декоративные изделия из новой разновидности бетона. Сегодня из СФБ изготавливают массу конструкций.

Знакомство со стеклофибробетоном

СФБ относится к композитному материалу, основу которого составляет цемент и нити прочного стекловолокна. Допускается замена портландцемента на мелкозернистый бетон. Волокна (ровинг), выполняющие функцию армирования, наделяют СФБ повышенной прочностью и устойчивостью к механическим воздействиям.

Из чего изготовлен композит и как влияет состав на характеристики будущих изделий?

СФБ — вид строительного камня, изготовленного способом дисперсного армирования стекловолокном бетонного материала на плотных заполнителях.

В состав композита входит песок, портландцемент и вода и устойчивое к щелочной среде стекловолокно в виде отрезков — фибр, распределенных по объему бетонной матрицы

На прочность изделий из СФБ влияют:

• количество фибры;

• соотношение воды и цемента;

• пропорция содержания заполнителя;

• ориентация фибры и длина волокон;

• условия для затвердевания материала.

Каковы свойства материала?

СФБ отличается усиленной прочностью и легкостью, превосходя по свойствам бетон. Во многих сферах производства выгоднее использовать стеклофибробетон, несмотря на цену композитного камня.

Свойства СФБ:

• плотность до 2550 кг/м3;

• прочность при сжатии до 840 кг/см2;

• модуль упругости — (1.0-2.5) • 104 МПа;

• огнеустойчивость и повышенная в 4 раза морозостойкость;

• негорючесть и влагоустойчивость;

• повышенная скорость производства.

Основные преимущества и недостатки

Благодаря показателям, превосходящим бетон, СФБ обладает более высоким строительным потенциалом.

Среди преимуществ материала:

• повышенная прочность на растяжение, изгиб, разрыв и сжатие;

• легкость и морозоустойчивость;

• ударопрочность и водонепроницаемость;

• пожаробезопасность (не горит);

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

• стойкость к агрессивной щелочной среде;

• податливость в обработке и способность легко принимать желаемую форму.

Из недостатков СФБ отмечается скорость застывания раствора и повышенная стоимость изделий.

Разновидности

В зависимости от классификации и назначения СФБ свойства материала меняются при помощи добавления волокон фибры разной длины и присадок.

Изделия из СФБ разделяются на два вида:

1. С армированием фиброй. Такой вариант подразумевает применение только одного вида арматуры — стекловолокна.

2. С комбинированным армированием. В таких изделиях фибра может сочетаться с арматурой.

Область применения

Использование изделий из материала определяется в зависимости от классификации СФБ.

Из стеклофибробетона изготавливают:

• строительные блоки;

• архитектурные формы;

• декоративные элементы;

• стеновые панели и плиты;

• элементы, имитирующие шифер и черепицу;

• карнизы, лепнину и другое.

Фасады

Панели из стеклофибробетона, используемые для фасадной отделки, заслуживают особого внимания. Изделия отличаются по размерам, окраске и фактуре. Монтаж конструкций легко осуществить: панели крепятся на подготовленный каркас по системе вентилируемых фасадов.

Лепной декор

Пластичность стеклофибробетона достигается в результате бескаркасного армирования. Эта технология помогает создавать изделия небанальных форм с выбором текстуры поверхности и гаммы цветов.

Из материала изготавливают:

• элементы для обрамления окон и дверей;

• солнцезащитные панели;

• элементы для оформления кровли и водостоков.

Строительство

Прочный и легкий СФБ используется в создании кровельных покрытий, имитируя черепицу. Скатные крыши, покрытые шифером из материала, неотличимы от «натурального», но крепление происходит без засверливаний.

Сегодня СФБ используется при изготовлении:

• быстровозводимых строений;

• павильонов на остановках;

• хозяйственных и строительных бытовок.

Где еще может применяться?

Из пластичного материала изготавливают изделия сложных форм, с имитацией поверхности под натуральные материалы. СФБ — уникальное сырье для садового декора, фасадной архитектуры и альтернатива гипсу.

При оформлении частных территорий из СФБ создают:

• малые формы;

• фонтаны и водоемы;

• беседки, скамьи и ограждения любых конфигураций.

Отдельная группа изделий из стеклофибробетона — скульптурные композиции, которые изготавливаются по индивидуальным заказам.

Сущность технологии изготовления

При производстве изделий со стекловолокном важное значение отводится выбору технологии изготовления и подбору и рациональному сочетанию исходных материалов. Большинство конструкций из СФБ создаются по одной из технологических схем — пневмонабрызг и виброформование премикса.

Оборудование

Перечень необходимого оборудования зависит от технологии изготовления СФБ.

Для пневмонабрызга понадобятся:

• смеситель для приготовления мелкозернистых смесей;

• растворонасосная станция, регулирующая скорость подачи состава;

• концентрический пневмопистолет.

Оборудование для работы по схеме виброформирования премикса включает:

• смеситель для приготовления цементно-песчаных смесей;

• насосная станция и пневмопистолет для набрызга премикса.

Методы производства

Сегодня изделия из СФБ создают двумя способами:

1. Пневмонабрызгом. Способ заключается в нанесении смеси на поверхность или форму при помощи концентрического пневмопистолета.

2. Методом дополнительной гомогенизации. Способ заключается в заполнении форм раствором, утрамбовываемым посредством вибрации,

Можно ли изготовить материал самостоятельно?

Изготовление СФБ возможно самостоятельно с использованием пневмопистолета для набрызга и бетономешалки — для замеса. Резку микроволокна легко произвести специальными ножницами, но для защиты от летучих частиц понадобится респиратор, очки и перчатки.

Для этого потребуется:

1. Подготовить компоненты и нарезать фибру.

2. Тщательно смешать раствор при помощи бетономешалки.

3. Отправить раствор в формы или распределить на поверхности.

Технические преимущества СФБ по сравнению с бетоном и железобетоном

СФБ рекомендуется для создания конструкций, в которых используются плюсы материала по сравнению с классическими составами бетона и железобетона:

• повышенные трещиноустойчивость, вязкость, морозоустойчивость и стойкость к воздействию атмосферных явлений;

• отсутствие или уменьшение расхода стальной арматуры;

• снижение энерго и трудозатрат при изготовлении конструкций.

Сколько стоит и сколько прослужит стеклофибробетон?

Стоимость изделий из СФБ зависит от размеров, форм, количества декоративных элементов, способа обработки и упаковки декора. В цену также может включаться перевозка к объекту и монтаж конструкции. Каждый из пунктов влияет на итоговую стоимость стеклофибробетона.

СФБ — долговечный материал, срок службы которого равен или превышает период эксплуатации несущей основы здания.

Заключение

СФБ — современный материал, обладающий массой преимуществ и используемый в различных сферах строительства. Среди ассортимента предлагаемых изделий найдется подходящий вариант для любой цели.