Фундаментальные исследования. Производство стеклофибробетона и изделий из него Декоративные функции ограды из стеклобетона

Время чтения ≈ 3 минут

Современные технологии позволяют производить новые строительные материалы с высокими эксплуатационными характеристиками. Одним из таких современных конструкционных материалов является стеклофибробетон либо СФБ, который является разновидностью фибробетона .

Состав

В состав стеклофибробетона входят такие компоненты:

  • цемент;
  • наполнитель (песок);
  • фибровые стекловолокна;
  • вода.

То есть, по составу материал схож с обычным армированным бетоном. Однако благодаря применению в качестве армирующего материала стекловолокна, стеклофибробетон обладает лучшими эксплуатационными показателями. Это дало возможность значительно расширить область использования материала.

Применение

Основное применение — создание необычных архитектурных форм, декор фасада, а именно:

  • облицовочные панели из стеклофибробетона;
  • ограждение балконов (лоджий);
  • архитектурно-декоративные детали;
  • кровельный материал, имитирующей черепицу
  • также используется при строительстве мостов, эстакад, путепроводов.

Технические характеристики стеклофибробетона

  1. Прочность при сжатии — 49-84 МПа;
  2. Придел прочности на растяжение при изгибе — 21,0-32,2 МПа;
  3. Теплопроводность — 0,52-0,75 Вт/см2 *˚С;
  4. Морозоустойчивость — F150-300;
  5. Огнестойкость - высокая (выше показателей бетона);
  6. Сгораемость — не горит;
  7. Водонепроницаемость — W6-20.

Такие технические характеристики позволяют применять стеклофибробетон в различных климатических условиях без риска потери его эксплуатационных свойств. В дополнение к своему основному предназначению материал, также, будет неплохим утеплителем и шумоизолятором.

Преимущества

Чтобы знать преимущества стеклофибробетона, необходимо сравнить его с подобными строительными материалами. Основной его «конкурент» — это железобетонные конструкции.

Итак, железобетонная конструкция состоит из цемента, песка и металлической арматуры. Чтобы защитить арматуру от воздействия влаги и коррозии, технологические габариты железобетонного блока увеличивают. В дополнение к тяжелой металлической арматуре еще прибавляется вынужденный лишний вес блока. То есть, по своему весу железобетонный блок будет тяжелее стеклофибробетона. Следовательно, укладка таких блоков требует большего вовлечения спецтехники и рабочей силы.

В стеклофибробетоне в качестве армирующего материала выступает щелочестойкое либо обычное стекловолокно. В блоке стеклянные волокна имеют маленькое сечение и большую длину. Это дает возможность, при маленьком весе блока стеклофибробетона, значительно увеличить его прочность.

Если сравнивать с обычным бетоном, здесь прочностные характеристики стеклофибробетона будут, примерно, такими — ударная прочность в 10-15 раз выше, прочность на растяжение/изгиб в 4-5 раз. Все показатели говорят о преимуществе данного материала над обычным бетоном и железобетонными конструкциями.

К тому же, СФБ очень легко принимает различную архитектурную форму. С его помощью можно быстро создать как простые, так и сложные многоуровневые композиционные декорации.

Здесь можно посмотреть фото и видео этого современного строительного материала.

Недостатки

Как и у любого строительного материала у стеклофибробетона имеются свои недостатки. Он затвердевает быстрее бетона, поэтому его нужно укладывать быстро. Также готовые изделия из данного материала стоят дороже, чем его аналоги.

Долговечность эксплуатации СФБ зависит от его состава и назначения. Например, если материал будет применяться для возведения фундамента, в качестве армирующего материала необходимо использовать щелочестойкое стекловолокно.

По отзывам людей, использующих стеклофибробетон в различных видах строительства, данный материал имеет колоссальный потенциал применения и значительное преимущество перед похожими строительными материалами.

Видео


Стеклофибробетон — это: красивые, рельефные, но при этом тонкостенные, легкие, прочные изделия, а также отличная гидроизоляция и механическая защита. Одно из главных направлений использования СФБ — архитектурный декор. Изделие, изготовленное из стеклофибробетона, в разы легче монолитного за счет своей пустотелости, при этом прочность данного изделия в несколько раз выше.

Преимущества изделий из Стеклофибробетона:


Ниже приведен наглядный пример одного и того же изделия, изготовленного из монолитного бетона и из стеклофибробетона. Высокая прочность изделий, изготовленных из стеклофибробетона, достигается за счет использования специального щелочестойкого ровинга, который армирует бетон и повышает его прочность в несколько раз.

Разновидности фибробетона

Современные строительные технологии развиваются быстро, ведь требования к ним в современном мире всё жёстче и жёстче. Наравне с оборудованием совершенствуются и материалы, используемые в строительстве. Одним из путей улучшения характеристик существующих материалов является добавление в них новых связующих элементов — прочных волокон, которые армируют получаемый в результате материал, делая его гораздо прочнее.

В частности к таким материалам относится армированный бетон, чьи свойства превосходят по всем параметрам свойства обычного марочного бетона.

Армирование бетона бывает разных видов, среди которых особо выделяется армирование фибровое, являющееся наиболее перспективным. Фибробетон, получаемый в результате этого вида армирования разделяется в свою очередь на классы в зависимости от того какие фибры используются для армирования. Наиболее часто используются фибры из следующих материалов:

Из стали
из синтетических волокон
из обычного стекловолокна
из щелочестойкого стекловолокна

Материал, называемый «стеклофибробетон» является результатом применения последней разновидности фибр и что немаловажно достаточно прост и недорог в производстве.
Основные функции и особенности стеклофибробетона (СФБ)

По своей сути стеклофибробетон – это очень прочный и относительно легкий строительный материал, при производстве которого используется два основных компонента: мелкозернистый бетон (бетон-матрица) и укрепляющие его фибры из стекловолокна. Армирующие волокна могут быть распределены по всему объёму получаемого из стеклофибробетона элемента или преобладать в каких-либо его частях (зонах).

Своими превосходными характеристиками этот материал обязан прочному сцеплению бетона со всей огромной поверхностью фибр, площадь которой может составлять от 10000 до 50000 метров квадратных (зависит от цели применения материала).
Поскольку долговечность и прочность стеклофибробетона существенно лучше чем у обычного бетона, а трудозатраты и расходы на строительство с его применением снижаются, то более широкое использование этого материала и увеличение его производства могут значительно снизить стоимость строительства и обслуживания сооружений в целом.

Кроме своей отменной прочности стеклофибробетон полученный путём дисперсного армирования обладает ещё и высокой стойкостью к воздействиям влаги и температуры, к динамическим нагрузкам и ко многим другим разрушающим факторам. Эти способности делают стеклофибробетон очень эффективным материалом, как для возведения строительных объектов, так и для их дальнейшей эксплуатации.

Здесь можно увидеть, что внешняя поверхность предмета ровная и гладкая, поскольку этот верхний слой формировался без использования фибр, чтобы не пришлось дополнительно обрабатывать и очищать поверхность от элементов стекловолокна. Но все последующие слои, скрытые от глаз после монтажа изделия, состоят из фибробетона.

В зависимости от цели использования стеклофибробетона ему можно придавать различные свойства путём изменения размера и количества фибр, их комбинирования и технологии производства. Это в результате позволяет получать стеклофибробетон различный по своему применению: декоративный, специальный, конструкционный или гидроизоляционный.

Спектр выдающихся свойств стеклофибробетона очень широк. Его высокая стойкость к нагрузкам при изгибе и ударах, к образованию трещин, к воздействию воды и огня удачно сочетается с возможностью создавать предметы почти любой желаемой формы и при необходимости придавать им красивый и безупречный внешний вид.

Обычный бетон предоставляет довольно скудные возможности для реализации смелых архитектурных идей. В отличие от него стеклофибробетон, будучи материалом, достаточно лёгким и пластичным, принимающим практически любые требуемые формы остаётся вне конкуренции, особенно если учесть лёгкость его обработки, перевозки и монтажа на объекте. Реставрация сооружений с применением стеклофибробетона даёт ещё возможность существенно снизить нагрузку на фундамент и конструкции, в свою очередь, экономя деньги и время и избавляя от ненужных трудоёмких работ.

Классификация фибробетона по типу армирования

Изделия из стеклофибробетона могут быть армированы по-разному, и подразделяются соответственно на конструкции:
с фибровым армированием – когда используются только фибры из стекловолокна, распределенные по объему бетона всего изделия или его части с комбинированным армированием – в этом случае кроме стекловолокна используется также стержневая, проволочная стальная арматура.

Применение стеклофибробетона

СФБ-элементы малой толщины используются для возведения и отделки строений, особое значение для которых имеет: снижение собственного веса, повышение стойкости к растрескиванию, защита от проникновения воды, долговечность, повышение ударной вязкости и сопротивления истиранию, а также улучшение экологичности и архитектурной выразительности.

Для визуального ознакомления с реальными возможностями использования стеклофибробетона представляем Вашему вниманию следующие фотографии. На них запечатлены здания, построенные фирмой СтройДекор, фасады которых выполнены полностью из СФБ-элементов. Знание превосходных свойств стеклофибробетона и созерцание таких результатов его применения не оставляют ни каких сомнений в его перспективности. В зависимости от ситуации для исполнения стеклофибробетонных элементом может быть использован один из следующих способов изготовления:

Однослойные панели с ребрами жесткости
несъемная опалубка с заливкой

Форма и узор получаемых из стеклофибробетона элементов отделки могут быть практически любыми: от строгого рисунка до свободных форм, элементов геральдики и орнаментов. Для этого просто понадобится соответствующая рельефная заготовка, выполненная из древесины, металла, пластика или полиуретана. А разнообразия цветовой гаммы такой отделки можно добиться за счёт применения белого или серого цементов с добавлением красителей, песка и других допустимых цветообразующих материалов.

Толщина слоя, придающего поверхности отделки требуемый внешний вид, довольно мала (5-6 мм) и тем самым не требует больших расходов материалов, а соответственно и денежных средств. Тонкий слой отделки под природный камень, шифер или керамическую плитку выполняется на стеклофиброцементной панели, являющейся частью конструкции с несущей рамой.Стеклофибробетон позволяет избавиться от однообразия и массивности металлических конструкций, от пластика, от громоздкости и неуклюжести бетонных сооружений.

Кроме отделочных панелей в конструкцию фасадов строений могут быть очень удачно добавлены отдельные элементы для украшения внешнего вида, например под старину, для подержания определённого архитектурного стиля. Стеклофибробетон к тому же довольно успешно применяется при обрамлении оконных проемов, изготовлении портиков, карнизов, солнцезащитных экранов и многих других элементов.

Кровля, изготовленная с применением стеклофибробетона, имеет так же целый ряд преимуществ. СФБ-конструкции могут внешне полностью повторять обычные материалы, применяемые для кровельных работ, при этом превосходя их во многом. Имитируя, например шифер или черепицу, стеклофибробетон в отличие от них, проявляет свойственные только ему лёгкость и устойчивость к разрушению. При закреплении на крыше с помощью шиферных гвоздей он не требует сверления отверстий для крепления, так как ему не свойственна хрупкость натурального шифера и гвоздь не станет причиной трещин.

В городских парках, скверах и других местах для отдыха стеклофибробетон будет незаменим для обустройства этих мест и улучшения внешнего вида путём добавления множества декоративных и небольших архитектурных элементов. С его помощью архитектор и дизайнер легко создаст множество красивых предметов, например скамейки, цветочницы, фонтаны, небольшие водоёмы и многое другое. Свойства стеклофибробетона позволяют изготовить предметы любой формы и украсить их любыми узорами. СФБ-штукатурка устойчива к возникновению трещин, очень прочна и не отслаивается как обычные материалы.

Воздействие химических веществ, зачастую разрушающих традиционные стройматериалы, для стеклофибробетона не представляет опасности. Его звукоизоляционные характеристики, стойкость к коррозии и гниению, пожаробезопасность дают возможность применять стеклофибробетон в строительстве не только обычных домов, а ещё туннелей, шахт, автострад, водопроводов и других объектов, предъявляющих к строительным материалам очень высокие требования.

Довольно удачно можно применять стеклофибробетон при строительстве мостов изготавливая из него парапеты и шумоподавляющие конструкции, которые будучи довольно протяженными, не оказывают большой нагрузки на мост из-за своего относительно малого веса. К тому же стеклофибробетон гораздо лучше обычного бетона предохраняет конструкции и стальную арматуру от внешних воздействий, в частности от хлорсодержащих веществ.

Для производства труб большого диаметра тоже подойдёт стеклофибробетон, армированный сетками из устойчивого к щелочам стекловолокна или просто отрезками волокна (фибрами). Стенки у таких труб могут быть довольно тонкими, соединительные муфты не требуются. Всё это уменьшает размеры траншеи под трубу и объем применяемых для засыпки материалов, а также позволяет применять такие трубопроводы под дорогами, сильно нагруженными транспортом за счёт долговечности стеклофибробетона с щелочестойким волокном, его устойчивости к большим нагрузкам, к воздействию внешней среды и проходящих по трубам веществ.

Водопроводы и каналы, состоящие обычно из множества небольших, но массивных бетонных элементов можно гораздо проще делать из более тонких и лёгких стеклофибробетонных частей. Особенно это актуально при организации дренажных и ирригационных систем в труднопроходимых местах. А при использовании стеклофибробетона для каналов, проходящих под землёй, большого количества опорных конструкций не понадобится, что в свою очередь снизит общие расходы на строительство.

Элементы кабельных, дренажных и ирригационных каналов из стеклофибробетона могут также использоваться в качестве несъемной опалубки. В этом случае элементы из стеклофибробетона устанавливаются на место, а затем заливаются бетоном, при этом роль стеклофибробетона — образовать внутренний профиль канала с гладкой поверхностью и исключить применение сложной временной опалубки.

Превосходные свойства фибробетона по сравнению с бетоном и железобетоном.

Стеклофибробетон является материалом, обладающим особенностями, выгодно отличающими его от остальных материалов, применяемых в строительстве. Несомненную перспективность использования стеклофибробетона обеспечивает набор его превосходных качеств:
Износостойкость, трещиностойкость, ударная вязкость, устойчивость к отрицательным температурам и атмосферным воздействиям очень высоки.

В отличие от традиционных видов армирования стекловолоконные фибры позволяют использовать более эффективные конструктивные решения, такие как тонкостенные конструкции, конструкций без стержневой и или сетчатой распределительной и поперечной арматуры и др.

Можно уменьшить расход стальной арматуры или полностью его исключить, например, в целях экономической целесообразности.
Существенно уменьшаются затраты на арматурные работы, повышается степени механизации и автоматизации при производстве фибробетонных конструкций, например, сборных тонкостенных оболочек, складок, ребристых плит покрытий, монолитных и сборных полов промышленных и общественных зданий, конструкций несъемной опалубки и др.

Примечание №1. Фибровое армирование использовать лучше всего в конструкциях, работающих:
Преимущественно на ударные нагрузки, истирание, продавливание и атмосферные воздействия
На сжатие при эксцентриситетах приложения продольной силы, например, в элементах пространственных перекрытий
На изгиб при соблюдении условий, исключающих их хрупкое разрушение

Примечание №2. Если СФБ-конструкции являются несущими, то должны формироваться с применением комбинированного армирования.

Свойства СтеклоФиброБетона

Характеристика Пределы значений
1 Плотность (сухая) 1700-2250 кг/м3
2 Ударная вязкость по Шарпи 1.1-2.5 кг мм/мм2
3 Прочность при сжатии 490-840 кг/см2
4 Предел прочности на растяжение при изгибе 210-320 кг/см2
5 Модуль упругости (1.0-2.5) 104 МПа
6 Прочность на осевое растяжение: — условный предел упругости 28-70 кг/см2 — предел прочности 70-112 кг/см2
7 Удлинение при разрушении (600-1200) 10-5 или 0.6-1.2%
8 Сопротивление срезу: — между слоями 35-54 кг/см2 — поперек слоев 70-102 кг/см2
9 Коэффициент температурного расширения (8-12) 10-6 °С-1
10 Теплопроводность 0.52-0.75 Вт/см2 °С
11 Водонепроницаемость по ГОСТ 12730 W6-W20
12 Коэффициент фильтрации 10-8-10-10 см/с
13 Морозостойкость по ГОСТ 100600 F150-F300
14 Огнестойкость Выше огнестойкости бетона
15 Сгораемость Несгораемый материал (скорость распространения огня)
16 Звукопоглощение при толщине 15 мм 125 Гц 27 дБ
250 Гц 30 дБ
500 Гц 35 дБ
1000 Гц 39 дБ
2000 Гц 40 дБ

Примечание:

Для перевода кг/см2 в МПа можно пользоваться следующим соотношением:
g * кг/см2 = МПа = 10 * кг/см2

Примечание.

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 1997г.

Таким образом, заказное изготовление архитектурных элементов, полностью отвечающих техническим и эстетическим требованиям конкретного объекта, наряду с экономией средств и времени позволяет решать и дополнительные, ранее неразрешимы задачи, к числу которых могут быть отнесены:

  • создание нового или сохранение имеющегося архитектурного стиля здания;
  • усиление существующих ограждающих конструкций, а также их защита от разрушительного воздействия атмосферных факторов;
  • скрытие за архитектурными панелями внешней электропроводки различного назначения (как силовой, так и слаботочной);
  • повышение ликвидности здания в несколько раз;
  • проведение комплексной реставрации старинных особняков с сохранением всех элементов и применением аутентичных материалов в соответствии с нормами реставрации.

Конгломерат. Это второе имя стеклофибробетона. Понятие обобщающее, обозначает соединение разнородных материалов. В стеклофибробетоне таковыми являются цемент и волокна стекла. Совместить их не могли до 1967-го года.

У цемента щелочная среда. Она агрессивна по отношению к стеклу. Это поняли еще в 1941-ом, пытаясь создать первый в мире блок стеклофибробетона. Проблему решили в Строительном научно-исследовательском институте Великобритании.

В 1967-ом там получили щелочностойкое стекло. В процессе производства в него добавили цирконий. Стеклофибробетон стал явью. Первыми материалом воспользовались, естественно, англичане, а за ними и все европейцы.

В 1974-ом панели из стеклофибробетона начали реализовывать в США. Первые года продажи прирастали примерно на 30% каждые 12 месяцев. За что такое признание?

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 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.

«Запеченные» в 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.

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.

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

Сочетание и компоновка разноразмерных волокон не только меняют свойства бетона, но и его текстуру, форму. Некоторые , 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.

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.

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.

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.

Применение и монтаж стеклофибробетона

Разговор о применении героя статьи уже начат. В качестве основного строительного материала использоваться может, но не выгоден по цене. Проще сложить дом из обычного бетона. Стеклоплиты идут в ход, как правило, для облицовки и декора. Отливают не только пилястры, но и колонны, ограждения лоджий и балконов, «короны» куполов.

Стеклофибробетон для фасада – возможность украсить его элементами геральдики, орнаментами. Изготавливаются плиты с геометрическим рисунком, шероховатые, даже под панцирь черепахи.

В стеклобетон, в отличие от обычного, не кладут крупную фракцию песка и гравия. Это придает поверхности блоков большую эстетику. Торцы монолитных перекрытий многоэтажек, к примеру, закрываются обычно именно стеклофибробетонными плитами. Их миниатюрные версии становятся кровельным материалом. Он имитирует классическую черепицу.

Монтаж стеклофибробетона осуществляется по 2-ум схемам. Первая считается классической, а вторая применяется в конструкциях, нуждающихся в исключительной прочности:

  • Крепление с помощью монтажных утолщений. Они делаются на стадии отливки, достигая 3-сантиметровой ширины. Отливаются утолщения согласно проекту. Соответственно, вместо типовых изготавливают уникальные. Это добавляет герою статьи стоимости.

Крепят бетонные элементы в местах утолщений . Это разновидность болтов. Схема работает на фасадах зданий.

  • Крепление с помощью металлической закладной. Она вживляется в тело блока тоже на стадии производства. Через закладную проходит крепежка в виде болта. Он «вживляется» в металлический каркас здания.

Каким бы ни был способ крепления фибростеклобетона, монтаж начинается с подготовки поверхности и ее разметки. Потом выставляют угловые детали. Потом заполняют прямые участки.

Кладку рассчитывают без использования доборов шириной меньше половины блока. Крепят стеклобетон на строительный клей. Швы затирают. Если есть стыки с инородными поверхностями, используют герметик на основе акрила.

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.

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.

Новое время диктует правила использования и внедрения новых конструкционных материалов в совокупности с новыми технологиями. Создание «новых материалов из прежних» возможно путем возможного армирования широко известных материалов. Так, армированный бетон по экономическим показателям и прочностным характеристикам превосходит обычный марочный бетон. Одним из наиболее прогрессивных видов армирования бетона является фибровое армирование, таким образом, фибровое армирование бетона дает начало материалу - фибробетону. Соответственно по типу используемых фибровых отрезков различают классы фибробетона.

Самые распространенные виды фибр для бетона следующие:

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

Из них экономически выгодным и одновременно технологически простым является фибровое армирование стекловолокном, что дает начало уникальному материалу - стеклофибробетону.

Основные определения

Стеклофибробетон - является разновидностью фибробетона и изготавливается из мелкозернистого бетона (бетон-матрица) и армирующих его отрезков стекловолокна (фибр), равномерно распределенных по объему бетона изделия или отдельных его частей (зон). Совместность работы бетона и фибр обеспечивается за счет сцепления по их поверхности; тем самым работает огромная площадь перекрытия бетона и фибр (от 10000 до 50000 м2 в зависимости от назначения получаемого материала), формируя качественно новые свойства нового материала - стеклофибробетона.

Расширение производства и применение конструкций из стеклофибробетона является важным резервом снижения стоимости строительства, экономии трудозатрат, повышения эксплуатационной надежности и долговечности строительных конструкций.

Дисперсное армирование повышает не только прочностные свойства бетона, но, что особенно важно, улучшает эксплуатационные характеристики конструкций, например, устойчивость к динамическим, температурно-влажностным воздействиям, износу и т.п., что позволяет получить существенный эффект при производстве и эксплуатации стеклофибробетонных конструкций.

По своему назначению стеклофибробетоны разделяются на конструкционные, гидроизоляционные, декоративные и специальные. Исходя из назначения, им придаются соответствующие свойства за счет комбинации коротковолокнистых и длинноволокнистых элементов стекловолокнистой арматуры и технологии изготовления.

Этот материал имеет исключительно высокие технологические свойства при формировании изделий практически любой нужной формы, обладает высокими показателями прочности при изгибе, большой ударной прочностью, упругостью, трещиностойкостью, водонепроницаемостью, а в нужных случаях и декоративной поверхностью.

Декоративные поверхности изделий из стеклофибробетона

Этот материал предоставляет архитектору такое средство воплощения его замысла, с которым по пластичности, способности передавать рельеф поверхности, а также легкости не может соперничать ни один другой материал. Он отличается малым весом, простотой обработки, низкими затратами на монтаж и транспортировку; создает понижение нагрузки на несущую конструкцию зданий, что дает существенное снижение затрат на сооружение фундамента и каркаса здания, что важно при реставрации и реконструкции; обладает низкой водопроницаемостью; огнестоек.

Технологии производства стеклофибробетона

Строительными нормами производства СФБ-конструкций предусматриваются 2 основных технологических направления:

  • Напыление (набрызг, «спрей») компонентов на форму - матрицу для получения плоских или криволинейных тонкостенных плит и защитно-конструкционных рубашек. Для этого требуется оборудование для СФБ в полном составе;
  • Предварительное перемешивание («премиксинг») с последующим формованием смеси, осуществляемым виброуплотнением, радиальным роликовым формованием, роликовым прессованием или иными методами. Для этого этого достаточно иметь на производственном участке «усеченный» комплект комплекса СЦ-45.

Если предстоит изготавливать изделия методом премиксинга, то набор требуемого оборудования сокращается и упрощается. При этом следует помнить, что процент введения волокна в раствор при данном методе - меньше, качество изделий, полученных по данной технологии - ниже, а возможности использования полученных конструкций - уже. Тем не менее, для ряда задач данная методика оправдана. Элементы, полученные по данной методике, следует подвергнуть виброобработке.

  • Устройство для рубки и дозирования фибры (эту задачу может выполнять распылитель с отсоединенным узлом смешения раствора и стекловолокна);
  • Масленка и масловлагоотделитель;
  • Компрессор К-25М или аналогичный (достаточно 500 литров воздуха в минуту при давлении 5-6 атм). Воздух используется только для работы привода и выталкивания волокна из камеры рубки.
  • Растворосмеситель серии РМ.
Как частные случаи можно отметить ещё два направления СФБ-технологий:
  • контактный метод, представляющий послойную укладку стекловолокнистой арматуры и пропитку каждого слоя цементным связующим;
  • формообразование изделий путем гнутья незатвердевшего плоского стеклофибробетонного листа, а также вторичным формообразованием изделий за счет упругих свойств затвердевшего армированного бетона.

Классификация конструкций

СФБ-конструкции в зависимости от их армирования подразделяют на следующие виды конструкций:

  • C фибровым армированием - при их армировании только фибрами из стекловолокна, равномерно распределенными по объему бетона всего элемента или его части;
  • С комбинированным армированием - при их армировании фибрами из стекловолокна, равномерно распределенными по объему (сечению) элемента, в сочетании со стержневой, проволочной стальной арматурой.

Применение

СФБ применяется в тонкостенных элементах и конструкциях зданий и сооружений, для которых существенно важным является: снижение собственного веса, повышение трещиностойкости, обеспечение водонепроницаемости бетона и его долговечности (в том числе в агрессивных средах), повышение ударной вязкости и сопротивления истиранию, наличие радиопрозрачноcти, а также повышение архитектурной выразительности и экологической чистоты.

Стеклофибробетонные стеновые облицовочные панели используются в элементах, выполняемых по заказу для зданий специального назначения; в качестве модульных элементов при серийном унифицированном строительстве; в виде облицовочных панелей при реконструкции старых зданий.

Панели из стеклофибробетона для защиты торцов монолитных перекрытий при строительстве жилых домов.

При помощи специальных стеклофибробетонных панелей решается проблема отделки торцов монолитных перекрытий многоэтажных зданий.

Преимущества панелей из СФБ:

Толщина от 1,5 см;
- малый вес;
- простота монтажа;
- различные варианты поверхности (имитация кирпича, камня и т.д.); цвет и текстура подбираются индивидуально;

Высота панелей варьируется в зависимости от высоты перекрытия, а длина достигает 2-х погонных метров. Панели крепятся на металлические анкера, стык герметизируется.

Использование в России

Уже сегодня в России работают предприятия, которые отличаются высоким профессионализмом, накопившие богатый опыт и знания. Это фирмы, выполнившие значительные объемы работ по декорированию фасадов изделиями из стеклофибробетона. Среди прочих следует отметить компанию Антика, г. Казань. Визитной карточкой предприятия являются жилой комплекс в центре Казани, вилы в Казани и пригороде, музей-заповедник "Казанский Кремль".

Для подробного ознакомления с творчеством и проектами фирмы посетите сайт http://www.antika-plus.ru.

Фирма «Антика» использует оборудование фирмы НСТ. В Казани организовано самое крупное производство стеклофибробетона на всем пост-советском пространстве. Особенность этой компании, что все стадии производства (от изготовления форм и до монтажа на фасаде) осуществляется самостоятельно. Благодаря этому накоплен богатейший и уникальный опыт. Последняя работа фирмы «Антика» - это здание МинСельХоза Республики Татарстан «Дворец Земледельцев». Фасад этого дворца (назвать зданием, действительно, сложно) полностью выполнен из стеклофибробетона.

Решение для каждого конкретного случая может быть выполнено посредством следующих вариантов:

  • однослойные панели с ребрами жесткости;
  • несъемная опалубка с заливкой.

Изготовленные соответствующим образом формы из металла, древесины, пластика или полиуретана дают возможность рельефной отделки поверхности изделий от строгого рисунка до свободных форм, элементов геральдики и орнаментов. Используя основу белого или серого цементов с незначительной примесью неорганических красителей, а также песка и других заполнителей, можно создать широкую гамму цветов и отделки.

Наносимый отделочный слой, не превышающий по толщине 5 - 6 мм, делает затраты на материалы минимальными. Тонкий слой отделки под природный камень, шифер или керамическую плитку выполняется на стеклофиброцементной панели, являющейся частью конструкции с несущей рамой.

Конструкционная гибкость стеклофибробетона предоставляет возможность для ухода от монотонности стальных крашенных конструкций, пластмасс, массивности и ограниченности форм бетона.

Важным дополнением к облицовочным панелям могут служить декоративные элементы под старину при реставрации и реконструкции зданий. Также стеклофибробетон незаменим при обрамлении оконных проемов, изготовлении портиков, карнизов, солнцезащитных экранов и др.

СФБ является превосходным материалом для различных видов кровли. Им можно имитировать традиционные кровельные материалы, такие как шифер, керамическая черепица. Но в отличие от них он не хрупкий и не тяжелый. Для крыш со скатами можно имитировать натуральный шифер как по внешнему виду, так и по фактуре. Для его крепления используются обычные шиферные гвозди без предварительного сверления отверстий, так как он прочен и не раскалывается при креплении.

Данный материал играет важную роль при проектировании городских зон отдыха с эстетической стороны объектов строительства и малых архитектурных форм. Он может использоваться для обустройства живописных декоративных водоемов, фонтанов, скамеек, цветочниц, балюстрады, киосков и др. Малые архитектурные формы из стеклофибробетона имеют более привлекательный вид, т.к. он позволяет передавать любую форму, рельеф и отделку поверхности для сочетания с окружающим пейзажем. Штукатурные покрытия обладают высокой прочностью, а также высокой стойкостью к растрескиванию и отслаиванию.

Материал имеет высокую устойчивость к химикатам, включая городское загрязнение и растворы солей. Он также имеет высокие акустические свойства, не ржавеет, не гниет, не корродирует и не горит. Поэтому из стеклофибробетона могут формоваться различные изделия сложной конфигурации, которые применяются в гражданском строительстве при сооружении автострад, водопроводов и резервуаров для хранения воды, шахт и туннелей.

Также может использоваться для изготовления труб большого диаметра. Армируется он как рубленным волокном, так и сетками из щелочестойкого стекловолокна.

Малая толщина стенок труб и отсутствие муфтовых соединений позволяет уменьшить размер канавы и объем засыпки. Трубопроводы могут прокладываться под до-рогами с большой транспортной нагрузкой, т.к. стеклофибробетон долговечен и обладает высокими прочностными свойствами при применении щелочестойкого стекловолокна в качестве армирующего компонента.

Является идеальным материалом для мостов, где используется для изготовления элементов парапетов, шумозащитных ограждений. Эти элементы могут быть достаточно большой протяженности при небольшом весе. Кроме того, стеклофибробетон обеспечивает более высокий уровень защиты стальной арматуры и более высокую сопротивляемость проникновению хлоридов, чем бетон той же толщины.

Малый вес изделий и тонкостенность позволяют использовать стеклофибробетон для изготовления элементов каналов и водопроводов, которыми заменяют короткие и тяжелые отлитые из бетона элементы. Снижение веса изделия в 3 раза облегчает работу при сооружении дренажных и ирригационных систем на пересеченной местности. Кроме того, при сооружении подземных водных или кабельных каналов снижаются строительные затраты в результате уменьшения числа требуемых опор.

Элементы кабельных, дренажных и ирригационных каналов из стеклофибробетона могут также использоваться в качестве несъемной опалубки. В этом случае элементы из стеклофибробетона устанавливаются на место, а затем заливаются бетоном, при этом материал образовывает внутренний профиль канала с гладкой поверхностью и исключить применение сложной временной опалубки.

Технические преимущества СФБ по сравнению с бетоном и железобетоном

СФБ, по своей сути, не имеет аналогов во многих технических и экономических показателях в строительстве по сравнению с традиционно используемыми материала-ми, поэтому его отличительные особенности:

  • Повышенные трещиностойкость, ударная вязкость, износостойкость, морозостойкость и атмосферостойкость;
  • Возможность использования более эффективных конструктивных решений, чем при обычном армировании, например, применение тонкостенных конструкций, конструкций без стержневой и или сетчатой распределительной и поперечной арматуры и др.;
  • Возможность снижения или полного исключения расхода стальной арматуры, например, в конструкциях с экономической ответственностью;
  • Снижение трудозатрат и энергозатрат на арматурные работы, повышение степени механизации и автоматизации при производстве фибробетонных конструкций, например, сборных тонкостенных оболочек, складок, ребристых плит покрытий, монолитных и сборных полов промышленных и общественных зданий, конструкций несъемной опалубки и др.

Примечание №1. СФБ-элементы с фибровым армированием рекомендуется применять в конструкциях, работающих:

  • Преимущественно на ударные нагрузки, истирание, продавливание и атмосферные воздействия;
  • На сжатие при эксцентриситетах приложения продольной силы, например, в элементах пространственных перекрытий;
  • На изгиб при соблюдении условий, исключающих их хрупкое разрушение.

Примечание №2. Несущие СФБ-элементы выполняются с комбинированным армированием.

Ведомственных строительных нормах "Проектирование и основные положения технологии производства фибробетонных конструкций ВСН 56-97" Москва 1997 г.

Изделия и конструкции из бетона используются сегодня повсеместно. Между тем, новое время требует внедрения новых конструкционных и композиционных материалов в совокупности с новыми технологиями.

При этом зачастую возможно создание «новых материалов из прежних». Для бетонов это реализуется путем армирования. Наполнитель позволяет получить новый материал, который по экономическим показателям и прочностным характеристикам превосходит обычный бетон.

Известны металлические, минеральные и органические наполнители - в виде непрерывных нитей (сеток, тканей и других подобных рулонных материалов) или в виде коротких отрезков волокон - фибр. Фибровое армирование бетона дает начало новому материалу - фибробетону.

В настоящее время используются три вида армирующих волокнистых материалов:

  • Фибра стеклянная;
  • Фибра стальная;
  • Фибра из синтетических волокон;

Стеклофибробетон - СФБ (glassfiber reinforced concrete - GRC, англ. ).

При введении в мелкозернистый бетон (бетон-матрицу) отрезков щелочестойкого стекловолокна получается композиционный материал - стеклофибробетон , где фиброволокно равномерно распределяется по объему изделия или отдельных его частей (зон).

Технические характеристики стеклофибробетона:

Характеристика

Пределы значений

1 Плотность (сухая)

1700-2250 кг/м³

2 Ударная вязкость по Шарпи

1.1-2.5 кг.мм/мм²

3 Прочность при сжатии

490-840 кг/см²

4 Предел прочности на растяжение при изгибе

210-320 кг/см²

5 Модуль упругости

(1.0-2.5).104 МПа

6 Прочность на осевое растяжение:

Условный предел упругости 28-70 кг/см²
- предел прочности 70-112 кг/см²

7 Удлинение при разрушении

(600-1200).10-5 или 0.6-1.2%

8 Сопротивление срезу:

Между слоями 35-54 кг/см²
- поперек слоев 70-102 кг/см²

9 Коэффициент температурного расширения

(8-12).10-6 °С-1

10 Теплопроводность

0.52-0.75 Вт/см².°С

11 Водонепроницаемость по ГОСТ 12730
12 Коэффициент фильтрации

10-8-10-10 см/с

13 Морозостойкость по ГОСТ 100600
14 Огнестойкость

Выше огнестойкости бетона

15 Сгораемость

Несгораемый материал (скорость распространения огня)

16 Звукопоглощение при толщине 15 мм

125 Гц
250 Гц
500 Гц
1000 Гц
2000 Гц

27 дБ
30 дБ
35 дБ
39 дБ
40 дБ

Примечание: перевод кг/см2 в МПа: g х кг/см2 = МПа = 10 х кг/см2.

Бетон и армирующие волокна работают совместно, т.к. имеет место сцепление по всей поверхности фибры. За счет такой гигантской площади сцепления бетона и волокна формируются качественно новые свойства композиционного материала, получившего название стеклофибробетон или стеклоцемент.

Применение СФБ позволяет снизить стоимость строительства, уменьшить трудозатраты, увеличить надежность и долговечность строительных конструкций.

Дисперсное армирование в разы повышает прочностные свойства бетона, а также улучшает эксплуатационные характеристики конструкций: устойчивость к динамическим, температурно-влажностным воздействиям, износу, стиранию и т.п.

По своему назначению изделия из стеклофибробетона разделяются на конструкционные, декоративные, гидроизоляционные и специальные.

Основные рычаги для получения нужных параметров СФБ-изделий это:

  • процент армирования (сколько кг стеклоровинга затрачено на 1 куб.м. бетона);
  • длина волокон (возможны комбинации коротковолокнистых и длинноволокнистых элементов);
  • технологии изготовления («набрызг или премиксинг» или их комбинирование).

Стеклофибробетон обладает исключительно высокие технологическими свойствами при формировании изделий практически любой нужной формы, любой геометрии, любого рельефа, любой фактуры.

СФБ-технология дает архитекторам мощное средство для воплощения любых замыслов, т.к. по пластичности, способности передавать рельеф поверхности, а также легкости (изделия из СФБ тонкостенные, т.е. малой массы), не может соперничать ни один другой материал.

Фибробетон с щелочестойким стеклянным волокном обладает высокими показателями прочности при изгибе и растяжении, а также отличается большой ударной прочностью и упругостью.

Стеклофибробетон по таким показателям, как трещиностойкость, вязкость разрушения, морозостойкость, водонепроницаемость, огнестойкость в несколько раз превосходит обычный бетон.

Производство стеклофибробетона требует использования специального оборудования для СФБ . Это стационарные комплексы СЦ-45 компании "НСТ". Задача СЦ-45 подать под давлением цементный раствор в специальный пневматический пистолет-напылитель, где стекловолокно рубится на отрезки нужной длины, распушается, смешивается с раствором и под давлением набрызгивается на форму. На сегодняшний день линейка оборудования для СФБ представлена 2-мя видами комплексов: с героторным и перистальтическим насосами.

Конструкции из стеклобетона по способу армирования подразделяются на следующие виды:

  • C фибровым армированием - используется только фибра из стекловолокна;
  • С комбинированным армированием - используется стеклянное фиброволокно в сочетании со стальной арматурой.

Толщина изделий из СФБ, как правило, от 6...10 мм и до 20…30 мм, поэтому затраты на материалы минимальны. Одно из главных преимуществ изделий из стеклофибробетона на стройплощадке в том, что при повышенных прочностных характеристиках они не тяжелые, их масса не велика.

Стеновые облицовочные панели из стеклофибробетона при реконструкции старых и строительстве новых зданий позволяют получить эксклюзивный и красивый фасад. Декоративный бетон придает зданиям уютный и комфортный внешний вид.

Время не подвластно над таким фасадом: даже через 50 лет он останется таким же: не потрескается, не разрушится. Если же из-за внешнего воздействия будет механически поврежден элемент фасада, его всегда можно заменить аналогичным (отличить СФБ-изделия полученные сегодня и через 10 лет из одной формы - невозможно).

СФБ отлично держит перепады температур и прекрасно себя чувствует при низких температурах. Компания "НСТ" поставила комплексы СЦ-45 на Чукотку, где они применялись при строительстве школ. Поверх теплоизоляции из пенополиуретана наносилась защитная СФБ-штукатурка. Зачем? Фасады, где применяются обычные цементные растворы, уже через год подвергаются разрушениям, не выдерживая 50-ти градусных морозов.

Важным дополнением к облицовочным панелям могут служить декоративные элементы под старину при реставрации и реконструкции зданий. Также стеклофибробетон незаменим при обрамлении оконных проемов, изготовлении портиков, карнизов, солнцезащитных экранов и др.

Фиброцемент - превосходный материал для различных видов кровли. Им можно имитировать традиционные кровельные материалы, такие как шифер, керамическая черепица. Но, в отличие от них, он не хрупкий и не тяжелый. Для его крепления используются обычные шиферные гвозди без предварительного сверления отверстий, так как стеклофибробетон прочен и не раскалывается при креплении.

Панели из стеклофибробетона различных текстур

Стеклофибробетон играет важную роль при проектировании городских зон отдыха с эстетической стороны объектов строительства и малых архитектурных форм. Он может использоваться для обустройства живописных декоративных водоемов, фонтанов, скамеек, цветочниц, балюстрады, киосков и др. Малые архитектурные формы из стеклофибробетона имеют более привлекательный вид, т.к. стеклофибробетон позволяет передавать любую форму, рельеф и отделку поверхности для сочетания с окружающим пейзажем. Штукатурные покрытия при использовании стеклофибробетона обладают высокой прочностью, а также высокой стойкостью к растрескиванию и отслаиванию.

Стеклоцемент имеет высокую устойчивость к химикатам, включая городское загрязнение и растворы солей. СФБ не ржавеет, не гниет, не коррозирует и не горит. Поэтому из фибробетона могут формоваться различные изделия сложной конфигурации, которые применяются в гражданском строительстве при сооружении автострад, мостов, эстакад, туннелей, парапетов, шумозащитных ограждений.

Эти элементы могут быть достаточно большой протяженности при небольшом весе. Кроме того, стеклофибробетон обеспечивает более высокий уровень защиты стальной арматуры и более высокую сопротивляемость проникновению хлоридов, чем бетон той же толщины.

Элементы кабельных, дренажных и ирригационных каналов из стеклофибробетона могут также использоваться в качестве несъемной опалубки. В этом случае элементы из стеклофибробетона устанавливаются на место, а затем заливаются бетоном, при этом роль стеклофибробетона - образовать внутренний профиль канала с гладкой поверхностью и исключить применение сложной временной опалубки.

Фиброцемент отличный материал для изготовления элементов каналов и водопроводов, т.к. из него можно получить длинные и легкие сегменты, в то время как из обычного бетона отливаются короткие и тяжелые элементы. Это весьма важно, т.к. снижение веса трубы облегчает работу при сооружении дренажных и ирригационных систем на пересеченной местности.

Стеклофибробетон также может использоваться для изготовления труб большого диаметра. Армируется как рубленным ровингом, так и сетками из щелочестойкого стекловолокна. Малая толщина стенок труб и отсутствие муфтовых соединений позволяет уменьшить размер канавы и объем засыпки. Трубопроводы могут прокладываться под дорогами с большой транспортной нагрузкой, т.к. стеклофибробетон долговечен и обладает высокими прочностными свойствами.