Стеклофибробетон:разновидности,производство,характеристики,применение,фото

Строительные технологии постоянно совершенствуются, улучшая эксплуатационные показатели строительных материалов. Постепенно появляются новинки, отличающиеся уникальными характеристиками. Одна из них – стеклофибробетон. Новый материал – это бетонный композит, усиленный стеклянной арматурой, равномерно распределенной в объеме массива.

Применение наполнителя равной длины позволило повысить прочностные характеристики бетона. Традиционный бетон на основе песчано-гравийной смеси характеризуется уменьшенной прочностью к воздействию сжимающих и растягивающих усилий. Введение в бетонный раствор стеклянной фибры положительно повлияло на улучшение эксплуатационных характеристик материала.

Материал плотный, быстротвердеющий и механически прочный даже в относительно небольшом слое

Технология изготовления похожа на процесс подготовки традиционного бетонного состава. Присутствует этап подготовки компонентов и стадия перемешивания. Несложно приготовить стеклофибробетон своими руками, освоив технологию. Это позволит, сэкономив денежные средства, самостоятельно изготовить армированный композит.

Рассмотрим особенности, характеристики, сферу использования и технологию изготовления бетона, усиленного стекловолокнистой арматурой.

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.

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.

Характеристики стеклофибробетона

Стеклофибробетон отличается своими высокими характеристиками прочности и легкости. Рассмотрим подробнее.

  • Повышенная плотность материала, которая достигает 2550 кг/м3.
  • Прочность при сжатии выше обычной – до 840 кг/см2.
  • Модуль упругости — (1.0-2.5) • 104 МПа.
  • Огнестойкость. Материал устойчив к огню, превосходит стандартный бетон.
  • Морозостойкость в 4 раза выше обычного бетона.
  • Горение – несгораемый материал.
  • Устойчивость к влаге абсолютная – не впитывают влагу.
  • Удлинение при разрушении материала – до 1.2%
  • Высокая скорость производства.

Как видно их этих показателей, стеклофибробетон превосходит обычный бетон, а значит, имеет более высокий строительный потенциал. Во многих сферах использовать его получается гораздо выгоднее, чем обычные смеси, несмотря на его стоимость.

Плюсы стеклофибробетона и свойства

Рассмотрим главные достоинства этого материала с конкретным пояснением.

  • Относительно малый вес. Благодаря этому, панели из стеклофибробетона (и другие изделия) легко транспортируются и не вызывают сложностей при монтаже.
  • Уменьшение нагрузки на конструкцию. Это качество позволит сэкономить на дополнительном укреплении фундамента.
  • Легко формируется, повторяет мелкие детали и подходит для создания разной фактуры. Поэтому декоративный стеклофибробетон часто применяется для реконструкции и реставрационных работ разного типа.
  • Возможность получения любой цветовой окраски, методом добавления различных пигментов, а также в зависимости от цвета наполнителей материала.
  • Экологически чистый материал. Применение стеклофибробетона совершенно безопасно для здоровья человека.
  • Устойчивость материала в коррозии и экстремальным погодным условиям.

Преимуществ у стеклофибробетона много. Сейчас стеклофибробетон чаще используют при строительстве многоэтажных сооружений, поскольку он легче. Удается существенно расширить творческие замыслы архитекторов, по сравнению со строительством из железобетона.

Сферы использования стеклофибробетона

Оптимальное сочетание технических особенностей, делает стеклофибробетон применимым в разных сферах. Помимо строительства многоэтажных сооружений, его можно использовать в следующих случаях:

  • Для реализации дизайнерских изделий. Когда есть не типовая задача с необычными требованиями.
  • В качестве материала для облицовки здания. При этом, новые панели просто накладываются поверх имеющегося стройматериала.
  • При серийном строительстве. Простота монтажа стеклофибробетона, позволяет возводить строительные конструкции с высокой скоростью. Это могут быть торговые ряды, кафе, магазины и другие объекты. Стеклофибробетон для фасада может использоваться эффективно как при оригинальном, таки и при типовом строительстве, если стоит такая задача.

Также материал используется в случаях, когда высота помещения слишком ограничена и надо при минимальной толщине перекрытия и пола реализовать высокую прочность. В целом, он может везде заменить обычный бетон, вопрос только в рентабельности.

Элементы из стеклофибробетона

Данный материал позволяет делать любые декоративные элементы с высоким качеством конструкции и долговечностью. Вот несколько примеров:

  • облицовочные панели для наружной и внутренней отделки;
  • колоны зданий;
  • фасадные камни разной формы, например, цокольные, замкнутые;
  • подоконники жилых и промышленных объектов;
  • декоративные элементы, производимые на заказ;
  • ограждения на колоннах и лоджиях.

Еще стеклофибробетон может использоваться в ландшафтном дизайне. При этом он может реалистично воссоздать ряд других материалов: от пробковой материи до бронзовых деталей.

Для установки стеклофибробетона используются разные средства монтажа, предназначенные для определенных условий. При подборе средств, следует учитывать следующие требования:

  • надежность крепления;
  • обеспечение равномерных стыков;
  • равномерное распределение нагрузки на максимальной площади;
  • целостность конструкции во время ветра, сильно вибрации, механических воздействий.

При монтаже всегда учитываются:

  1. срок эксплуатации крепежной системы;
  2. вес используемых панелей;
  3. количество опорных и фиксирующих узлов.

Если соблюдать все необходимые требования и учитывать особенности материала, строительные элементы из стеклофибробетона не выйдут из строя долгие годы.

Недостатки стеклофибробетона

Из всего вышеописанного следует вывод, что стеклофибробетон имеет целый комплекс положительных качеств. Но есть и отрицательные моменты в его использовании.

  • Отсутствие устойчивости к воздействию щелочей. Чтобы компенсировать этот недостаток, достаточно применить стеклянную фибру при строительстве.
  • Раствор очень быстро затвердевает. Это действительно может стать серьёзной проблемой. Стеклофибробетон необходимо укладывать очень быстро. Требуется более высокая скорость, в сравнении с обычным бетоном.
  • Изменение прочности со временем. Также серьёзный недостаток бетонов данного типа

Но положительных сторон больше, а недостатки можно компенсировать дополнительными средствами, либо просто учитывать их изначально при подготовке проекта. Судя по текущим темпам роста использования декоративного стеклофибробетона, этот материал ждет широкое распространение. Он все чаще становится выбором архитекторов, с целью продления жизни их творений и повышения эстетической привлекательности.

Разновидности 

Как и любой другой строительный материал, СФБ также характеризуется наличием определенного количества классификаций, в зависимости от которых, как правило, стоит область использования изделий и материала в целом. В этом вопросе мы и будем сейчас разбираться.

Все изделия из стеклофибробетона разделяются на два основных вида:

  1. С армированием фиброй. В этом случае, применяется только один вариант арматуры — волокно. Оно может быть распределено равномерно, хаотично либо сосредоточено в отдельных частях изделия.
  2. С армированием комбинированным. Это означает, что фибра может сочетаться со стрежневой или проволочной арматурой

Стеклофибробетонные блоки с комбинированным армированием, как правило, обладают большим весом.

Из СФБ изготавливается целый ряд изделий, среди которых стоит выделить:

  • Блоки строительные;
  • Архитектурные формы;
  • Элементы декора;
  • Плиты стеновые и панели;
  • Элементы, имитирующие черепицу;
  • Плитка декоративная;
  • Карнизы из стеклофибробетона;
  • Лепнина и многое другое.

Особого внимания заслуживают панели, используемые для отделки фасадов зданий. Они могут иметь различный размер, окраску, фактуру.

Монтаж стеклофибробетона в таком исполнении достаточно прост: изделия крепят на заранее подготовленный каркас по системе вентилируемого фасада. Ниже на фото изображены некоторые варианты.

Достаточно популярным вариантом исполнения СФБ является применение в строительстве таких изделий, как несъемная опалубка из стеклофибробетона.

А теперь — подробнее о ней:

  • Стеклофибробетонные плиты несъемной опалубки изготавливаются в условиях завода, и доставляются в полной комплектации на объект строительства.
  • Опалубка активно применяется при сооружении тоннелей, арочного свода, куполов, мостов, и иных конструкций.
Смонтированная опалубка
  • Крайне удобным становится ее использование в случае, если произвести демонтаж опалубки съемной весьма проблематично.
  • Сроки строительства, как правило, сокращаются, стоимость снижается, но при этом качество и внешний вид остаются на высоте.
Опалубка: стеклофибробетонные плиты

К достоинствам такого рода облицовки стоит отнести:

  1. Стеклофибробетонная несъемная опалубка позволяет производить облицовку одновременно со строительством объекта.
  2. Время возведения здания, как уже говорилось, сокращается.
  3. Изделия характеризуются малым весом, что значительно облегчает процесс работы с ними, несмотря на крупные габариты.
  4. Декор может быть самым разнообразным. Поверхность может быть окрашена, иметь фактуру, узор и так далее.

Крайне интересным и необычным вариантом применения материала является лепнина из стеклофибробетона.

Это наиболее востребованный метод реставрации старых построек и декорирования новых.

  • Еще не так давно при обновлении сооружений применяли гипс. Однако его эксплуатационные характеристики оставляют желать лучшего, и именно поэтому СФБ постепенно вытесняет этот материал.
  • Особенность заключается в том, что при помощи СФБ можно воссоздать даже очень мелкие детали.
  • Поверхность получается гладкой и эстетически привлекательной.
Вариант применения

Также активно используется такой вид изделий, как архитектурные элементы. Многие, наверняка, видели накладные колонны, карнизы и различные выступы, декорирующие здания. С их помощью можно не только подчеркнуть индивидуальность строения, но и воссоздать определенный стиль архитектуры.

Технология производства стеклофибробетона

При получении бетона, упрочняемого стекловолокнами, важное значение имеет не только правильный подбор и рациональное сочетание исходных материалов, но и технология его изготовления.

Свойства конечного композита находятся в большой зависимости от обеспечения равномерности распределения фибр в бетоне, их ориентации, анкеровки, определяющих в значительной мере способность материала оказывать сопротивление внешним воздействиям. Большинство изделий и конструкций из стеклофибробетона изготавливаются, как правило, по одной из двух основных технологических схем – пневмонабрызг смеси и виброформование премикса (или премиксинг), то есть предварительное смешивание нарубленного стекловолокна с цементно-песчаным раствором.

Пневмонабрызг

В первом случае речь идет о набрызге цементно-песчаного раствора под давлением (подобно торкретированию) с одновременной подачей волокна на большой скорости.

Порядок выполнения операций:

  1. Приготовление смеси цемента, песка, воды и химдобавок производится в высокоскоростном широкозахватном смесителе с высоким срезывающим усилием.
  2. Затем смесь выгружается в нагнетательную растворонасосную станцию, откуда она поступает в специальный пистолет-напылитель.
  3. В рубящее устройство пистолета также подается нить стекловолокна (стеклоровинг), где она нарубается на короткие отрезки (фибру) и далее смешивается в воздушной струе с цементно-песчаной смесью.
  4. Затем такая стеклофибробетонная смесь набрызгом наносится на форму или на формообразующую рельефную матрицу.

Виброформование

Метод формования премикса подразумевает предварительное введение уже нарубленной стеклофибры в цементное тесто с последующим виброформованием.

Получаемый в результате этого процесса материал обычно называют СФБ-премиксом. Его приготовление включает две стадии:

  1. Сначала в высокоскоростном смесителе готовится смесь цемента, песка, воды и химических добавок.
  2. Затем в эту смесь уже на малой скорости работы смесителя добавляется стеклофибра.
  3. Далее премиксом заполняются формы и производится его виброуплотнение.

Свежеотформованные изделия, полученные в результате обоих технологических процессов, должны выдерживаться в течение 7-ми дней во влажной среде. Прочность пневмонанесенного СФБ обычно выше, чем у СФБ премикса.

  1. В первую очередь, это объясняется тем, что при пневмонабрызге содержание волокна может достигать 5-6%, в то время как у премикса этот показатель ограничивается 3-3,5%.
  2. Во-вторых, у стеклофибробетона, полученного в результате пневмонабрызга, более низкое водоцементное отношение, чем у премикса.
  3. В-третьих, пневмонанесение позволяет получать более длинные отрезки стекловолокон и придавать им плоскостную (в отличие от трехмерной у премикса) ориентацию.

Выбор производственного метода определяют такие факторы, как заданные требования в отношении прочности, размер формы, архитектурно-проектные условия.

Как правило, изделия больших размеров, такие как стеновые панели, напыляются, в то время как малые изделия формуются из премикса.

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.

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.

Свойства СФБ в марочном возрасте:

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)

Примечание 1. Для перевода кг/см2 в МПа можно пользоваться следующим соотношением:

g * кг/см2 = МПа = 10 * кг/см2 .