Свойства, характеристики и применение стеклофибробетона

14 мая 2024 17 мая 2024
  • Содержание статьи

Армированный стекловолокном бетон появился на строительном рынке относительно недавно. Первые попытки применения стеклобетона были предприняты в 1969 году. Однако стойкую к щелочной цементной матрице стеклянную фибру начали выпускать только в 70-х годах ХХ века. Именно благодаря коррозионностойкой фибре стеклофибробетон (СФБ) сумел занять свою нишу в сортаменте промышленных бетонов. Причиной популярности стали свойства нового композитного материала. СФБ был легче, прочнее, долговечнее обычного бетона и железобетона. Наша компания использует эти свойства СФБ на практике, поэтому мы хотим, чтобы вы познакомились с его характеристиками и преимуществами.

Что такое стеклофибробетон?

СФБ ― современный композитный строительный материал, состоящий из мелкозернистой бетонной матрицы и микрофибры на основе стекловолокна. Стеклофибробетон делают из кварцевого песка, портландцемента М500, воды (17 кг на 100 кг сухой смеси) и особого стекловолокна с высоким содержанием диоксида циркония (более 16%). Только такое волокно может выдержать длительный контакт со щелочной средой цементного камня.

Стекловолокно диаметром 8-10 мкм и длиной 20-40 миллиметров меняет свойства обычного мелкозернистого бетона. Новый строительный материал становится на порядок прочнее, служит намного дольше, демонстрирует рост несущей способности, морозостойкости и влагостойкости. Такой эффект дает введение 3-5 килограмм стеклянной фибры на каждые 100 килограмм матрицы. Если в раствор добавить более 5 кг, то стеклофибробетон станет опасно хрупким, за счет роста воздухововлечения.

Основные свойства и характеристики СФБ

Свойства Бетон М500 Стеклофибробетон
Удельная масса кг/м3 3200 2250
Прочность под давлением (на сжатие) кг/см² 500 840
Прочность под действием внешних сил/моментов кг/см² 60 320
Морозостойкость F70 F300
Водонепроницаемость W12 W20
Теплопроводность Вт/см²•°С 1,5 0,75
Упругость по модулю кг на 1 см² 20 60

Технические преимущества СФБ по сравнению с бетоном

Стеклофибробетон ― надежный материал. Его модуль упругости превосходит показатели матрицы на основе бетона М500 в три раза. Именно поэтому прочность СФБ на растяжение, изгиб превосходит показатели матрицы в 3-4 раза. Благодаря этому мы можем выпустить полый элемент из СФБ, с толщиной стенки 10-15 миллиметров, которым будет работать не хуже бетонного монолита. Причем истираемость обычного монолита на 30% хуже, чем у материала, армированного стеклянной фиброй.

Полая конструкция снижает нагрузку на фундамент, кроме того, плотность стеклофибробетона ниже показателей матрицы на 25-30%. Все это снижает затраты на фундамент и способствует упрощению его конструкции. Под весом декоративных элементов или облицовочных плит из СФБ еще не треснул ни один фундамент.

Прочность на сжатие у СФБ существенно выше, чем у матрицы. Материалоемкость изделий из стеклофибробетона существенно ниже показателей бетона обычного. Продукция из армированного фиброй строительного материала держит большую нагрузку и требует меньше ресурсов на изготовление.

Морозостойкость СФБ выше, поэтому он служит дольше обычного бетона, не нуждаясь в серьезном ремонте. На поверхности облицовки из СФБ не будет глубоких трещин, вызванных температурными деформациями застывающей воды. При сравнимом сроке службы с обычным монолитом, СФБ будет выглядеть лучше и на страте и в конце эксплуатационного периода. Причем изделия из стеклофибробетона не чувствительны к химически агрессивным средам. Они мало подвержены коррозии, поэтому легко выдерживают погружение в морскую воду, частые дожди и прочие капризы погоды. Что также сказывается на долголетии СФБ.

Теплопроводность тяжелых сортов бетона выше, чем у СФБ, поэтому дома из классического стройматериала нуждаются в серьезном утеплении. Стеклофибробетон нельзя назвать теплоизолятором, но он способен снизить утечки тепла, особенно за счет воздушной прослойки между стеной и облицовкой.

Экологичность и пожарная безопасность СФБ и обычного бетона находится на одном уровне. Оба материала не выделяют вредных веществ при нагреве, не воспламеняются, не обугливаются и не горят. Контролирующие органы настолько уверены в этих стройматериалах, что никогда не требуют от проектировщиков, застройщиков и домовладельцев сертификатов пожарной безопасности.

Технологии производства стеклофибробетона

Все преимущества армированного стеклянной фиброй бетона раскрываются только при правильной технологии производства. Прочность, морозостойкость, несущая способность изделия из этого материала зависят от равномерности распределения фибры по объему матрицы. Ведь матрица без фибры остается обычным бетоном, что может ослабить характеристики конструкции или элемента из СФБ.

Чтобы добиться равномерного или близкого к этому показателю уровня распределения фибры по объемы матрицы, производители изделий из стеклофибробетона используют две технологии производства ― пневмонабрызг и премиксинг. Эти технологии предполагает принципиально разный подход к производству, что сказывается на ожидаемых свойствах армированного стеклянной фиброй строительного материала.

Что такое пневмонабрызг СФБ

Технология пневматического набрызга — это частный случай торкретирования:

  • Песок, портландцемент, вода и присадки смешиваются в широкозахватном миксере, который работает на больших оборотах.
  • Смесь из миксера перемещается в расширительный бак компрессорной станции, которая нагнетает давление за счет подкачки сжатого воздуха.
  • Под давлением смесь подается в рукав, который соединен с форсункой-пистолетом. Туда же попадает стекловолокно (в виде нити).
  • Рубящий блок форсунки-пистолета нарезает стекловолокно на обрезки нужной длины и забрасывает микроарматуру в поток воздуха и бетона.
  • Поток бетона, воздуха и фибры из форсунки направляется на матрицу из стеклопластика, силикона, ламинированной фанеры, которую покрывают слоями рабочей смеси.

Заполненную фибробетоном формообразующую матрицу помещают во влажную среду на семь дней, для перехода компонентов в плотный, пронизанный нитями стекловолокна, цементный камень.

Особенности технологии премиксинга

Технология виброформования премикса (премиксинг) предполагает соединение цементно-песчаной смеси с микроарматурой в совсем других условиях:

  • Высокоскоростной миксер перемешивает сухие компоненты, воду и жидкие присадки.
  • После приготовления бетонной основы миксер сбавляет обороты до минимальных значений и принимает рубленное стекловолокно.
  • Спустя некоторое время рабочую смесь подают в формующую матрицу с помощью дозатора, выделяя нужный объем.
  • Заполненную формующую матрицу ставят на вибрационный стенд, который помогает стеклофибробетону заполнить весь свободный объем, а также избавляет отливку от воздуха.

Фибру добавляют либо в сухую смесь, либо в почти готовый бетон. Применение пластификаторов обязательно, поскольку время пребывания рабочего раствора в миксере увеличивается. С вибрационного стенда формующая матрица идет во влажную камеру на семь дней.

Какую технологию используют наши заводы

Наша компания использует в производстве облицовки и штучных изделий из СФБ только технологию пневмонабрызга. На заводах компании работают девять установок, с помощью которых мы выпускаем около 10 000 квадратных метров облицовки в месяц. Выбор технологии пневмонабрызга не был случайным. Этот способ производства гарантирует:

  • увеличение массовой части волокон до 6% от объема бетона (у премиксинга всего 3%);
  • снижение водоцементного отношения по сравнению с рабочей смесью, полученной по технологии премиксинга;
  • использование волокон максимальной длины, с плоскостной ориентацией микроарматуры (у премиксинга хаотичная трехмерная ориентация).

Технология пневмонабрызга повышает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, снижает теплопроводность и блокирует распространение звуков, придавая СФБ свойство изоляционного материала. Полученный путем набрызга стеклофибробетон не склонен к образованию трещин, не боится перехода через ноль при оттепели, демонстрирует стабильность форм и размеров. Подобные преимущества расширяют сферу применения этого материала.

Практика применения стеклофибробетона

В первую очередь, СФБ ― это отличный строительный материал. Из него можно сделать фундамент и стену малоэтажного дома. Но в большинстве случаев он используется только в отделке, ведь цена СФБ выше стоимости обычного железобетона. Наша компания делает из стеклофибробетона:

  • погонажный декор ― карнизы, наличники, плинтусы, лепнину;
  • крупногабаритные архитектурные элементы ― пилястры, тимпаны, рустовые углы;
  • элементы художественного декора ― барельефы, скульптурные группы, панно;
  • облицовочную плитку нужного заказчику размера и толщины;
  • нагруженные элементы ― колонны, ступеньки, балясины и перила.

Фактура и цвет изделий из СФБ может имитировать любой облицовочный материал ― от штукатурки до натурального камня. Вы можете заказать стандартное изделие из каталога или персонифицированный вариант облицовки, разработанный в единственном экземпляре, по вашему эскизу. Кроме продукции бетонного завода мы можем предложить заказчику монтаж на клей или с применением закладных элементов, к которым крепят плитку или штучное изделие. Качество монтажных работ подтверждается нашей гарантией и допуском от профильной СРО.

Как стеклофибробетон имитирует камень и другие материалы?

Технология пневмонабрызга позволяет передавать мельчайшие детали фактуры поверхности. Высокая кинетическая энергия струи буквально трамбует бетон в формующую матрицу, позволяя пластичной массе проникать даже в тонкие щели. Для получения нужно фактуры нам остается только подобрать подходящую матрицу.

При производстве плитки и других элементов прямоугольной формы мы применяем матрицу из ламинированной фанеры. Сложные изделия с радиальными элементами заливают в матрицу из стекловолокна. Для рельефных элементов применяется матрица из силикона, позволяющая имитировать фактуру:

  • натурального камня;
  • клинкерного и облицовочного кирпича;
  • штукатурки (финишной или декоративной);
  • дерева любой породы;
  • гипсовой лепнины;
  • перфорации
  • резного орнамента.

Кроме рельефа мы можем имитировать цвет предоставленного заказчиком материала. Окрашивание изделия возможно поверхностным методом или в массе. В последнем случае в рабочий раствор, до добавления стекловолокна, подмешивают пигмент и каменную/стеклянную крошку. Образцы фактуры и цвета можно посмотреть в нашем каталоге. Наш представитель готов доставить бокс с образцами продукции на вашу стройплощадку или в офис.

Как долго живёт СФБ и как увеличить его срок службы?

Устойчивость к заморозкам, хорошая водонепроницаемость и умение сопротивляться агрессивным средам позволяют отнести стеклофибробетон к группе долговечных строительных материалов. Базовый срок службы изделий из СФБ ― 50 лет. Далее возможно уменьшение свойств водоотталкивания, что поправимо дополнительной обработкой гидрофобом и постепенное осветление краски, что также можно исправить повторным нанесением краски на фасад.

Для поддержания свойств стеклофибробетона обращаются к профилактическим мерам. Во-первых, вам не стоит экономить на фибре. Чем больше микроарматуры, тем лучше, но не перешагните пороговые значения, увеличивающие воздухововлечения раствора. Во-вторых, тщательно подбирайте присадки, увеличивающие пластичность и меняющие скорость застывания раствора. При ошибке с дозировкой вас ждет потеря прочности и угроза появления трещин в процессе усадки. В-третьих, не забывайте о практике усиления бетонной конструкции за счет различных пропиток, меняющих твердость, прочности и морозостойкость поверхностного слоя.

Наша компания знает, что делать с цементным раствором на этапе приготовления, чтобы изделие из СФБ служило максимально долго, а когда наступит критический период, мы предложим укрепляющие растворы, затягивающие трещины и заполняющие поры на ослабленных участках. «Элит Фасад» знает о стеклофибробетоне все, и мы готовы поделиться этими знаниями с нашими заказчиками. 

Если срочно и много, то к нам
Офис и шоурум

Московская обл., г. Красногорск, Ильинское шоссе, д. 1А, «Красногорск Плаза», 4 этаж, офис 4