Стеклофибробетон: обзор современного строительного материала

05.01.2018

 Строение, облицованное СФБ
Строение, облицованное СФБ

Стеклофибробетон смело можно назвать новинкой на рынке строительной индустрии, так как активное его применение началось не так давно. Отличный от других легких бетонов состав, наделил материал определенным набором свойств, что стало основной причиной всевозрастающей популярности.

Немного из истории

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

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

Знакомство со стеклофибробетоном

Перед тем, как перейти к классификациям, давайте ознакомимся с составом композита и его основными свойствами.

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

Состав стеклофибробетона следующий:

  • Основной составляющей является цемент высокой марки (М500-700) серый или белый;
 Цемент
Цемент
  • Песок кварцевый;
 Песок кварцевый
Песок кварцевый
  • Волокно, устойчивое к щелочи;
 Фиброволокно
Фиброволокно
  • Введение присадок гарантирует повышение эстетических и технических свойств готовой продукции;
 Добавка для повышения прочностных характеристик
Добавка для повышения прочностных характеристик
  • Также добавляются жидкое стекло или вода;
 Жидкое стекло
Жидкое стекло
  • Могут добавлять пластификаторы и химические компоненты, способствующие повышению качеств смеси и готового материала.
 Пластификатор
Пластификатор

Пропорции компонентов и преобладание тех или иных ингредиентов способны влиять на технические характеристики, основной из которых является прочность. Ведь именно благодаря ей в сочетании с иными качествами материал получил широкое распространение.

 Стандартные пропорции
Стандартные пропорции

Итак, на прочность влияют следующие факторы:

  • Количественное содержание фибры;
  • Водоцементное соотношение;
  • Наличие заполнителя в определенной пропорции;
  • Ориентация фибры и ее длина;
  • Условия, при которых материал набирает марочную прочность, то есть твердеет.

А теперь немного подробнее о наполнителе:

  • Количество волокна, длина его и ориентация оказывают первоочередное влияние на значения прочности на изгиб и сжатие, которые у СФБ сравнительно повышены благодаря содержанию подобного рода наполнителя. А вот модуль упругости данный фактор практически не затрагивает.
Интересный факт! Если содержание фибры в количественном отношении максимально, а это около 7%, то плотность изделий уменьшается за счет повышения воздухововлечения. Оптимальным считается содержание 3-4% компонента, при этом прочностные характеристики будут наиболее приемлемыми.
  • Длина волокон — важна. Если она слишком велика, то могут возникнуть проблемы при пневмонабрызге, что, в свою очередь, повлияет на результат.
  • Ориентация фибры может повлиять на свойства материала при нагружении его в различных направлениях. В особенности, это касается случая, когда волокна расположились параллельно.

Помимо прочности, пропорции компонентов оказывают влияние и на другие свойства. Одним из важнейших является усадка. Ведь ценность материала во многом определяется его способностью сопротивляться данному явлению.

Что же именно оказывает влияние?

  • Соотношение цемента и песка;
  • Цемента и воды;
  • Условия набора прочности;
  • Возраст материала.

На этапе твердения происходит усадка, избежать которой нельзя. Если количество песка увеличить, то уровень деформации снизится. Однако при этом, СФБ не сможет составить конкуренцию железобетону, так как процентное содержание цемента в нем выше.

На заметку! Усадка, как известно многим, сопровождается зачастую появлением трещин. Этого можно избежать путем увеличения количества волокна в виде фибры и беспорядочной его ориентации. Дело в том, что трещины возникают в основном при параллельном расположении волокон.

Каковы свойства материала

А теперь кратко о свойствах.

Таблица 1. Свойства стеклофибробетона.

Наименование свойстваЗначение его и комментарии

 Показатель средней плотности (кг/м3)
Показатель средней плотности (кг/м3)

Может составлять от 1700 до 2200. Это завидное значение для большинства материалов, особенно если учесть возможный коэффициент теплопроводности, указанный ниже.

 Прочность на сжатие кг/см2
Прочность на сжатие кг/см2

500-830. Настолько повышенное значение, как уже говорилось, обусловлено содержанием в составе фиброволокна.

 Теплопроводность, Вт*мС
Теплопроводность, Вт*мС

0,5-0,7. Разумеется, в сравнении с ячеистыми бетонами или, например, полистиролбетоном этот показатель достаточно велик. Однако, при учете высоких прочностных характеристик, теплоэффективность — налицо.

 Огнестойкость
Огнестойкость

Высокий уровень. Материал не горит, во взаимодействие с огнем не вступает.

 Звукоизоляция
Звукоизоляция

Также весьма завидная. Значение варьируется в промежутке от 28 до 41 дБ.

 Морозостойкость
Морозостойкость

Достигать может 350 циклов.

 Долговечность
Долговечность

Достаточно высока. Облицовка фасада может прослужить столетия.

 Экологичность
Экологичность

Материал считается экологически чистым. Выше мы подробно рассмотрели состав и смогли полностью в этом убедиться.

А теперь взглянем на не менее важные характеристики, выделяющие материал среди остальных.

Таблица 2. Технические характеристики.

Вязкость ударная по Шарли1,0*2,5 кг/мм2Прочность на изгиб500-800 кг/см2Модуль упругости1-2,3*104МпаПрочность на растяжение70-110 кг/см2Удлинение (при растяжении)0,5-1,1%

 Характеристики
Характеристики

Основные преимущества и недостатки

Давайте окончательно убедимся в конкурентоспособности стеклофибробетона. Для этого рассмотрим основные преимущества, недостатки и проанализируем их.

Начнем с плюсов:

  • Изделия отличаются небольшим весом;
  • Теплопроводность в соотношении с плотностью весьма хороша;
  • Прочностные показатели заметно выделяют материал среди остальных;
  • Приемлемая цена;
  • Биологическая устойчивость;
  • Сейсмоустойчивость;
  • Возможность производства своими руками;
  • Экологичность;
  • Негорючесть;
  • Очень высокие значения марки морозостойкости и долговечности;
  • Широкие архитектурные возможности материала;
  • Большой ассортимент изготавливаемых изделий;
  • Повышенная пластичность смеси СФБ;
  • Материал твердеет быстро.

Минусы:

  • Могут возникнуть небольшие сложности при работе с материалом. Дело в том, что он очень быстро схватывается, что вынуждает повышать скорость проведения работ. А это требует навыка.
  • Повышенная восприимчивость к щелочи. Но данный недостаток нивелируется применением фибры, устойчивой к щелочам.

Разновидности и область применения

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:

  • С армированием фиброй. В этом случае, применяется только один вариант арматуры — волокно. Оно может быть распределено равномерно, хаотично либо сосредоточено в отдельных частях изделия.
  • 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
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
Опалубка: стеклофибробетонные плиты

К достоинствам такого рода облицовки стоит отнести:

  • Стеклофибробетонная несъемная опалубка позволяет производить облицовку одновременно со строительством объекта.
  • Время возведения здания, как уже говорилось, сокращается.
  • Изделия характеризуются малым весом, что значительно облегчает процесс работы с ними, несмотря на крупные габариты.
  • 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
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.

Ниже на фото показаны несколько вариантов.

Сущность технологии изготовления

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

Оборудование

Для начала производственного процесса необходимо наличие определенного комплекта оборудования.

Перечень его — следующий:

  • Смеситель необходим для быстрого приготовления цементного раствора. Смесь получается высококачественной, она не имеет комков. Преимуществом такого специализированного оборудования является то, что соотношение воды и цемента остается минимальным.
 Смеситель
Смеситель
  • При помощи пневмопистолета производится пневмонабрызг, то есть напыление стеклофибробетона. Смесь может смешиваться отдельно либо непосредственно в сопле. А вот фибра готовится на выходе.
 Пневмопистолет
Пневмопистолет
  • Растворонасосная станция способна регулировать скорость, с которой производится подача смеси. На станции расположены специальные приспособления, на одном из которых зафиксирован пистолет, а на другом располагается фибра.
 Станция растворонасосная
Станция растворонасосная

Для удобства и повышения производительности стоит приобрести дополнительно:

  • Компрессор;
  • Валики пружинные.
 Компрессор
Компрессор

С целью создания определенных изделий понадобятся формы для стеклофибробетона.

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

Методы производства

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

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

Наиболее актуальным является использование такого метода при выпуске малогабаритных изделий.

Видео в этой статье содержит информацию о ходе процесса работ.

Можно ли изготовить материал самостоятельно?

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

Для этого необходимо выполнить следующие действия:

  • Компоненты подготавливаются, фибра нарезается;
  • Производится тщательное смешивание при помощи бетономешалки;
  • Смесь отправляют в формы либо распределяют на поверхности в зависимости от конечной цели.
Обратите внимание! Смесь схватывается крайне быстро, поэтому все действия необходимо произвести в максимально короткий срок. Это касается в том числе и процесса замеса раствора.

Во время самостоятельного изготовления будьте предельно внимательны.

Специалисты рекомендуют обратить внимание на следующее:

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

Заключение

СФБ — уникальный материал, активно применяющийся в различных сферах строительства. Ассортимент изделий настолько широк, что не найти для себя подходящего варианта практически невозможно.

Архитектурные элементы из стеклофибробетона могут быть самой различной формы, размера, фактуры и оттенка. СФБ дает возможность архитектору воплотить в жизнь практически любые задумки.

Читать далее...