Стеклофибробетон технология. Технологии изготовления стеклобетона своими руками Вставки из стекла в бетон

28.10.2019

Разновидности

В зависимости от того, в каком виде состав модифицируется стеклом, стеклобетон бывает следующих видов:

бетон, армированный стеклом;
состав с добавлением жидкого стекла;

Стеклобетон – очень гибкий, упругий и высокопрочный материал, который, оставаясь бетоном, является, тем не менее, необычно легким

стеклобетон с фиброй;
полупрозрачный массив с оптоволокном;
состав со стеклянным боем;
раствор, где стекло использовано как связующий элемент.

Преимущества

В связи с использованием специальных наполнителей, стеклобетон превосходит традиционный бетон. Главные преимущества:

Уменьшенная масса, так как основные наполнители – цемент, стекловолокно, песок, смешаны в равных пропорциях.
Увеличенная прочность, так как стеклонаполненный композит отличается повышенной устойчивостью к деформациям, а параметры ударной стойкости пятнадцатикратно превышают характеристики бетонного раствора.
Расширенная область использования и широкая номенклатура изготавливаемых из бетона со стеклянным наполнителем изделий.
Значительное количество возможных добавок, разносторонне влияющих на характеристики.

Стеклоармированный состав

Бетон, армированный стекловолокном, по сути, сходен с железобетоном. В нем применяется , вместо металлической. Исходя из этого отличия, ясно прорисовываются преимущества:

увеличенная теплоизоляция;

Альтернатива бетону - стеклобетон, обладающий большей прочностью, морозостойкостью и теплопроводностью

небольшой вес. Применение композитобетона существенно снижает нагрузку на фундамент;
при отрицательных температурах не замерзает, что позволяет облегчить зимой строительные работы;
доступная стоимость.

Бетон с жидким стеклом

При ведении строительства в регионах с низкими грунтовыми водами, рекомендуется применять для заливки фундаментов состав с добавлением жидкого стекла. Антисептические свойства силикатного стекла позволяют применять при возведении колодцев, бассейнов и других искусственных водоемов. Высокие показатели термостойкости делают возможным применение при устройстве печей, каминов.

Используется жидкое стекло в двух вариантах:

Наиболее оперативный метод – развести стекло водой, и уже готовый раствор смешать с бетоном. Если вводится неразведенное стекло, это вызывает появление трещин на верхнем слое.
При втором варианте стекло используется как грунтовка. Его наносят на готовый блок. Если же сверху нанести еще один тонкий слой цемента со стеклом, то изделие будет надежно защищено от влаги.

При приготовлении такой бетонной смеси, учитывайте, что она достаточно быстро твердеет. Готовьте раствор небольшими порциями, чтобы успеть его безотходно использовать.

Общее для всех стеклобетонов свойство – это бетон, в который как составная часть добавлено стекло в разных видах

Композит с фиброй

Фибра – это волокно, устойчивое к воздействию щелочи. Добавка в бетон повышает прочностные характеристики и обеспечивает декоративные свойства.

В зависимости от вида и количества добавок свойства стеклофибробетона изменяются, но неизменными остаются:

устойчивость к влаге;
повышенная ударная прочность;
морозоустойчивость;
небольшой вес;
устойчивость к воздействию химических реагентов.

Бетонный состав с оптическими волокнами (литракон)

Основными ингредиентами, наполнителями массива являются оптические волокна, изготовленные из стекла, имеющего увеличенную длину. При формировании состава волокна хаотически армируют блок, а после очистки торцов беспрепятственно пропускают свет. Возможность массива пропускать свет зависит от концентрации волокон, степени цветопередачи материала.

Результаты Голосовать

Где вы предпочли бы жить: в частном доме, или квартире?

Назад

Где вы предпочли бы жить: в частном доме, или квартире?

Назад

Материал отличается повышенной ценой, но ведутся работы, направленные на снижение. Использование литракона в частных условиях ограничивается декоративными функциями композита, а не применением, как строительного материала.

Жидкое силикатное натриевое (реже калийное) стекло добавляют в бетон с целью повышения устойчивости к воздействию влаги и высоких температур и обладает антисептическими свойствами

Бетон, наполненный боем стекла

Стеклобетон данного типа обеспечивает возможность достичь экономии на использовании стеклянных наполнителей. Традиционно применяемые щебень и песок в стеклонаполненном композите заменяются боем стекла. В качестве наполнителя используются стеклянные отходы производства в виде емкостей, шариков, трубочек, ампул.

Прочностные характеристики готового материала не отличаются от бетона, в котором применяется щебень. При этом масса готового изделия значительно уменьшается, а традиционный щебень может быть полностью заменен на стеклянный наполнитель.

Состав со связующим веществом – стеклом

Сфера применения данного материала – промышленность. Произведенный промышленным путем, он устойчив воздействию агрессивных кислот, отрицательно воспринимает агрессивные щелочи. Этапы промышленного изготовления предусматривают:

Сортировку стеклянной массы.
Дробление частиц.
Измельчение стекла.
Разделение на фракции.

Крупным наполнителем являются элементы размером выше 5 миллиметров, а остальные, более мелкие, могут использоваться вместо песка. При наличии тонкой стеклянной фракции самостоятельно можно подготовить такое заполнение.

Стеклобетон широко применим и, благодаря своим свойствам, очень востребован для производства отделочных панелей, решеток, ограждений, стен, перегородок

Вяжущие свойства обеспечиваются введением катализатора, так как порошок стекла при смешивании с водой не обеспечивает вяжущих характеристик. Технология изготовления предусматривает растворение стеклобоя щелочью – кальцинированной содой. При реакции образующиеся кислоты кремния постепенно трансформируются в гель, который скрепляет заполнитель, отвердевает. Результат – получение долговечного конгломерата, обладающего кислотоупорными свойствами и повышенной прочностью.

Бетон широко применяется в строительстве уже много лет благодаря своей стойкости к деформациям и долговечности, но есть у материала и некоторые недостатки, самым главным из которых является низкая стойкость на растяжение. Чаще всего эту проблему решают металлическим армированием, но в наше время появились и более прогрессивные решения. Вы можете изготовить стеклобетон своими руками, при этом свойства материала будут на самом высоком уровне при снижении веса конструкции.

На фото — применение стекловолокна позволяет придать даже тонким бетонным элементам непревзойденную прочность

Основные виды материалов

Сразу отметим, что под понятием стеклобетон понимается целый спектр вариаций, все их мы рассматривать не будем, ознакомимся только с теми, которые чаще всего используются и с которыми можно работать и самостоятельно. Каждый вид имеет свои особенности, которые и обуславливают те или иные свойства материала.

Композитобетон

Второе название данного варианта – стеклоармированный бетон. Он очень напоминает обычные железобетонные варианты, но технология стеклобетона предполагает использование вместо металлической арматуры стекловолоконные прутья.

Чтобы объяснить все преимущества композитного армирования, сравним его с обычной металлической арматурой:

Металл	Стекловолокно
При воздействии влаги подвергается коррозии, вследствие чего каркас разрушается, снижая прочность бетонной конструкции.	Абсолютно не боится влаги и способно выдерживать ее воздействие на протяжении длительного срока.
Большой вес конструкций, армированных металлом, накладывает множество ограничений при возведении.	Изделия из стеклобетона весят намного меньше, вследствие чего их можно использовать практически везде.
Достаточно высокая стоимость арматуры делает проект намного более дорогим, чтобы добиться высокого качества нужно потратить значительные средства.	Цена композитной арматуры намного ниже, что делает ее доступнее, чем обычный металл.
Вес металла достаточно большой, что создает неудобства при работе и погрузочно-разгрузочных работах.	Стекловолоконные прутки весят в 5 раз меньше при одинаковом диаметре.
Перевозить арматуру весьма сложно ввиду большой длины элементов. Приходится нанимать грузовой транспорт.	Материал сворачивается в бухты длиной около 100 метров, при этом вес одной бухты не превышает 10 кг. Перевозить ее можно и в багажнике легкового авто.
Металл имеет высокую теплопроводность, вследствие чего прутки служат своеобразными мостиками холода в конструкции.	Стекловолокно проводит тепло в 100 раз меньше, чем металл, такие конструкции получаются намного теплее.

Такая арматура превосходит металлическую по всем показателям, именно поэтому ее очень широко используют в современном строительстве

Еще одно важное достоинство – композитные прутки в 2.5 раза прочнее на разрыв, что позволяет использовать изделия меньшего диаметра без потери прочностных характеристик конструкции.

Работы по созданию арматурного пояса такого типа намного проще и быстрее вследствие целого ряда причин:

Легкий вес материала.
Простота соединения – с помощью пластиковых хомутиков, надежно фиксирующих каждый узел.
Зимой металл очень холодный, в то время как стекловолокно не промерзает.

Работы по укладке композитного армопояса гораздо проще, чем при использовании металла

Важно!
Стоит помнить, что прочностные свойства стеклопластика намного выше, поэтому можно использовать арматуру меньшего диаметра без потери прочности.

Стеклонаполненный бетон

Такой стеклобетон имеет целый ряд отличий, главное из которых – использование в качестве наполнителя стекловолокна, которое и обуславливает высокие эксплуатационные свойства материала.

Стеклофибраустойчива к воздействию щелочей и других неблагоприятных воздействий

Основными достоинствами данного варианта можно назвать следующие факторы:

Универсальность : так можно изготавливать как панели, так и блоки или легкие и прочные облицовочные листы. Сфера применения очень широка.
Легкость : в состав входит мелкозернистый бетон, смешанный с песком в пропорции 50/50 и нарезанная стеклофибра.
Прочность фибробетона: на сжатие он вдвое устойчивее простого бетона, при растяжении и изгибе прочнее в 4 раза, а ударная стойкость и вовсе выше в 15 раз.
С помощью различных добавок: пластификаторов, красителей, гидрофобизаторов — свойства бетона могут значительно меняться .

Но стоит отметить, что изготовление такого материала – процесс достаточно сложный, и добиться высокого качества и надежности можно только в заводских условиях.

Фибробетонные листы имеют своеобразную структуру и могут использоваться даже как финальная отделка

Бетон с добавлением жидкого стекла

Этот вариант нельзя назвать стеклобетоном в чистом виде, тем не менее, стоит рассмотреть и его, так как при производстве используется жидкое стекло. Этот компонент на силикатной основе придает материалу высокие свойства устойчивости к влаге и повышает сопротивление высоким температурам.

Кроме того, жидкое стекло имеет ярко выраженные антисептические свойства, благодаря чему его часто добавляют при строительстве в болотистых местностях, где сырость особенно сильно воздействует на конструкции.

Жидкое стекло придает бетону высочайшие свойства стойкости и к влаге, и к высокой температуре

Инструкция по приготовлению бетона выглядит следующим образом:

Вначале готовится бетон нужной марки, при этом не стоит делать его слишком жидким.
Далее жидкое стекло разводится водой в пропорции, указанной в инструкции на упаковке.
Готовый раствор добавляется в бетон в пропорции 1:10, после чего необходимо тщательно перемешать состав перед использованием.

Важно!
Вода, которая добавляется в жидкое стекло, не учитывается при приготовлении бетона, так как она уходит на поддержание химической реакции, делающей поверхность устойчивой к влаге.

Важно тщательно перемешать раствор, тогда вся поверхность будет защищена от влаги

Иногда используется более простой способ: пропитка поверхности раствором жидкого стекла. Но, чтобы добиться наилучшей защиты, сверху лучше нанести еще один слой раствора с жидким стеклом для бетона, тем более застывает он достаточно быстро, поэтому сроки проведения работ не увеличатся.

Все знают, что резка железобетона алмазными кругами, как и алмазное бурение отверстий в бетоне сопряжены со множеством трудностей. Но использование стекловолоконных элементов упрощает и эти сложные работы: материал поддается гораздо лучше, и коронки, и диски изнашиваются не так быстро.

Бетон со стекловолокном бурится гораздо легче

Чтобы еще лучше разобраться в вопросе, посмотрите видео в этой статье, в нем наглядно показаны некоторые из рассматриваемых нюансов. В целом, можно с уверенностью утверждать, что за стекловолоконными элементами будущее, и стеклобетон с каждым годом будет использоваться все чаще.

В строительной отрасли применяются бетонные смеси, которые после твердения обладают повышенной прочностью. Для выполнения специальных задач в бетон добавляют различные добавки, изменяющие его характеристики. Одним из распространенных компонентов является жидкое стекло для бетона. Оно сокращает продолжительность застывания бетонной смеси, повышает стойкость монолита к воздействию влаги, кислот, повышенной температуре. Важно правильно смешать бетон и стекло, чтобы гарантированно обеспечить требуемые характеристики материала. Рассмотрим детально эту добавку.

Зачем добавлять жидкое стекло в бетон

Знакомимся с материалом

Многие слышали, что в строительной отрасли используют добавку, которая называется жидким стеклом. Однако далеко не все имеют представление, что она собой представляет. Рассматриваемый ингредиент – это растворенные в воде калиевые и натриевые силикаты, полученные из кремнезема. С водным раствором силикатов сталкивались практически все, используя в бытовых целях силикатный клей. Материал визуально воспринимается как вязкая жидкость, имеющая беловато-желтый оттенок. Остановимся на технологии изготовления, в соответствии с которой материал классифицируется по видам.

Общая классификация

Современная технология позволяет получить добавку различными методами. Компонент может производиться путем высокотемпературной обработки кремниевого сырья совместно с водным раствором натриевого гидроксида. Оборудование позволяет получить ингредиент с заданными свойствами путем спекания соды с кварцевыми частицами. Можно также использовать способ смешивания двуокиси кремния с раствором щелочей.

В зависимости от особенностей изготовления получают два вида ингредиентов :

натриевую смесь, характеризующуюся повышенной адгезией, клеящими свойствами, стойкостью к влиянию атмосферных факторов;
калиевый состав, отличающийся ускоренным высыханием, а также хорошей устойчивостью к воздействию повышенной температуры.

Эксплуатационные характеристики обоих типов материалов идентичны, но натриевый состав отличается более низкой ценой.

Добавка в бетон - жидкое стекло натриевое

Для чего добавляют жидкое стекло в бетон

Применение силикатного раствора, вводимого в бетонную смесь на этапе приготовления, а также наружная обработка бетонной поверхности изменяет свойства бетона.

После того как введено жидкое стекло, бетон приобретает дополнительные характеристики :

стойкость к проникновению влаги. Благодаря повышенной водонепроницаемости, монолит, модифицированный специальной добавкой, востребован для фундаментных оснований, подземных сооружений;
устойчивость к воздействию повышенной температуры. Это позволяет использовать модифицированный цементный состав для изготовления каминов и сооружения печей, кладка которых подвергаются воздействию открытого огня;
способность застывать за ограниченное время. При повышенной концентрации натриевого силиката в рабочем растворе, бетонная смесь твердеет ускоренными темпами, что важно для заделки различных полостей;
стойкость к влиянию кислот. Введение силикатного раствора в бетонный состав повышает стойкость к воздействию агрессивной среды, что актуально для использования бетона в химической промышленности.

Для обеспечения требуемых характеристик, смешивая бетон с жидким стеклом, пропорции следует неукоснительно соблюдать.

Жидкое стекло в бетоне – за и против

Так же, как и все строительные материалы, добавка имеет свои достоинства и недостатки.

Что дает при добавлении в бетон жидкое стекло

Преимущества присадки :

небольшая цена стройматериала;
незначительный расход присадки;
устойчивость к атмосферным факторам;
долговечность защитной пленки;
простота применения при введении внутрь бетона и поверхностном нанесении;
хорошая адгезия с минеральными основами.

Кроме того, силикатный компонент обладает :

повышенными гидрофобизирующими свойствами. В результате создания водонепроницаемого слоя затрудняется впитывание влаги;
высокими антисептическими характеристиками. Добавка препятствует развитию бактерий, затрудняет рост микроорганизмов;
антистатическими свойствами. Характеристики силикатной присадки препятствуют накоплению статического электричества;
способностью герметизировать трещины на поверхности. Это обеспечивает влагонепроницаемость массива;
устойчивостью к воздействию открытого огня, кислот, повышенной температуры. Обработанный материал сохраняет структуру и свойства.

Наряду с достоинствами, имеются слабые стороны :

ускоренная кристаллизация модифицированного состава при выполнении мероприятий по гидроизоляции фундаментных оснований;
невозможность применения для обработки поверхностей зданий, изготовленных из кирпича;
недостаточно высокие прочностные свойства защитной пленки, которая разрушается при механическом воздействии.

Среди изоляционных материалов выделяется жидкое стекло для бетона

Несмотря на имеющиеся недостатки, присадка широко используется профессиональными строителями, частными застройщиками, домашними умельцами для решения расширенного круга задач.

Применение жидкого стекла в бетоне – области использования

Работники строительной отрасли, ремонтной сферы активно используют силикатные растворы на основе натрия и калия. Они повышают эксплуатационные характеристики монолита, что позволяет использовать его для различных целей.

Области применения силикатного модификатора :

заделка трещин и полостей, через которые проникает влага;
внешняя отделка стен здания для повышения их влагостойкости;
гидроизоляция кладки цокольных помещений;
влагозащита подвальных помещений, гидротехнических объектов;
приготовление специальных составов для грунтовки бетонной поверхности;
сооружение фундаментов для установки отопительного оборудования;
производство на промышленных предприятиях специальных видов бетона;
возведение фундаментных оснований различных объектов;
защита стен жилых и подсобных помещений от развития плесени, грибковых колоний;
обработка стыков и внутренних поверхностей колодезных колец.

Жидкое стекло продается в пластмассовых канистрах

По своим характеристикам компонент практически не имеет аналогов при выполнении работ, связанных с гидроизоляцией и пропиткой. Свойства силикатного материала позволяют обеспечить надежную защиту бетонных конструкций от влаги, повышенной температуры, агрессивной среды.

Сколько жидкого стекла добавлять в бетон – проверенные рецепты

Рассмотрим, какое количество силикатного компонента следует заливать в бетонную смесь для выполнения различных задач.

Для приготовления модифицированных цементных растворов и бетона используйте следующие рекомендации :

кладочную смесь для сооружения каминов, печей готовят из портландцемента и мелкого песка, соблюдая соотношение один к трем. В песчано-цементную смесь следует залить 18–20% стекла от общего объема смешанных компонентов, после этого добавить воду. Остается все тщательно перемешать до однородного состояния, и готовый раствор можно использовать;
для приготовления бетонной основы, обладающей влагостойкими свойствами, огнеупорными характеристиками и предназначенной для бытового использования, концентрация присадки не должна превышать одну десятую часть от общей массы. Такой состав также можно использовать для гидроизоляции домашних бассейнов;
для гидроизоляции стыков колодезных колец и обработки внутренней поверхности готовится состав, состоящий из портландцемента, стекла, просеянного песка. Очень важно соблюдать пропорцию, добавляя ингредиенты в равных соотношениях. При постепенном добавлении воды необходимо добиться сметанообразной консистенции.

При условии соблюдения пропорций бетонный раствор приобретает требуемые свойства.

Жидкое стекло как присадка для бетона

Правильно заливаем жидкое стекло – добавка в бетон не терпит ошибок

Возникают ситуации, когда введение стекла не приносит ожидаемого результата. Это связано с отсутствием практического опыта, несоблюдением пропорций.

запрещается вводить силикатную добавку в приготовленный бетонный раствор. Необходимо вначале смешать ингредиенты, затем разбавить стекло водой. Затем необходимо постепенно заливать раствор, тщательно перемешивая;
контролировать процентное соотношение добавляемых компонентов, не превышать проверенных на практике пропорций. Это гарантирует получение требуемых эксплуатационных свойств бетона.

Помните, что повышенная концентрация силикатного наполнителя, так же как и пониженная, отрицательно влияет на свойства бетона.

Вводим в бетон жидкое стекло – правила работы

Для обеспечения требуемого эффекта от использования присадки необходимо изучить правила работы с силикатной добавкой, а также подготовить необходимые инструменты.

Гидроизоляция жидким стеклом

Для поверхностной обработки бетонного массива понадобятся :

широкий валик, позволяющий ускорить нанесение защитного состава;
кисточка для обработки силикатной смесью небольших площадей и угловых зон;
металлическая щетка для подготовки обрабатываемой поверхности;
краскопульт, позволяющий наносить материал при выполнении работ в промышленных масштабах;
емкость для смешивания ингредиентов и приготовления специальных строительных растворов;
защитные рукавицы, предохраняющие кожный покров от контакта с силикатным компонентом.

Общие правила работы предусматривают :

Тщательную очистку обрабатываемой поверхности от загрязнений органического и неорганического происхождения.
Заделку глубоких трещин и выравнивание поверхности с применением шпатлевки для бетона.
Послойное нанесение материала с использованием широкого валика, кисти или промышленного краскопульта.

При нанесении покрытия двумя слоями, оно проникает вглубь массива на 1,5–2 мм. Модифицирующий состав не содержит вредных компонентов, однако следует промыть кожу водой при попадании силикатного раствора на ее поверхность. После завершения работ необходимо осмотреть и очистить инструмент от остатков силикатной смеси.

Можно вводить добавку внутрь бетонного раствора на стадии приготовления. Для этого необходимо постепенно добавлять в бетоносмеситель или емкость жидкое стекло для бетона. Инструкция по применению должна соблюдаться для обеспечения требуемых характеристик бетона.

Как покрыть бетонный пол жидким стеклом

Для приготовления модифицированного бетонного состава потребуются следующие инструменты :

специальная насадка на дрель, повышающие эффективность перемешивания компонентов;
емкость для смешивания компонентов с помощью насадки или малогабаритная бетономешалка;
средства индивидуальной защиты, предохраняющие кожный покров и слизистую оболочку от попадания добавки.

Алгоритм подготовки модифицированного бетонного состава предусматривает следующие операции :

Дозирование ингредиентов в необходимых соотношениях.
Добавление водного раствора специальной присадки в бетонную смесь.
Подготовку бетонной смеси согласно рецептуре.
Тщательное перемешивание компонентов до однородной консистенции.

Самостоятельно заливая жидкое стекло в бетон, пропорции необходимо строго соблюдать. Превышение предусмотренного рецептурой количества вызовет ускоренное высыхание бетона с появлением трещин. Добавление уменьшенного объема в бетон жидкого стекла не обеспечит требуемых эксплуатационных характеристик.

Заключение

Для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик бетона соблюдайте, вливая жидкое стекло, пропорции для бетона. Руководствуясь рекомендациями профессионалов, соблюдая проверенную на практике рецептуру, можно обеспечить необходимые рабочие свойства монолита. За счет дешевизны силикатной добавки стоимость бетонного раствора возрастает крайне незначительно, а эксплуатационные качества позволяют использовать модифицированный бетон для решения широкого круга строительных задач. Консультация профессионалов поможет избежать ошибок.

Свойства стеклофибробетона.

Стеклофибробетон (СФБ) – является разновидностью фибробетона и изготавливается из цементно-песчаного раствора и армирующих его отрезков стекловолокна (фибр), равномерно распределенных по объему бетона изделия или отдельных его частей. 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, а также повышение архитектурной выразительности и экологической чистоты. СФБ рекомендуется для изготовления конструкций, в которых могут быть наиболее эффективно использованы следующие его технические преимущества по сравнению с бетоном и железобетоном:

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 арматуры и др.;
Возможность снижения или полного исключения расхода стальной арматуры;
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.

СФБ-элементы с фибровым армированием рекомендуется применять в конструкциях, работающих:

На изгиб;
На сжатие при эксцентриситетах приложения продольной силы, например, в элементах пространственных перекрытий;
Преимущественно на ударные нагрузки, истирание и атмосферные воздействия.

Свойства СФБ в марочном возрасте.

Плотность по ГОСТ 12730.1-78	1700-1900 кг/м3
Ударная вязкость (по Шарпи)	110-250 Дж/м2
Прочность при сжатии по ГОСТ 10180-90	490-840 кг/см2
Предел прочности на растяжение при изгибе по ГОСТ 10180-90	210-320 кг/см2
Модуль упругости по ГОСТ 10180-90	(1.0-2.5) 104 МПа
Прочность на осевое растяжение по ГОСТ 10180-90: условный предел упругости / предел прочности	28-70 кг/см2 / 70-112 кг/см2
Относительное удлинение при разрушении	(600-1200) 10-5 или 0.6-1.2%
Сопротивление срезу: между слоями / поперек слоев	35-54 кг/см2 / 70-102 кг/см2
Коэффициент температурного расширения	(8-12) 10-6 ºС-1
Теплопроводность по ГОСТ 7076-90	0.52-0.75 Вт/см2 ºС
Водопоглощение по весу по ГОСТ 12730.3-78	11-16%
Водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5-78	W6-W12
Морозостойкость по ГОСТ 10060.0-95	F150-F300
Сгораемость по ГОСТ 12.1.044-89	Несгораемый материал, скорость распространения огня 0
Огнестойкость по ГОСТ 30247.1-94	Выше огнестойкости бетона (лучше сохраняет прочностные свойства при пожаре 1000..1100 ºС)

Сырьё для стеклофибробетона.

Исходными материалами для производства СФБ являются: цемент, песок, вода, щелочестойкое стекловолокно и химические добавки. Для получения каких-либо особых свойств СФБ вместе с этими основными материалами могут также использоваться полимеры, пигменты и другие химические добавки.

Цемент: Для производства СФБ используется портландцемент марки не ниже М400. Выбор конкретного вида портландцемента – обычного (без добавок), быстротвердеющего, цветного — диктуется назначением СФБ-изделия. Используемый цемент должен соответствовать общепринятым строительным нормам. В России портландцемент должен соответствовать ГОСТ 31108-2003 (настоящий стандарт идентичен стандарту EN 197-1:2000, разработанным Европейским комитетом по стандартизации). Портландцемент по ГОСТ 10178-85 тоже используется при производстве СФБ, поскольку ГОСТ 31108-2003 не отменяет ГОСТ 10178-85, который можно применять во всех случаях, когда это технически и экономически целесообразно.

Песок: Выбор заполнителя (песок), имеет очень большое значение для производства качественного СФБ. Песок должен быть предварительно просеян и промыт. Попадание отдельных частиц более 3 мм не допускается (при эксплуатации оборудования для производства СФБ работа без сита не допускается). Для ручного пневмонабрызга СФБ модуль крупности не должен превышать 2,5 мм (измерения проводятся согласно ГОСТ 8735-88). Песок должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-93 по зерновому составу, наличию примесей и загрязнений (измерения проводятся согласно ГОСТ 8735-88). Кварцевые пески наиболее широко применяются в производстве СФБ. Кварцевый песок должен отвечать требованиям ГОСТ 22551-77. В составе кварцевого песка фракция менее 150 мкм не должна превышать 10% (измерения проводятся согласно ГОСТ 8735-88). Просушенный песок позволяет облегчить контроль за приготовлением смеси (это относится к водоцементному соотношению) и обычно уже приобретается сухим и далее хранится в сухом состоянии либо в мешках, либо в бункерах.

Стекловолокно: Для фибрового армирования СФБ-конструкций применяется фибра в виде отрезков стекловолокна длиной от 10 мм до 37 мм (длина фибры принимается в зависимости от размеров и армирования конструкций согласно ВСН 56-97), изготавливаемая путем рубки ровинга из щелочестойкого стекловолокна – это стекловолокно с добавками оксида циркония ZrO 2 . Можно использовать следующее стекловолокно, например, компаний Fibre Technologies International Ltd. (Бристоль, Англия), L’Industrielle De Prefabrication (Прист, Франция), Cem-Fil (Чикаго, США), NEG (Nippon Electric Glass, Токио, Япония), ARC-15 или ARC-30 (Китай) и другие. Стеклянный ровинг должен соответствовать ГОСТ 17139-2003. Стеклоровинг при хранении и в процессе проведения работ не должен подвергаться увлажнению. Бухту влажного стеклоровинга перед началом использования необходимо просушить при температуре 50-60°С в течение 0.5-1.5 часов до весовой влажности не более 1%.

Вода: Для производства СФБ используется вода по ГОСТ 23732-79. В условиях крайних температур могут быть необходимы подогрев, или, наоборот, охлаждение воды.

Химические добавки: широко применяются при изготовлении СФБ с целью воздействия на производственный процесс и улучшения ряда конечных свойств изделий. Пластификатор следует использовать для поддержания подвижности смеси при снижении водоцементного отношения. С помощью добавок можно также ускорять, замедлять или снижать водоотделение, регулировать водостойкость материала, снижать расслаивание смеси. Подбор наиболее подходящей добавки зависит и от некоторых местных факторов, в частности, используемых цемента и песка, а также климатических условий. Химические добавки должны удовлетворять ГОСТ 24211-2003. Химические добавки классифицируются по группам:

Суперпластификаторы – это высокоэффективные разжижители бетонных и растворных смесей, который позволяют в несколько раз повысить их подвижность, не вызывая при этом снижения прочности бетона или раствора. При введении суперпластификаторов значительно снижается содержание воды в цементно-песчаной смеси;
Воздухововлекающие добавки – повышают морозостойкость СФБ и долговечность, увеличивают подвижность, солестойкость;
Противоморозные добавки – обеспечивают сохранение в цементно-песчаных смесях жидкой фазы необходимой для твердения цементного теста;
Ускорители схватывания – вводятся при температурах ниже +10ºС, для сокращения режима тепловой обработки, ускорения схватывания и твердения СФБ;
Замедлители схватывания – вводятся для увеличения времени загустевания в условиях сухого и жаркого климата;
Гидрофобизаторы – придают СФБ гидрофобные свойства, сильнее проявляется водоотталкивающий эффект.

Пигменты: могут применяться для окрашивания либо белого, либо серого цементов. С целью получения равномерного цвета и постоянной окраски поверхности пигменты применяются для лицевого (т.н. пленочного) слоя, который затем подвергается дополнительной обработке, обычно с помощью пескоструйной обработки или полирования.

Формы для изделий из стеклофибробетона.

Формы могут быть изготовлены из целого ряда материалов, которые должны обеспечивать требуемую оборачиваемость, выдерживать размерную точность и качество отделки поверхности. Материалом для форм могут служить сталь, фанера, стеклопластик, резина, полиуретан, силикон, а также в отдельных случаях и сам СФБ. Формы могут быть изготовлены из целого ряда материалов, которые должны обеспечивать требуемую оборачиваемость формы, выдерживать точность и качество отделки поверхности изделий. Наиболее распространенными материалами для форм являются:

Формы из полиуретана (ПУ). Одни из самых популярных форм для производства СФБ-изделий. Благодаря гибким формам из полиуретана компенсируется начальная усадка стеклофибробетона. Изделия могут быть распалублены без повреждения как самих форм, так и непосредственно изделий. Преимуществами гибких форм являются их высокая оборачиваемость и долговечность, быстрота расформовки СФБ-изделий, а также улучшенное качество поверхности отформованных изделий и меньший процент брака. Полиуретановые формы позволяют получать СФБ-изделия с «отрицательными» углами. Полиуретановые формы обладают способностью сохранять заданные размеры и изначальную геометрию, выдерживать все нагрузки, вызываемые ежедневным процессом формования, распалубки изделий, а также перемещениями самой формы. Полиуретан производится путем смешивания соответствующих полиуретановых компонентов А и Б. Обычно компоненты А и Б для полиуретановых форм имеют простое соотношение компонентов при смешивании (1:1). Простая процедура переработки двух компонентов (перемешивание компонентов производится с помощью ручного миксера). Имеется возможность переработки при комнатной температуре. Полиуретановые формы отличает длительный срок эксплуатации (большое число циклов оборачиваемости), высокая влагоустойчивость, оптимальное сочетание эластичности с прочностными характеристиками с высокой прочностью на разрыв, химическая стойкость к щелочной среде цементно-песчаных смесей и абразивостойкость, а также высокое качество воспроизведения мельчайших деталей модели с минимальной усадкой. Для получения поверхности СФБ-изделий, соответствующих профилю формы, последние необходимо смазывать специальными составами. Для этого подготавливают консистентную разделительную смазку. Например, вазелино-стеариновую, расплавляя стеарин и технический вазелин на водяной бане с последующим добавлением солярового масла, перемешиванием и остыванием смазки, после чего она готова к употреблению. Еще для смазки рекомендуется применять: стеарино-парафиновую пасту (состав в процентах-% по массе: парафин — 19, стеариновая кислота — 15, крахмал — 1, росин — 65); водомасляные эмульсионные смазки на основе эмульсола ЭКС; водоэмульсионные смазки ОЭ-2 или ЭСО; машинное или трансформаторное масло. Разрешается применять и другие смазки, обеспечивающие сохранение высококачественной поверхности материала, например, превосходно себя в этом качестве зарекомендовала смазка — веретенное масло. Консистенция смазки должна обеспечивать возможность ее механизированного нанесения СФБ на поверхность форм. Все виды смазок должны соответствовать ГОСТ 26191-84.
Стеклопластик. Формы из стеклопластика обладают большой долговечностью, чем полиуретановые формы, позволяют передать любую текстуру изделия. К недостаткам форм из стеклопластика можно отнести невозможность их использования для производства декоративных изделий с текстурой, содержащей отрицательные углы;
Сталь. Используется в тех случаях, когда требуется многократное повторное использование формы при производстве, в большей части, стандартных СФБ-изделий. Например, массивные панели без сложной текстуры (облицовка, элементы несъемной опалубки), несложные изделия поточного типа;
Дерево. Это самый простейший материал для форм. Естественно, качество поверхности такой формы необходимо отслеживать и постоянно контролировать. К недостаткам форм из древесины можно отнести недолговечное сохранение своей правильной геометрии при многократном использовании (циклы термокамеры с повышенной влажностью в купе с сушкой могут деревянную форму «повести»). Конечно, с помощью специальных обрабатывающих составов можно защитить форму – и это тоже нужно иметь в виду;
Резина (каучук, силиконы). Это универсальные формы. Похожи на формы из полиуретана. Отличительной особенностью таких форма является необходимость использования жесткой основы – «обвязки» для фиксации. Лучше всего было бы сказать, что резиновые формы используются как вкладыши в жесткую основу. Жесткой основой резиновых форм может служить деревянная обвязка, стеклопластиковая основа, реже — металлическая основа. Формовочные резины могут быть в виде достаточно упругих листов или блоков, в пастообразном виде, в жидком виде. Диапазон материалов, которые могут использоваться в качестве прототипа — очень разнообразен: металлы, воск, стекло, дерево, пластмассы, модельная глина и любые другие материалы. Резины подразделяются на твердые и мягкие. Твердые резины хороши для изготовления плоских изделий. Мягкие резины позволяют изготавливать очень объемные, сложные и филигранные изделия, извлекать их из формы без повреждений. Однако, слишком мягкие резины не в состоянии противостоять давлению СФБ-смеси, что может привести к деформации самого СФБ-изделия. В таких случаях, для получения качественного изделия, резиновую форму закрепляют в жестком металлическом корпусе. Чем выше удлинение материала, тем легче растянуть резиновую форму для извлечения СФБ-изделия без повреждений. Для качественных жестких резин — эта величина около 200%, для мягких — от 300% до 850%.
Другие материалы для форм. Вышеприведенный перечень не является исчерпывающим, и многие другие материалы, включая полипропилен, строительный гипс, а также и сам СФБ, могут успешно применяться для изготовления форм.

Организация производственного участка.

Производство СФБ предпочтительнее организовывать в цехе, а не на открытой площадке, поскольку температура должна быть не ниже +10 о С. Оптимальный температурный режим — в пределах от +15 о С до +30 о С. Размеры цеха зависят от объема выпуска СФБ-изделий, минимально рекомендуемая площадь цеха должна составлять не менее 100 м 2 .

Для организации одного поста СФБ-производства требуются:

электроэнергия мощностью не менее 4 кВт (без учета потребления мощности компрессором), 3 фазы, заземление;
вода;
сжатый воздух (1500-2000 л/мин, давление 6-9 bar);
Оборудование для стеклофибробетона «ДУГА® С» ;.
Дополнительное оборудование и приспособления (подъёмники, весы, шпатели, валики для прикатки смеси).

Если применяется выдерживание СФБ-изделий во влажной среде, в цехе следует предусмотреть участок для хранения СФБ-изделий в течение одной недели. При этом важно, чтобы на данном участке обеспечивался контроль температуры и уровня влажности. Наличие участка термовлажностной обработки на СФБ-производстве является желательным, но необязательным. Участок термовлажностной обработки только что произведенных СФБ-изделий позволит уменьшить время оборачиваемости форм, а также повысит характеристики СФБ-изделий.

СФБ-изделия имеют небольшую толщину, а значит — значительно меньший вес по сравнению с аналогичными изделиями из обычного бетона (если рассматривать одинаковые показатели прочности на сжатие и изгиб), они все же являются слишком тяжелыми для их перемещения вручную, поэтому следует предусмотреть возможность использования соответствующих подъемных механизмов.

Приготовление цементно-песчаных растворов для дисперсно-армированных СФБ осуществляют в лопастных растворосмесителях принудительного действия, например, таких как СО-46Б и другие. Для приготовления и хранения рабочих растворов добавок используются емкости.

Отношение заполнителя (песка) к цементу принимается равным единице с возможностью дальнейшей корректировки и зависит, в общем случае, от типа СФБ-изделия, его габаритов, условий применения СФБ-изделий и прочее. Расчет водоцементного соотношения и его корректировка осуществляются в соответствии с ВСН 56-97. Водоцементное отношение (без применения пластифицирующих добавок) обычно находится в пределах 0.40 – 0.45. С использованием пластифицирующих добавок водоцементное соотношение изменяется до 0.28 – 0.32.

После того как выбраны исходные сырьевые материалы, подбирается состав смеси с учетом следующих рекомендаций:

Водоцементное отношение. Оно должно быть как можно более низким, но при этом смесь должна оставаться достаточно подвижной для ее подачи растворонасосом и последующего пневмонабрызга. Водоцементное отношение цементного-песчаного раствора, применяемого для изготовления СФБ, должно отвечать оптимальной вязкости (подвижность П4-П5), соответствующей осадке стандартного конуса по ГОСТ 5802-86 «Растворы строительные. Методы испытания». В общем случае, водоцементное соотношение имеет сложную зависимость и зависит от активной марки цемента, коэффициента нормальной густоты цементного теста, коэффициента водопотребности песка и расчетного коэффициента стеклофибробетона на сжатие.

Соотношение песка и цемента. Соотношение 1:1 является наиболее широко применяемым в настоящее время. Корректировка соотношения осуществляется в соответствии с ВСН 56-97.

Содержание стекловолокна или коэффициент армирования. Это процентное отношение веса стекловолокна к весу всего композита — СФБ, то есть с учетом массы самого стекловолокна. Для ручного пневмонабрызга это отношение обычно составляет от 3 до 6%, иногда и выше. Расчет коэффициента армирования осуществляется в соответствии с ВСН 56-97.

Типовой состав смеси . Производитель СФБ может разработать свой состав смеси, отвечающий своим особым требованиям производства СФБ-изделия и согласующийся с ВСН 56-97.

Рассмотрим рецептуру, которая получила название «классической» как за наиболее часто используемую. «Классической» рецептурой является следующий состав на один условный замес, количество стекловолокна 5%:

* — дозировка зависит от концентрации, поэтому для одного и того же количества используемого цемента может быть различным. Дозировка указывается производителем добавки.

Вес всего раствора составляет = 50+50+16+0.5=116.5 кг, тогда содержание 5% стекловолокна – это 6 кг.

Для получения однородной смеси необходимо произвести точное взвешивание исходных материалов и строго следовать основным требованиям при работе со смесителем. Перед тем как приступить к приготовлению смеси следует точно взвесить необходимые количества песка и цемента с помощью весов (см. раздел «Дополнительные приспособления»). Дозировка воды и жидкой добавки может быть произведена по весу, объему или, что предпочтительнее, с помощью специального дозирующего автоматического устройства.

Подробные рекомендации по нанесению стеклофибробетона, подготовке, использованию, распалубке и промывке форм, техническому обслуживанию и консервации оборудования указаны в паспорте на комплекс для стеклофибробетона «ДУГА® С» и технологической инструкции по работе со стеклофибробетоном из комплекта документации на оборудование.

Вопрос разработки составов и технологий получения строительных материалов на основе отходов промышленности и быта многие годы, и особенно в последнее время, будоражит умы исследователей, работающих в области строительных материалов. Уже нашли применение вяжущие, бетоны и изделия с использованием различных шлаков, шламов, зол, древесно-стружечных, а также строительных отходов, образующихся при сносе и реконструкции зданий и сооружений. Но исследователи не останавливаются на достигнутом. Ведь актуальность разработки составов и материалов с их использованием диктуется не только экологическими, но и экономическими факторами.
В последние годы наряду с уже известными и традиционными в определенном смысле отходами особый интерес вызывает утилизация несортированного боя искусственных (техногенных) стекол, или просто - стеклобоя. Дело в том, что образующийся во время производства брак или бой стекла в большинстве случаев используется этими же заводами повторно. Такое стекло имеет стабильный (в рамках данной технологии) химический состав и находит применение в процессе плавки шихты. Несортированный же бой различных видов стекол (оконного, тарного, оптического и пр.) имеет довольно широкий диапазон химического состава. Плюс возможны посторонние примеси, попадание которых в сырьевую смесь не допустимо, если желательно получить стекло с определенным составом или качеством. Поэтому несортированный стеклобой, в огромных количествах образующийся в отвалах и на свалках, до сих пор не находит должного применения.
Следует отметить, что с экологической точки зрения стекло считается наиболее трудно утилизируемым отходом. Оно не подвергается разрушениям под воздействием воды, атмосферы, солнечной радиации, мороза. Кроме того, стекло - это коррозионностойкий материал, который не разрушается под воздействием подавляющего количества сильных и слабых органических, минеральных и биокислот, солей, а также грибков и бактерий. Поэтому если органические отходы (бумага, пищевые отходы и пр.) полностью разлагаются уже через 1-3 года, полимерные материалы - через 5-20 лет, то стекло, как и сталь, способно сохраняться без особых разрушений десятки и даже сотни лет.
Объемы неиспользованного стеклобоя, по данным Института вторичных ресурсов, составляло на 2000 г. более 2,5 млн т. По одному только Красноярскому краю в отвалах скопилось более 1650 т. Среди всего многообразия городских отходов стеклобой занимает одно из лидирующих мест, более 20% от общего количества.
Многие ведущие научно-исследовательские центры в России, странах СНГ и за рубежом в последние годы ведут активные работы в области утилизации стеклобоя. Так, например, в США, на исследования, проводимые специалистами инженерного факультета и прикладных наук Колумбийского университета (штат Нью-Йорк), связанные с проблемой замены каменного заполнителя в бетоне боем стекла, было выделено 444 млн долл. (!).
Уже более пятнадцати лет в Московском государственном Строительном университете (бывшем МИСИ) на кафедре технологии отделочных и изоляционных материалов (ТОИМ) изобретатели Ю. П. Горлов, А. П. Меркин, В. Ю. Буров, Б. М. Румянцев ведут разработки составов и технологий для получения различных видов строительных материалов на основе природных и техногенных стекол. Эти материалы не предусматривают использования традиционных вяжущих веществ (таких как цемент, известь, гипс) или заполнителей и позволяют полностью утилизировать стеклобой.
Создаваемые материалы с заданными регулируемыми свойствами можно использовать в разных областях. Во-первых, в промышленном и гражданском строительстве (бетоны различного назначения, строительные растворы для наружных и внутренних работ, тепло- и звукоизоляция, отделка, благоустройство территорий и т. д.). Во-вторых, в атомной промышленности (бетоны радиационной защиты, негорючие теплоизоляционные покрытия и т. д.). В-третьих, в химической промышленности (специальные бетоны, стойкие к агрессивным средам).
Энергосберегающая технология изготовления материалов на основе стеклобоя чрезвычайно проста, не требует специального оборудования и позволяет организовать производство на свободных площадях действующих предприятий стройиндустрии без существенных капиталовложений.
После сортировки, дробления, помола и рассеивания на фракции стекло можно считать полностью подготовленным для получения строительных материалов. Фракции стеклобоя более 5 мм используются в бетонах в качестве крупного заполнителя, мелкие фракции (менее 5 мм) - в качестве мелкого заполнителя (песка), а тонкомолотый порошок - как связующее.
Так как стеклобой при затворении водой не проявляет вяжущих свойств, то чтобы началась реакция гидратации, необходимо использовать активизатор в виде соединения щелочного металла. В щелочной среде стеклобой гидратируется с образованием кремниевых кислот, которые при достижении определенных значений кислотности среды начинают превращаться в гель. А гель, уплотняясь, омоноличивает крупные и мелкие фракции заполнителя. В итоге получается плотный, прочный и долговечный силикатный конгломерат - стеклобетон.
Отверждение материалов, изготовленных на основе стеклобоя, может происходить как в нормальных температурно-влажностных условиях при 20°С, так и при температурах 40-50°С в воздушно- сухих условиях, а для придания им специальных заданных свойств - в условиях тепловлажностной обработки при 85 ± 5°С или при повышенных температурах 300-400°С. На составы вяжущих композиций, бетонных смесей, а также способ получения поризованных бетонов получены авторские свидетельства и патенты (а.с. 1073208, 1112724, заявка на пат. 2001135106).
Материалы на основе стеклобоя отвечают соответствующим требованиям действующих ГОСТов. Более того, они не уступают по своим общестроительным и функциональным свойствам современным аналогичным материалам на основе традиционных вяжущих. А по ряду показателей, таких как биостойкость, теплопроводность, кислотостойкость, даже превосходят их.