Свойства и характеристики стеклофибробетона

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

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

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

В настоящее время используются три вида армирующих волокнистых материалов:

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

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

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

Технические характеристики стеклофибробетона:

№	Характеристика	Пределы значений
1	Плотность (сухая)	1700-2250 кг/м³
2	Ударная вязкость по Шарпи	1.1-2.5 кг•мм/мм²
3	Прочность при сжатии	490-840 кг/см²
4	Предел прочности на растяжение при изгибе	210-320 кг/см²
5	Модуль упругости	(1.0-2.5)•104 МПа
6	Прочность на осевое растяжение:	- условный предел упругости 28-70 кг/см² - предел прочности 70-112 кг/см²
7	Удлинение при разрушении	(600-1200)•10-5 или 0.6-1.2%
8	Сопротивление срезу:	- между слоями 35-54 кг/см² - поперек слоев 70-102 кг/см²
9	Коэффициент температурного расширения	(8-12)•10-6 °С-1
10	Теплопроводность	0.52-0.75 Вт/см²•°С
11	Водонепроницаемость по ГОСТ 12730	W6-W20
12	Коэффициент фильтрации	10-8-10-10 см/с
13	Морозостойкость по ГОСТ 100600	F150-F300
14	Огнестойкость	Выше огнестойкости бетона
15	Сгораемость	Несгораемый материал (скорость распространения огня)
16	Звукопоглощение при толщине 15 мм	125 Гц 250 Гц 500 Гц 1000 Гц 2000 Гц	27 дБ 30 дБ 35 дБ 39 дБ 40 дБ

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

Бетон, армированный стекловолокном

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

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

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

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

Основные рычаги для получения нужных параметров СФБ-изделий это:

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

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

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

Стеклофибробетон - уникальный композит для архитектурного декора

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

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

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

Конструкции из стеклобетона по способу армирования подразделяются на следующие виды:

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

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

СФБ - прочные тонкостенные изделия

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

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

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

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

СФБ: облицовочные панели, оконное обрамление, портики, балясины, солнцезащитные экраны

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

Панели из стеклофибробетона различных текстур

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

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

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

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

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

Водные каналы и системы из стеклофибробетона

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