Стеклобетон: классификация, характеристики и технология изготовления

Плюсы и минусы

Стеклобетон имеет ряд заметных преимуществ по сравнению с традиционным бетоном.

Снижение веса. При введении стеклянного наполнителя уменьшается содержание цемента и песка, а т.к. стекловолокно легче этих ингредиентов, то снижается вес исходного материала. Особенно заметно данное преимущество в армированном варианте, предназначенном для замены железобетона. Стекловолоконное армирование значительно легче стальной арматуры.
Повышение прочности. Стеклянные добавки значительно увеличивают прочность на растяжение (в 2,5 — 3 раза), сжатие и изгиб. Ударная прочность бетона увеличивается в 14-16 раз.
Снижение толщины при замене ЖБИ. Армирующие стекловолокна имеют меньший диаметр по сравнению со стальной арматурой при аналогичной прочности, что позволяет уменьшить толщину изделия, не ухудшая прочностные характеристики.
Влаго — и водостойкость. Любые стеклянные наполнители (особенно жидкое стекло) повышают водонепроницаемость бетона.
Улучшение теплоизоляционных характеристик.
Расширение областей применения материала. Стеклонаполнение делает его универсальным стройматериалом с повышенными прочностными, гидроизоляционными и теплоизоляционными характеристиками.

Стеклобетон практически не имеет существенных недостатков. Конечно, необходимость подготовки стеклянного ингредиента усложняет технологию приготовления раствора, но получаемые преимущества компенсируют этот минус. В процессе приготовления материала приходится иметь дело со стеклянной пылью, что требует тщательной защиты органов дыхания человека. Отмечается ускоренное застывание стеклобетона в процессе наложения, что требует быстрого использования раствора.

Как вы относитесь к стеклобетону?

Положительно

Отрицательно

Композитобетон

Стеклоармированный бетон походит по своим особенностям на железобетон. Вместо металлических прутьев, армирование композитобетона происходит стекловолоконными. Главные преимущественные качества композитного армирования:

устойчивость к влаге на протяжении длительного времени;
низкий вес стекловолоконных прутьев;
доступная стоимость;
стекловолоконный материал можно свернуть бухтами длинной 300 м, это обеспечивает легкую транспортировку;
обеспечивает высокую теплоизоляцию.

Прочность композитного прутка в 2,5 раза больше чем стального при разрыве. Благодаря этой особенности пруток из стекловолокна нужен тоньше. Армирование бетона и создание арматурного пояса из стеклофибры происходит легче и быстрее благодаря таким ее особенностям:

легкий вес;
надежная фиксация с помощью хомутов из пластика;
не замерзает зимой, облегчая строительные работы при низких температурах.

Композитобетон меньше подвержен агрессивной окружающей среде. В отличии от стеклокомпозитного армирования, железобетонное, подверженное коррозии, может вызвать разрыв конструкции изнутри, полностью разрушиться.

Толщина композитобетона может быть меньше, не влияя на качественные показатели конструкции. Вес сооружения становится меньше, прочность остается на высоком уровне. Стеклобетонное армирование не требует дополнительной защиты, как обычное металлическое армирование. Фундамент также можно сделать не укрепленный, благодаря легкому армированию.

Сферы применения

Стеклобетон достаточно широко используется за рубежом при строительстве различных объектов. В России пока материал применяется реже из-за производственных проблем, но его популярность постоянно растет. Можно выделить следующие основные направления использования этого материала:

Облицовка зданий. Стеклобетон может использоваться в форме готовых панелей или накладываться в виде декоративной или защитной штукатурки. Материал с добавлением жидкого стекла широко применяется при возведении собственных бассейнов и других искусственных водоемов.
Возведение стен и перекрытий. Стены делаются путем заливки в опалубку или из блоков (аналогично шлакоблокам). При изготовлении плит перекрытия материал заменяет аналогичные изделия из железобетона.
Декоративное оформление фасадов. Особо ценится стройматериал с оптическими свойствами.
Изготовление тротуарной и бордюрной плитки.
Ландшафтный дизайн. Из стеклобетона изготавливаются малые архитектурные конструкции. В частности, популярно возведение арок, фонтанов, садовых статуй, осветительных столбов.
Ограды и решетки. Высокая прочность материала обеспечивает надежные опоры для заборов, а также литье декоративных решеток и изгородей.

Достаточно активно стеклобетон используется и при массовом строительстве, в т.ч. сооружений промышленного назначения. Тротуарная плитка обладает высокой износостойкостью, что дает возможность использования в парках.

Что собой представляет прозрачный бетон

Данная модификация была разработана архитектором из Венгрии Ароном Лошонци, который экспериментировал со строительными материалами. С его легкой руки 15 лет назад на свет появился светопроводящий бетон, который состоит из:

цемента;
мелкозернистого песка;
фиброоптических волокон (диаметр нитей 0,5-2,5 мм), которые выполняют роль светопропускающего наполнителя;
специализированных добавок, которые улучшают формуемость малоподвижного раствора.

Крупнофракционные наполнители при изготовлении светопрозрачного бетона не используются.

Волокно-оптические стеклянные нити обязательно сертифицируются. В документах указывается, что материал является экологически чистым.

Сразу стоит сказать, что стоимость качественного прозрачного бетона очень высока, если у вас есть возможность, то лучше заказывать материал из Европы. Тем не менее, отечественные производители уже начали осваивать технологию производства этого уникального состава. Правда, цена от этого уменьшилась не сильно.

Композитобетон

устойчивость к влаге на протяжении длительного времени;
низкий вес стекловолоконных прутьев;
доступная стоимость;
стекловолоконный материал можно свернуть бухтами длинной 300 м, это обеспечивает легкую транспортировку;
обеспечивает высокую теплоизоляцию.

легкий вес;
надежная фиксация с помощью хомутов из пластика;
не замерзает зимой, облегчая строительные работы при низких температурах.

Прозрачный бетон

По сути, прозрачный бетон – это блоки из стекловолокна, залитые бетонным раствором. Кроме внешней привлекательности, автор изобретения искал способ обеспечить доступ света в бетонное здание, при этом не нарушив основные прочностные характеристики.

Определение и состав

Обычные бетонные блоки – это смесь цемента, песка и щебня. Прозрачность материала достигается путем добавления в состав оптического волокна.

При этом отпадает необходимость использования заполнителя крупной фракции и дополнительной внутренней армации. Поэтому прозрачные бетонные блоки не отличаются по прочности от обычного бетона, получая при этом дополнительную эстетическую привлекательность.

Массовая доля оптического волокна в блоках прозрачного бетона составляет не более 5%. Диаметр используемого стекловолокна может быть различным, но находится в диапазоне от 2 микрон до 2 мм. Основной объем набирается цементом и мелкозернистым очищенным песком.

Стекловолокно создает отражающую матрицу, позволяющую бетону пропускать свет

Эксплуатационные характеристики

Итак, мы выяснили, что оптоволокно в бетоне придает блокам способность пропускать свет. А как обстоит ситуация с другими характеристиками бетона, которые так привлекают строителей?

Стекловолокно является одновременно усиливающим элементом армирования, благодаря чему прозрачные блоки приобретают более высокие показатели следующих свойств:

устойчивость от разрушающего воздействия влажности;
прочность материала на изгиб и сжатие;
устойчивость к воздействию температурных перепадов.

При этом сохраняются показатели по уровню экологичности, пожаробезопасности, звуко- и теплоизоляции. Так же прозрачный бетон не подвержен действию ультрафиолетовых лучей.

Он не выцветает и не изменяет рисунка. Современный строительный рынок предлагает к покупке блоки из светопрозрачного бетона черного, серого и белого цвета.

Бетон с добавлением жидкого стекла

Жидкое стекло представляет собой компонент на основе силиката, делает материал прочным, устойчивым к влиянию воды, высоким температурам. Для постройки в болотистых местах жидкое стекло применяют как антисептик.
Используют для гидросооружений, фундаментов, при кладке печей, каминов, котлов — для связки.

Методы применения жидкого стекла (силикат натрия):

Стекловолокно разводится необходимой пропорцией воды до нужной консистенции. 0,5 л жидкого стекла вводится в 5 л замешанного бетонного раствора. Вода для разведения силиката натрия не учитывается. Бетонная конструкция приобретает недостаток: становится более хрупкой, растрескивается.
Бетонная поверхность грунтуется силикатом натрия, потом покрывается слоем смеси бетона с жидким стеклом. Это хороший способ защитить сооружение от влаги. Главное условие — грунтовку, штукатурку выполнять в течении суток после заливания раствора для прочного сцепления слоев.

Бетонная смесь с силикатом натрия быстро твердеет — на протяжении пяти минут. Для качественной работы стекло разводят водой, изготавливают небольшими порциями.

В состав стеклофибробетона входит щелочестойкая стеклофибра. Это универсальный стройматериал. Без него не обходится производство монолитных блоков, листового материала.
В состав могут входить добавки: акриловые полимеры, быстротвердеющий цемент, красители. Достоинства стеклофибробетона:

устойчивость влиянию воды;
прочность;
легкость;
высокие декоративные качества.

Состав материала включает: мелкозернистый исходный бетонный раствор (наполнитель песок — не больше 50%), стекловолокно. Отличается высокими прочностными характеристиками в изгибе, растяжении, сжатии, ударе.

Химическая устойчивость, стойкость к морозам также на высоком уровне. Заполнение раствора стекловолокном — процесс трудоемкий, требующий равномерного распределения . Добавляют ее в сухой замес. Смесь становится жесткой, менее пластичной. В большом слое требуется виброуплотнение. Изготовление листового материала происходит способом напыления.

Старое стекло помогает создавать более прочный и качественный бетон

Большая часть стеклянных отходов никогда не попадает во вторичную переработку, поскольку представляют собой небольшие фрагменты, которые сложно сортировать. Группа австралийских ученых Университета Дикина во главе с доктором Эр-Риядом Аль-Амери предложила простой и эффективный способ их переработки и дальнейшего использования.

Вначале отходы стекла перемалываются в грубый порошок, который затем используется вместо песка в качестве заполнителя в полимерном бетоне. Полимерный бетон, в свою очередь, является заменителем полимерной смолы — связующего вещества, обычно используемого при изготовлении водонепроницаемых полов.

В ходе лабораторных испытаний бетон со стеклянным порошком показал более высокую прочность по сравнению с традиционным аналогом на основе песка. Кроме того, измельченное стекло не нужно мыть и сортировать, что делает новый материал гораздо дешевле. Еще один плюс стеклобетона в том, что запасы качественного песка стремительно сокращаются, в то время как огромные объемы стеклянных отходов лежат невостребованными.

Источник

Состав и материалы

Состав стеклофибробетона довольно незамысловатый – серый или белый портландцемент М 500-700, просеянный мелкокалиберный кварцевый песок, ровинг (щелочеустойчивое стекловолокно), в отдельных случаях используют глиноземистый цемент. Для повышения характристик – эстетических, формировочных, технологических – в состав добавляют присадки.

Наиболее важный момент в процессе изготовления своего стеклобетона – выбор связующего. База из глиноземистого цемента отличается интенсивной кристаллизацией образований, снижение прочности происходит медленнее, чем в составах из портландцемента. В содействии с водой портландцемент предотвращает разрушение металлических элементов, но губительно влияет на стеклофибру.

Главное составляющее жидкой фазы портландцемента перед застыванием – гидроксид кальция – приводит к коррозии стекла, что разрушает кремнекислородную конструкцию. Исходя из этого, при изготовлении своих стеклофибробетонов на основе портландцемента целесообразно применение щелочестойкой фибры – в ином случае вместо армированного материала вы получите блок, пропитанный жидким стеклом.

С другой стороны, высокая цена глиноземов абсолютно оправдана. Среди их главных преимуществ по применению выделяют следующие:

быстрое затвердевание;повышение прочности в процессе высыхания;незначительное влияние химических веществ на стеклонить;быстрое изготовление материала, как следствие — сокращение сроков строительства.

Единственным недостатком можно считать возможность изменения характеристик прочности. Применение глиноземов в строительстве требует точного выполнения рекомендаций по процессу — минимальная ошибка приведет к конечной потере большей части свойств готового стеклофибробетона.

Стекловолокно составляет 3 – 5% от общей массы бетона.

Для изготовления материалов для внутренних работ и отделки, применяют штукатурку на гипсовой основе, или гипс в чистом виде. Среда для затвердевания практически не несет угрозы разрушения армирующих элементов. Существует риск коррозии стальных деталей, фибра разрушению не подвергается. Гипс, укрепренный фиброй, более прочный, огнестойкий и характеризуется низкой теплопроводностью.

Сейчас читают: Вентиляция из керамзитобетонных блоков

Стеклофибру выбирают, исходя из химического состава, прочности материала – широкий выбор видов стекла позволяет подобрать нужный вид, ориентируясь на свои критерии отбора. При изготовлении стеклофибробетона преимущественно используют следующие волокна:

Что такое стеклофибробетон?

Новый вид бетона — стеклофибробетон, это композитный материал на основе традиционного бетона. Основным отличительным компонентом стеклофибробетона является стекловолокно. Стеклянные нити, введённые в бетонный раствор, делают этот строительный материал лёгким и надёжным. Благодаря своим уникальным свойствам он пользуется достаточно высокой репутацией у строителей.

Как и любой бетон, новый композит состоит из вяжущего вещества, заполнителя, воды и, в некоторых случаях, специальных добавок. В качестве вяжущего вещества при изготовлении стеклофибробетона используют один из двух видов цемента: портландцемент М-500 или глинозёмистый цемент. Заполняют раствор мелким кварцевым песком и стеклянной фиброй.

Одним из важнейших условий приготовления качественного раствора является грамотный подход к выбору вяжущего вещества. Дело в том, что в портландцементе присутствует гидроксид кальция, который в контакте с водой оказывает разрушающее действие на стеклофибру.

Глинозёмистый же цемент, интенсивно кристаллизующийся и быстро затвердевающий, отлично взаимодействует со стеклянной нитью и усиливает её армирующие свойства. Но применение глинозёмов значительно удорожает производство стеклофибробетона. Кроме этого, глинозёмистые растворы требуют абсолютной точности процесса изготовления, малейшее отклонение от рекомендаций приводит к потере основных качеств, в частности, к снижению прочности стеклобетона.

Так в чём же выход? В выборе стеклянных нитей, устойчивых к воздействию щелочей. К ним относятся моноволокна (ровинг или ровница) цирконосиликатных, кальциево-натриевые силикатных, алюмоборосиликатных и силикатнокварцевых нитей. Доля стекловолокон в растворе не должна быть менее 3-5 % от общей массы.

Преимущества и недостатки стеклофибробетона

Обычный бетон традиционно армируется стальной арматурой, это прочный, но не пластичный и весьма тяжёлый материал. Армированный стеклянными нитями композитный стеклофибробетон имеет перед ним множество преимуществ:

Нити из стекла, как элементы армирования, не боятся коррозии;
Как и стальная арматура, стеклянные нити прекрасно держат нагрузку на сжатие, но кроме того, они выдерживают солидные нагрузки и на изгиб, и на растяжение;
Невысокий вес конструкций обеспечивает меньшую нагрузку на фундамент, более простые возможности транспортировки готовых изделий;
Материал пластичен, он используется для изготовления сложных по конфигурации изделий;
Суммарная плотность стеклонити в массиве композита значительно выше плотности стальной арматуры;
Быстрое затвердевание раствора обеспечивает высокую плотность;
Возможность введения цветовых пигментов в массу композита позволяет получать цветные изделия для оформления фасадов.

Есть у стеклофибробетона и недостатки:

Некоторые виды стеклонити нельзя использовать в растворе из портландцемента;
Быстрое, по сравнению с обычным бетоном, затвердение. Требуется ускоренная укладка.

Эти недостатки легко компенсируются приобретением фиброволокна, устойчивого материала к воздействию щелочей и изготовление стеклофибробетона небольшими порциями.

Стеклофибробетон, изготовленный на основе традиционного бетонного раствора, имеет с ним некоторые общие свойства: он не горит, не гниёт, не боится морозов и влаги.

Изделия из стеклофибробетона: как и где использовать стеклофибробетон?

Пневмопистолетом раствор распыляют на поверхность формы. Смесь, приготовленная в бетономешалке или вручную, заливается в предварительно подготовленные формы. Перед применением формы, её необходимо смазать любым минеральным маслом.

Для изготовления плит с различной текстурой поверхности используют различные формы:

покрытые изнутри полиэтиленом для гладких;
со стеклянным дном для полированных;
силиконовые формы для фактурных поверхностей.

Что можно сделать из изготовленного своими руками композитного бетона?

Качественные эксплуатационные свойства позволяют использовать стеклофибробетон при изготовлении:

Тонких навесных панелей для облицовки вентилируемого фасада;
Элементов фасадного декора;
Ограждений повышенной прочности для балконов и лоджий;
Кровельных элементов;
Щитов для опалубки;
Конструкций для ландшафтного декора;
Лестничных элементов.

Возможности подобрать стеклофибру для изготовления изделий по различному химическому составу и прочности, делают этот композитный материал универсальным. Изделия из него можно использовать в системах канализации, гидроизоляциях, трубопроводах.

Виды стеклобетона

Бетон — самый популярный строительный материал. Он имеет множество достоинств, но есть и недостатки. Самым важным его минусом считается низкая сопротивляемость растяжению. Убрать эту особенность можно с помощью стекловолокна. Его добавление в раствор делает бетонное сооружение прочнее. Стеклобетон легко изготовляется своими руками, он более легкий, обладает очень высокими свойствами.

Определение

Стеклобетон отличается от обычного высокими эксплуатационными свойствами и достоинствами. Преимущества стеклобетона:

универсальность применения — из стеклобетона изготавливают блоки, панели, листы для облицовки;
более легкий, главные компоненты: цемент мелкой зернистости, песок — равные пропорции, стекловолокно;
высокопрочный — материал отличается устойчивостью при растягивании, сжатии, сгибании, показатели ударной стойкости в пятнадцать раз выше чем у стандартного раствора;
разнообразие добавок положительно влияет на свойства материала.

Стеклобетон фабричного производства более высокого качества, чем сделанный своими руками.

Классификация и характеристики

Стеклобетон классифицируется по составу:

композитобетон;
состав с жидким стеклом;
со стеклофиброй;
с оптическим волокном;
с битым стеклом;
со стеклом, выполняющим роль связующего вещества.

Бетон с добавлением жидкого стекла

Жидкое стекло добавляют в бетон, оно придает материалу прочность.

Жидкое стекло представляет собой компонент на основе силиката, делает материал прочным, устойчивым к влиянию воды, высоким температурам. Для постройки в болотистых местах жидкое стекло применяют как антисептик. Используют для гидросооружений, фундаментов, при кладке печей, каминов, котлов — для связки.

Методы применения жидкого стекла (силикат натрия):

Стекловолокно разводится необходимой пропорцией воды до нужной консистенции. 0,5 л жидкого стекла вводится в 5 л замешанного бетонного раствора. Вода для разведения силиката натрия не учитывается. Бетонная конструкция приобретает недостаток: становится более хрупкой, растрескивается.
Бетонная поверхность грунтуется силикатом натрия, потом покрывается слоем смеси бетона с жидким стеклом. Это хороший способ защитить сооружение от влаги. Главное условие — грунтовку, штукатурку выполнять в течении суток после заливания раствора для прочного сцепления слоев.

Стеклофибробетон

В состав стеклофибробетона входит щелочестойкая стеклофибра. Это универсальный стройматериал. Без него не обходится производство монолитных блоков, листового материала. В состав могут входить добавки: акриловые полимеры, быстротвердеющий цемент, красители. Достоинства стеклофибробетона:

устойчивость влиянию воды;
прочность;
легкость;
высокие декоративные качества.

Химическая устойчивость, стойкость к морозам также на высоком уровне. Заполнение раствора стекловолокном — процесс трудоемкий, требующий равномерного распределения фибры в растворе. Добавляют ее в сухой замес. Смесь становится жесткой, менее пластичной. В большом слое требуется виброуплотнение. Изготовление листового материала происходит способом напыления.

Стеклооптикобетон

Состав стеклооптикобетона (Литракона) включает: бетон матрицу, стеклянное длинное волокно, особым образом ориентированное (оптическое в том числе). Блоки литракона имеют стеклоарматуру.

Материал обладает прозрачностью, имеет стеклоарматуру. В домашних условиях используется в качестве декоративного стройматериала. В промышленном строении его толщина может достигать 10 м.

Стоимость сткелооптикобетона высокая, специалисты ищут возможность сделать материал дешевле.

Стеклонаполненный бетон со стеклянным боем

Вариант экономного создания стеклобетона. Вместо стекловолокна добавляют битое стекло, замкнутые стеклянные изделия. Битым стеклом можно заменить щебень от 20 до 100 %. Благодаря этому стеклобетон становится легче по весу, прочность остается на высоком уровне. Промышленное изготовление стеклонаполненного бетонного состава со стеклянным боем позволяет использовать его на месте. Он упорный к воздействию кислот, имеет низкую щелочеустойчивость.