Aplikace sklovláknitého betonu. Beton vyztužený skelnými vlákny: univerzální a jedinečný

Konglomerát. Toto je druhý název pro beton vyztužený skelnými vlákny. Pojem je obecný a označuje spojení rozdílných materiálů. V betonu vyztuženém skelnými vlákny jsou to cement a skleněná vlákna. Do roku 1967 je nebylo možné spojit.

Cement má zásadité prostředí. Je agresivní vůči sklu. To bylo pochopeno již v roce 1941, když se pokoušeli vytvořit první blok betonu vyztuženého skelnými vlákny na světě. Problém byl vyřešen ve Výzkumném ústavu stavebnictví Velké Británie.

V roce 1967 se tam vyrábělo sklo odolné proti alkáliím. Během výrobního procesu do něj bylo přidáno zirkonium. Beton vyztužený skelnými vlákny se stal realitou. Jako první tento materiál samozřejmě použili Britové, následovaní všemi Evropany.

V roce 1974 sklolaminátové betonové panely se začal prodávat v USA. Během prvních let rostly tržby každých 12 měsíců přibližně o 30 %. K čemu je toto uznání?

Popis a vlastnosti sklovláknobetonu

V složení betonu ze skelných vláken sklo je zahrnuto ve formě skelných vláken, odtud jméno hrdiny článku. Místo výztuže je zpevněna tenkými minerálními nitěmi. Jsou minerální, protože jsou vyrobeny z roztaveného křemene, silikátového kamene.

Zahrnuje horniny obsahující křemík. V periodické tabulce je prvek zapsán jako silitsum. Ukazuje se, že složení hrdiny článku je přirozené, protože cement zahrnuje také přírodní suroviny: jíl, vápno, písek.

Sklo „zapečené“ v nitích vypadá jako piliny nebo seno válené v hlíně. Jelikož je však výztuž minerální, zcela eliminuje možnost hniloby. Sklo navíc není v tvrdosti horší než beton.

Pevnost skleněných tvárnic je přitom větší než pevnost železobetonu. Ocelová výztuž dobře drží tlaková zatížení. A skleněná výztuž také snáší značné zatížení v ohybu a tahu. Rázová houževnatost hrdiny článku je také větší než pevnost železobetonu.

Beton a vlákna přilnou k jejich povrchu. Plocha překrytí 2 materiálů dosahuje 50 000 metrů čtverečních. Jsou zodpovědní za společnou práci betonu a sklolaminátu.

Pokud bloky s ocelovou výztuží praskají pod tlakem tahových sil, pak dřevovláknité desky nedávají ani mikrotrhliny. Na mostech, nadjezdech a nadjezdech se používá sklobeton.

Pokud to, co bylo řečeno, převedeme do čísel, pevnost v tahu hrdiny článku pod tlakem se rovná 32,2 megapascalů. Po stlačení vydrží materiál 840 kilo na centimetr čtvereční. V osovém tahu vydrží vláknobeton na stejnou plochu až 112 kilogramů.

Můžete si s nimi také „pohrát“ kombinováním výztužných nití různých průměrů a délek. Maximální délka jednoho skleněného drátu v betonu je 7,5 centimetru.

Kombinace a uspořádání různě velkých vláken mění nejen vlastnosti betonu, ale také jeho texturu a tvar. Některé jsou například plastičtější než jiné a používají se na tvarové odlitky. O jejich sortimentu si povíme v kapitole „Použití sklovláknobetonu“.

Řada vlastností hrdiny článku se shoduje s charakteristikami jednoduchého betonu. Minerální bloky nehoří. Odrůda vláken má navíc větší odolnost proti ohni. Hrdina článku předčí běžný beton také v odolnosti vůči chemikáliím.

V městském prostředí je odolnost vůči solným roztokům obzvláště důležitá. Skleněný materiál stejně jako standardní beton nehnije a je mrazuvzdorný. Třída odolnosti proti chladu se pohybuje od F150-F300.

Nízká mrazuvzdornost zároveň odpovídá 50 jednotkám a maximum je zobrazeno jako F-700. Beton v rozsahu od 300 do 500 se používá v podmínkách proměnlivé vlhkosti. Mrazuvzdornost skleněných desek je na standardní podmínky úctyhodná.

Druhy sklovláknitého betonu

Hrdina článku patří do třídy vláknobetonu. Jsou vyztuženy nejen sklem, ale také ocelovými nitěmi nebo polymerovým vláknem. Mezi posledně jmenované patří například polyamid, akryl, polypropylen, nylon.

S kovovými hoblinami váží tvárnice o nic méně než klasický železobeton. S polymerovou výztuží jsou desky lehké jako pórobeton. Skleněné tvárnice jsou zprůměrovány podle hmotnosti. Je zde však háček, protože z hlediska posílení existují:

  • Bloky s vyztužením vláken. V takových případech je role výztuže prováděna výhradně skleněným vláknem. Díky tomu mohou desky získat jakýkoli tvar. Panely jsou odlévány ve formě palisády z bambusových kmenů, zdiva z přírodního kamene a abstrakce.
  • Bloky s kombinovanou výztuží. Ty jsou vyztuženy klasickými ocelovými tyčemi a sklolaminátem zároveň. Díky tuhému rámu mohou mít desky pouze jednoduché tvary. Zpravidla se jedná o obdélníkové prvky.

Kombinovaná výztuž není kombinována pouze s kovem. Sklo je také kombinováno s polymerovými nitěmi. V tomto případě má hmota, stejně jako standardní bloky, jakýkoli tvar.

Populární je např. fasádní dekor ze sklolaminátu. Sádrový štuk je pod ním, protože je měkký a absorbuje vlhkost. Pilastry od hrdiny článku zdobí budovy po staletí.

S výzdobou se můžete seznámit například v Kazaňském Kremlu. Tak se jmenuje muzejní rezervace s komplexem budov v klasický styl. Muzeum se nachází, jak název napovídá, v Kazani.

Tam se to usadilo výroba sklolaminátového betonu. Proto ve městě tvoří hrdinu článku celý mikročtvrť v centru. V Kazani také stojí za to podívat se na „Palác farmářů“. Toto je název budovy ministerstva pro její slavnostní styl. Zemědělství Republika Tatarstán, jejímž hlavním městem je Kazaň.

Vláknobeton používaný v Kazani se vyrábí dvěma způsoby:

  • Stříkání. S jeho pomocí se získávají předměty střední a velké velikosti. Začněte nástřikem cementu. Aplikuje se na formu a cestou se přidává sklolaminát.
  • Premix. Tak se nazývá proces odlévání směsi cementu, písku, skleněných vláken a vody do formy. Může být ze dřeva, silikonu nebo kovu. Směs umístěte do nádoby na vibrační stůl. Tím se materiál zhutní. Výplň má své opodstatnění při výrobě drobných výrobků, například obkladů nebo dlažeb dlažebních desek. Ten je rovněž vyroben ze sklobetonu.

Z dekorativního hlediska je hrdina článku vícebarevný. Skleněné desky jsou malovány v červených, modrých, hnědých, žlutých tónech. Nuance spočívá ve skle. Zůstává bílá. Výsledkem je strukturovaný vzor. Jsou-li potřeba hladké bloky, přidá se k nim barevné sklo, které je zbarví ve fázi taveniny.

Aplikace a montáž sklovláknobetonu

Rozhovor o použití hrdiny článku již začal. Může být použit jako hlavní stavební materiál, ale není nákladově efektivní. Je jednodušší postavit dům z obyčejného betonu. Skleněné desky se zpravidla používají k obkladům a dekoracím. Odlévají se nejen pilastry, ale i sloupy, ploty lodžií a balkonů a „koruny“ kopulí.

Beton vyztužený skelnými vlákny pro fasády– schopnost ozdobit jej prvky heraldiky a ornamenty. Desky jsou vyrobeny s geometrickým vzorem, drsné, až připomínají želví krunýř.

Na rozdíl od běžného sklobetonu se nepřidává velká frakce písku a štěrku. To dodává povrchu tvárnic větší estetiku. Končí monolitické podlahy například výškové budovy jsou obvykle pokryty betonovými deskami vyztuženými skelnými vlákny. Jejich miniaturní verze se stávají střešním materiálem. Napodobuje klasické obklady.

Montáž sklolaminátového betonu se provádí podle 2 schémat. První je považován za klasický a druhý se používá ve strukturách, které vyžadují mimořádnou pevnost:

  • Upevnění pomocí montážních boulí. Vyrábějí se ve fázi odlévání, dosahují šířky 3 cm. Zesílení se odlévá podle návrhu. V souladu s tím se místo standardních vyrábějí jedinečné. Hrdinovi to přidává hodnotu.

Betonové prvky jsou upevněny v místech zesílení. Jedná se o typ šroubu. Schéma funguje na fasádách budov.

  • Zapínání na kovovou hypotéku. Implantuje se do těla bloku již ve fázi výroby. Spojovací prvek ve formě šroubu prochází hypotékou. Je „implantován“ do kovového rámu budovy.

Bez ohledu na způsob upevnění sklolaminátového betonu začíná instalace přípravou povrchu a jeho označením. Poté jsou umístěny rohové díly. Poté jsou rovné úseky vyplněny.

Zdivo je počítáno bez použití nástavců na šířku menší než půl bloku. Zafixujte sklobeton stavebním lepidlem. Švy jsou třené. Pokud jsou spáry s cizími povrchy, použijte tmel na akrylové bázi.

Cena betonu ze skelných vláken

Cena betonu ze skelných vláken se skládá z řady faktorů. Zahrnuty jsou náklady na výrobu, zpracování, tvar a hydrofobizaci. Posledně jmenovaný koncept znamená dodatečnou impregnaci betonu, která jej 100% chrání před destruktivními účinky vody.

Pokud pronikne do pórů materiálu a tam ztvrdne, roztáhne se a zároveň rozšíří dutinu v kameni. Takto vlhkost trhá desky zevnitř. Ochranou tvárnic před vodou se prodlužuje jejich životnost.

V ceně hrdiny článku a jeho zbarvení. Ukazuje se, že je to zhruba o 30 % více, než požadují za klasický beton. Vzhledem k nízké hmotnosti skleněných tvárnic a jejich menší tloušťce se však snižují náklady na dodávku a montáž.

Pronájem vybavení také stojí méně. Lehké desky navíc snižují zatížení základů budovy, což je v některých případech naprosto k nezaplacení. Jsou také ochotni přeplatit za sílu a odolnost hrdiny článku.

Byl to například on, kdo byl vybrán pro inženýrské stavby na moskevském okruhu. Na třetím dopravním okruhu v hlavním městě se sklolaminát stal ztraceným bedněním a zároveň opláštěním rozponových konstrukcí a nadjezdů.

Betonové výrobky a konstrukce se dnes používají všude. Mezitím nová doba vyžaduje zavádění nových konstrukčních a kompozitních materiálů ve spojení s novými technologiemi.

V tomto případě je často možné vytvořit „nové materiály ze starých“. U betonu je toho dosaženo prostřednictvím vyztužení. Výplň umožňuje získat nový materiál, který z hlediska ekonomických ukazatelů a pevnostních charakteristik předčí konvenční beton.

Známá jsou kovová, minerální a organická plniva - ve formě souvislých nití (síťovina, tkaniny a jiné podobné válcované materiály) nebo ve formě krátkých kousků vláken - vláken. Vláknitým vyztužením betonu vzniká nový materiál – vláknobeton.

V současné době se používají tři typy výztužných vláknitých materiálů:

  • Skleněné vlákno;
  • Ocelové vlákno;
  • Vlákna vyrobená ze syntetických vláken;

Beton vyztužený skelnými vlákny - SFB (beton vyztužený skleněnými vlákny - GRC, Angličtina).

Po zavedení kousků skleněných vláken odolných vůči alkáliím do jemnozrnného betonu (betonové matrice) se získá kompozitní materiál - beton vyztužený skelnými vlákny, kde je vláknová vlákna rovnoměrně rozmístěna po celém objemu výrobku nebo jeho jednotlivých částí (zóny ).

Technické vlastnosti betonu vyztuženého skelnými vlákny:

Charakteristický

Hodnotové limity

1 Hustota (suchá)

1700-2250 kg/m³

2 Rázová pevnost Charpy

1,1-2,5 kg.mm/mm²

3 Pevnost v tlaku

490-840 kg/cm²

4 Pevnost v tahu za ohybu

210-320 kg/cm²

5 Modul pružnosti

(1,0-2,5).104 MPa

6 Axiální pevnost v tahu:

Mez podmíněné pružnosti 28-70 kg/cm²
- pevnost v tahu 70-112 kg/cm²

7 Prodloužení při selhání

(600-1200).10-5 nebo 0,6-1,2 %

8 Odolnost ve smyku:

Mezi vrstvami 35-54 kg/cm²
- napříč vrstvami 70-102 kg/cm²

9 Koeficient tepelné roztažnosti

(8-12).10-6 °С-1

10 Tepelná vodivost

0,52-0,75 W/cm².°C

11 Voděodolnost dle GOST 12730
12 Filtrační koeficient

10-8-10-10 cm/s

13 Odolnost proti mrazu podle GOST 100600
14 Ohnivzdornost

Vyšší požární odolnost než beton

15 Hořlavost

Ohnivzdorný materiál (rychlost šíření požáru)

16 Zvuková pohltivost při tloušťce 15 mm

125 Hz
250 Hz
500 Hz
1000 Hz
2000 Hz

27 dB
30 dB
35 dB
39 dB
40 dB

Poznámka: přepočet kg/cm2 na MPa: g x kg/cm2 = MPa = 10 x kg/cm2.

Betonová a výztužná vlákna spolupracují, protože... adheze probíhá po celém povrchu vlákna. Díky takové gigantické oblasti adheze mezi betonem a vláknem se vytvářejí kvalitativně nové vlastnosti kompozitního materiálu, nazývaného sklovláknitý beton nebo sklocement.

Použití SFRC umožňuje snížit náklady na výstavbu, snížit mzdové náklady a zvýšit spolehlivost a životnost stavebních konstrukcí.

Rozptýlená výztuž výrazně zvyšuje pevnostní vlastnosti betonu a také zlepšuje užitné vlastnosti konstrukcí: odolnost vůči dynamickým, teplotním a vlhkostním vlivům, opotřebení, otěru atd.

Výrobky ze sklovláknobetonu se podle účelu dělí na konstrukční, dekorativní, hydroizolační a speciální.

Hlavní páky pro získání požadovaných parametrů výrobků SFRC jsou:

  • procento výztuže (kolik kg skleněného rovingu se spotřebuje na 1 krychlový metr betonu);
  • délka vlákna (jsou možné kombinace prvků s krátkými a dlouhými vlákny);
  • výrobní technologie ("nástřik nebo předmíchání" nebo kombinace obou).

Beton vyztužený skelnými vlákny má výjimečně vysoké technologické vlastnosti při vytváření výrobků téměř jakéhokoli požadovaného tvaru, jakékoli geometrie, jakéhokoli reliéfu, jakékoli textury.

Technologie SFB poskytuje architektům mocný nástroj pro realizaci jakýchkoli nápadů, protože... z hlediska tažnosti, schopnosti zprostředkovat povrchový reliéf a také lehkosti (výrobky vyrobené z SFRC jsou tenkostěnné, tedy lehké), žádný jiný materiál nemůže konkurovat.

Vláknobeton se skleněným vláknem odolným vůči alkáliím má vysokou pevnost v ohybu a v tahu a vyznačuje se také vysokou rázovou houževnatostí a elasticitou.

Beton vyztužený skelnými vlákny je několikanásobně lepší než běžný beton, pokud jde o takové ukazatele, jako je odolnost proti trhlinám, lomová houževnatost, mrazuvzdornost, odolnost proti vodě a požární odolnost.

Výroba sklovláknobetonu vyžaduje použití speciálního zařízení pro SFRC. Jedná se o stacionární komplexy STs-45 společnosti NST. Úkolem STs-45 je přivádět cementovou maltu pod tlakem do speciální pneumatické stříkací pistole, kde se sklolaminát naseká na kousky požadované délky, načechrá, smíchá s maltou a pod tlakem nastříká na formu. Dnes je řada zařízení pro SFRC reprezentována 2 typy komplexů: s gerotorovými a peristaltickými čerpadly.

Sklobetonové konstrukce podle způsobu vyztužení se dělí na následující typy:

  • S vláknovou výztuží - používá se pouze sklolaminát;
  • S kombinovanou výztuží - skleněné vlákno se používá v kombinaci s ocelovou výztuží.

Tloušťka výrobků SFRC je zpravidla od 6...10 mm do 20...30 mm, takže náklady na materiály jsou minimální. Jednou z hlavních výhod sklovláknobetonových výrobků na staveništi je, že při zvýšených pevnostních charakteristikách nejsou těžké a jejich hmotnost není velká.

Stěnové obkladové panely ze sklovláknobetonu při rekonstrukcích starých a výstavbě nových budov umožňují získat exkluzivní a krásnou fasádu. Dekorativní beton dodává budovám útulný a pohodlný vzhled.

Čas nemá nad takovou fasádou žádnou moc: i po 50 letech zůstane stejná: nepraskne ani se nezhroutí. Dojde-li vlivem vnějších vlivů k mechanickému poškození fasádního prvku, lze jej vždy vyměnit za podobný (nelze rozeznat výrobky SFRC získané dnes a o 10 let později od stejné formy).

SFB dobře odolává teplotním změnám a cítí se skvěle při nízkých teplotách. Společnost NST dodala komplexy STs-45 na Čukotku, kde byly použity při stavbě škol. Na tepelnou izolaci z polyuretanové pěny byla nanesena ochranná SFB omítka. Proč? Fasády, kde se používají konvenční cementové malty, do roka podléhají zkáze, neodolají 50stupňovým mrazům.

Starožitné dekorativní prvky mohou sloužit jako důležitý doplněk obkladových panelů při restaurování a rekonstrukci budov. Beton vyztužený skelnými vlákny je také nezbytný pro rámování okenních otvorů, výrobu portiků, říms, slunečních clon atd.

Vláknocement je vynikající materiál pro různé typy střechy. Mohou napodobovat tradiční střešní materiály, jako je břidlice a keramické tašky. Na rozdíl od nich ale není křehký ani těžký. K upevnění se používají běžné břidlicové hřebíky bez předvrtání otvorů, protože beton vyztužený skelnými vlákny je odolný a při upevňování nepraská.

Betonové panely vyztužené skelnými vlákny různých textur

Sklovláknobeton hraje důležitou roli při navrhování městských rekreačních oblastí z estetické stránky stavebních projektů a drobných architektonických forem. Může být použit pro aranžování malebných okrasných jezírek, fontán, laviček, květinových záhonů, balustrád, kiosků atd. Drobné architektonické formy ze sklovláknitého betonu mají více atraktivní vzhled, protože sklolaminátový beton umožňuje přenést jakýkoli tvar, reliéf a povrchovou úpravu do kombinace s okolní krajinou. Omítkové nátěry při použití betonu vyztuženého skelnými vlákny mají vysokou pevnost a také vysokou odolnost proti praskání a odlupování.

Sklocement je vysoce odolný vůči chemikáliím, včetně městského znečištění a solných roztoků. SFRC nerezaví, nehnije, nekoroduje a nehoří. Z vláknobetonu lze proto lisovat různé výrobky složitých konfigurací, které se používají ve stavebnictví při stavbě dálnic, mostů, nadjezdů, tunelů, parapetů a protihlukových stěn.

Tyto prvky mohou být poměrně dlouhé a lehké. Beton vyztužený skelnými vlákny navíc poskytuje více vysoká úroveň ochrana ocelové výztuže a větší odolnost proti pronikání chloridů než beton stejné tloušťky.

Jako ztracené bednění lze použít i prvky kabelových, odvodňovacích a zavlažovacích kanálů ze sklovláknobetonu. V tomto případě jsou sklovláknobetonové prvky instalovány na místo a poté vyplněny betonem, zatímco úlohou sklovláknobetonu je vytvořit vnitřní profil kanálu s hladkým povrchem a vyloučit použití složitého dočasného bednění.

Vláknocement je vynikající materiál pro výrobu prvků kanálů a vodovodních potrubí, protože... Lze jej použít k výrobě dlouhých a lehkých segmentů, zatímco běžný beton lze použít k odlévání krátkých a těžkých prvků. To je velmi důležité, protože Snížení hmotnosti potrubí usnadňuje práci při výstavbě odvodňovacích a zavlažovacích systémů na nerovném terénu.

Beton vyztužený skelnými vlákny lze také použít k výrobě trubek o velkém průměru. Vyztuženo sekaným rovingem a síťovinou ze skleněných vláken odolných vůči alkáliím. Malá tloušťka stěn potrubí a absence spojovacích spojů umožňuje zmenšit velikost příkopu a objem zásypu. Potrubí lze pokládat pod silnice s velkým dopravním zatížením, protože... Beton vyztužený skelnými vlákny je odolný a má vysoké pevnostní vlastnosti.

Vlastnosti sklovláknobetonu.

Beton vyztužený skelnými vlákny (GFRC) je druh vláknobetonu a je vyroben z cementově pískové malty a výztužných kusů skleněných vláken (vláken), rovnoměrně rozmístěných v objemu betonového výrobku nebo jeho jednotlivých částí. SFRC se používá v tenkostěnných prvcích a konstrukcích budov a konstrukcí, u kterých je nezbytné: snížit vlastní hmotnost, zvýšit odolnost proti trhlinám, zajistit voděodolnost betonu a jeho trvanlivost (i v agresivním prostředí), zvýšit rázovou houževnatost a odolnost proti oděru, stejně jako zvýšení architektonické expresivity a čistoty prostředí. SFRC se doporučuje pro výrobu konstrukcí, ve kterých lze nejefektivněji použít: technické výhody ve srovnání s betonem a železobetonem:

  • Zvýšená odolnost proti praskání, rázová houževnatost, odolnost proti opotřebení, mrazuvzdornost a odolnost proti povětrnostním vlivům;
  • Možnost použití efektivnějších konstrukčních řešení než u klasické výztuže, např. použití tenkostěnných konstrukcí, konstrukcí bez prutové výztuže apod.;
  • Možnost snížení nebo úplného vyloučení spotřeby ocelové výztuže;
  • Snížení mzdových a energetických nákladů na armovací práce, zvýšení stupně mechanizace a automatizace při výrobě vláknobetonových konstrukcí, například prefabrikovaných tenkostěnných skořepin, záhybů, žebrovaných povlakových desek, monolitických a prefabrikovaných podlah průmyslových a veřejných budov , konstrukce ztraceného bednění atd.
Prvky SFRC s vláknovou výztuží se doporučují pro použití v konstrukcích fungujících:
  1. Ohýbat;
  2. Pro stlačení při excentricitách působení podélné síly, např. v prvcích prostorových podlah;
  3. Hlavně na rázové zatížení, otěr a povětrnostní vlivy.

Vlastnosti SFB ve vintage věku.

Hustota podle GOST 12730.1-78 1700-1900 kg/m3
Síla nárazu (Charpy) 110-250 J/m2
Pevnost v tlaku podle GOST 10180-90 490-840 kg/cm2
Pevnost v tahu v ohybu podle GOST 10180-90 210-320 kg/cm2
Modul pružnosti podle GOST 10180-90 (1,0-2,5) 104 MPa
Axiální pevnost v tahu podle GOST 10180-90: podmíněná mez pružnosti / pevnost v tahu 28-70 kg/cm2 / 70-112 kg/cm2
Prodloužení při selhání (600-1200) 10-5 nebo 0,6-1,2 %
Smyková odolnost: mezi vrstvami / napříč vrstvami 35-54 kg/cm2 / 70-102 kg/cm2
Koeficient tepelné roztažnosti (8-12) 10-6 ºС-1
Tepelná vodivost podle GOST 7076-90 0,52-0,75 W/cm2 ºС
Absorpce vody podle hmotnosti podle GOST 12730.3-78 11-16%
Voděodolnost dle GOST 12730.5-78 W6-W12
Mrazuvzdornost podle GOST 10060.0-95 F150-F300
Hořlavost podle GOST 12.1.044-89 Ohnivzdorný materiál, rychlost šíření ohně 0
Požární odolnost podle GOST 30247.1-94 Vyšší než požární odolnost betonu (lépe si zachovává pevnostní vlastnosti při požáru 1000..1100 ºС)

Suroviny pro beton vyztužený skelnými vlákny.

Výchozími materiály pro výrobu SFRC jsou: cement, písek, voda, alkáliím odolné skleněné vlákno a chemické přísady. Pro získání jakýchkoli speciálních vlastností SFRC lze spolu s těmito základními materiály použít také polymery, pigmenty a další chemické přísady.

Cement: Pro výrobu SFRC se používá portlandský cement třídy ne nižší než M400. Volba konkrétního typu portlandského cementu - běžného (bez přísad), rychle tvrdnoucího, barevného - je dána účelem výrobku SFRC. Použitý cement musí odpovídat obecně uznávaným stavebním předpisům. V Rusku musí portlandský cement odpovídat GOST 31108-2003 (tato norma je totožná s normou EN 197-1:2000 vyvinutou Evropským výborem pro normalizaci). Portlandský cement podle GOST 10178-85 se také používá při výrobě SFRC, protože GOST 31108-2003 neruší GOST 10178-85, který lze použít ve všech případech, kdy je to technicky a ekonomicky proveditelné.

Písek: Volba plniva (písku) je pro výrobu vysoce kvalitního SFRC velmi důležitá. Písek musí být předem prosít a vyprat. Není dovoleno vnikání jednotlivých částic větších než 3 mm (při provozu zařízení na výrobu SFRC není povolena práce bez síta). Pro ruční pneumatické stříkání SFRC by modul velikosti částic neměl překročit 2,5 mm (měření se provádějí v souladu s GOST 8735-88). Písek musí splňovat požadavky GOST 8736-93 na složení zrna, přítomnost nečistot a kontaminantů (měření se provádějí v souladu s GOST 8735-88). Křemenné písky se nejvíce používají při výrobě SFRC. Křemenný písek musí splňovat požadavky GOST 22551-77. Ve složení křemenného písku by frakce menší než 150 mikronů neměla překročit 10% (měření se provádějí v souladu s GOST 8735-88). Vysušený písek usnadňuje kontrolu přípravy směsi (jedná se o poměr voda-cement) a obvykle se již kupuje suchý a v suchém stavu se pak skladuje buď v pytlích nebo v zásobnících.

Laminát: Pro vyztužení SFRC konstrukcí vlákny se používá vlákno ve formě kousků skelného vlákna o délce od 10 mm do 37 mm (délka vlákna se bere v závislosti na velikosti a vyztužení konstrukcí v souladu s VSN 56- 97), vyrobený řezáním rovingu ze skelného vlákna odolného vůči alkáliím - jedná se o skleněné vlákno s oxidovými přísadami zirkonium ZrO 2 . Lze použít následující skleněná vlákna, jako jsou vlákna od Fiber Technologies International Ltd. (Bristol, Anglie), L’Industrielle De Prefabrication (Priest, Francie), Cem-Fil (Chicago, USA), NEG (Nippon Electric Glass, Tokio, Japonsko), ARC-15 nebo ARC-30 (Čína) a další. Skleněný roving musí odpovídat GOST 17139-2003. Skleněný roving by neměl být během skladování a práce navlhčen. Před použitím musí být svitek vlhkého skleněného pramence vysušen při teplotě 50-60 °C po dobu 0,5-1,5 hodiny na obsah vlhkosti ne více než 1 %.

Voda: Pro výrobu SFB se používá voda v souladu s GOST 23732-79. V podmínkách extrémních teplot může být nutné ohřev nebo naopak chlazení vody.

Chemické přísady: se široce používají při výrobě SFRC za účelem ovlivnění výrobního procesu a zlepšení řady konečných vlastností výrobků. Pro udržení tekutosti směsi při poklesu poměru voda-cement by se mělo použít změkčovadlo. Pomocí přísad můžete také urychlit, zpomalit nebo omezit odlučování vody, regulovat voděodolnost materiálu a snížit delaminaci směsi. Výběr nejvhodnější přísady závisí také na některých místních faktorech, zejména na použitém cementu a písku, a také na klimatických podmínkách. Chemické přísady musí splňovat GOST 24211-2003. Chemické přísady jsou rozděleny do skupin:

  1. Superplastifikátory jsou vysoce účinná ředidla do betonových a maltových směsí, která umožňují několikanásobně zvýšit jejich pohyblivost, aniž by došlo ke snížení pevnosti betonu nebo malty. Zavedením superplastifikátorů se obsah vody ve směsi cementu a písku výrazně sníží;
  2. Provzdušňovací přísady – zvyšují mrazuvzdornost a životnost SFRC, zvyšují pohyblivost, odolnost vůči solím;
  3. Nemrznoucí přísady – zajišťují uchování kapalné fáze ve směsích cement-písek nutné pro tvrdnutí cementové pasty;
  4. Urychlovače tuhnutí - zavádějí se při teplotách pod +10ºС, pro snížení režimu tepelného zpracování, urychlení tuhnutí a tvrdnutí SFRC;
  5. Zpomalovače tuhnutí – jsou zavedeny ke zvýšení doby zahušťování v suchém a horkém klimatu;
  6. Hydrofobizátory – propůjčují SFB hydrofobní vlastnosti, čímž je vodoodpudivý efekt výraznější.

Pigmenty: lze použít k barvení bílých nebo šedých cementů. Za účelem získání jednotná barva a permanentní povrchové barvení, pigmenty se nanášejí na přední (tzv. filmovou) vrstvu, která je následně podrobena dodatečnému zpracování, obvykle pískováním nebo leštěním.

Formy pro výrobky z betonu vyztuženého skelnými vlákny.

Formy mohou být vyrobeny z řady materiálů, které musí zajistit požadovanou otočnost, rozměrovou přesnost a povrchovou úpravu. Materiály pro formy mohou být ocel, překližka, sklolaminát, pryž, polyuretan, silikon a v některých případech také samotný SFRC. Formy mohou být vyrobeny z různých materiálů, které musí zajistit požadovaný obrat formy, zachovat přesnost a kvalitu povrchové úpravy výrobků. Nejběžnější materiály pro formy jsou:

  1. Formy vyrobené z polyuretanu (PU). Jedna z nejoblíbenějších forem pro výrobu výrobků SFRC. Díky flexibilním polyuretanovým formám je kompenzováno počáteční smrštění betonu vyztuženého skelnými vlákny. Výrobky lze odizolovat, aniž by došlo k poškození jak samotných forem, tak i samotných výrobků. Předností flexibilních forem je jejich vysoká obrátkovost a životnost, rychlost odformování výrobků ze SFRC, dále zlepšená povrchová kvalita lisovaných výrobků a nižší procento vad. Polyuretanové formy umožňují získat výrobky SFRC s „negativními“ úhly. Polyuretanové formy mají schopnost zachovat stanovené rozměry a původní geometrii, odolávat veškerému zatížení způsobenému každodenním procesem lisování, odizolování výrobků i pohyby samotné formy. Polyuretan se vyrábí smícháním příslušných polyuretanových složek A a B. Typicky mají složky A a B pro polyuretanové formy jednoduchý směšovací poměr (1:1). Jednoduchý postup zpracování dvou složek (míchání složek se provádí pomocí ručního mixéru). Je zde možnost zpracování na pokojová teplota. Polyuretanové formy se vyznačují dlouhou životností (velký počet obratových cyklů), vysokou odolností proti vlhkosti, optimální kombinací elasticity s pevnostními charakteristikami s vysokou pevností v tahu, chemickou odolností vůči alkalickému prostředí cemento-pískových směsí a odolností proti oděru, jakož i vysoká kvalita reprodukce nejmenších detailů modelu s minimálním smrštěním. Aby se získal povrch výrobků SFRC, který odpovídá profilu formy, musí být tato forma mazána speciálními směsmi. K tomu si připravte uvolňovací tuk. Například vazelína-stearová, tavení stearinu a technické vazelíny ve vodní lázni, poté přidání solárního oleje, promíchání a ochlazení maziva, poté je připraveno k použití. Dále se doporučuje použít k mazání: stearová-parafínová pasta (složení v procentech - % hmotnostně: parafín - 19, kyselina stearová - 15, škrob - 1, kalafuna - 65); emulzní maziva voda-olej na bázi EKS emulsolu; maziva na vodní bázi OE-2 nebo ESO; strojní nebo transformátorový olej. Je možné použít i jiná maziva, která zajistí zachování kvalitního povrchu materiálu, např. mazivem, které se v této kapacitě výborně osvědčilo, je vřetenový olej. Konzistence maziva by měla zajistit možnost jeho mechanizované aplikace SFRC na povrch forem. Všechny typy maziv musí odpovídat GOST 26191-84.
  2. Laminát. Formy ze skleněných vláken jsou odolnější než polyuretanové formy a umožňují zprostředkovat jakoukoli texturu produktu. Mezi nevýhody sklolaminátových forem patří nemožnost jejich použití pro výrobu dekorativních výrobků s texturou obsahující negativní úhly;
  3. Ocel. Používá se v případech, kdy je vyžadováno opakované opětovné použití formy při výrobě převážně standardních výrobků z SFRC. Například masivní panely bez složité textury (opláštění, prvky ztraceného bednění), jednoduché in-line výrobky;
  4. Strom. Tohle je nejvíc nejjednodušší materiál pro formuláře. Kvalita povrchu tohoto tvaru musí být přirozeně sledována a neustále sledována. Mezi nevýhody dřevěných forem patří krátkodobé zachování jejich správné geometrie při opakovaném použití (cykly tepelné komory s vysoká vlhkost spolu se sušením mohou vytvořit dřevěnou formu „příběhu“). Samozřejmě pomocí speciálních zpracovatelských směsí můžete tvar chránit - a to je také třeba mít na paměti;
  5. Guma (guma, silikony). Jedná se o univerzální formy. Podobně jako u polyuretanových forem. Výrazná vlastnost Taková forma vyžaduje použití tuhé základny - „popruhu“ pro fixaci. Lepší by bylo říci, že pryžové formy se používají jako vložky do tuhého základu. Tuhou základnou pryžových forem může být dřevěný rám, základ ze skelných vláken nebo méně často kovový základ. Lisovací pryže mohou být ve formě dosti elastických listů nebo bloků, ve formě pasty nebo v kapalné formě. Spektrum materiálů, které lze jako prototyp použít, je velmi rozmanité: kovy, vosk, sklo, dřevo, plasty, modelína a jakékoli další materiály. Gumy se dělí na tvrdé a měkké. Tvrdé pryže jsou dobré pro výrobu plochých výrobků. Měkké pryže umožňují vyrábět velmi objemné, složité a filigránové výrobky a vyjímat je z formy bez poškození. Příliš měkká pryž však není schopna odolat tlaku směsi SFRC, což může vést k deformaci samotného výrobku SFRC. V takových případech je pro získání vysoce kvalitního produktu pryžová forma zajištěna v pevném kovovém plášti. Čím vyšší je prodloužení materiálu, tím snazší je natáhnout pryžovou formu, aby se produkt SFRC bez poškození odstranil. U vysoce kvalitních tvrdých pryží je tato hodnota asi 200%, u měkkých - od 300% do 850%.
  6. Ostatní materiály pro formy. Výše uvedený seznam není vyčerpávající a pro výrobu forem lze úspěšně použít mnoho dalších materiálů, včetně polypropylenu, sádry a samotného SFRC.

Organizace výrobního místa.

Je vhodnější organizovat výrobu SFRC v dílně spíše než na otevřeném prostranství, protože teplota by neměla být nižší než +10 o C. Optimální teplotní režim- v rozmezí +15 o C až +30 o C. Velikost dílny závisí na objemu výroby výrobků z SFRC, minimální doporučená plocha dílny by měla být minimálně 100 m2.

K uspořádání jednoho výrobního místa SFSC je vyžadováno následující:

  • elektřina o výkonu minimálně 4 kW (bez příkonu kompresoru), 3 fáze, uzemnění;
  • voda;
  • stlačený vzduch (1500-2000 l/min, tlak 6-9 bar);
  • Zařízení pro sklolaminátový beton "ARC® S";.
  • Doplňkové vybavení a příslušenství (zvedáky, váhy, špachtle, válečky na válení směsi).

Pokud se používají výrobky ze SFRC ve vlhkém prostředí, dílna by měla poskytnout prostor pro skladování výrobků z SFRC po dobu jednoho týdne. Je důležité, aby byla v této oblasti kontrolována teplota a vlhkost. Přítomnost oblasti tepelně-vlhkostní úpravy při výrobě SFRC je žádoucí, ale není povinná. Sekce tepelně-vlhkého zpracování nově vyráběných výrobků z SFRC zkrátí dobu obratu formy a také zvýší vlastnosti výrobků z SFRC.

Výrobky z SFRC mají malou tloušťku, což znamená výrazně nižší hmotnost ve srovnání s podobnými výrobky vyrobenými z běžného betonu (pokud vezmeme v úvahu stejné hodnoty pevnosti v tlaku a ohybu), jsou stále příliš těžké na ruční přesun, takže by mělo být možné použít vhodné zvedací mechanismy.

Příprava cementopískových malt pro disperzní vyztužený SFRC se provádí v lopatkových míchačkách s nuceným chodem, např. SO-46B a další. Nádoby slouží k přípravě a skladování pracovních roztoků aditiv.

Poměr kameniva (písku) k cementu se předpokládá rovný jednotě s možností další úpravy a závisí v obecném případě na typu výrobku SFRC, jeho rozměrech, podmínkách použití výrobků z SFRC atd. Výpočet součinitele voda-cement a jeho úprava se provádí podle VSN 56-97. Poměr voda-cement (bez použití plastifikačních přísad) se obvykle pohybuje v rozmezí 0,40 - 0,45. S použitím plastifikačních přísad se poměr voda-cement mění na 0,28 - 0,32.

Po výběru počátečních surovin se složení směsi vybere s ohledem na následující doporučení:

  • Poměr voda-cement. Ta by měla být co nejnižší, ale zároveň by směs měla zůstat dostatečně pohyblivá, aby ji bylo možné dodávat čerpadlem na maltu a následným pneumatickým nástřikem. Poměr voda-cement v cementově pískové maltě použité pro výrobu SFRC musí odpovídat optimální viskozitě (mobilita P4-P5), odpovídající sesuvu standardního kužele podle GOST 5802-86 „Stavební malty. Zkušební metody“. Obecně má poměr voda-cement komplexní vztah a závisí na aktivní třídě cementu, koeficientu normální hustoty cementové pasty, koeficientu potřeby vody pro písek a vypočteném koeficientu betonu vyztuženého skelnými vlákny pro stlačení.
  • Poměr písku a cementu. Poměr 1:1 je v současnosti nejpoužívanější. Poměr je upraven v souladu s VSN 56-97.
  • Obsah skelných vláken nebo poměr vyztužení. Jedná se o procento hmotnosti sklolaminátu k hmotnosti celého kompozitu - SFB, tedy s přihlédnutím k hmotnosti samotného sklolaminátu. U ručního stříkání vzduchem je tento poměr obvykle od 3 do 6 %, někdy i vyšší. Výpočet součinitele vyztužení se provádí podle VSN 56-97.
Typické složení směsi. Výrobce SFRC může vyvinout vlastní složení směsi, které splňuje jeho speciální požadavky na výrobu SFRC výrobků a je v souladu s VSN 56-97.

Podívejme se na recept, který se nazývá „klasický“, protože je nejčastěji používaný. „Klasický“ recept je následující složení pro jednu podmíněnou dávku, množství sklolaminátu je 5%:

* - dávkování závisí na koncentraci, takže pro stejné množství použitého cementu se může lišit. Dávkování udává výrobce doplňku.

Hmotnost celého roztoku je = 50+50+16+0,5=116,5 kg, obsah 5 % sklolaminátu je pak 6 kg.

Pro získání homogenní směsi je nutné přesně navážit výchozí materiály a důsledně dodržovat základní požadavky při práci s míchačkou. Před zahájením přípravy směsi přesně zvažte požadovaná množství písek a cement pomocí okují (viz část „Další příslušenství“). Dávkování vody a tekutého aditiva lze provádět hmotnostně, objemově nebo nejlépe pomocí speciálního automatického dávkovacího zařízení.

Podrobná doporučení pro aplikaci sklovláknitého betonu, přípravu, použití, odbedňování a mytí forem, údržba a konzervace zařízení jsou uvedeny v pasportu komplexu pro sklovláknitý beton "ARC® S" A technologické pokyny o práci se sklovláknitým betonem ze souboru dokumentace zařízení.

Beton vyztužený skelnými vlákny (GFRC) je možná nejzajímavějším stavebním materiálem v arzenálu designérů a architektů. Vyvinutý v polovině minulého století a široce používaný v posledních třiceti letech se dnes stal univerzálním stavebním materiálem, který určuje architektonickou podobu mnoha měst po celém světě.

Vícepodlažní bytová výstavba, chatová výstavba, rekonstrukce a obnova původního vzhledu architektonických památek - to je neúplný výčet oblastí použití sklovláknobetonu. Vyrábí se z něj nejen obkladové panely pro odvětrávané fasády, ale také různé dekorativní prvky: římsy, balkonové zábradlí, reliéfní soklové desky. V nízkopodlažních stavbách jsou široce používány obklady z betonových desek vyztužených skelnými vlákny a tepelně izolační sendvičové panely. Je třeba zmínit také různé obvodové konstrukce, střešní panely, fragmenty antivandalské ochrany budov, ztracené bednění, vodovodní potrubí, drenáže, zvukotěsné zástěny atd. To vše je beton vyztužený skelnými vlákny - jedna z odrůd umělého kamene.

Tak široký rozsah použití je dán jedinečnými vlastnostmi materiálu, především jeho vysokou pevností. Vzhledem k tomu, že vnější zatížení absorbuje elastické sklolaminát, kterým je jemnozrnný beton vyztužen, mnohonásobně se zvyšuje odolnost proti ohybu a tahu a rázová houževnatost kompozitu se zvyšuje 10-15krát ve srovnání s klasickým železobetonem. . SFB snadno snáší změny teploty a vlhkosti. Je také odolný vůči chemickým činidlům. Materiál je absolutně nehořlavý a velmi odolný: dekorativní prvky vyrobené ze SFRC vydrží stejně dlouho jako nosná kostra budovy. Sklolaminátové betonové výrobky jsou lehké, což snižuje náklady na jejich dopravu a instalaci. Snížením zatížení konstrukcí dochází k výrazným úsporám při výstavbě základů a nadzemních částí budov.

Funkčnost sklovláknobetonu úspěšně doplňuje jeho mimořádná plasticita a schopnost vytvářet naprosto libovolné (vzhledem k absenci výztuže) tvary. SFRC je nepostradatelný při výrobě složitých a výrazných architektonických prvků. Poskytuje architektovi téměř nekonečný výběr netriviálních plastových řešení, ke kterým se přidává široká škála textur a široká škála barevná paleta. Výsledkem je, že beton vyztužený skelnými vlákny umožňuje snadno napodobit nejen kámen, ale dokonce i materiály, jako je dřevo nebo litina. Slavní ruští architekti proto ocenili výhody tohoto materiálu: potvrzením toho je použití produktů ze SFRC při výstavbě takových objektů, jako jsou obytné komplexy „Garden Quarters“ (architekt Sergei Skuratov a Meganom), „Anglická čtvrť“ (architekt Michail Belov), „italská čtvrť“ (architekt Michail Filippov) atd. Všechny tyto projekty, které se staly významnými událostmi ruské architektury, byly realizovány díky použití SFRC od společnosti OrtOst-Facade, lídra na trhu v oblasti designu, výroba a montáž dekorativních prvků ze sklovláknobetonu.

Od klasických po moderní

Vzpomeňme například na architekturu budov rezidenčního komplexu Italská čtvrť v ulici Dolgorukovskaja. Efektně se rýsuje klidná křivka přední fasády areálu dekorativní prvky od SFB: sloupy hlavního vchodu a přísné polosloupy, elegantní římsy a „Petrohradské“ orámování půlkruhových oken, které udávají rytmus celé fasádě.

Materiál, univerzální svými vlastnostmi, umožňuje použití jakýchkoli architektonických technik bez obav z přetížení nosného rámu budovy. Za zmínku stojí plasticita fasády rezidenčního komplexu „On Trubetskoy“ (architekt Nikita Rybin) v moskevské čtvrti Khamovniki: vlnité ozdobné římsy a vyřezávané (a ve skutečnosti samozřejmě lité) sloupy vypadají, jako by byly vyrobeny z přírodní kámen. Zajímavostí je, že sklovláknobeton byl ve výzdobě této budovy použit nejen ve formě expresivního dekoru, ale také pro obložení fasád obytného souboru panely s integrovanými klinkerovými dlaždicemi. Navíc se jednalo jak o rovné, tak o zaoblené plochy. Nakonec byl SFRC použit při vnitřní výzdobě veřejných prostor areálu Na Trubetskoy. Byly z něj vyrobeny Stěnové panely, napodobující dřevěné kostky plněné náhodně, s posunem. Komplexní použití sklovláknitého betonu pro dekoraci vnitřní prostor a řešení volumetricko-prostorových problémů umožnilo vytvořit úplný integrál architektonický obraz budova.

V minulé roky architekti stále častěji dávají přednost použití dekoru rámů vyztuženého skelnými vlákny a nahrazují jej tradiční typyúprava fasády. SFB umožňuje reprodukovat drobné detaily ornamentů a různých povrchových textur. Sklolaminátový beton se natírá na povrch nebo se do betonové směsi přidávají pigmenty. Můžete ji ale použít i nenatřenou: bude mít přírodní šedou resp bílá barva výplň a efektně kontrastují například se zdivem.

Možnosti unikátní materiál se neomezují pouze na klasickou architekturu. Hojně ji využívají i vyznavači industriálních a techno stylů. Použití nekonstrukčních železobetonových prvků popř zdivočasto obtížné kvůli velká hmota materiál a jeho neschopnost reprodukovat složité tvary. Beton vyztužený skelnými vlákny je vynikající pro výrobu lehkých a odolných výrobků jakéhokoli profilu: hranaté a zakřivené panely, stejně jako skořepiny různých zakřivení. Hotové fasádní díly jsou tenké skořepiny, které jsou namontovány na podsystém z nerezové nebo pozinkované oceli. S pomocí SFB můžete realizovat ty nejodvážnější futuristické nápady, přenést fantastické obrazy budoucnosti do reality a znovu vytvořit minulost v současnosti. K ozdobení fasád rezidenčního komplexu Garden Quarters, navrženého několika architektonickými kancelářemi, byla tedy vybrána cihla. Tento konzervativní materiál měl evokovat historický kontext lokality a propojit jednotlivé části do celku. Tuhá mřížka fasád budov kanceláře Meganom a architekta Sergeje Skuratova však byla tvořena složitými trojrozměrnými křivkami, které zcela vylučovaly možnost použití zdiva. Aplikace v vnější dekorace sklolaminátové betonové panely s integrovanými klinkerovými dlaždicemi kovový rám efektivně vyřešil problém a pomohl spojit „cihlové“ budovy ze složitých plastů.

Jak se to dělá?

Je důležité poznamenat, že design a výroba produktů SFRC jsou regulovány mezinárodními normami. Vzhledem k tomu, že beton vyztužený skelnými vlákny je komplexní vícesložkový kompozit, ve kterém vlastnosti hotového výrobku výrazně závisí na složení každé složky, pouze při seriózní výrobě je možné kontrolovat množství a kvalitu výchozích materiálů: jemný písek, cement, polymer (obvykle akrylát), voda, speciální přísady a sklolaminát nařezaný na konkrétní velikost.

Lze provádět lisování výrobků a konstrukcí ze sklovláknobetonu různé způsoby. Jedním z nejuniverzálnějších je lití kompozitu do forem z pryže, překližky nebo sklolaminátu. Metoda se nazývá „Premix do betonu vyztuženého skelnými vlákny“. Díky rovnoměrnému rozložení skleněných vláken v celé hmotě směsi je dosaženo rozptýleného objemového zpevnění materiálu, což zase umožňuje získat díly s dobře vyvinutým reliéfem.


Obkladové panely SFRC jsou často vyráběny ručním pneumatickým nástřikem (pneumatická aplikace). Jak název této technologické techniky napovídá, směs se nanáší do formy pomocí speciálního rozprašovače. Tato metoda umožňuje získat materiál s vysokou výkonnostní charakteristiky, ze kterého se zase vyrábí výrobky výjimečně malého průřezu a hmotnosti.

Připomeňme, že největším a nejzkušenějším výrobcem a dodavatelem dekorativních fasádních prvků ze SFRC v Rusku je společnost OrtOst-Facade. Za necelých 20 let její specialisté realizovali mnoho zajímavých projektů, včetně všech, které jsou uvedeny v tomto článku. Sklolaminátový beton je bezpochyby jedním z nejzajímavějších a nejuniverzálnějších stavební materiál XXI století.

Obrázky ssg-solnhofen.ru, skuratov-arch.ru, krovlirussia.ru