Технологии производства стеклофибробетона (СФБ). | Экодеко

Почему стекловолокно является важным компонентом бетонных столешниц из стеклопластика

Если вы задаетесь вопросом о важности стекловолокна в GFRC, просто подумайте о названии на минуту. Бетон, армированный стекловолокном — без волокон все, что у вас есть, — это бетон. Эти щелочестойкие стекловолокна придают стеклопластику прочность и делают его идеальным выбором для различных применений, включая бетонные столешницы.

Согласно Wikipedia.com, «композитные материалы, армированные стекловолокном, состоят из высокопрочного стекловолокна, встроенного в цементную матрицу. В этой форме и волокна, и матрица сохраняют свою физическую и химическую идентичность, тем не менее, они создают комбинацию свойств, которая не может быть достигнута, если какой-либо из компонентов действует по отдельности. Как правило, волокна являются основными элементами, несущими нагрузку, а окружающая матрица удерживает их в нужном положении и ориентации, выступая в качестве среды передачи нагрузки между ними и защищая их от вредного воздействия окружающей среды».

В GFRC используется как бетон, так и прочное стекловолокно AR. Оба обладают преимуществами сами по себе, но в сочетании они становятся чем-то удивительным. Давайте посмотрим на важную роль волокон в GFRC.

Стекловолокно AR для GFRC

Почему волокна?

Одним из преимуществ GFRC является его прочность на растяжение и изгиб. Прочность на растяжение помогает стеклопластику сопротивляться растягивающим усилиям, а прочность на изгиб помогает ему сопротивляться изгибу. Стекловолокно и высокое содержание полимера в GFRC обеспечивают эти уникальные свойства, необходимые для долговечной бетонной столешницы. Вместо того, чтобы использовать сталь для армирования, GFRC использует эти стекловолокна для предотвращения растрескивания и поломки. Армирование необходимо каждый раз, когда вы создаете бетонную столешницу, и для создания этого армирования в GFRC используются волокна.

Это девятиминутное видео, посвященное армированию сталью, поможет вам лучше понять важность армирования в целом при изготовлении бетонной столешницы:

Однако уменьшение количества клетчатки приводит к более серьезной проблеме меньшей прочности. Некоторые преподаватели бетонных столешниц рекомендуют только 2% волокна. Я не уверен, какова мотивация этого, но 2% недостаточно. 3% это минимум.

• Ориентация волокон– Ориентация волокон в смеси также важна. Истинно случайная ориентация волокон означает, что требуется больше волокон, поскольку многие волокна будут направлены в неправильном направлении. См. ниже для

Некоторые преподаватели бетонных столешниц рекомендуют создать жидкую защитную смесь и залить ее в формы, по сути, защитную смесь «SCC». Этого делать не следует, так как это приводит к случайной ориентации волокон. См. ниже и прочитайте эту статью для получения дополнительной информации о том, почему это проблематично.

• Используемый метод армирования– В обычном бетоне и стеклопластике используются три различных уровня армирования. Каждый тип несет различные преимущества.

Уровень 1: Случайное трехмерное армирование

Этот тип армирования возникает, когда волокна смешиваются с бетоном и бетон заливается в формы. Волокна равномерно распределены по бетону и направлены во всех направлениях. Обычно только 15% волокон ориентированы в правильном направлении, что требует очень высокой нагрузки на волокна. Этот уровень армирования очень неэффективен и требует большого количества волокна для более низких уровней армирования. Это не должно использоваться для GFRC.

Ориентация волокон со случайным трехмерным армированием

Уровень 2: Случайное трехмерное армирование

На этом уровне армирующий бетон распыляется на форму с помощью специального оборудования, которое измельчает и добавляет волокно в процессе распыления. Спрей-Ап GFRC является отличным примером такого типа армирования. Обычно от 30% до 50% волокон имеют оптимальную ориентацию. Этого также можно добиться, укладывая тонкие слои подложки и уплотняя каждый слой. Этот метод более эффективен, чем трехмерное армирование, и рекомендуется для ручного нанесения или напыления защитного покрытия из стеклопластика.

Распыление стеклопластика

Уровень 3: 1-D армирование

Последний уровень армирования, одномерное армирование, является наиболее эффективным доступным методом, потому что он использует наименьшее количество армирующего материала для сопротивления растягивающим нагрузкам. Все армирование размещается в зоне растяжения или в области, которая требует дополнительной прочности, что снижает общее количество необходимого армирования. Этот метод используется для создания конструкционных железобетонных балок со стальной арматурой. При создании бетонной плиты столешницы нижняя часть плиты является зоной растяжения, как вы видели на видео. Сталь в сборном железобетоне является примером одномерного армирования.

Scrim в GFRC является еще одним примером одномерного армирования. Скрим представляет собой сетку из стекловолокна, используемую для придания дополнительной прочности стеклопластику в дополнение к волокнам. Несмотря на то, что холст обеспечивает целенаправленное одномерное армирование в критических областях, вам все равно нужны волокна по всему защитному слою, чтобы обеспечить прочность на растяжение и изгиб.

Когда дело доходит до GFRC, стекловолокно имеет важное значение, но, как ясно показано в этой статье, существует несколько способов добавления этих волокон. Выбранный вами метод будет определять, сколько волокна потребуется и насколько прочной будет ваша готовая бетонная столешница.

О GRC

Стеклофибробетон – вид искусственного камня, изготавливаемый путем дисперсного армирования цементобетона на плотных заполнителях (песок), щелочестойким стекловолокном.

В состав СФБ входят песок, портландцемент и вода, используемые для производства обычного бетона и щелочестойкого стекловолокна в виде кусков стекловолокна, равномерно распределенных по объему мелкозернистой бетонной матрицы.

Общеизвестно, что недостатком любого бетонного каменного материала является низкая прочность на растяжение.

Стеклофибробетон воспринимает растягивающие напряжения на стеклянных волокнах, которые в три раза превышают модуль упругости бетонного модуля, что значительно увеличивает сопротивление композита растяжению и изгибу.

В результате получается такой высокопрочный, упругий материал, как пластик и стеклофибробетон (рис.15.), состоящий из мелкозернистого бетона (матрицы), армированного стекловолокном, отрезков волокон, равномерно распределенных по всему объему. бетонная матрица.

Стеклофибробетон сочетает в себе высокую внутреннюю прочность обычного бетона резко с увеличением прочности за счет стеклофиброармирования на изгиб и растяжение (в 4-5 раз), ударной вязкости (в 10-15 раз), морозостойкости (300 циклов). Он водонепроницаем (W6-W20, ГОСТ 12730), имеет высокую степень сцепления с обычным бетоном и обладает высокой устойчивостью к растрескиванию.

Этот экологически чистый и безопасный материал не содержит вредных компонентов и относится к категории негорючих материалов. Обладает высокой стойкостью к химическому воздействию, не подвержен коррозии и гниению, обладает повышенной стойкостью к проникновению хлоридов.

Содержание волокна в СФБ в процессе по способу обычно составляет 3 – 5 % от массы смеси.

При применении штукатурок степень армирования стекловолокном не превышает 1-2%, что позволяет эффективно сдерживать растрескивание и обеспечивать высокую устойчивость к растрескиванию и отслаиванию.

Помимо исключительных функциональных свойств, стеклопластики отличают повышенная архитектурная выразительность, а также необыкновенная пластичность. Отсутствие в теле изделия жесткого армирующего каркаса обеспечивает неограниченный диапазон формообразования. Стеклофибробетон способен приобретать сложную пространственную форму и воссоздавать самые неожиданные для каменного материала очертания.

СФБ в точности копирует мельчайшие детали поверхности матрицы, производит большое разнообразие цветов и отделки лицевой поверхности, способен имитировать внешний вид, фактуру и цвет отделки различных натуральных и синтетических материалов.

При этом изделия из стеклофибробетона имеют маленькое поперечное сечение (от 6 до 20 мм) и значительно легче по сравнению с изделиями из обычного бетона.

Именно эти свойства стекловолокна в сочетании с высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками обеспечили ему широкое применение в сборно-монолитном домостроении и других видах строительства во всем мире.

Технология производства ГК.

При получении бетона, армирующего стекловолокно, важен не только правильный подбор и рациональное сочетание сырья, но и технология его изготовления.

Свойства конечного композита во многом зависят от обеспечения равномерного распределения волокон в бетоне, их ориентации, закрепления, во многом определяющих способность материала сопротивляться внешним воздействиям. Большинство изделий и конструкций из стекловолокна изготавливают, как правило, по одной из двух основных технологических схем – пневмонабрызг, виброформовочная смесь и премикс (или премикс), то есть предварительное смешивание рубленого стекловолокна с цементно-песчаным раствором.

Пневматическое распыление

В первом случае речь идет о напылении цементно-песчаного раствора под давлением (по типу торкретбетона) с одновременной подачей фибры с большой скоростью.

1. Приготовление смеси цемента, песка, воды и химических добавок производят в высокоскоростном широкоосмесительном смесителе с большими сдвиговыми усилиями.
2. Затем смесь выгружается в нагнетательную насосную станцию ​​нагнетания цементного раствора, откуда поступает в специальный пистолет-распылитель.
3. В рубильный агрегат также подается стекловолокно (стекловолокно), где оно измельчается на короткие отрезки (волокно) и затем смешивается в воздушном потоке с цементно-песчаной смесью.
4. Затем эту смесь напыляют из стеклофибробетона, наносят на форму или на формирующийся рельеф.

Виброформование

Способ включает формирование премикса с предварительным введением в цементное тесто уже измельченного стекловолокна с последующим виброформованием.

Полученный материал представляет собой процесс, обычно называемый премиксом GRC. Его подготовка включает в себя два этапа:

1. Сначала в высокоскоростном смесителе готовят смесь из цемента, песка, воды и химических добавок.
2. Затем смесь уже при низкой скорости работы миксера, с добавлением стекловолокна.
3. Далее в форму заливают премикс и производят вибростабилизацию.

Новообразованные продукты, полученные обоими способами, необходимо хранить в течение 7 суток во влажной среде. Долговечность пневматического напыления GFRC обычно выше, чем премикс GFRC.

1. В первую очередь это связано с тем, что при пневматическом напылении содержание волокна может достигать 5-6%, тогда как в премиксе этот показатель ограничивается 3-3.5%.
2. Во-вторых, у СФБ, полученного пневмонабрызгом, водоцементное отношение ниже, чем у премикса.
3. В-третьих, пневматическое напыление позволяет получить более длинные участки стекла и придать им плоскостную (в отличие от трехмерной в премиксе) ориентацию.

Выбор способа изготовления определяется такими факторами, как заданные требования к прочности, размерам, форме, условиям архитектурного проектирования.

Как правило, изделия большого размера, такие как стеновые панели, напыляют, а небольшие изделия формируют из премикса.

Виды материалов, применяемых для изготовления пресс-форм при изготовлении изделий из ФНБ.

Качественное формообразующее оборудование – очень важная деталь в выпуске изделий из стеклопластика.
По форме требования к отливкам очень просты и заключаются в следующем:

• Формы должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать давление смеси без деформации при заливке.
• Материалами для изготовления форм могут быть стеклопластик, фанера, силикон или другой материал, не вступающий в реакцию с бетоном и способный обеспечить достаточно гладкую фактуру лицевой поверхности.
• Формы для литья при хранении должны эксплуатироваться правильно. Это необходимо для соблюдения в процессе производства указанных в технических условиях на изготовление отливок допусков, т. е. угловых, линейных размеров и габаритных деталей.

Виды форм:

фанерные формы (до десяти отливок из одной формы изделия);

форма из стекловолокна (тридцать отливок из одной формы изделия)

силиконовая форма (от двадцати до пятидесяти изделий литья из одной формы в зависимости от качества силикона)

экспресс-форма (изготовление изделий из одной единой формы) – одноразовая форма из пенополистирола.

Самыми дорогими считаются стеклопластиковые и силиконовые формы, для их изготовления в первую очередь следует изготовить само изделие. Для этого скульпторы компании используют шаблоны из гипсового макета, по которым изготавливаются формы.

После изготовления формы профиль используется для пуска в производство.

При изготовлении изделий используется криволинейная форма из стекловолокна, при изготовлении прямоугольных изделий (используется форма из фанеры, архитектурные элементы с рисунками напр. замковый камень) изготавливаются силиконовые формы.

Наиболее финансово выгодными на сегодняшний день являются формы из фанеры, они не требуют наличия изготовления изделия.

Чтобы удешевить производство данного вида формы, производители такой продукции максимально стараются уйти от высокооплачиваемого и не очень производительного ручного труда, активно используя в производстве станки с компьютерным управлением. Автоматизация производственных процессов позволяет не только увеличить производительность и снизить себестоимость, но и добиться очень высокой точности размеров заготовок.

Бетон, армированный стекловолокном

GFRC представляет собой композитный материал на основе цемента, который используется в архитектуре и строительстве.

Для архитектурных изделий наиболее перспективным видом железобетона является армирование стекловолокном, в результате чего получается материал – стеклофибробетон. Бетон, армированный стекловолокном (GFRC) — это тип бетона, армированного стекловолокном, который изготавливается путем смешивания смеси мелкого песка, цемента и стекловолокна, равномерно распределенных по всему изделию или его частям. Взаимодействие бетона с волокном обеспечивается взаимным анкерованием.

Впервые стекловолокно было использовано для армирования бетона в России в 1941 году, но попытки оказались безуспешными из-за того, что волокна разрушались сильнощелочной портландцементной матрицей. В 1970-е годы к идее создания изделий из стеклофибробетона приковано новое внимание научно-исследовательских центров. Специалисты сосредоточились на создании нестальной арматуры для снижения расхода стали, а также на получении искусственного аналога натуральных волокон из волокнистого камня. Комплексные исследования показали, что стеклянные волокна значительно улучшают структурные свойства бетонных материалов. Одним из преимуществ GFRC является его прочность на растяжение и изгиб, а также сопротивление растрескиванию и ударная вязкость. В результате появилась возможность создавать тонкостенные железобетонные изделия с высокими эксплуатационными характеристиками различного назначения. Специалисты Государственного института стекла успешно решили проблему коррозии стандартных стеклянных волокон в сильнощелочной среде. Разработка специального состава щелочестойкого стекловолокна с добавками диоксида циркония позволила стеклофибробетону начать свое распространение по всему миру.

СФБ – экологически чистый материал, в состав которого входят натуральные компоненты и не требует больших энергозатрат при производстве. В настоящее время GFRC используется для производства очень широкого ассортимента продукции. Благодаря своей выразительности, непревзойденной гибкости в архитектурном решении, а также экономичности, GFRC занимает одно из первых мест среди универсальных материалов.

Использование строительных конструкций из стеклопластика значительно снижает трудоемкость, энергоемкость и стоимость, а также повышает долговечность и сокращает сроки возведения строительных конструкций. Это достигается в первую очередь частичной или полной заменой сварных сеток, каркасов и стержней армирующими волокнами. Применение СФБ позволяет создавать конструкции различных конструктивных сечений, особенно тонкостенных и сложной конфигурации, а также значительно повысить архитектурное качество зданий.

Стеклопластик часто используется для производства панелей для облицовки фасадов. В зависимости от фактуры бетонной опалубки внешний вид панелей из стеклопластика может быть таким же, как у дерева, камня, терракоты и других видов отделки.

Гибкость GFRC дает возможность создавать точную форму и самые сложные элементы поверхности, она прочная и долговечная. А если добавить к этому легкий вес изделий при значительных габаритах, то уникальность СФБ очевидна.

Небольшой вес GFRC обеспечивает:
• простота обработки, низкие затраты на установку и доставку;
• снижение нагрузки на несущую конструкцию и перекрытие здания;
• снижение стоимости строительства фундамента и его каркаса;
• использование при реставрации старых и ветхих зданий;

Использование в строительстве армированного стекловолокном бетона эффективно снижает использование металла и других материалов. Использование стеклопластика вместо сталежелезобетона позволяет снизить себестоимость в 1.2-2 раза, массу – в 8-10 раз и уменьшить расход цемента в 2-4 раза.

В России и странах СНГ стеклофибробетон на протяжении последних 20 лет используется для производства железобетонных изделий, особенно для декоративных архитектурных целей. На сегодняшний день в России и за рубежом действуют десятки успешных производственных предприятий, использующих оборудование СЦ-45 (СЦ-45) (производство НСТ), где может быть предложен широкий ассортимент продукции из стеклопластиков.

Есть вопросы по бетону, армированному стекловолокном? Наши специалисты готовы поделиться опытом по оборудованию и производству, просто оставьте сообщение!