Бетон со стеклом в виде связующего вещества

Традиционно в качестве основного строительного материала используется бетон. Мы привыкли к этому, и не всегда, задумав новый проект, изучаем современные разработки. Бетон – привычен и доступен. Но бывают ситуации, при которых стоит обратить свое внимание на новинки строительной промышленности. К ним по праву относится стеклобетон (стеклонаполненный композит), отличительная черта которого – повышенная сопротивляемость растяжению. Это делает бетонные сооружения на порядок прочнее. Но, чтобы разобраться, какой вариант стеклобетона следует выбрать, ознакомьтесь с отличительными чертами каждого вида.

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.

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.

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

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.

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

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.

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.

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

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.

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.
Читайте также:  Для стен какой бетон используют для

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.

Отличительными характеристиками такого бетона, превышающего по многим параметрам традиционные материалы, являются:

  • биостойкость;
  • повышенная теплопроводность;
  • устойчивость к воздействию кислот, что актуально при кислой реакции фундаментной грунтов.

Свойства материала влияют на область применения. Стеклобетон используется для изготовления:

  • Облицовочных материалов.
  • Перекрытий, стен.
  • Декоративных фасадных элементов.
  • Бордюров, тротуарной плитки.
  • Элементов паркового дизайна.
  • Ограждений.
  • Решеток.

Экологическая чистота расширяет сферу использования, позволяет применять стеклонаполненный композит для решения серьезных задач.

Стеклобетон – перспективный строительный материал, который плотно входит в нашу жизнь и составляет серьезную альтернативу бетону, обладающему рядом недостатков. Применение стекловолокна увеличивает коэффициент сопротивления растяжению и, тем самым, улучшает характеристики изделия.

Технология изготовления стеклонаполненных композитов доступна. Освоив ее, можно существенным образом изменить облик своего жилища!

источник

Стеклобетон разработан около полувека назад и в настоящее время составляет реальную конкуренцию железобетону. Стекло, добавленное в бетонную массу, позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики, в т.ч. прочность на растяжение и изгиб, что позволяет отказаться от тяжелых конструкций. Такое армирование расширяет возможности использования бетона в неблагоприятных условиях.

Стеклобетон — достаточно обширная группа стройматериалов в виде бетона со стеклянными или стеклопластиковыми волокнами. В зависимости от структуры стеклянного компонента и способа его введения существуют основные разновидности этого материала.

  1. Бетон со стеклянным армированием или композитобетон. По сути, это жби, в котором стальная арматура заменена стекловолокном.
  2. Водостойкий бетон с силикатной добавкой в виде жидкого стекла.
  3. Стеклофибробетон, содержащий в качестве наполнителя стеклофибру, стойкую к воздействию щелочей.
  4. Стеклооптикобетон или Литракон, отличающийся относительной прозрачностью (полупрозрачный) за счет введения стеклянных оптических волокон.
  5. Смесь с наполнением в виде стеклянной крошки (боя).
  6. Кислотоустойчивый бетон, в котором стеклянный компонент, добавленный в раствор, выступает в качестве связующего вещества.

Во всех указанных разновидностях бетон в том или ином виде содержит стекло. В результате меняется структура материала и его важнейшие характеристики. Стеклобетон реализуется в готовом виде и может изготавливаться своими руками.

Стеклобетон имеет ряд заметных преимуществ по сравнению с традиционным бетоном.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Влаго — и водостойкость. Любые стеклянные наполнители (особенно жидкое стекло) повышают водонепроницаемость бетона.
  5. Улучшение теплоизоляционных характеристик.
  6. 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.

Различные типы стеклобетона имеет свои нюансы производства.

  1. Водостойкий. Для изготовления используется жидкое стекло, т.е. силикат натрия. Вначале готовится обычный бетонный раствор. Затем, в него добавляется жидкое стекло из расчета 100 мл на 1 л раствора (без учета воды). Важно помнить, что увеличение количества силиката натрия приводит к повышению хрупкости материала и быстрому застыванию раствора.
  2. Изготовление стеклофибробетона. Состав — цемент, песок и стеклофибра в равном соотношении. Важно распределить фибру равномерно по всему объему, причем перемешивание ингредиентов производится в сухом состоянии. При наложении раствора обязательно производится тщательное виброуплотнение.
  3. Заполнение стеклянным боем. Битое стекло заменяет щебень (от 25 до 100 процентов), а также частично песок. Изготовление бетона включает несколько этапов. Вначале, производится дробление стекольных отходов (боя). Затем, с помощью грохота обеспечивается просеивание сырья и разделение его на фракции. Осколки размером более 4 мм предназначены для замены щебня (наполнителя). Частицы меньшего размера подойдут вместо песка. Это обстоятельство учитывается при замешивании раствора.
  4. Использование стекла в качестве связующего вещества. В этом случае используется мелкораздробленное стекло, но и оно не будет связывать цемент без дополнительной обработки. Такую функцию стекло выполняет при введении кальцинированной соды. В ходе реакции оно растворяется с образованием силикатного геля, а уже он скрепляет состав. При этом получается бетон, обладающий повышенную стойкость к кислотам.
Читайте также:  Бетон для фундаментов применение по маркам

Бетон с оптическими свойствами самостоятельно сделать трудно из-за повышенной хрупкости оптических волокон. Обычно используются уже готовые бетонные, полупрозрачные плиты и панели.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Декоративное оформление фасадов. Особо ценится стройматериал с оптическими свойствами.
  4. Изготовление тротуарной и бордюрной плитки.
  5. Ландшафтный дизайн. Из стеклобетона изготавливаются малые архитектурные конструкции. В частности, популярно возведение арок, фонтанов, садовых статуй, осветительных столбов.
  6. 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.

Материал применяется даже при строительстве мостов. Его можно отнести к современным, высокопрочным стройматериалам. Он активно используется взамен ЖБИ при ремонте и строительстве сооружений различного типа. Некоторые материалы можно приготовить своими руками, что удешевляет строительство и расширяет возможности применения.

источник

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.

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.

Стеклобетон классифицируется по составу:

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

Вернуться к оглавлению

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.
Читайте также:  Гост на определение прочности бетона разрушением

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.

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 фибры в растворе. Добавляют ее в сухой замес. Смесь становится жесткой, менее пластичной. В большом слое требуется виброуплотнение. Изготовление листового материала происходит способом напыления.

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.

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.

Стекло измельчают, пересеивают, используя грохот. Вместо песка применяют мелкие частички стекла до 0,5 см. Больше 0,5 см используют как крупный наполнитель. Стеклянный порошок становится вяжущим веществом после реакции с кальцинированной содой. В соде стекло растворяется, превращаясь в силикатный гель. После отвердения бетонный раствор с гелем превращается в стойкий к воздействию кислот стеклобетон.

Бой стекла тяжело поддается утилизации, воздействию окружающей среды, микроорганизмов. Такие особенности стекла позволяют использовать стеклянные отходы для строительства. Технология замеса бетона с боем стекла легкая. Дополнительные материалы, оборудование не требуется для приготовления стеклобетона.

Первый этап — подготовительный. Подразумевает подготовку, сортирование, измельчение, распределение по фракциям до 0,5 см — вместо песка, больше 0,5 см — как наполнитель. Цемент применяют высокого качества, мелкого зерна. Можно применять бой стекла или фибру.

Стеклобетонные материалы применяют для:

  • облицовки поверхности стен;
  • мостов;
  • декоративных элементов фасада, ландшафта;
  • реконструкция архитектурных сооружений культурного значения: замки, храмы, дворцы, усадьбы;
  • тротуарная плитка, бордюры;
  • элементы паркового дизайна.

Вернуться к оглавлению

Экологическая безопасность стеклобетона позволяет использовать его для возведения внутренних, наружных, несущих конструкций, хозяйственных помещений, элементов архитектуры, декора.