Характеристики основных видов стеклобетона. Технологии изготовления стеклобетона своими руками Можно ли добавлять битое стекло в бетон

Вопрос разработки составов и технологий получения строительных материалов на основе отходов промышленности и быта многие годы, и особенно в последнее время, будоражит умы исследователей, работающих в области строительных материалов. Уже нашли применение вяжущие, бетоны и изделия с использованием различных шлаков, шламов, зол, древесно-стружечных, а также строительных отходов, образующихся при сносе и реконструкции зданий и сооружений. Но исследователи не останавливаются на достигнутом. Ведь актуальность разработки составов и материалов с их использованием диктуется не только экологическими, но и экономическими факторами. В последние годы наряду с уже известными и традиционными в определенном смысле отходами особый интерес вызывает утилизация несортированного боя искусственных (техногенных) стекол, или просто — стеклобоя. Дело в том, что образующийся во время производства брак или бой стекла в большинстве случаев используется этими же заводами повторно. Такое стекло имеет стабильный (в рамках данной технологии) химический состав и находит применение в процессе плавки шихты. Несортированный же бой различных видов стекол (оконного, тарного, оптического и пр.) имеет довольно широкий диапазон химического состава. Плюс возможны посторонние примеси, попадание которых в сырьевую смесь не допустимо, если желательно получить стекло с определенным составом или качеством. Поэтому несортированный стеклобой, в огромных количествах образующийся в отвалах и на свалках, до сих пор не находит должного применения. Следует отметить, что с экологической точки зрения стекло считается наиболее трудно утилизируемым отходом. Оно не подвергается разрушениям под воздействием воды, атмосферы, солнечной радиации, мороза. Кроме того, стекло — это коррозионностойкий материал, который не разрушается под воздействием подавляющего количества сильных и слабых органических, минеральных и биокислот, солей, а также грибков и бактерий. Поэтому если органические отходы (бумага, пищевые отходы и пр.) полностью разлагаются уже через 1-3 года, полимерные материалы — через 5-20 лет, то стекло, как и сталь, способно сохраняться без особых разрушений десятки и даже сотни лет. Объемы неиспользованного стеклобоя, по данным Института вторичных ресурсов, составляло на 2000 г. более 2,5 млн т. По одному только Красноярскому краю в отвалах скопилось более 1650 т. Среди всего многообразия городских отходов стеклобой занимает одно из лидирующих мест, более 20% от общего количества. Многие ведущие научно-исследовательские центры в России, странах СНГ и за рубежом в последние годы ведут активные работы в области утилизации стеклобоя. Так, например, в США, на исследования, проводимые специалистами инженерного факультета и прикладных наук Колумбийского университета (штат Нью-Йорк), связанные с проблемой замены каменного заполнителя в бетоне боем стекла, было выделено 444 млн долл. (!). Уже более пятнадцати лет в Московском государственном Строительном университете (бывшем МИСИ) на кафедре технологии отделочных и изоляционных материалов (ТОИМ) изобретатели Ю. П. Горлов, А. П. Меркин, В. Ю. Буров, Б. М. Румянцев ведут разработки составов и технологий для получения различных видов строительных материалов на основе природных и техногенных стекол. Эти материалы не предусматривают использования традиционных вяжущих веществ (таких как цемент, известь, гипс) или заполнителей и позволяют полностью утилизировать стеклобой. Создаваемые материалы с заданными регулируемыми свойствами можно использовать в разных областях. Во-первых, в промышленном и гражданском строительстве (бетоны различного назначения, строительные растворы для наружных и внутренних работ, тепло- и звукоизоляция, отделка, благоустройство территорий и т. д.). Во-вторых, в атомной промышленности (бетоны радиационной защиты, негорючие теплоизоляционные покрытия и т. д.). В-третьих, в химической промышленности (специальные бетоны, стойкие к агрессивным средам). Энергосберегающая технология изготовления материалов на основе стеклобоя чрезвычайно проста, не требует специального оборудования и позволяет организовать производство на свободных площадях действующих предприятий стройиндустрии без существенных капиталовложений. После сортировки, дробления, помола и рассеивания на фракции стекло можно считать полностью подготовленным для получения строительных материалов. Фракции стеклобоя более 5 мм используются в бетонах в качестве крупного заполнителя, мелкие фракции (менее 5 мм) — в качестве мелкого заполнителя (песка), а тонкомолотый порошок — как связующее. Так как стеклобой при затворении водой не проявляет вяжущих свойств, то чтобы началась реакция гидратации, необходимо использовать активизатор в виде соединения щелочного металла. В щелочной среде стеклобой гидратируется с образованием кремниевых кислот, которые при достижении определенных значений кислотности среды начинают превращаться в гель. А гель, уплотняясь, омоноличивает крупные и мелкие фракции заполнителя. В итоге получается плотный, прочный и долговечный силикатный конгломерат — стеклобетон. Отверждение материалов, изготовленных на основе стеклобоя, может происходить как в нормальных температурно-влажностных условиях при 20°С, так и при температурах 40-50°С в воздушно- сухих условиях, а для придания им специальных заданных свойств — в условиях тепловлажностной обработки при 85 ± 5°С или при повышенных температурах 300-400°С. На составы вяжущих композиций, бетонных смесей, а также способ получения поризованных бетонов получены авторские свидетельства и патенты (а.с. 1073208, 1112724, заявка на пат. 2001135106). Материалы на основе стеклобоя отвечают соответствующим требованиям действующих ГОСТов. Более того, они не уступают по своим общестроительным и функциональным свойствам современным аналогичным материалам на основе традиционных вяжущих. А по ряду показателей, таких как биостойкость, теплопроводность, кислотостойкость, даже превосходят их.

Что такое стеклобетон?
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.

Разновидности

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.

Преимущества

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.

Изготовление

Для начала необходимо сказать о том, что существует масса вариантов создания таких материалов. Среди них есть и армированные полистиролбетонные перемычки и даже конструкции на основе стекловолокна или углеграфитовой ткани. Однако наиболее популярны изделия с металлом.

Простейшее армирование с использованием специальной решетки

Каркас

Для того чтобы бетон получил определенную прочность его создают на основании каркаса из металлических прутков.

При этом бетон армированный стекловолокном также использует данный принцип, но процесс его создания имеет определенные отличия.

• Стоит отметить, что толщину арматуры подбирают не случайным образом, а благодаря точным расчетам. Это же относится и к расстоянию между всеми элементами конструкции.

Считается, что при создании фундаментов или плит перекрытия лучше всего все металлические элементы в бетоне связывать стальной проволокой, а не сваркой, поскольку это дает изделию определенную подвижность и гибкость

• Подобное расположение и выбор связаны с тем, что инструкция по изготовлению предполагает, что конечное изделие получит определенную амплитуду колебания, которую оно может переносить без повреждений. Существуют даже такие конструкции, в которые устанавливают металлические тросы, чтобы обеспечить повышенную устойчивость на разрыв.
• Важно упомянуть о том, что усиление делается только из конструкционной стали, которую нельзя калить или заменять на более прочную. Дело в том, что в противном случае изделие может разрушиться изнутри при эксплуатации, и буры по армированному бетону будут выходить из строя, натыкаясь на металл.

Совет! При самостоятельном изготовлении таких систем обычно пользуются расстоянием в 20 см между элементами, а связку производят с помощью стальной проволоки.

Каждое подобное изделие нуждается в предварительных расчетах и даже небольших эскизах или чертежах

Бетонирование

Каркас из арматуры обычно помещают в опалубку из дерева или специальную форму (см.также статью «Как осуществляется армирование бетона: обзор технологии на конкретных примерах»).

Если же создается армированный ячеистый бетон, то она должна содержать секции, которые будут формировать полости.

Схема использование армирующих волокон с определением их структуры, класса и вида бетона

• Для заливки используют специальный состав раствора, в который добавляют пластификаторы и другие добавки, наделяющие конечное изделие определенными качествами. При этом цена на такие вещества влияет на итоговую стоимость продукции.
• После того как раствор заливают в форму в него погружают специальный вибратор. Это необходимо для того, чтобы из состава извлечь все пузырьки воздуха, которые после застывания создают раковины, ослабляющие конструкцию. Такие дефекты видно, когда производится резка железобетона алмазными кругами.

В готовой опалубке должно быть учтено не только соотношение всех размеров, но и наличие дополнительных элементов, которые нужны будут при последующих этапах строительства

• Для того чтобы ускорить процесс застывания профессионалы рекомендуют использовать ветошь, которую вымачивают в растворе аммиака и укладывают на изделие под пленку.

Совет! Специалисты утверждают, что конечной продукции необходимо не только полностью высохнуть, но и выстояться на протяжении недели. Так бетон полностью наберет силу и станет готовым к использованию.

Процесс использования специального вибратора для бетона, позволяющий удалить из материала все пузырьки воздуха и расположить раствор по всей форме

Стеклоармированный состав

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

• увеличенная теплоизоляция;

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.

Бетон с жидким стеклом

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

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.

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.

Композит с фиброй

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.

Бетонный состав с оптическими волокнами (литракон)

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.

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.

Технология производства

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.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Различие же заключается в причинах, вызывающих это изменение. Армирование волокнами, в большинстве случаев, не должно рассматриваться как альтернатива стальному армированию. Армирование волокнами, однако, должно рассматриваться как мероприятие, которое может существенно снизить возможность пластического образования усадочных трещин и может помочь минимизировать эффекты от термического растрескивания.

За последние десять лет технология добавления волокон в бетон завоевала огромную популярность. Такое признание обязано: а настойчивым мерам по организации и стимулированию сбыта, проводимыми производителями волокон и их дистрибьюторами и б самым последним данным о независимых технических испытаниях. Не только технические и материаловедческие дисциплины, предлагающие использовать волокна в бетоне, но и производители и специалисты свидетельствуют об успехе бетона, армированного волокнами на месте. Репутация надежна: волокна уменьшают растрескивание при усадке. Использование бетона, армированного волокнами, восходит к строительству Римского Колизея, тем не менее, потребовалось несколько лет на проведение серьезных исследований, чтобы сделать эту технологию широкораспространенной.

Трещины на поверхности бетона способствуют проникновению воды и химикатов. Многие формы химического и физического разрушений могут начать своё наступление через поверхностные трещины, что отразится на износоустойчивости и сроке службы бетона.

Кроме того, поверхностные трещины не могут быть эстетически привлекательными. Использование армирования бетона волокнами является экономичным подходом, минимизирующим пластическое образование усадочных трещин, уменьшающим термическое растрескивание и увеличивающим износоустойчивость бетона.

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.

Все сообщения просматриваются администратором и, в случае нарушения правил, удаляются без предупреждения и объяснения причин. В связи с этим стекловолокно отходит на задний план, и его использование сокращается.

Плюсы и минусы

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.

Армирование бетона стекловолокном

При изготовлении главное внимание уделяется его свойствам и характеристикам, влияющим на его качество, от которого в конечном счете зависит прочность и долговечность строительных сооружений. Во многих случаях, чтобы избежать усадки и появления трещин при затвердении, температурных колебаниях и ползучести, применяют армирование. Это введение составляющих элементов для устранения вышеуказанных проблем, например, металлической сетки или прутьев, которые укладываются в процессе заливки. Такой способ довольно трудоемкий и требует соответствующей технологии, нарушение которой может сделать армирование неэффективным. Но есть другая удобная и рентабельная технология – введение в раствор в качестве армирующего составляющего стекловолокна, которое позволяет заметно улучшить качество затвердевшего бетона.

Армирование стекловолокном помогает избежать появления трещин, усадки.

Действие мтериала

Сегодня стеклянное волокно используется не только для производства широко известного стеклопластика, но и находит применение в других технологических процессах, продуктом одного из которых является стеклофиброй. Рубленное на узкие полосы стекловолокно для армирования называется фиброй. Оно имеет высокий предел прочности и высокий модуль упругости, что делает возможным его эффективное использование для армирования бетона и других цементных растворов. Благодаря специальной пропитке волокно становится щелочестойким. Это свойство позволяет противостоять интенсивной щелочной среде, которая образуется при гидратации портландцемента. В процессе перемешивания раствора добавленная фибра не растворяется, а распадается на отдельные волокна и становится совершенно не заметной в изделии. Плотность стекловолокна близка к плотности бетона, поэтому оно не выпадает в осадок и не всплывает на поверхность, а равномерно распределяется по всему объему смеси.

Схема прочности бетона, армированого стекловолокном.

Если при усадке или в результате нагрузки в конструкции возникает трещина, то все растягивающие напряжения передаются на волокна, и, благодаря высокому пределу прочности, они не разрываются. Это предотвращает раскрытие трещин, а благодаря высокой продольной упругости, трещины совсем не возникают, так как волокна принимают растягивающее напряжение на себя и достойно его выдерживают. При оптимальном введении фибры в армируемую смесь миллионы равномерно распределенных волокон обеспечивают эффективное армирование и попытки образования всех трещин останавливаются этими волокнами. Применение этой технологии также повышает качество поверхности изделия, его эластичность, ударопрочность, сопротивление при сжатии и трении.

Области применения

С учетом улучшенных качеств при армировании стекловолокном его применение популярно во многих видах строительных работ.

Прежде всего, это добавление в готовые смеси для улучшения их характеристик. Не изменяя рецепта смеси, можно добавлять от 0,6 до 1 кг фибры на 1 м?. Для улучшения долговременных свойств затвердевшего бетона доза волокна может быть увеличена до 3-10 кг на 1 м?.

Разные виды стяжки предназначены для изготовления полов, в том числе и с подогревом, толщиной от 10 до 80 мм. Армирование позволяет уменьшить их толщину, но при этом увеличить рабочие характеристики. Содержание стекловолокна здесь тем больше, чем тоньше пол, и может доходить до 1% состава. Такие стяжки имеют повышенную ударопрочность и стойкость к трещинам.

Стеклофибра также добавляется в сухие строительные смеси и штукатурки в количестве 0,5-2,5 % путем перемешивания всухую, в таком виде продукт и попадает к потребителю. Оштукатуренная поверхность становится трещиностойкой, ударопрочной и водонепроницаемой, что особенно важно при наружной отделке стен. Наносить такой штукатурный раствор рекомендуется толщиной 4-10 мм при помощи затирочной лопатки или пневмонабрызгом.

Добавление стекловолокна хорошо зарекомендовало себя и при производстве сборных элементов строительных деталей из бетона. Введя в 1 м? смеси 2-4 кг фибры, можно избавиться от проблемы при распалубке изделий – углы и громки больше не будут откалываться. Тем самым устраняется и образование трещин и улучшается внешний вид поверхности детали. Для небольших элементов дозировку можно увеличить до 20 кг на 1 м?, при этом полностью отпадает необходимость применения обыкновенной стальной арматуры.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что эта технология является шагом вперед по сравнению со стальным или пропиленовым армированием. Конструкции получают улучшенную трещиностойкость, эластичность, ударопрочность, большую долговечность и более высокое качество.

o-cemente.info

Технологические особенности

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.

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

Фибра

*Расход фибры указан средний.

Дозировка фибры для конкретного конструктива определяется его назначением, планируемыми нагрузками (динамическими, статическими), геологическими показателями, температурными условиями. Точный расход фиброволокна для Вашего объекта помогут рассчитают специалисты ИНРЕС.

Традиционный металлопрокат (арматура, сетка) обеспечивает лишь двухмерное армирование бетонных конструкций. В процессе эксплуатации бетонных оснований при механических и динамических воздействиях (погрузчиков, стеллажей) с течением времени происходит постепенное разрушение особонагруженных площадей. Арматурные пряди, расположенные на определенном уровне в толще конструкции, при появлении трещин на поверхности пола, не в силах своевременно остановить процесс их разрастания. Трещины будут расширяться и углубляться до момента возникновения на их пути арматурного каркаса. К этому времени обширный участок промышленного пола значительно повредится и в будущем потребует дополнительных расходов/времени на восстановление.

С решением данной проблемы отлично справляется стальная фибра. Во-первых, использование рубленой проволоки позволяет решить важнейшую задачу хрупкого бетона — повышение прочностных характеристик. Даже при стандартной дозировке анкерной фибры 25кг/м3 бетонная матрица насыщается металлическими волокнами, создавая высокопрочный монолит. Равномерное распределение фибринок по всему объему изделия допускает появление ТОЛЬКО микротрещин, каждую из которых стальные волокна жестко фиксируют, не позволяя им разрастаться и углубляться. Это уникальное свойство фибробетона повышает трещиностойкость конструкции в целом и, конечно, приводит к увеличению срока службы строительных объектов.

Также стоит упомянуть про сокращение цикла строительных работ. При выборе в качестве армирующих материалов стальную сетку или арматуру, предстоит особо длительный и затратный процесс распределения, вязки/сварки в ячейки, фиксации по высоте арматурных прядей. С площадью заливки более 4000м2 это занятие продолжается не одну неделю. Выбирая фибру стальную анкерную, данный цикл работ просто исключается. Фибра поставляется на бетонный завод, волокна высыпаются в готовый раствор, и фибробетон едет на объект, где незамедлительно начинается процесс укладки бетонных полов.

Поcтоянное наличие и большой ассортимент на складах различных позиций фиброволокна.

Закажите звонок Отправьте заявку

Отправить заявку

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:

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.

В настоящее время одной из альтернатив простому бетону является стеклобетон. Этот строительный материал отличается от обычного бетона большей прочностью, морозостойкостью и теплопроводностью. Сегодня на рынке присутствуют 6 видов стеклобетона, каждый из которых имеет свои отличия и особенности. Материал можно изготовить самостоятельно в домашних условиях, при этом свойства его окажутся на самом высоком уровне.

Описание и применение

Состав светопрозрачного бетона отличается от традиционного отсутствием крупного заполнителя. В матрицу из смеси портландцемента, песка, воды и пластификаторов погружены тонкие светопроводящие нити. Раствор может колероваться как в классические цвета — черный, бежевый, белый, серый, так и в нестандартные — зеленый, красный, желтый.

На самом деле бетон не прозрачный, а светопроводящий. Его производят с добавкой специального кварцевого оптоволокна. Попадая на торец проводника, свет многократно отражается, преломляется в изгибах и выходит через другой конец. Поэтому светопропускная способность плиты не зависит от толщины, а только от плотности расположения нитей. Чем она больше, тем интенсивнее проникают лучи сквозь конструкцию.

При отсутствии источника света он ничем не отличается от обычного. Свои декоративные свойства он проявляет при подсветке лампами накаливания, светодиодами или солнечными лучами.

Производство изделий из прозрачного бетона достаточно дорого и мало распространено, поэтому конструкции отличаются высокой ценой. Выпускаются плиты толщиной от 25 мм до 30 см и типовыми размерами — 60х120 см. Стоимость квадратного метра прозрачного материала достигает 90 тысяч рублей, что обусловлено дороговизной оптоволокна. Но светопроводящие панели пользуются спросом, производство их растет.

Применение прозрачного бетона связано с его исключительными декоративными качествами. Светодиодная подсветка помогает наиболее выигрышно подчеркнуть достоинства материала. Из него изготавливают штучные арт-объекты — светильники в стиле лофт, светящиеся столешницы и подоконники, скамейки, ниши, стеновые панно.

В ресторанах, кафе и гостиницах панелями отделывают барные стойки, ресепшн, перегородки. Подсвеченные полы из прозрачного бетона — украшение любого, даже самого лаконичного интерьера.

Эксклюзивный дизайн имеют фасады и ограждения, выполненные из светопрозрачных блоков. Свойства материала позволяют применить его в необычном решении малых архитектурных форм — уличных фонарей, фонтанов, вывесок.

Интересная структура камня используется в дизайне лестниц, ступеней, сантехнической мебели.

Немного истории

С одной стороны, есть бетон, который вызывает загрязнение, в частности из-за цемента, используемого в его составе. С другой стороны, есть стеклянные отходы, которые могут быть полностью переработаны с использованием сложного и дорогостоящего процесса. Решение поместить стекло в бетон предложил Фонд Эллен Макартур после ряда исследований, опубликованных в октябре 2020 года.

Бетон — один из широко используемых строительных материалов в мире. В США, где проводилось исследование, в 2020 году было произведено 600 миллионов тонн бетона. Однако это один из материалов с наибольшим отрицательным воздействием на окружающую среду — из-за цемента, используемого для его изготовления.

Для снижения углеродного выброса бетонная промышленность начала использовать два основных заменителя цемента: золу, образующуюся при сжигании угля, и шлак — побочный продукт производства стали. Эти заменители позволили снизить углеродные выбросы от 25 до 40% на тонну бетона, повысили прочность и уменьшили затраты.

Но эти замены не являются идеальным решением: они содержат тяжелые металлы — ртуть, которая делает их потенциально токсичными. Производители и пользователи по-прежнему зависят от ископаемого топлива:

«По мере того, как все больше и больше компаний пытаются уменьшить свой углеродный след и использовать возобновляемую энергию, использование побочных продуктов ископаемого топлива на их заводах все чаще рассматривается как антиинтуитивное и противоречивое», — пишет доктор наук Ellen MacArthur Foundation.

В то же время решение проблемы отходов стекла становится все более проблематичным. Американцам не удается повторно использовать стекло после потребления — 11 миллионов тонн в год. Только одна треть перерабатывается, а остальное уходит прямо на свалки. Хотя стекло 100% пригодно для переработки, исследование говорит, что все больше американских городов отказываются от своих перерабатывающих программ — главным образом, по финансовым причинам: сортировка стекла является сложной и дорогостоящей.

Общее описание и классификация

Каждое строение является уникальным сооружением со свойственными только ему особенностями. Даже если во время строительства применяется типовой проект, необходимо принимать во внимание некоторые факторы, например, характеристики грунта, глубину его промерзания, влажность почвы и воздуха, имеющейся ветер и его силу. При учете этих нюансов придется внести некоторые коррективы в строительный проект.

Так, если в районе строения наблюдается повышенная сейсмоопасность, то необходимо увеличить общий метраж и диаметр арматуры, а также уменьшить расстояние ее вязки. Если влажность грунта на месте будущего здания слишком высокая, придется увеличить слой бетона около арматуры, замедлив коррозию. В некоторых случаях такие проблемы решаются методом замены расчётного материала на другой, у которого имеются более удобные и выгодные характеристики. Можно сделать строительство дешевле благодаря равной замене стройматериалов на более бюджетный.

Например, альтернативным вариантом дорогого фундамента за счет увеличения количества может быть использование стеклобетона. Однако стоит обратить внимание на то, что он включает в себя огромную группу стройматериалов, которые отличаются между собой свойствами, поэтому необходимо уметь разбираться в их классификации и характеристиках различных видов. Придётся также ознакомиться с сильными и слабыми сторонами бетона, прежде чем делать выбор в пользу конкретного вида.

Каждый вид стеклобетона имеет свои свойства и характеристики. В зависимости от этого и стоит отталкиваться при выборе строительного материала.

Стеклоармированный бетон

Этот вид бетона называется композитобетон, являющийся аналогом железобетона. В данном случае металлический арматурный прут заменяется на стекловолоконный. Благодаря замене арматуры композитобетон имеет ряд отличительных свойств.

В настоящее время на смену дорогостоящему металлическому арматурному пруту пришли более бюджетные композитные материалы, изготовленные на основе пластика, базальтового волокна или стекла. В строительстве наибольший спрос вызывает стеклопластиковая арматура, которая хотя и уступает базальтовой по прочности, но стоит намного дешевле. Основные характеристики:

• Небольшой вес.
• Базальтовая и стеклопластиковая арматуры изготавливаются в виде жгутов, которые сворачиваются в бухту по 100 мм.
• Базальтовая стеклопластиковая арматура имеет в 100 раз меньше теплопроводности, чем металлическая, благодаря чему не считается мостом холода.

Стеклокомпозитный материал не подвергается различным коррозиям и является весьма устойчивым к агрессивной среде, хотя специалисты рекомендуют избегать сильнощелочной среды.

Это означает, что арматура не изменяется в диаметре, даже если вокруг преобладает влажная среда. Металлический материал при плохой гидроизоляции бетона может полностью разрушиться. Арматура из металла, которая подверглась коррозии, начинает увеличиваться в объеме почти в 10 раз, из-за чего может разорвать бетон.

Благодаря этому возможно безопасно уменьшать защитный слой бетонных блоков

, армированных стеклопластиком. Большая толщина защитного слоя обуславливается функцией защиты стальной арматуры от высокой влажности, которая пропитывает верхний бетонный слой, тем самым предотвращая все возможные коррозии.

Когда снижается толщина защитного слоя, совместно с небольшим весом самой арматуры уменьшается и вес всей конструкции, без уменьшения показателя прочности. Благодаря этому снижаются стоимость материала, вес всего строения, а также нагрузка на фундамент. Таким образом, стеклоармированный бетон является недорогим, более тёплым и крепким.

С добавлением жидкого стекла

В стеклобетонные блоки добавляют жидкое силикатное натриевое стекло, чтобы увеличить показатели устойчивости к воздействию высокой влажности воздуха и высоких температур. Кроме этого, материал отличается наличием антисептических свойств, поэтому его лучше всего применять для заливки фундаментов на болотистых участках, а также при строительстве гидросооружений:

• декоративные пруды;
• бассейны;
• колодцы и другое.

Чтобы увеличить термостойкость, такие блоки используют во время обустройства котлов, печей и каминов. В данном случае стекло является связующим элементом.

Стеклонаполненный материал с фиброй

Благодаря этому универсальному материалу можно изготавливать монолитные блоки и листовые материалы, которые в настоящее время приобретаются на рынке под торговой маркой «Японские стеновые панели».

Характеристики и качества этого строительного материала могут меняться под воздействием тех или иных дополнительных элементов или в зависимости от изменения количества красителей, акриловых полимеров и других добавок. Стеклонаполненный бетон с фиброй является крепким, легким и гидростойким материалом, который имеет ряд ценных декоративных качеств.

Стеклофибробетон включает в себя мелкозернистый бетон-матрицу, который наполнен песком, а также отрезки волокон из стекла, которые называются фиброй.

Литракон, или стеклооптикобетон

В качестве основного материала при изготовлении выступает бетон-матрица, а также ориентированные длинные стеклянные волокна, включая оптические. Они насквозь пронзают блок, а армирующие волокна располагаются между ними в хаотичном порядке. После шлифования торцы оптических волокон высвобождаются от цементного молочка и почти без потерь могут пропустить сквозь себя свет.

В настоящее время материал является дорогостоящим. За один квадратный метр стеклооптикобетона придется заплатить около 1000 долларов. Но специалисты продолжают вести работы по снижению стоимости. Строительный материал имеет стеклоарматуры. Его можно имитировать самостоятельно в домашних условиях, если найти оптическое волокно и запастись терпением, но в таком случае он будет выступать не строительным, а, скорее всего, декоративным.

Со стеклянным боем

Благодаря этому типу бетона можно значительно сэкономить на наполняющих материалах

путем замены песка и щебня стеклянным боем и замкнутыми емкостями из стекла:

• ампулами;
• шариками;
• трубками.

Щебень можно заменить стеклом на 100%, при этом не теряя прочности, а вес готового блока будет намного меньше обычного стеклобетона. Пивные бутылки внутри бетона подойдут для изготовления этого материала в домашних условиях.

Со связующим веществом

Стеклобетон со стеклом в виде связующего вещества применяется для промышленного производства.

В начале процесса стекло сортируют и мелко дробят, после чего оно проходит сквозь грохот и разделяется на фракции. Стеклянные частицы, размер которых составляет больше 5 мм, применяются для изготовления стеклобетона в качестве крупного заполнителя, а более мелкие крупицы выступают в роли связующего порошка. Если дома имеется возможность тонко помолоть стекло, бетон можно изготовить самостоятельно.

Битое стекло вместо бетона

Получение различных видов строительных материалов на основе природных и техногенных стекол позволяет полностью утилизировать стеклобой.

Вопрос разработки составов и технологий получения строительных материалов на основе отходов промышленности и быта многие годы, и особенно в последнее время, будоражит умы исследователей, работающих в области строительных материалов. Уже нашли применение вяжущие материалы, бетоны и изделия с использованием различных шлаков, шламов, зол, древесно-стружечных, а также строительных отходов, образующихся при сносе и реконструкции зданий и сооружений. Но исследователи не останавливаются на достигнутом. Ведь актуальность разработки составов и материалов с их использованием диктуется не только экологическими, но и экономическими факторами.

Геополимерный бетон — технология древности

В последние годы наряду с уже известными и традиционными в определенном смысле отходами особый интерес вызывает утилизация несортированного боя искусственных (техногенных) стекол или стеклобоя. Дело в том, что образующийся во время производства брак или бой стекла в большинстве случаев используется этими же заводами повторно. Такое стекло имеет стабильный (в рамках данной технологии) химический состав и находит применение в процессе плавки шихты. Несортированный же бой различных видов стекол (оконного, тарного, оптического и пр.) имеет довольно широкий диапазон химического состава. Плюс возможны посторонние примеси, попадание которых в сырьевую смесь не допустимо, если желательно получить стекло с определенным составом или качеством. Поэтому несортированный стеклобой, в огромных количествах образующийся в отвалах и на свалках, до сих пор не находит должного применения.

Следует отметить, что с экологической точки зрения стекло считается наиболее трудно утилизируемым отходом. Оно не подвергается разрушениям под воздействием воды, атмосферы, солнечной радиации, мороза. Кроме того, стекло — это коррозионностойкий материал, который не разрушается под воздействием подавляющего количества сильных и слабых органических, минеральных и биокислот, солей, а также грибков и бактерий. Поэтому если органические отходы (бумага, пищевые отходы и пр.) полностью разлагаются уже через 1-3 года, полимерные материалы — через 5-20 лет, то стекло, как и сталь, способно сохраняться без особых разрушений десятки и даже сотни лет.

Объемы неиспользованного стеклобоя, по данным Института вторичных ресурсов, составляли на 2000 год более 2,5 млн. тонн. По одному только Красноярскому краю в отвалах скопилось более 1650 тонн. Среди всего многообразия городских отходов стеклобой занимает одно из лидирующих мест, более 20% от общего количества.

Новая формула цемента вдвое уменьшит выбросы CO2 и увеличит прочность

Многие ведущие научно-исследовательские центры в России, странах СНГ и за рубежом последние годы ведут активные работы в области утилизации стеклобоя. Так, например, в США, на исследования, проводимые специалистами инженерного факультета и прикладных наук Колумбийского университета (штат Нью-Йорк), связанные с проблемой замены каменного заполнителя в бетоне боем стекла, было выделено $444 млн. (!)

Уже более пятнадцати лет в Московском государственном строительном университете (бывшем МИСИ) на кафедре технологии отделочных и изоляционных материалов (ТОИМ) изобретатели Ю.П. Горлов, А.П. Меркин, В.Ю. Буров, Б.М. Румянцев ведут разработки составов и технологий для получения различаных видов строительных материалов на основе природных и техногенных стекол. Эти материалы не предусматривают использования традиционных вяжущих веществ (таких как цемент, известь, гипс) или заполнителей и позволяют полностью утилизировать стеклобой.

Энергосберегающая технология изготовления материалов на основе стеклобоя чрезвычайно проста, не требует специального оборудования и позволяет организовать производство на свободных площадях действующих предприятий стройиндустрии без существенных капиталовложений.

Самовосстанавливающийся бетон – оправдаются ли ожидания?

После сортировки, дробления, помола и рассеивания на фракции стекло можно считать полностью подготовленным для получения строительных материалов. Фракции стеклобоя более 5 мм используются в бетонах з качестве крупного заполнителя, мелкие фракции (менее 5 мм) — в качестве мелкого заполнителя .песка,, а тонкомолотый порошок — как связующее.

Так как стеклобой при затворении водой не проявляет вяжущих свойств, то чтобы началась реакция гидратации, необходимо использовать активизатор в виде соединения щелочного металла. В щелочной среде стеклобой гидратируется с образованием кремниевых кислот, которые при достижении определенных значений кислотности среды начинают превращаться в гель. А гель, уплотняясь, омоноличивает крупные и мелкие фракции заполнителя. В итоге получается плотный, прочный и долговечный силикатный конгломерат -стеклобетон.

Отверждение материалов, изготовленных на основе стеклобоя, может происходить как в нормальных температурно-влажностных условиях при 20е С, так и при температурах 40-50° С в воздушно-сухих условиях, а для придания им специальных заданных свойств — в условиях тепловлажностной обработки при 85 ± 5е С или при повышенных температурах 300-400° С.

Экологичный бетон заменит токсичный асфальт

На составы вяжущих композиций, бетонных смесей, а также способ получения поризован-ных бетонов получены авторские свидетельства и патенты (а. с. 1073208, 1112724, заявка на пат. 2001135106).

Материалы на основе стеклобоя отвечают соответствующим требованиям действующих ГОСТов. Более того, они не уступают по своим общестроительным и функциональным свойствам современным аналогичным материалам на основе традиционных вяжущих. А по ряду показателей, таких как биостойкость, теплопроводность, кислотостойкость, даже превосходят их.

Источник

Если вам понравился этот материал, то предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку — ТОП материалов о принципах экотуризма, туристических маршрутах, обзор и анализ предложений вы можете найти там, где вам максимально удобно ВКонтакте или В Фейсбуке

Если у вас неправильно отображается страница, не воспроизводится видео или нашли ошибку в тексте, пожалуйста, нажмите сюда.

Новости наших партнеров

Для декоративных целей

Стеклобетон для декоративных отделок используется по-разному. Можно применить типичную процедуру обработки поверхности, пескоструйную обработку или полировку «бриллиантами». Стеклянные частицы монолитно смешиваются с бетоном, но чаще их наносят на поверхность свежего бетона. Этот метод используется для того, чтобы добавить уникальности полу в помещении.

Логическим предположением может быть то, что декоративный стеклобетон будет изготавливаться из переработанных стеклянных бутылок, но это не так. Рециркулированное стекло имеет слишком много загрязнений. Для этого применяются такие предметы, как окна, бокалы и зеркала.

Производители не используют «грязные» стеклянные тары и стекло с наклейками. Рециркулированное стекло сортируется по цвету, но оно может и смешиваться между собой. В любом случае оно расплавляется и дробится, а не гасится водой (что сильно ломает стекло). Затем материал сортируется по размеру, а края притупляются.

Стеклобетон можно купить в 20 различных цветах, самый дорогой — красный. За один мешок придется отдать 150 долларов.

В настоящее время стеклобетон имеет широкое применение, а благодаря своим уникальным характеристикам он является востребованным при изготовлении отделочных панелей, ограждений, решеток, перегородок, декора и других изделий. Если освоить технику изготовления стеклобетона своими руками в домашних условиях, можно неплохо сэкономить и создать уникальный дизайн в своём доме.