Стеклофибробетон относится к классу волокнистых композиционных материалов. СФБ получают из мелкозернистого бетона (матрица композита) и армирующих его отрезков стекловолокна (наполнитель композита), равномерно распределенных по объему бетона изделия или отдельных его частей (зон).
Использование композитных материалов позволяет получать надёжные, долговечные и прочные конструкции малой массы, одновременно экономя трудовые ресурсы и снижая стоимость строительства.
На фотографии Дворец Земледельцев. Казань, 2010 год. С него началось внедрение СФБ для облицовки многоэтажных жилых и административных зданий.
Технологии стеклофибробетона
Существуют два основных способа и несколько их производных для изготовления изделий и деталей из стеклофибробетона:
- Набрызг СФБ. Также используют термины: пневмонабрызг, пневмонапыление, набрызг, спрей или напыление стеклофибробетона.
- Премикс СФБ.
И ещё два частных технологических варианта, которые удобно и правильно применять для некоторых задач при производстве СФБ:
- Послойная укладка стекловолокнистой арматуры, например, матов (ткани) из щелочестойкого стекла и пропитка каждого слоя цементно-песчаной смесью с обязательным роликовым уплотнением. Практически, всё также, как при ручном контактном формовании стеклопластика, только вместо полиэфирной смолы — раствор, а вместо стеклянного холста из алюмоборосиликатного стекла, — ткань из щелочестойкого стекла.
- Погиб свежеотформованных, но ещё не затвердевших плоских или криволинейных изделий. Такое вторичное формообразование возможно лишь короткий промежуток времени, пока сохраняются упругие свойства стеклофибробетона.
Международная ассоциация стеклофибробетона (GRCA) классифицирует изделия по трём классам, различая их по прочности на изгиб, в зависимости от способа изготовления:
- Класс 18. Так обозначают набрызг СФБ.
- Класс 10. Так обозначают набрызг премикса.
- Класс 8. Так обозначают укладку премикса.
Доказано, что наилучший результат, при прочих равных условиях у образцов стеклофибробетона по классу 18. Изделия, полученные методом набрызга, выдерживают в несколько раз бóльшие нагрузки и больше изгибаются, прежде, чем происходит разрушение.
Производство СФБ по технологии напыления
Для получения СФБ методом набрызга, смешивание смеси (бетон-матрицы) с щелочестойким стекловолокном осуществляется в специальном распылительном устройстве (чоппер-пистолет), которое также осуществляет резку и дозирование стеклонити. В воздухе происходит окончательное «домешивание» и насыщение смеси фиброй, и поток «приземляется» на оснастку.
Технология напоминает автоматизированное контактное формование стеклопластика. Вместо полиэфирной смолы — цементно-песчаный раствор, а вместо стеклянной нити из алюмоборосиликатного стекла, — ровинг из щелочестойкого стекла.
Щелочестойким признают такое стеклянное волокно, в составе которого не менее 16% оксида циркония. Маркировка такого волокна начинается на «AR». Если использовать стеклянную нить без циркония, то, примерно, через год начинается разрушение СФБ.
Проектная толщина изделия набирается за несколько слоёв. Каждый слой формируется за несколько проходов. Каждый слой обязательно вручную прикатывается (уплотняется) пружинным валиком, то есть осуществляется роликовое формование.
Набрызг СФБ различают двух видов: ручной и автоматический (роботизированный).
Ручной набрызг — когда чоппер-пистолет в руках оператора-человека. Максимальное удобство при малосерийном производстве. Позволяет получить сложные формы и подходит для различных задач. Используется для широкого спектра изделий.
Исторически и технологически сложилось так, что в России для напыления СФБ в 99% случаев используется именно этот способ.
Автоматизированный набрызг — когда чоппер-распылителем управляет робот. Этот способ подходит для производства больших плоских и неглубоких изделий с простым рельефом, например, облицовочных панелей.
Автоматизация процесса набрызга позволяет уменьшить потери, обеспечить точный расход смеси и волокна на единицу площади изделия и добиться одинаковой толщины в любой точке панели.
Такой способ требует наличия мотивированного и обученного персонала, больших площадей, специального оборудования и оснастки, высокой культуры производства и соответствующей организации технологического процесса.
Роботизациия производства стеклофибробетона
На видео показан автоматизированный набрызг СФБ в городе Киржач (Владимирская область). На этом заводе изготавливают трёхслойные стеновые панели для модульных быстровозводимых жилых домов. Чоппер-пистолет закреплён в манипуляторе промышленного робота.
Из стеклофибробетона формируется внешний (наружный) слой 20мм трёхслойной панели. То есть СФБ наносится на поверхность формы первым, при этом обеспечивается фактура поверхности под декоративную штукатурку. Если не устраивает такой внешний вид, то потом, когда панель уже готова, на поверхность СФБ специальным 3D-принтером наносят декоративный слой, имитируя рисунок и текстуру дерева, камня или иного материала.
Поверх сформированной панели СФБ заливают полистиролбетон слоем 400мм. Это одновременно и прочный (плотность 250кг/м3) и тёплый (коэффициент теплопроводности λ= 0,1Вт/(м°С)) материал.
В качестве внутреннего слоя такой трёхслойной панели используют либо гипсокартон либо цементно-стружечную плиту. То есть это будет поверхность под отделку. Есть вариант отказаться от отделочных работ. Для этого поверхность окрашивается, шпонируется или ламинируется плёнкой ПВХ с заданным рисунком. То есть уже готовая внутренняя отделка стен дома.
Производственные методы заливки и набрызга премикса СФБ
Технология премикса предполагает предварительное перемешивание компонентов (цементно-песчанного раствора с заранее нарубленной фиброй) в отдельной ёмкости с последующим формованием смеси.
Если форма плоская, если используются специальные добавки (чтобы получить самоуплотняющийся премикс), если небольшое количество стеклонаполнения, то осуществляется виброуплотнение. Но на практике формы бывают сложные и волокна вводится много. В таком случае «протрясти» на столе оснастку сложно и не эффективно. Поэтому используется роликовое уплотнение, как и при набрызге.
Фибра для премикса рубится специальным настольным чоппером или чоппером (узлом рубки) пистолета-распылителя СФБ. Для удобства можо отсоединить распыительную «голову» от чоппера и нарубить необходимое количество фибры в пакет.
Либо, что проще, используется готовая, «покупная» фибра, уже расфасованная по пакетам.
Для приготовления СФБ-смеси для премикса следует использовать специальный миксер. Обычные растворомешалки не подходят.
Сначала готовится смесь по заданному рецепту, затем в неё в необходимом количестве вводится уже нарубленная фибра. Требуется «аккуратное, деликатное» перемешивание на низких оборотах, чтобы не повредить и не поломать стеклянные волокна. При этом смесь чрезвычайно вязкая, плотная, — перемешать такую можно только специальным растворосмесителем.
Формование изделий СФБ по технологии премикс осуществляется двумя способами:
- Набрызг премикса.
- Укладка (заливка) премикса. В свою очередь укладка может быть ручной и автоматической.
При ручной укладке СФБ-смесь из ёмкости выгружается в форму или в промежуточную тару и осуществляется ручное распределение состава по поверхности и объему формы.
При автоматизированной заливке или при набрызге СФБ-смесь выгружается в бункер специальной растворонасосной станции, обязательно на базе перистальтического насоса.
Для автоматизированной заливки премикса СФБ-смесь с заданной производительностью прокачивается насосом через напорный рукав укладывается в форму. То есть просто заливка через шланг.
Для набрызга премикса используют специальный пистолет, который устанавливается на выходе напорного рукава.
В России эта технология используется редко. В США, напротив, она популярна и на это есть основания. Изделия, полученные набрызгом премикса, уступают по прочности на изгиб изделиям, полученным классическим набрызгом СФЮ, но превосходят продукцию, полученную классической укладкой (заливкой) премикса.
Премикс подходит для производства небольших изделий архитектурного назначения в короткие сроки с использованием нескольких форм.
Укладку или заливку премикса используют тогда, если набрызг сложно или неправильно применить. Например, если требуется заполнить тонкую и глубокую форму, то при набрызге больше материала улетит мимо оснастки. И прикатать слои СФБ в такой форме тоже сложно. Поэтому подобные формы заполняют премиксом.
Какую технологию выбрать: набрызг или премикс
Способ формования изделий: спрей или премикс, следует выбирать, исходя из тех свойств стеклофибробетона, которые требуется обеспечить, согласно проекта.
В отечественном ГОСТ по СФБ не делается разницы между изделиями, полученными методом набрызга и премикса. И это — неверно. Характеристики СФБ, полученного набрызгом и премиксом отличаются. Европейские стандарты однозначно указывают на эти отличия.
Для наглядности, в таблице приведены свойства СФБ, согласно практическому руководству по проектированию стеклофибробетона, разработанному британской компанией Power-Sprays Limited. В свою очередь, рекомендации этой фирмы положены в основу британского стандарта по СФБ, который, в свою очередь принят стандартом для тридцати стран Евросоюза.
| Свойство стеклофибробетона | Набрызг | Премикс |
| 1. Массовое содержание стеклянной фибры, % | 4-5 | 1,5 — 3,5 |
| 2. Плотность сухого материала, кг/м3 | 1800-2100 | 1800-2100 |
| 3. Предел пропорциональности нагрузки на изгиб, Н/мм2 | 6-10 | 5-10 |
| 4. Предел прочности на изгиб, Н/мм2 | 18-30 | 5-15 |
| 5. Прочность на сжатие, Н/мм2 | 40-70 | 50-80 |
| 6. Предел прочности на растяжение до полного разрушения, Н/мм2 | 8-12 | 3-6 |
| 7. Предел прочности на растяжение до состояния, затрудняющего нормальную эксплуатацию изделия, Н/мм2 | 4-6 | 3-5 |
| 8. Теплопроводность, Вт м/оС | 0,9-1,5 | 0,9-1,5 |
| 9. Коэффициент теплового расширения, x10-6/оC | 7-12 | 7-12 |
Даже при беглом взгляде на таблицу становится понятно, что в зависимости от выбранной технологии изготовления, отличаются свойства стеклофибробетона.
Пояснения к данным этой таблицы, а также много полезной и эксклюзивной информации о технологиях набрызга и премикса, о том, как правильно подбирать составы смесей и рассчитывать параметры стеклянной фибры, о том, как организовать производство СФБ и набрызгом и заливкой, про современный зарубежный опыт проектирования и изготовления СФБ, а также многое другое, — всё это можно узнать из монографии про стеклофибробетон.
ЗАКАЗАТЬ книгу про Стеклофибробетон
Задать вопрос / уточнить цену / заказать / рассчитать, — свяжитесь с «МВА-Консалт»:
Тел. +7(965) 332-10-70
WhatsApp: +7 (965) 332-10-70
e-mail: b2bb2c@yandex.ru
Или заполните форму обратной связи:
Все товары и услуги МВА-Консалт
Всё (почти) о / для / из стеклофибробетона на сайте b2bb2c.ru. Выберите раздел, чтобы узнать больше.
Читать про СФБ на b2bb2c.ru
| Предыдущая статья | Следующая статья |
| комплект оборудования СФБ | пистолет-распылитель СФБ |
Монография (учебник) по СФБ на b2bb2c.ru
Завод АСТ — МВА Консалт: оборудование для СФБ и металлообработка, — b2bb2c.ru