Для производства стеклофибробетона используется щелочестойкое стеклянное волокно, так как значение водородного показателя рН бетона на основе портландцемента, стабилизируется на уровне 11-12. Если использовать обычное алюмоборсиликатное стекловолокно, то в щелочной среде оно со временем разлагается и разрушается.
Алюмоборсиликатную стеклянную нить используют, если применять глинозёмистый цемент, так как в таком случае водородный показатель бетона рН опускается до 9, соответственно щелочные свойства выражены в меньшей степени (но имеют место), поэтому и стеклянная нить не подвергается деструкции. Такой материал называют стеклоцементом.
Также такую нить применяют для стеклофиброгипса, так как гипс является нейтральной солью с рН, примерно 7.
Чтобы не допустить коррозийное разрушение стекловолокнистой арматуры в щелочной среде бетона на портландцементе, в составе стекла должен быть оксид циркония. Именно такая щелочестойкая фибра (заполнитель композита) равномерно распределяется в объёме мелкозернистого бетона (матрица композита) и такой фибробетон называют стеклофибробетоном.
В 2019 году в России утвержден отечественный ГОСТ на СФБ, где указано, что следует использовать стеклянное волокно, содержащее не менее 16,2% массы оксида циркония. И, хотя ГОСТ не является обязательным, но эта цифра выступает, как ориентир для всей отрасли. По сути, отечественный ГОСТ «узаконил» на территории России норматив, который уже давно принят производителями СФБ во многих странах.
Отечественное щелочестойкое стеклянное волокно производилось в СССР и потом в России с 1980 по 2004 годы. В настоящее время все используют импортное, а именно — китайское.
Наличие (по состоянию на 2023 год) на складах дистрибьюторов ровинга японского (NEG ARG FIBRE AR5000H530X) или американского (Cem-FIL AR-gass fiber) производства вызывает сомнения. Возможно привезут под заказ, но по цене будет дороже китайского.
Импортируемые в Россию из КНР щелочестойкое волокно и фибра, согласно протоколам испытаний и сертификатам соответствуют самому главному и, пожалуй единственному, параметру, на который обращают внимание производители СФБ, — содержание циркония.
И затем всех интересует цена на щелочестойкую фибру и волокно. Есть и другие параметры, про которые либо не знают либо не вспоминают, так как не видят смысла их учитывать:
- количество филаментов в первичной (элементарной) стеклонити;
- количество стеклонитей в одной пряди (другие термины: комплексная стеклонить, стеклоровинг);
- тип замасливателя для объединения стеклонитей в прядь;
- предел прочности на растяжение комплексной стеклонити [МПа];
- предел прочности на разрыв стеклянного ровинга [Ньютон/текс];
- диаметр комплексной стеклонити [мкм];
- плотность стеклоровинга [г/см3]
Продвинутые заказчики, выбирая изделия или элементы декора из стеклофибробетона, спрашивают у изготовителей подтверждающие документы, что, действительно используется щелочестойкий стеклоровинг с содержанием оксида циркония больше 16%.
Поэтому производители СФБ приобретают щелочестойкое волокно у тех поставщиков, кто может предоставить документальное подтверждение от импортёра. Во-первых, чтобы предъявить заказчику, во-вторых, для собственного спокойствия и уверенности, что изделие из СФБ не разрушится со временем на фасаде здания.
Оксид циркония в стеклянном ровинге и фибре для СФБ
Щелочестойкость стеклянных нитей, используемых при производстве стеклофибробетона, определяется присутствием оксида циркония (диоксид циркония, двуокись циркония) с химической формулой ZrO2. Это один из наиболее тугоплавких (температура 2715град.C) оксидов металлов, который обладает пластичностью и устойчивостью к коррозии.
Естественным и практически чистым диоксидом циркония являются кристаллы минерала бадделеит. Но запасы этого природного ископаемого ограничены и находятся на грани постепенного истощения. Поэтому для промышленного получения диоксида циркония используют руду силиката циркония. Этот минерал более доступный.
В мире не так много месторождений циркония. В России запасы сосредоточены на Кольском полуострове. И, если в бадделите содержание ZrO2 составляет 99%, то в руде циркония его содержится, примерно, 60%.
Соответственно, необходимо каким-то образом «очистить» руду от 40% «примесей». Сложность переработки (выделения оксида циркония) заключается в химической стойкости руды.
В промышленности используют несколько способов переработки циркониевого концентрата. И все они дорогостоящие и сложные, что побуждает учёных к поиску новых способов создания экономически рентабельной технологии получения диоксида циркония из циркониевого концентрата.
Например, Национальным исследовательским Томским политехническим университетом (кафедра Химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов) разработана перспективная методика.
На первом этапе осуществляется спекание циркониевого концентрата с фторидом аммония. Затем осуществляется очистка сублимационными методами и осаждением готового продукта. По такой технологии возможно получение диоксида циркония с чистотой не менее 98,5%. Продукт представляет собой кристаллический белый порошок.
Подробное описание в статье: Смороков А.А., Крайденко Р.И. НИ ТПУ // Получение диоксида циркония с использованием фторидов аммония // Ползуновский вестник. 2017. No 3.
Почему диоксида циркония в щелочестойком ровинге и фибре для СФБ 16,2%
В начале XXI века на разных заводах щелочестойкий ровинг производили с массовой долей оксида циркония от от 14 до 17%.
Например, японское предприятие Nippon Electric Glass (NEG) изготавливает стекломатериалы (стеклоровинг, стеклофибра, стеклосетки, стеклопряжа) с содержанием оксида циркония 17%. Продукцию этого завода рекомендует мировой лидер СФБ-отрасли британская компания Пауэр-Спрэйз и Международная ассоциация производителей стеклофибробетона (GRCA).
Долгое время считалось, что нижней границей является 14,5%. Но затем, благодаря авторитетному мнению NEG и Owens Corning победила точка зрения, что минимальное количество оксида циркония в волокне должно быть 16%. Гипотеза была подтверждена испытаниями и исследованиями, доказывающими, что дополнительные 1,5% кардинально меняют дело и выводят качество и состав смеси для СФБ на более высокий уровень.
С таким мнением согласились в ассоциации GRCA: все адепты СФБ обязались использовать волокно с содержанием оксида циркония не менее 16%.
«Пострадавшими» оказались некоторые китайские производители, выпускавшие стекломатериалы с содержанием циркония на уровне 14%.
В России многие производители СФБ в первые 10-15 лет XXI века использовали именно такое волокно: оно было дешевле, чем японское и американское. Соответственно можно было и цену на СФБ установить ниже, чем у немногочисленных [в России] приверженцев стеклянного волокна от NEG или Owens Corning.
Поначалу ничего не менялось: кто использовал китайское волокно с содержанием оксида циркония 14%, тот так и продолжал. Но со временем пропагандистская работа участников GRCA стала приносить плоды.
Заказчики изделий из стеклофибробетона стали задавать производителям неудобные вопросы: «Какое волокно используете?» или «Ровинг какого производителя?» или «Какое содержание оксида циркония в используемой фибре?» и т.п. А некоторые задают, совсем, уж, бестактный вопрос: «Вы состоите в GRCA?».
Ладно, если такое спрашивают заказчики (их, как правило, обманывают), но уже и проектировщики изделий при подготовке технической документации следуют мировому тренду и указывают характеристики волокна, как на Западе — 16% массовых частей оксида циркония.
Советское и российское щелочестойкое стекловолокно
В СССР первый завод по производству обычного стеклянного волокна заработал в Гусь-Хрустальном в 1935 году. Щелочестойцкий ровинг начали производить серийно в 1980 году (на Западе — в 1976 году).
До 2019 года единственным стандартом, который хоть как-то регулировал производство СФБ в России были ВСН 56-97. Все выкладки в этом документе приводятся для отечественного ровинга из стеклянных нитей:
- щелочестойкое волокно марки Щ-15ЖТ по ТУ 21-38-177-80
- щелочестойкое волокно марки СЦ-6 по ТУ 21-38-233-87
- щелочестойкое волокно марки СЦ-6У по ТУ 21-38-257-90
В документе приводятся некоторые характеристики этих трёх марок отечественных щелочестойких стеклянных нитей. Но нет информации о содержании оксида циркония.
Логично предположить, что эта информация указана в технических условиях. Но…
Поиск в интернете указанных выше трёх ТУ ни к чему не приводит: их нигде нет. Остаётся только направить запрос в ООО «Институт стекла», как правопреемнику советского Государственного экспериментального института стекла, который указан разработчиком этих ТУ.
Купить щелочестойкую стеклянную фибру
«МВА-Консалт» предлагает стекломатериалы с содержанием оксида циркония 16,7%:
- щелочестойкую стеклянную фибру ARC
- щелочестойкое стекловолокно марки ARC 13-2700
Ровинг поставляется в бобинах, средняя масса которых составляет 19кг. Используется для технологии набрызга СФБ либо его можно порубить на фибру для премикса, используя специальный чоппер или станок для резки волокна.
Фибра представляет собой равные отрезки уже порубленного ровинга, которые используются для приготовления смесей при производстве СФБ методом премикса.
Стеклянная фибра фасуется в полипропиленовые мешки с полиэтиленовым вкладышем (чтобы предохранить от попадания влаги) массой 20 кг. Длина отрезков либо 6мм либо 10мм.
Фибру и ровинг следует хранить в сухом помещении. Замораживания не боятся, но от влажной среды следует оградить.
Допустимая весовая влажность для стеклянных нитей составляет 0,01, то есть 1%. Это соотношение массы воды, которая содержится в бобине ровинга, к массе сухого стекловолокна. Масса сухого стеклоровинга указана на этикетке каждой бобины. Это именно масса волокна, так как бобины без патрона (катушки), то есть бобина состоит только из стеклянной нити.
Перед применением каждую бобину следует взвесить и сравнить массу с той, что указана на этикетке. Если окажется, что масса при хранении увеличилась более, чем на 1%, то такую бобину следует просушить при температуре +45…+55град.С в течение 30…60 минут и затем вновь взвесить и сравнить массу с цифрой, указанной на этикетке. Если в пределах нормы, то можно использовать.
Ответы на многие вопросы про стеклянную фибру подробно изложены в книге про стеклофибробетон. Это первое подобное издание в России.
В книге объясняется, как рассчитывать длину и количество волокна, чтобы получить заданные параметры СФБ по прочности на растяжение и сжатие. Рассказывается, как организовать производство стеклофибробетона. Предлагаются практические советы для изготовления изделий с момента подготовки формы и до отгрузки их на монтаж. Рассматриваются все положения отечественного ГОСТ по СФБ в комплексе с зарубежными нормативами. Разъясняются особенности различных видов оборудования для СФБ.
Наша книга, — это вклад в популяризацию стеклофибробетона. Из этой книги можно почерпнуть полезные сведения про технологию, оборудование, сырьё и готовые изделия из стеклофибробетона:
ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ на книгу Стеклофибробетон
Другие товары и услуги МВА-Консалт
Помимо СФБ у нас ещё несколько направлений:
- Гидроизоляционные работы с применением жидкой резины. Жидкой резиной принято называть прямую анионную битумно-полимерную эмульсию на водной основе для холодного безвоздушного двухкомпонентного нанесения.
- Строительные и ремонтные работы при благоустройстве территорий и периметров зданий. Устройство цоколя и отмостки, оформление входной группы. Ремонт дорог и тротуаров (асфальтирование, брусчатка, тротуарная плитка).
- Стальные забивные сваи нового вида с крестообразным наконечником по технологии «СОМ». Производство фундаментных стержней с типовыми размерами и по ТЗ заказчика.
На сайте b2bb2c представлены материалы не только по СФБ, но сваям «СОМ», жидкой резине и всем технологиям, которые используются нашим ремонтно-восстановительным подразделением. Предлагаем узнать больше о всех наших направлениях деятельности и, если есть потребность, то заказать работы и материалы в МВА-Консалт:
Тел. +7(965) 332-10-70
WhatsApp: +7 (965) 332-10-70
e-mail: b2bb2c@yandex.ru
Или заполните форму обратной связи:
Читать про СФБ на b2bb2c.ru
| Предыдущая статья | Следующая статья |
| про ингредиенты | про оборудование |
Монография (учебник) по СФБ на b2bb2c.ru