Уникальный материал – стеклофибробетон (сфб). Особенности, производство, применение

Сегодня существенно изменились и возросли требования к строительству современных жилых домов - как городских, загородных, так и общественных зданий. Привлекательность и архитектурные изыски фасадов стали своеобразными веяниями современности. Широко развиваются работы по реконструкциям исторических зданий. 

Для получения эффекта при строительных и фасадных работах необходимы новые технологии и инновационные материалы. Одним из таких унифицированных материалов стал стеклофибробетон (или стеклофиброцемент, фибробетон, сфб), получивший признание строителей и архитекторов во многих сферах строительства и благоустройства.

Из истории создания стеклофибробетона

В начале прошлого века учёными был разработан новый материал – стекловолокно, и для его упрочнения и более широкого применения были начаты исследования по его армированию. Самым простым материалом в качестве арматуры был металл, но он снижал изначальные характеристики стекловолокна, терял он свои свойства и в среде щелочной песчано-цементной смеси. В РФ до войны были начаты работы по использованию стекловолокна в матрице из бетона, но широкого применения разработки не получили. И только в конце 70-х в Англии учёные попробовали добавить в стеклянное волокно диоксид циркония, и получили стойкое к воздействию щёлочи фиброволокно, которое и стало основой стеклофибробетона.

Уникальность нового материала первыми отметили в Англии, затем его взяли на вооружение в европейских странах и США. Стеклофибробетон стал широко использоваться в качестве архитектурного декора для фасадов, а американские строители и архитекторы применяли его в виде отделочных плит для высоток.

Развитие производства и использование изделий, элементов фасадов в России началось с разработок в НИИЖБ и МНИИТЭП, и введения в действие официальной базы нормативов, например, ведомственного СНиПа «Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций» в 1997 году. Кроме того, использование инновационного оборудования для изготовления изделий из этого материала дало возможность выпускать их с очень высоким качеством.

Сегодня наша компания успешно производит этот уникальный материала, а также изделия и элементы из него, в строгом соответствии существующим нормам и стандартам.

Компоненты стеклофибробетона

В состав стеклофибробетона входят:
Ø белый цемент высоких марок;
Ø мелкие фибры стекловолокна с высокой стойкостью к воздействию щелочей;
Ø песок в качестве заполнителя;
Ø вода и второстепенные компоненты для специальных целей (красящие пигменты, пластификаторы и пр.).

Отличием стеклофибробетона от ж/б и традиционного бетона является оптимальное сочетание свойств компонентов, что обеспечивает материалу при использовании возможность объединения нескольких функций – защиту от негативных воздействий, архитектурно-декоративный эффект, высокие качества при эксплуатации. Благодаря этому фибробетон можно использовать, как в качестве защитного, декоративного, так и конструкционного материала.

1. Армирование дисперсионного типа не просто увеличивает прочность материала, но и повышает устойчивость к динамике, вибрации, придаёт износоустойчивость, стойкость к воздействию температур, их перепадам и повышенной влажности. 
2. Добавки химических веществ повышают скорость производства, его качество, и улучшают свойства материала. Так, например, пластификаторы стабилизируют подвижность состава в случае снижения соотношения вода/цемент. 
3. Цветовые пигментные добавки используют для окрашивания материала. Для того чтобы достичь равномерности и однородности окрашивания, пигменты используют для получения наружного слоя поверхности, который впоследствии подвергают обработке – полированию, травлению и пр.

Технологии производства сфб

При изготовлении стеклофибробетона большое значение имеет строгое соблюдение технологии производства и правильное процентное соотношение компонентов. Свойства материала зависят от равномерного расположения в бетонной смеси армирующих волокон, ориентации и крепления.
Изготавливают стеклофибробетон двумя основными способами:
· премиксинг - формование премикса вибрационным методом;
· набрызг - пневмонабрызг

Метод премикса - предварительно нарезанное, измельчённое стекловолокно смешивают с цементно-песчаным раствором, после чего формуют материал - премикс. Его заливают в специальные формы или матрицы, и выполняют уплотнение при помощи вибрационного оборудования. При добавках в смесь пластификаторов, виброуплотнение не требуется.

Не так давно появившийся метод пневмонабрызг - под давлением с использованием пневматического оборудования, объединил все лучшие ранее существовавшие технологические решения. Подробнее можно узнать здесь.

Наши специалисты применяют при производстве изделий из сфб два способа, в зависимости от необходимых свойств материала, для получения изделий, отвечающих требованиям в каждом конкретном случае.

Свойства и характеристики стеклофибробетона

Использование стеклобетона даёт возможность в разы улучшить эксплуатационные качества и технические характеристики изделий и конструкций по сравнению с ж/б конструкциями, уменьшить показатели материалоёмкости, снизить вес.
Важным качеством конструкций и элементов из стеклофибробетона является высокая декоративность и пластичность, что даёт возможность существенно улучшить экстерьеры зданий.

Характеристики материала сфб

• высокие прочностные показатели, превышающие характеристики традиционного бетона: прочность на сжатие более чем в 3 раза), на растяжение - в 5 раз, на изгиб свыше 4 раз, показатели ударостойкости (ударной вязкости) превосходят в 15-18 раз;
• малый вес конструкций и изделий;
• высокая степень стойкости к химически агрессивному воздействию, высоким температурам, к влиянию солей;
• огнестойкость, пожаробезопасность - негорючесть;
• водонепроницаемость и влагостойкость;
• неподверженность коррозийным образованиям, плесени, грибковым поражениям;
• высокая износостойкость, а, значит, долговечность, неподверженность трещинам, царапинам и сколам, а также отсутствие потёртостей, изменений цвета; 
• пластичность и возможность создать изделие любой, самой сложной формы - за счёт отсутствия традиционного каркаса и плотного заполнения матрицы;
• разнообразие фактуры поверхности и цветовой гаммы, неизменных весь срок службы (цвет не меняется благодаря окрашиванию в процессе производства всего объёма стеклофибробетона); 
• возможность имитации поверхностей под любые материалы - природный камень, кирпич, и пр.
• возможность производить архитектурный декор, имеющий малое сечение – в диапазоне от 6 мм до 20 мм, благодаря чему можно изготавливать плоские листовые изделия, сложные объемные конструкции;
• экологическая чистота, не загрязняет атмосферу вредными веществами, обладает электромагнитной нейтральностью (не экранирует).

Экономичность применения стеклофибробетона

Экономичность применения стеклофибробетона доказана расчётами и снижением общей стоимости строительства. На первый взгляд, стоимость стеклофибробетона, конструкций и изделий из него выше обычного бетона или ж/б в 1,4-2,5 раза. Но, это только в расчете на один м³ изделия. Необходимо учитывать их небольшую толщину и высокую прочность. Так, при несущей способности, одинаковой с таким же показателем бетонных конструкций с толстыми стенками, их стоимость, пересчитанная на м², оказывается сопоставимой, или даже ниже.

Важным является и тот фактор, что низкий вес изделий даёт возможность снизить стоимость транспортирования и монтажа, так как нет необходимости задействовать тяжёлую подъемно-транспортную технику.

Применение стеклофибробетона

Наша компания специализируется на производстве изделий и конструкций из стеклофибробетона:

• панелей для фасадов;
• несъёмной опалубки;
• архитектурных деталей и элементов, декора.

Использование стеклофибробетона в качестве архитектурного декора фасадов

Широкое распространение получило использование этого универсального материала в качестве облицовочных плит и накладных фасадных деталей. Отлично выглядят из стеклофибробетона козырьки входных групп, ограждения балконов и лоджий, балюстрады. В европейских странах данный материал используют даже для изготовления навесных и самонесущих панелей для стен, перегородок в многоэтажках.

Эффективным строители и архитекторы считают облицовку цоколей с использованием специальных фактурных плит и панелей с рельефной поверхностью.

При строительстве коттеджей целесообразно обустраивать совмещённые кровли из большеразмерных плит с поверхностью, имитирующей натуральную черепицу. Также при малоэтажном строительстве используют различные конструкции, имеющие отделку лицевых поверхностей из тонких листов стеклофибробетона, например, многослойные панели.
Малый вес изделий для фасадного декора позволяет достичь отличного эффекта при реконструкциях и реставрации исторических объектов, поскольку они практически не добавляют нагрузку на существующие фундаменты. Кроме того, их эффективно использовать для этих целей за счёт возможности создания из стеклофибробетона любой формы, повторяющей фасадный декор старинных зданий.

Отлично оживляют фасады городских зданий накладные орнаменты из листов стеклофибробетона, они являются прекрасной альтернативой накладных узоров из гипса. За счёт пластичности материала из него можно возводить арки любой конфигурации, так украшающие входные группы зданий.

Отдельной группой изделий из стеклофибробетона являются скульптурные композиции. Это элементы, которые наша компания производит по индивидуальным заказам. Мы изготавливаем из стеклофибробетона скульптуры, скульптурные группы, бюсты и даже монументы.

Специальные сферы применения стеклофибробетона в благоустройстве и строительстве

Успешным сегодня является использование стеклофибробетона в специальных сферах при строительстве и благоустройстве. Длительный срок эксплуатации, прочность при небольшом весе, устойчивость к механическому воздействию и динамическим нагрузкам, а также стойкость к негативным воздействиям внешней среды определили его применение в качестве материала для несъёмной опалубки пролётов путепроводов, систем водостоков на магистралях, для защитной отделки тоннельных сооружений.

• Целесообразным и экономически выгодным признано использование стеклофибробетона для изготовления изделий для очистных объектов:
• цистерн-отстойников;
• резервуаров, фильтров-грязеотделителей;
• ёмкостей для очистки на автомойках;
• септиков для автономной канализации;
• корпусов для устройств разделения бензина, масла;
• защитных решёток-жалюзи на СТО и автостоянках.

На сегодняшний день стеклофибробетон стали успешно использовать при изготовлении малых форм, элементов ландшафтного дизайна, для возведения быстровозводимых зданий, павильонов на остановках транспорта, бытовок.

Стеклофибробетон в странах мира

На сегодняшний день стеклофибробетон уверено занимает позиции одного из перспективнейших строительных материалов во всём мире. Уже трудно даже сказать какое количество строительных объектов в странах Европы и Азии, в США построено с использованием СФБ, по последней статистике он распространён более чем в 120 странах.
Если в Англии, США, Германии, Франции его используют уже свыше 40 лет, то в арабских странах, в Ю-В Азии, Новой Зеландии и Австралии, он стал популярен не так давно. Но это не помешало фибробетону быстро достичь востребованности и в этих странах.

Широко материал стали применять в Лондоне, вначале 90-х прошлого века, в США он также пришёл приблизительно в эти же годы. В 1990 г. была создана Ассоциация производителей стеклофибробетона в Англии, которая стала не только международной организацией, но и законодателем регулирующих документов, нормативов и справочных инструкций, предназначенных для строителей, производителей и архитекторов.

Расцвет использования сфб начался в 20-м веке, в конце 70-х активно стало развиваться производство данного материала в Западной Европе, а немного позже в Японии. В 1988 году в Берлине (тогда, ФРГ) стеклофибробетон использовали при сложной реконструкции 2-пролётного моста, в 1992 году его применили в качестве облицовочного материала при возведении вантового моста на территории гольф-клуба в Японии.

В 1974 году Япония активно начала производство и использование стеклофибробетонных конструкций. Интересным для специалистов всего мира стали материалы, которые применяют японцы при изготовлении СФБ для армирования – стойкие к щелочам стекловолокна Cem-FIL®, а также запатентованные составы волокон, собственной разработки. В Японии в процессе производства конструкций их сфб используют различные технологии – напыление, вакуумирование (для обезвоживания смеси), инъекции под давлением, экструзию, прессование. Ежегодное использование конструкций из стеклофибробетона в Японии возрастает приблизительно на 10 – 12 %.

Япония, пожалуй, одна из всех стран, использующих СФБ, максимально расширила ассортимент производства этого материала. При строительстве применяют разноцветные плитки из фибробетона при малоэтажном строительстве, крупногабаритные панели для отделки высотных зданий, как жилых, так и административных . Оригинальным было решение при возведении комплекса из 5-ти 31-этажных жилых высоток на набережной p. Okawabata в Токио (1991 г.). Отделка фасадов была выполнена из стеновых СФБ-панелей, облицованных керамической плиткой. Такие же панели из фибробетона, но облицованные снаружи плитками из гранита, были использованы при возведении ин-та Onward Soken. Ограждающие стеновые конструкции представляют собой раму из металлических профилей, на которую закрепили СФБ-панели, поверх которых – гранитные плитки.

В наши дни стали увеличиваться объёмы строительства с применением фибробетона в Юго-Восточной Азии, в Китае - в Гонконге, Макао и Шанхае стали появляться строительные объекты со стеклофибробетонными элементами. Так, например, в 2008 г в г. Макао были построены отель и казино «Венеция», причём были использованы крупные объёмы этого материала (более 50 тыс. м²). Эти объекты стали копиями знаменитого комплекса в Лас-Вегасе с одноименным названием.

Стеклофибробетон сегодня в странах Европы, в США и других странах используют не только в качестве отделочного защитного материала (при строительстве инженерно-технических сооружений), декора на фасадах (жилые здания), но и конструкционного - ограждающие несущие конструкции с внутренним утеплением (высотные здания).

Интересные современные здания с использованием СФБ

1. При создании проекта здания арт-галереи - , специалисты хотели сохранить особый стиль этого города. Поэтому при отделке фасадов они использовали стеклофибробетонные панели с многочисленными нишами ломанной конфигурации, что создало экстерьерную композицию в стиле традиционного мавританского зодчества.

2. Фасады библиотеки и центра знаний Венского экономического университета в Вене (Австрия) облицованы светло- и темно-серыми панели из сфб.

3. Здание Fletcher Hotel в Амстердаме (Нидерланды)представляет собой конструкцию в форме цилиндра с сердечником (для размещения коммуникаций). Вся конструкция имеет наружную 2-слойную оболочку, внутренний слой которой выполнен из стеклофибробетонных панелей, перфорированных круглыми окнами, а внешний – это сплошное панорамное остекление.

4. Расположенное в историческом центре г. Окленд (Новая Зеландия) здание Ironbank фасадом выходит на главную улицу, что провоцирует негативное воздействие окружающей среды с повышенным уровнем щелочных соединений. Исходя из этого, фасад облицевали стеклофибробетоном, что надёжно защитило внутреннее пространство.