В последнее время все больше внимания уделяется производству высокоэффективных бетонных изделий с добавлением различных волокон в различных пропорциях. Такие волокна, как стекло, углерод, полипропилен и арамидные волокна, обеспечивают улучшение свойств бетона, таких как прочность на растяжение, усталостные характеристики, долговечность, усадка, ударопрочность и устойчивость к эрозии. Благодаря таким характеристикам фибробетон нашел множество применений в различных проектах. Одним из таких продуктов является стеклофибробетон (GFRC). Это композит, состоящий из портландцемента, мелкого заполнителя, воды, акрилового полимера, стойкого к щелочам армирования стекловолокном и добавок. GFRC — это легкий, прочный материал, который может быть отлит практически в неограниченные формы, цвета и текстуры. В основном он используется для изготовления наружных фасадных панелей зданий и архитектурного сборного железобетона. GFRC обладает большей прочностью на изгиб, чем обычный неармированный бетон.
Популярность стеклопластикового железобетона (GFRC) выросла за последние несколько лет благодаря его универсальности, прочности и относительной простоте изготовления. GFRC тоньше, что делает их намного легче, чем более толстый обычный железобетон. Основными факторами, влияющими на прочностные свойства GFRC, являются содержание волокон, плотность композита, ориентация волокон, длина волокон и тип отверждения. На все это влияет армирование волокнами.
Методы производства GFRC;
Существуют различные методы производства стеклопластика, как описано ниже;
Процесс распыления — в этом процессе раствор готовится отдельно от волокон, которые перемешиваются только струей распылителя. Нити стекловолокна обрезаются в распылителе до требуемого размера с использованием матрицы без волокон, жидкая бетонная смесь распыляется в формы. В процессе используется специализированный распылитель для нанесения жидкой бетонной смеси и одновременной резки и распыления длинных стеклянных волокон из непрерывной катушки. При распылении образуется очень прочное стекловолокно из-за высокой нагрузки на волокно и большой длины волокна,
Процесс предварительного смешивания — в этом процессе сначала изготавливается цементная матрица, а затем смешиваются предварительно нарезанные стекловолокна. Производство с использованием предварительной смеси GFRC может включать в себя несколько процедур, таких как впрыскивание и вибрация, прессование или торкретирование. Процесс предварительного смешивания далее подразделяется на различные технологии производства, такие как предварительное смешивание распылением, предварительное смешивание литьем, пултрузия и ручная укладка.
Гибридный процесс – Это альтернативный процесс, который включает в себя использование распылителя для распыления лицевого слоя. Наполненную волокнами защитную смесь часто заливают или упаковывают вручную, как и обычный бетон. После распыления жидкой лицевой смеси в формы ей дают затвердеть перед нанесением защитной смеси, чтобы предотвратить проталкивание защитной смеси через тонкую лицевую смесь
Процесс намотки нити накала – Этот процесс включает в себя прохождение ровничной нити волокна через несколько круглых стальных стержней, размещенных ниже уровня специально модифицированной растворной смеси, перед намоткой на оправку. Различные композитные материалы на основе непрерывного фиброцемента, состоящие из однонаправленных слоистых материалов, поперечных слоев и угловых слоев, могут быть изготовлены с типичным содержанием AR-стекла
Процесс прессования на фильтре — В этом процессе сначала получают влажную волокнистую смесь с избытком воды. Затем эта смесь загружается в форму, у основания которой имеется перфорированная пластина. Фильтрующий материал укладывается поверх основания формы. Затем смесь прессуется верхней плитой, которая выдавливает излишки воды через основание формы и через небольшой зазор между верхней плитой и боковыми стенками формы. Процесс фильтр-пресса хорошо подходит для массового производства изделий простой или сложной формы.
Преимущества GFRC
Поскольку GFRC армируется внутри, нет необходимости в других видах армирования, которым может быть трудно придать сложную форму. Его преимущества включают;
- Более высокая прочность на растяжение, чем у стали
- Негорючий, поэтому не горит
- Тоньше и прочнее обычного бетона.
- Легкие и прочные материалы также снижают транспортные расходы
- Обеспечивает гибкость конструкции и снижает воздействие на окружающую среду
- Повышенная прочность, повышающая способность выдерживать сейсмические нагрузки
- Менее подвержен атмосферным воздействиям и более устойчив к замерзанию, чем обычный бетон.
- Высокая прочность на изгиб до 4000 фунтов на квадратный дюйм и очень высокое соотношение прочности к весу
- Для заливки или вибрирования GFRC с лицевым покрытием не требуется дорогостоящего оборудования
- Нелегко растрескивается — его можно резать без образования сколов
- Используется меньше цемента, чем аналогичный бетон, а также часто используется значительное количество переработанных материалов
- Бетон GFRC может быть отлит из более тонких профилей и, следовательно, на целых 75% легче аналогичных изделий, отлитых из традиционного бетона
Области применения GFRC
GFRC может использоваться везде, где требуется легкий, прочный, устойчивый к атмосферным воздействиям, привлекательный и огнестойкий материал. GFRC может использоваться для изготовления шпангоутов, крышек колонн, софитов, карнизов, кронштейнов, опор, перил, пилястр, перекрытий, куполов и т.д. Для ландшафтного дизайна используется мебель для участка, кашпо, тумбы, урны, столы и фонтаны. GFRC также используется в исторических реставрациях и реновациях, для воспроизведения строительных украшений из терракоты, резного камня и даже дерева. Его применение включает;
- Архитектурная облицовка
- Ландшафтный дизайн
- Кровля
- Стены и окна
- Реконструкция зданий
- Полы и фундаменты
- Модульное здание:
- Мосты и туннели
- Водоснабжение и дренаж:
Заключение
Производители продукции активно занимаются исследованиями и разработками, связанными с производством стекловолокна для армирующих целей, и уделяют повышенное внимание производству современных армирующих стекловолокон различных размеров и потребностей проекта. Ожидается, что растущий спрос на стекловолокно в различных коммерческих, жилых и гражданских сооружениях будет способствовать росту рынка. Преимущества продукта, включая высокую прочность на растяжение, изгиб и сжатие, по прогнозам, повысят его спрос в качестве армирующего материала в бетоне. Это помогает повысить прочность бетона, тем самым повышая его востребованность при изготовлении столешниц, обрамлений для каминов и т.д. Также растет спрос на реконструкцию в секторе жилищного строительства, что подпитывает спрос на стеклофибробетон.