ОБСУЖДАЕМ основы работы со СтеклоФиброБетоном -СФБ (GFRC).
Мы демонстрируем огромное количество видео, в которых показываем, и рассказываем об этой технологии и этапах проведения работ, но мы еще никогда не углублялись в более подробный и детальный рассказ о сырьевой составляющей СФБ или о том, как непосредственно происходит процесс подбора состава смеси СФБ. Именно поэтому, решили рассказать об этих, ранее не поднимаемых вопросах и аспектах создания СФБ.
Сегодня мы поговорим о сырьевой составляющей. Обсудим два вида рецептур СФБ смесей, а так же последовательность подбора и приготовления смеси.
ДАВАЙТЕ НАЧНЕМ С ОСНОВ
Что же такое СФБ? СФБ – это СтеклоФиброБетон. (GFRC – Glass fiber reinforced concrete, этот термин больше применим в США, но в других странах называют просто GRC – Glass reinforced concrete).
СФБ – это смесь из Портландцемента (ПЦ), песка и воды, в которую потом добавляют стекловолокно. Стекловолокно обладает очень высокой прочностью на разрыв и сопротивлению любым воздействиям. В общем – это универсальная литьевая (формовочная) система, которая может быть использована для большого количества различных применений, от больших архитектурных сооружений и до небольших декоративных элементов. СФБ может быть любых цветов и фактур.
Теперь давайте ПОГОВОРИМ О МАТЕРИАЛАХ.
Давайте начнем с самого основного элемента всех бетонных систем и СФБ систем – это портландцемент (ПЦ). Рекомендуется использовать Портландцемент Type-1 (в России он называется ЦЕМ 1 -это цемент, который делается из клинкера, без применения добавок. Очень широкое распространение у нас имеет ПЦ 500 Д-0 или ПЦ 500 Д-0-Н. Так же может иметь название CEM 1 42,5N. Это все один и тот же цемент). Может быть белого или обычного, серого цвета.
У белого и серого ПЦ, есть свои особенности применения. К примеру, белый ПЦ более дорогой, менее доступный для покупки, но это наилучший вариант при производстве цветных изделий из СФБ, т.к. белый цвет нейтрален для всех пигментов и позволяет получить куда более сочные и яркие цвета у конечных изделий или у финишного слоя из СФБ.
ПЦ – это связующее, которое связывает и удерживает все компоненты СФБ системы вместе.
Водоцементное отношение (В/Ц) в СФБ системах очень низкое и поэтому, высококачественный и свежий цемент просто необходим.
Желательно иметь рассыпчатый цемент, в котором нет никаких комочков. Комочки в цементе очень нежелательны т.к. могут привести к забиванию оборудования для нанесения, а так же проблемам с поверхностью конечного изделия.
Следующий основной компонент СФБ систем – это песок.
Мы рекомендуем использовать кварцевый песок, фракции 30 меш. Такой размер частиц обусловлен тем, что бы при напылении СФБ, крупные частицы не смогли забить оборудование. Но использовать только очень мелкий песок, так же не будет корректно т.к. очень мелкий песок будет вытягивать очень много воды из системы, а т.к. в СФБ системах В/Ц очень низкое, то это будет очень усложнять нам процесс разработки рецептуры для получение удобоукладываемой массы.
В общем нужен чистый (с минимальными пылевидными и глинистыми включениями) сухой песок, максимальной фракции 30 меш.
Следующий компонент – это стекловолокно.
Не каждое волокно может быть использовано для производства СФБ. Важным моментом является (AR – Alkali resistant) щелочестойкость. Это очень важно т.к. система, где вяжущим выступает портландцемент – это ярко выраженная щелочная среда. И если волокно не будет щелочестойким, то оно просто будет со временем разрушаться в смеси и со временем прочность СФБ конструкции будет сильно падать.
К примеру, существует волокно под названием E-Glass, данное волокно очень широко распространено, но оно не является щелочестойким и поэтому не подходит для СФБ систем.
Так же стоит обращать внимание на наличие диоксида циркония в волокне. Минимальное допустимое значение – это 16% диоксид циркония.
Волокно может поставляться в нескольких формах:
1) Нарубленная стеклонить, чаще всего бывает длинной 12 мм и 19 мм. Но может быть нарезано под заказ как угодно.
2) Ровинг - жгут из стекловолокна, получаемый сращиванием нескольких стеклонитей, т.е. использование катушки с намотанной на них стеклонитью. Данный вид стекловолокна применяется, как правило, в промышленных масштабах производства СФБ. Т.к. ровинг применяют вместе со специальным оборудованием для нанесения, которое нарезает стеклонить непосредственно в дуле пистолета -распылителя и сразу производит набрызг смеси на основание.
3) Сетка из стекловолокна. Данный вид стеклоровинга продается в виде рулонов. Используется для специального армирования крупных изделий из СФБ. К примеру с применением сетки из стекловолокна были построены некоторые элементы зданий в Маями, где была очень важна высокая прочность из-за опасности тайфунов и ураганов.
Выбор того или иного типа волокна должен исходить от того, какой именно проект вы реализуете и какие конечные физико-механические характеристики изделия вы хотите получить.
Теперь давайте перейдем к жидким компонентам системы.
Основным из таких компонентов является вода. Обычная чистая питьевая вода, не содержащая солей, тяжелых металлов и т.д.
Вторым, но не менее важным компонентом является дисперсия акрилового сополимера – Forton VF-774. Это продукт содержащий 51% сухого вещества.
Вот основные преимущества при применении данного продукта:
- Избавляет нас от необходимости выдерживать изделия 7 дней во влажной среде для набора прочности. Если мы говорим о строительном применении, или декоративных изделиях, то 7-ми дневный срок влажностного набора прочности просто необходим, для того, что бы цемент находящийся в системе с низким В/Ц полностью прогидратировал и изделие набрало необходимую начальную прочность. В данном случае, сополимер образует пленку на поверхности изделия и не дает влаге, которая находится внутри испаряться, что позволяет полностью пройти реакции гидратации цемента, без необходимости изделию находиться во влажностной среде на протяжении 7 дней. Это очень выгодно для крупных производителей СФБ т.к. это избавляет их от необходимости создавать огромные площади с оросителями или камеры с тепло влажностной обработкой, для хранения изделий в течении 7 дней. При использовании Forton VF 774, они просто могут расформовать изделие и отвезти его на склад временного хранения или приступать к выполнению работ по финишной отделке изделия. Это очень сильно ускоряет оборот форм и скорость выпуска изделий.
- Следующее неоспоримое преимущество использования акрилового сополимера – это долгосрочная прочность сополимера в частности и изделия в целом. Сополимер позволяет поддерживать превосходную прочность на изгиб и сопротивляться любым нагрузкам и не теряет свойств с течением времени. Целое исследование было проведено независимой компанией по работе с Forton VF 774 в течении 20 лет. Вы можете ознакомиться с ним на нашем сайте.
- Пластифицирующий эффект. Как мы уже говорили раньше, для систем с очень низкими В/Ц, достаточно проблематично произвести полное и корректное перемешивание всех компонентов смеси. А так же удобоукладываемость таких смесей очень низкая и с ними тяжело работать. И тут нам приходит на помощь пластифицирующий эффект Forton VF 774, который позволяет не вводить (или вводить в небольших дозировках) в систему дополнительные добавки – пластификаторы.
- Улучшение пигментации и стойкости цвета. Пигментные пасты очень хорошо растворяются в Forton и лучше происходит цветопередача в смеси. Так же Forton VF 774, является светостойким, т.е. не будет происходить изменений цвета под воздействием ультрафиолетовых лучей.
Наш продукт имеет сертификацию PCI, что может быть важно для крупных производителей. (Аналог сертификации железобетонных изделий в нас в России. НИИ ЖБИ и т.д.)
- Уменьшение высолообразования. Такой белый налёт на изделиях, который приходится счищать с изделий механически. Этот налет появляется в связи с миграциями солей внутри бетона и выхода этих солей на поверхность. Но Forton VF 774, закрывает поры и не позволяет этим солям выходить наружу и портить внешний вид изделия.
- Снижение трещинообразования. Если вы будете использовать СФБ изделия без добавления полимера, тогда при усадке и эксплуатации изделий, со временем будут появляться небольшие трещинки в виде паутинки, в которые будет попадать вода и со временем разрушать структуру изделия. При использовании полимера – риск подобных трещин минимален.
Так же на нашем сайте вы можете ознакомиться с большим количеством статей по применению и сравнением Forton VF 774 с другими полимерами при производстве СФБ.
Следующий жидкий компонент – пластификатор.
Так же может называться как водоредуцирующая добавка. Данная добавка позволяет приготовить бетонную смесь с пониженным расходом воды и достигнуть той самой высокой удобоукладываемости и возможности к распылению СФБ на форму. Как правило, применяются 2 вида пластификаторов – суперпластфиикаторы (на основе меламинформальдегида или на основе нафталин сульфоната), гиперпластификаторы (на основе эфиров поликарбоксилата).
Мы рекомендуем продукты компании ADVA, ADVA 140, ADVA 190 или аналоги.
Выбор пластификатора так же обусловлен применением СФБ. Будет это СФБ для набрызга (торкретирование -метод бетонных работ, при котором бетонная смесь послойно наносится на бетонируемую поверхность под давлением сжатого воздуха.) или СФБ для заливки в форму и т.д.
Пигменты.
Могут быть в различных формах. Может быть жидким, пастообразным или сухим продуктов. Как правило, применяются железо-окисные пигменты т.к. они позволяют получать яркие и насыщенные цвета.
Мы поговорили обо всех сырьевых составляющих для СФБ. Теперь давайте обсудим ВОЗМОЖНЫЕ РЕЦЕПТУРЫ для СФБ и их назначения.
Можно выделить 2 основных: Премикс и Напыление (торкретирование).
- Давайте начнем с Напыления (торкретирования).
Данный вид рецептур СФБ будет актуален в первую очередь для крупных производителей СФБ изделий. Подразумевает очень большие площади напыления СФБ, а так же дорогостоящее оборудование для нанесения. В данной рецептуре мы не добавляем стекловолокно в смесь заранее, а оно нарезается в дуле пистолета-распылителя и сразу наносится на напыляемую поверхность. Что позволяет увеличить количество стекловолокна в системе, что в свою очередь приводит к существенному увеличению физико-механических характеристик. Стекловолокно до 5% от массы смеси.
- Премикс.
Это наиболее распространенный тип рецептуры СФБ. Все компоненты смешиваются в смесителе и только потом уже наносятся на поверхность. Нужно заметить, что Премикс так же может быть нанесен распылением на желаемую поверхность, но для его распыления используется другое оборудование – пульверизатор или hopper gun (краскопульт с воронкой). Данная смесь делится на два типа. Смесь для подложки и смесь для лицевого нанесения на изделие. Подложку, как правило, можно наносить руками, а лицевой слой – напылять.
В данной системе стекловолокна может быть не больше 3% от массы смеси. Это связано с тем, что качественно перемешать больше количество стекловолокна в системе просто невозможно.
Теперь давайте обсудим ПРОЦЕСС ПРИГОТОВЛЕНИЯ СФБ смеси.
Последовательность перемешивания компонентов системы очень важна и мы просим обратить на нее особое внимание.
Одно из главных правил – это сперва смешать все жидкие продукта, а потом уже добавлять все сухое. Это облегчает перемешивание, увеличивает гомогенность смеси и сильно уменьшает комкообразование.
БАЗОВЫЕ ЭТАПЫ производства СФБ:
- Мы добавляем воду, а затем полимер и тщательно перемешиваем.
- Добавить немного пластификатора, для того, что бы он лучше был перемешан с жидкими компонентами и потом мог быстрее вступить в реакцию в процессе добавления сыпучих материалов.
- Добавляем пигменты. Неважно сухие или жидкие.
- Добавляем песок.
- Добавляем цемент. Не стоит добавлять цемент перед песком потому, что тогда сразу же будет начинаться процесс гидротации цемента и могут появиться небольшие комочки, которые впоследствии могут привести к забиванию пистолета для напыления.
- Добавляем остатки пластификатора. Если мы готовим смесь по рецептуре Премикса, тогда стоит добавлять стекловолокно на этом этапе. Но обращайте внимание на скорость миксера и время перемешивания. Нельзя перемешивать волокно с очень большой скоростью и долгое время т.к. это приводит к его разрывам и как результат снижению прочностей в дальнейшем.
- Перемешивание и смесь готова.