Стеклофибробетон - современный материал с широким диапазоном свойств и областей эффективного применения в строительстве

Новые более высокие требования к проектированию и строительству современного жилья, объектов инфраструктуры, благоустройству территорий городов предопределяет повышение архитектурной выразительности и привлекательности фасадов строящихся и реконструируемых зданий, улучшение комфортности и функциональности среды обитания с учетом экологических, климатических, экономических и других факторов.

Решение этих задач в значительной степени связано с широким использованием прогрессивных материалов и изделий на их основе. К числу таких эффективных материалов относится и стеклофибробетон (стеклофиброцемент - по терминологии зарубежных источников). Стеклофибробетон (СФБ) выгодно отличается от своих традиционных аналогов (прежде всего железобетона) удачным сочетанием в материале защитных, архитектурно-декоративных, эксплуатационных, конструкционных, технологичных и др. свойств. Стеклофибробетон не подвержен коррозии, не горюч, обладает достаточно высокой огнестойкостью. Он может быть использован в качестве как конструкционного, так и защитноотделочного материала.

Стеклофибробетон (стеклофиброцемент) - композиционный материал на основе мелкозернистобетонной или цементной матрицы, которая дисперсно армирована отрезками (фибрами) комплексной нити высокопрочного стекловолокна.

Обязательным является использование щелочестойкого стекловолокна (ровинга) в сочетании с матрицей на базе портландцементного связующего.

Будучи композитом, стеклофибробетон сочетает в себе положительные свойства бетонной матрицы, касающиеся высокой прочности на сжатие и, вместе с тем, благодаря включению в работу стеклофибры, он имеет повышенные в сравнении с обычным бетоном показатели трещиностойкости, водонепроницаемости, эксплуатационной стойкости. В то время как бетон слабо сопротивляется растягивающим усилиям (что достаточно известно), фибробетон аналогичной марки может иметь в сравнении с бетоном предел прочности на растяжение при изгибе (Rpи) выше в 4-5 раз, на осевое растяжение (Rp) выше в 3-4 раза, ударную вязкость больше в 15-20 раз, а это важно для эксплуатации значительной части конструктивных элементов.

Несомненное достоинство изделий из СФБ - их повышенная декоративность, архитектурная выразительность и пластичность, что существенно для улучшения облика современных домов.

Все это способствовало заметному возрастанию интереса к стеклофибробетону и расширению областей его эффективного использования в строительстве. Примеры применения СФБ в различных областях строительства приведены ниже.

Следует выделить одну существенную деталь. Стеклофибробетон и конструкции на его основе имеют более высокую стоимость (в 1,2-2,5 раза выше) в расчете на один куб. м изделия в сравнении с традиционным бетоном и железобетоном. Однако этого не стоит пугаться. Благодаря высокому показателю конструкционного качества самого материала, изделия из СФБ обычно имеют незначительную толщину - 6-30 мм. И при равной несущей способности с толстенными бетонными изделиями стоимостные показатели СФБ изделий в пересчете на один кв. м изделия сопоставимы или в большинстве случаев предпочтительны в сравнении с бетонными. Кроме того, более низкая материалоемкость СФБ изделий позволяет снижать расходы на транспортировку, погрузочно-разгрузочные, монтажные работы. Становится возможным использование подъемно-транспортных средств малой грузоподъемности, что также немаловажно.

Реализация прогрессивных и экономичных конструктивных решений СФБ изделий (при значительном уменьшении как толщины, так и всего сечения конструкции), создание принципиально новых строительных систем повышенного качества, основанных на благоприятных эксплуатационных и улучшенных физико-технических свойствах стеклофибробетона, позволяют ему успешно конкурировать с традиционными материалами. Это подтверждается, прежде всего, мировым опытом, а также более чем семилетним отечественным опытом становления и развития производства и применения стеклофибробетонных изделий в Москве, номенклатура которых имеет постоянную и устойчивую тенденцию к обновлению и расширению.

Развитию производства и применения стеклофибробетонных архитектурных изделий в отечественной практике во многом способствовала разработка с участием автора и ведущих специалистов НИИЖБ и МНИИТЭП, и введение в действие Ведомственных строительных норм "Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций" ВСН 56-97, Москва 1997 г. Была создана официальная нормативная база для расширенного применения СФБ конструкций в строительстве России, а также подготовлена технологическая основа для развития производства этого вида строительных конструкций. К сожалению, эти строительные нормы изданы ограниченным тиражом й неизвестны широкому кругу производственников.

За истекший период накоплен положительный отечественный опыт изготовления и применения СФБ изделий. Касается это в основном московской практики. Технологические нормы, базирующиеся на разработанных регламентах, позволили выбрать и оптимизировать технологию с учетом вида, назначения и области применения тех или иных типов СФБ изделий и конструкций. Использование импортной техники позволило обеспечить стабильные высокие показатели качества изделий.

Эффективность стеклофибробетона подтвержена обширным зарубежным и определенным отечественным опытом его применения в различных областях строительства.

В архитектурных элементах, лепнине и фасадном декоре стеклофибробетон помогает архитекторам придать зданиям большую индивидуальность и архитектурную выразительность. Это также касается случаев использования СФБ в типовых несущих конструкциях. Имеется возможность получения различных видов фактуры и цвета с учетом использования естественных окрашенных заполнителей и широкой гаммы пигментов, красителей, цветных цементов. Помимо применения объемного окрашивания используется прием имитации лицевой поверхности изделий под колотый камень, гранит, кирпич, мелкий рельеф, рваный камень и т.д.

В особенности эффективны СФБ изделия архитектурного оформления фасадов, рельефные экраны для оформления стен, козырьков входа, тонкостенные рельефные ограждения лоджий, балконов, балюстрады, тонкостенные плитные изделия, элементы архитектурно-декоративного назначения. Примером последнего может быть применение из стеклофибробетона сборного навесного стенового карниза, состоящего из 800 рельефных элементов в построенном здании Правительства Москвы - Департаменте комплексного развития столицы.

Использование формообразующих эластичных матриц на основе специальных видов полиуретана, относительно несложный процесс набрызга СФБ композиций в изделии позволяют получать конструктивные элементы различных пространственных конфигураций и форм. Все это дает возможность создавать качественно новый уровень фасадов зданий.

Изделия из стеклофибробетона - пилястры, балясины, карнизы, колонны, пилястры и другие архитектурные элементы - являются экологически чистыми, эстетичными, долговечными. Незаменимым качеством СФБ касательно жизнедеятельности человека является отсутствие экранирующей способности материала, то есть его электромагнитная прозрачность. Это является несомненно ценным применительно к жилищу. В жилищном строительстве зарубежом СФБ используется в навесных стеновых панелях, для разделительных перегородок многоэтажных зданий, в межоконных вставках, самонесущих стеновых панелях.

Отечественный опыт г. Москвы характеризуется эффективным применением стеклофибробетонных цокольных плит и панелей с различным рельефом: имитация колотого камня, гранита, булыжника. В коттеджном строительстве применялись большеразмерные панели совмещенной кровли с рельефом классической черепицы. Эффективно использована московскими строителями стеклофибробетонная декоративная плитка на супербелом датском цементе для устройства навесных вентилируемых фасадов многоэтажных зданий. Для малоэтажного строительства перспективно применение изделий с листовой стеклофибробетонной обшивкой, в т.ч. и в многослойных панелях с легкой теплоизоляцией.

В монолитном домостроении и при реконструкции существующих зданий оптимальным решением является применение стеклофибробетонных навесных панелей, в результате чего становится возможным обновлять фасады и кардинальным образом изменить архитектурный облик реконструируемых зданий за счет пластичности и разнообразия колористических решений.

Использование стеклофибробетона в деле реставрации исторических зданий и комплексов, в строительстве культовых объектов обусловлено как высокими эксплуатационными свойствами и декоративностью материала, так и способностью СФБ композиций точно копировать практически любую форму матриц, на которых формуется изделие, и получать точные копии архитектурного орнамента, рисунка и рельефа, в том числе и взамен гипсовых накладных элементов. Примером применения СФБ при строительстве культовых сооружений является изготовление и монтаж стеклофибробетонных элементов двоякой кривизны сложного очертания для облицовки монолитных минаретов строящейся мечети.

Успешно используется стеклофибробетон в специальных областях строительства и при благоустройстве. Долговечность и стойкость СФБ в условиях воздействия внешней среды позволили применить стеклофибробетонные изделия в инженерных сооружениях на МКАД, на третьем транспортном кольце г. Москвы в качестве несъемной опалубки-облицовки путепроводов в пролетных строениях, системах водостоков на скоростных автомагистралях, для облицовки тоннелей.

Эффективно используется стеклофибробетон в компактных очистных сооружениях: емкостях-отстойниках, корпусах коалесцентных отделителей легких жидкостей (масло, бензин), резервуарах грязеотделителей, емкостях для комплектации очистных сооружений автомоек, обустраиваемых при строящихся многоэтажных гаражах и автопаркингах. При строительстве последних в Москве успешно использованы вентилируемые стеклофибробетонные жалюзи-решетки.

Эффективен по функциональным свойствам стеклофибробетон в работах по благоустройству - это малые архитектурные формы, контейнеры озеленения, быстромонтируемые павильоны, малые торговые залы.

Стеклофибробетон используется в зарубежной практике при изготовлении чаш современных бассейнов для коттеджей и загородных домов с гарантией их долговременной эксплуатации. Высокие технические и эксплуатационные показатели, пластичность и декоративность этого материала обеспечили значительный ежегодный прирост его эффективного применения в зарубежном строительстве.

Ф. Анацкий, к.т.н.,