Бетон, армированный стекловолокном

Стеклофибробетон ( GFRC ) — это разновидность фибробетона . Продукт также известен как стеклофибробетон или GRC на британском английском языке . ^{[ 1 ]} Стеклофибробетон в основном используется для изготовления наружных фасадных панелей зданий и в качестве сборного архитектурного железобетона. Несколько схожими материалами являются фиброцементный сайдинг и цементные плиты .

Состав

Керамика GRC (бетон, армированный стекловолокном) состоит из высокопрочного, щелочестойкого стекловолокна, встроенного в бетон и керамическую матрицу . ^{[ 1 ]} В этой форме и волокна, и матрица сохраняют свою физическую и химическую идентичность, предлагая при этом синергетическое сочетание свойств, которого невозможно достичь, если какой-либо из компонентов действует отдельно. В общем, волокна являются основными элементами, несущими нагрузку, в то время как окружающая матрица удерживает их в желаемых местах и ориентации, действуя как среда передачи нагрузки между волокнами и защищая их от вредного воздействия окружающей среды . Волокна обеспечивают усиление матрицы и другие полезные функции в армированных волокнами композитных материалах. Стеклянные волокна могут быть включены в матрицу как непрерывными, так и прерывистыми (нарезанными) отрезками.

Срок службы исходного типа стекловолокна был плохим, поскольку щелочность цемента реагирует с его кремнеземом. В 1970-х годах были коммерциализированы щелочестойкие стекловолокна. ^{[ 2 ]} Устойчивость к щелочам достигается за счет добавления циркония в стекло . Чем выше содержание циркония, тем лучше устойчивость к воздействию щелочей. Стекловолокно AR должно иметь содержание циркония более 16%, чтобы соответствовать международно признанным спецификациям (EN, ASTM, PCI, GRCA и т. д.).

Ламинат

Широко используемым применением фибробетона является конструкционный ламинат , получаемый путем склеивания и консолидации тонких слоев волокон и матрицы до желаемой толщины. Ориентацию волокон в каждом слое, а также последовательность укладки различных слоев можно контролировать для создания широкого диапазона физических и механических свойств композитного ламината. Литой стеклофибробетон без стального каркаса обычно используется для чисто декоративных целей, таких как оконные наличники, декоративные колонны, наружные фризы или известняк стеновые панели, похожие на .

Характеристики

При проектировании панелей из стеклофибробетона используются знания об их основных свойствах при растягивающих , сжимающих, изгибающих и сдвиговых нагрузках в сочетании с оценками поведения при вторичных воздействиях нагрузки, таких как ползучесть, термическая реакция и движение влаги.

Существует ряд различий между конструкционным металлом и армированными волокнами композитами. Например, металлы в целом демонстрируют текучесть и пластическую деформацию , тогда как большинство армированных волокном композитов эластичны по своим характеристикам растяжения и деформации. Однако разная природа этих материалов обеспечивает механизмы поглощения высокой энергии в микроскопическом масштабе, сравнимые с процессом текучести. В зависимости от типа и тяжести внешних нагрузок композитный ламинат может постепенно ухудшать свойства, но обычно не выходит из строя катастрофически. Механизмы развития и роста повреждений в металлической и композитной структуре также весьма различны. Другими важными характеристиками многих армированных волокном композитов являются их устойчивость к коррозии , высокая демпфирующая способность и низкие коэффициенты теплового расширения.

Архитектурные панели из стеклофибробетона имеют общий вид сборных железобетонных панелей, но имеют несколько существенных отличий. Например, панели из стеклофибробетона в среднем весят значительно меньше, чем панели из сборного железобетона, из-за их меньшей толщины. Их малый вес снижает нагрузки на конструктивные элементы здания, делая строительство каркаса здания более экономичным.

Сэндвич-панели

Сэндвич-панель представляет собой композит из трех или более материалов, соединенных вместе для образования структурной панели. Он использует преимущества прочности на сдвиг основного материала низкой плотности и высокой прочности на сжатие и растяжение облицовки из стеклофибробетона для достижения высокого соотношения прочности к весу.

Теорию сэндвич-панелей и функции отдельных компонентов можно описать, проведя аналогию с двутавровой балкой . Сердечник сэндвич-панели можно сравнить со стенкой двутавровой балки, которая поддерживает полки и позволяет им действовать как единое целое. Стенка двутавровой балки и сердцевина сэндвич-панелей воспринимают напряжения сдвига балки. Сердечник сэндвич-панели отличается от стенки двутавровой балки тем, что он обеспечивает непрерывную поддержку облицовок , позволяя обрабатывать облицовки до предела текучести или выше него без обжатия или коробления. Очевидно, что связи между ядром и облицовкой должны быть способны передавать сдвиговые нагрузки между этими двумя компонентами, что делает всю конструкцию единым целым.

способность Несущая сэндвич-панели может быть значительно увеличена за счет использования легкого стального каркаса . Каркас из легких стальных стоек аналогичен обычному каркасу из стальных стоек для стен, за исключением того, что каркас заключен в бетонное изделие. Здесь боковые стороны стального каркаса покрыты двумя или более слоями стеклофибробетона, в зависимости от типа и величины внешних нагрузок. Прочный и жесткий стеклопластик обеспечивает полную боковую поддержку шипов с обеих сторон, предотвращая их скручивание и коробление вбок. Полученная панель легче по сравнению с традиционным железобетоном, но при этом прочна и долговечна, и с ней легко обращаться.

Технические характеристики

Свойства материала СФБ

Компоненты	Спрей	Премикс
Цемент	50 кг	50 кг:
Мелкий заполнитель	50 кг	50 кг
Стекловолокно	4.5-5%	2-3.5%
Пластификатор	0,5 кг	0,5 кг
Полимер 5 кг	5 кг	5 кг
Вода	13,5 литра	14,5 литра

Типичные прочностные характеристики GRC

Компоненты	Спрей	Премикс
Предел прочности (MOR) МПа	20-30	10-14
Предел упругости (LO R) МПа	7-11	5-8
Межламинарная прочность МПа	3-5	ЧТО
Плоская прочность МПа	8-11	4-7
Прочность на сжатие МПа	50-80	40-60
Ударная вязкость, кДж/м2	10-25	10-15
Модуль упругости ГПа	10-20	10-10
Деформация до разрушения %	0.6-1.2	0.1-0.2
Сухая плотность т/м3	1.9-2.1	1.8-2.0

Использование

GFRC невероятно универсален и имеет большое количество вариантов использования благодаря своей прочности, весу и дизайну. Чаще всего этот материал можно увидеть в строительной отрасли. ^{[ нужна ссылка ]} Он используется в очень сложных случаях, таких как архитектурная облицовка, нависающая на несколько этажей над тротуарами. ^{[ 3 ]} или даже больше для эстетики, такой как предметы внутренней мебели, такие как журнальные столики из стеклопластика, GRC Jali, экраны Elevation. ^{[ 4 ]} Стеклофибробетон не только снижает стоимость бетона, но и повышает его прочность. ^{[ 5 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Феррейра, JPJG; Бранко, ФАБ (2007). «Применение стеклофибробетона в качестве конструкционного материала» . Экспериментальные методы . 31 (май/июнь 2007 г.): 64–73. дои : 10.1111/j.1747-1567.2007.00153.x .
^ «Стеклофибробетон» . Бетонная сеть . Проверено 21 сентября 2016 г.
^ «Архитектурный стеклофибробетон – ТОНКИЕ БЕТОННЫЕ ПАНЕЛИ ДЛЯ НАРУЖНОЙ ОБЛИЦОВКИ, ОБЛИЦОВКИ, КОЛОНН» . Усовершенствованный архитектурный камень . 25 марта 2015 г.
^ «Что модно в бетонной мебели» . Бетон истинной формы . 23 января 2023 г. Проверено 21 февраля 2023 г. Бетонные журнальные столики сейчас в моде. Их современный вид может быть минималистичным и даже скульптурным. Они могут иметь элегантно вырезанные деревянные ножки или представлять собой более солидные кубики или цилиндры. Это могут быть классические журнальные столики или что-то необычное. Их можно настроить под любой размер и форму, поэтому они идеально подходят для гостиной любого размера и стиля.
^ Сандип Панчал, доктор Шашикант Шарма, Мохд. Мохсин Хан, Анураг Шарма и доктор Амрит Кумар Рой, Влияние армирования стекла и стеклянного порошка на характеристики бетона. Международный журнал гражданского строительства и технологий, 8 (3), 2017 г., стр. 637–647. http://www.iaeme.com/IJCIET/issues.asp?JType=IJCIET&VType=8&IType=3 Архивировано 19 мая 2018 г. на Wayback Machine.

6. Экран из стеклофибробетона (СФБ Джали) Азиатский СФБ. Пересмотрено 12 февраля 2024 г. «Технические характеристики стеклофибробетона, свойства материала стеклофибробетона, типичные прочностные характеристики стеклофибробетона и его применение».

[Techniques-1] Перейти обратно: ^а ^б Феррейра, JPJG; Бранко, ФАБ (2007). «Применение стеклофибробетона в качестве конструкционного материала» . Экспериментальные методы . 31 (май/июнь 2007 г.): 64–73. дои : 10.1111/j.1747-1567.2007.00153.x .

[TCN-2] «Стеклофибробетон» . Бетонная сеть . Проверено 21 сентября 2016 г.

[3] «Архитектурный стеклофибробетон – ТОНКИЕ БЕТОННЫЕ ПАНЕЛИ ДЛЯ НАРУЖНОЙ ОБЛИЦОВКИ, ОБЛИЦОВКИ, КОЛОНН» . Усовершенствованный архитектурный камень . 25 марта 2015 г.

[4] «Что модно в бетонной мебели» . Бетон истинной формы . 23 января 2023 г. Проверено 21 февраля 2023 г. Бетонные журнальные столики сейчас в моде. Их современный вид может быть минималистичным и даже скульптурным. Они могут иметь элегантно вырезанные деревянные ножки или представлять собой более солидные кубики или цилиндры. Это могут быть классические журнальные столики или что-то необычное. Их можно настроить под любой размер и форму, поэтому они идеально подходят для гостиной любого размера и стиля.

[5] Сандип Панчал, доктор Шашикант Шарма, Мохд. Мохсин Хан, Анураг Шарма и доктор Амрит Кумар Рой, Влияние армирования стекла и стеклянного порошка на характеристики бетона. Международный журнал гражданского строительства и технологий, 8 (3), 2017 г., стр. 637–647. http://www.iaeme.com/IJCIET/issues.asp?JType=IJCIET&VType=8&IType=3 Архивировано 19 мая 2018 г. на Wayback Machine.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]