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 архитектурного сборного железобетона. Несколько схожими материалами являются фиброцементный сайдинг и цементные плиты .
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 синергетическое сочетание свойств, которое 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.
Долговечность исходного типа стекловолокна была плохой, поскольку щелочность цемента вступает в реакцию с его кремнеземом. В 1970-х годах были коммерциализированы щелочестойкие стеклянные волокна. [2] Устойчивость к щелочам достигается за счет добавления в стекло диоксида циркония . 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.).
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 стеновые панели, похожие на известняк .
При проектировании панелей из стеклофибробетона используются знания об их основных свойствах при растягивающих , сжимающих, изгибающих и сдвигающих силах, а также оценки поведения при вторичных воздействиях нагрузки, таких как ползучесть, термическая реакция и движение влаги.
Между конструкционным металлом и волокнистыми композитами существует ряд различий. 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-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 высокую прочность на сжатие и растяжение облицовки из стеклофибробетона для получения высокого соотношения прочности к весу.
._01..JPG/1280px-Biblioteca_-_Public_Library-_Lope_de_Vega_(Tres_Cantos)._01..JPG)
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.
Несущая способность 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.
Свойства материала СФБ
Типичные прочностные характеристики GRC
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 цитация ] Он используется в очень сложных случаях, таких как архитектурная облицовка, которая висит на несколько этажей над тротуарами [3] или даже больше, для эстетики, такой как предметы внутренней мебели, такие как журнальные столики из стеклофибробетона, GRC Jali, фасадные экраны. [4] Бетон, армированный стекловолокном, не только снижает стоимость бетона, но и повышает его прочность. [5]
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.
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».