Что собой представляет прозрачный бетон? Что такое светопередающий бетон? Прозрачный бетон технология
В последнее столетие бетон стал основным строительным материалом при возведении любого здания, и занял свою нишу в архитектурном деле, которая является главным и серьезным звеном для воссоздания любого проекта. При этом его эстетическая сторона проигрывает, но в связи с масштабностью, замысловатости и сложности фигур и форм она частично компенсируется.
Отметим, что венгерский архитектор изобрел так называемый прозрачный бетон, в состав которого входят волокно оптически стеклянные нити. Такой материал называют Lucem или Litracon, он придает изделиям воздушность и легкость.
Свойства и особенности
Это твердая и прочная прямоугольная плита, которая пронизана тонкими стеклянными волокнами. В виду технологической сложности выполнения, ее стоимость высокая (материал толщиной 20 см обходится около 4000 евро за 2 м²), поэтому его выпускают только на заказ, а размеры оговаривают заранее.
Прозрачный бетон имеет те же качества, что и обычный материал: он прочный, водостойкий, а также имеет тепло и шумо изоляционные свойства.
Так как стекловолокно имеет армирующее действие, то его некоторые свойства, как материала улучшаются. Например, поглощение влаги увеличивается на 6%, устойчивость к морозу определяется показателем F50, прочность на изгиб составляет Ptb 30, а на сжатие – M250.
Светоотражающие и проводящие свойства не зависимы от толщины материала.
Для прозрачного бетона применяют сертифицированное сырье, прошедшее проверку экологов, и поэтому экспертиза дает возможность выпустить чистую и безопасную продукцию.
Данный материал нельзя выпускать самостоятельно, так как его технология требует наличие специализированного оборудования и предполагает, что мелкозернистый раствор и стекловолокно накладываются послойно. Но как только произойдет схватывание и наберется нужная прочность, плоскость каждого отдельного блока обрабатывают и придают ему определенный (заданный) вес, вид и светопроводящие характеристики.
Из прозрачного бетона, первое, что выполнили, это светильник кубической формы, который имел вес до 10 кг. Такой товар произвел фурор и сегодня его можно приобрести за 570 евро.
Светопроводящий материал применяют в различных композициях в декоративных целях и пытаются воплотить в жизнь такие дизайнерские решения, которыми можно воссоздать оригинальные проекты интерьера. Вследствие высокой цены на готовый материал, конструктора и художники ограничены, но в тот момент, когда решится вопрос о способе выпуска продукции с более низкой стоимостью, тогда их фантазии воплотятся в жизнь, и удивят обычного потребителя. Мир в ожидании удивительных новшеств.
Рассмотрим светопропускную способность прозрачного бетона. Сквозь него виден только силуэт и цвет предмета, размещенного за плитой. Но только в том случае если помещение освещено изнутри. Если непогода или на улице вечер, тогда литракон ничем не отличается от обычного бетона, а его свойства проявляются только при попадании солнечного света или если включено освещение.
Изготовляем светопроводящий бетон сами
Так как технология производства сложная и предполагает включение в структуру материала стекловолокно (4% от массы), причем его нити должны иметь определенное направление, то необходимо запастись не только, нужным сырьем, инструментами, но и терпением.
Для этого берут:
- сухую мелкозернистую смесь;
- Чистую воду;
- Стекловолокно, которое соответствует толщине плиты, а ее диаметр составляет от 0,25 до 3мм.
Делают конструкцию, которая напоминает короб, это – скользящая опалубка. По мере того, как схватывается бетон, она плавно перемещается наверх. Коробка имеет прямоугольную форму, и определенные размеры, ее устанавливают на горизонтальную плоскость, а на дно укладывают немного бетона, который распределяют тоненьким слоем.
На полученную подушку равномерно, но поперек укладывают волокна и топят их. После того, как состав схватится, заливают вторую порцию бетона и вновь на его плоскости размещают стекловолокно. Данную операцию повторяют и так заполнят форму. После того как застынет последний слой, опалубку снимают, и производят шлифовку, а затем и полировку тех сторон, к которым определенным образом располагали волокна. Если все произвели правильно, значит, прозрачный бетон своими руками готов и можно приступать к выполнению следующей плиты.
Применение и особенности эксплуатации
Этот материал оригинальный и поэтому если здание или интерьер выполнены в стиле хай тек, тогда из литракона выполняют:
- перегородки (межкомнатные);
- ограждающую конструкцию;
- облицовывают стены или колоны;
- выполняют столешницы, умывальники, фонтаны, скамьи, светильники;
- возводят несущие стенки.
Среди особенностей данного материала выделим:
- невосприимчивость к перепаду температуры и к ультрафиолету;
- блоки можно выполнить как из цементного раствора, так и из кварцевой муки и эпоксидной смолы.
- крепеж производят при помощи рамной конструкции или анкерных болтов, данные блоки применяют и как напольное покрытие;
- в нашей стране литракон не выпускают и поэтому при надобности его заказывают в странах Европы.
Если рассматривать технические характеристики данного материала, то можно выделить следующее:
- поглощение влаги до 6%;
- плотность составляет до 2,4 т/м³;
- материал не горючий;
- толщина не ограничена;
- методы обработки различны. Его можно сверлить, шлифовать, резать и полировать.
Заключение
В странах производителях данный материал стоит достаточно дорого, а в случае если заказывают литракон, тогда необходимо оплатить и его доставку. Но ученые нашей страны не стоят на месте, и в скором будущем будет разработана новая технология производства прозрачного бетона, которая позволит выпускать и продавать данный строительный материал по белее низким ценам по сравнению с европейскими производителями.
При этом качество отечественного прозрачного бетона будет выше, чем аналогичного импортного материала.
Бетон — один из наиболее востребованных в строительстве материалов, обладающий продолжительным сроком службы и высокими эксплуатационными характеристиками. Главный из недостатков — не эстетичный внешний вид, требующий дополнительной отделки. Прозрачная разновидность — совершенно новый продукт, в котором удалось соединить все лучшие качества привычного состава с уникальными эстетическими свойствами.
Прозрачным бетон можно назвать скорее условно, так как сквозь него видны только контуры находящихся за конструкцией объектов и лишь при направлении светового потока с тыльной стороны. В пасмурную погоду или в вечернее время этот материал не имеет существенных различий с обычным, все его свойства в полной мере раскрываются лишь при солнечном свете либо при использовании специальной подсветки.
Состоит из двух главных компонентов: мелкозернистого бетона и стекловолокна, служащего основой для работы светоотражающей матрицы. Диаметр стеклянных волокон преимущественно принимается 2 мм, а общая их доля не превышает 5 %.
Прозрачному бетону присущи все конструкционные и эксплуатационные параметры традиционного, такие как:
- прочность;
- твердость;
- водостойкость;
- тепло- и шумоизоляционные характеристики.
Стекловолокно выполняет еще и армирующую функцию, повышая некоторые свойства материала:
- влагопоглощение — до 6 %;
- морозостойкость — до степени F50;
- прочность на изгиб — до марки Рtb30;
- прочность на сжатие — до марки М250.
Области применения
Благодаря появлению светопрозрачного бетона открылись новые возможности в дизайне и проектировании зданий, особенно в стилях модерн и хай-тек.
Чаще всего используется для:
- отделки поверхностей внутри помещений;
- сооружения межкомнатных перегородок;
- постройки наружных и несущих стен;
- производства сантехнических приборов (умывальников, ванн);
- изготовления декоративных скамеек, фонтанов, беседок.
Не теряет своих свойств и характеристик под воздействием солнечных лучей и колебаний температуры, а потому может применяться не только для внутренних, но и наружных работ. Для создания блоков, пригодных для возведения несущих конструкций зданий и отвечающих всем требованиям безопасности, необходима особая технология производства, подразумевающая добавление в состав различных строительных смесей, смол и кварцевой муки.
Для внутренней отделки помещений преимущественно выбираются панели из светопрозрачного бетона. Они закрепляются на стене посредством болтового соединения или рамных конструкций. Также могут использоваться и в качестве напольного покрытия.
Главным недостатком, из-за которого материал пока не получил широкого распространения в строительстве, является слишком высокая цена, объясняющаяся дорогостоящими компонентами. По той же причине изделия пока недоступны для большинства людей и крайне редко применяется при создании интерьера.
Технология изготовления
Методика производства заключается в послойном наложении мелкозернистой смеси и стекловолокна. Для обретения требуемых характеристик после схватывания раствора и набора им прочности выполняется дополнительная обработка. Прозрачный светопроводящий бетон подвергается шлифовке и полировке для получения как можно более гладкой поверхности, необходимой для максимального пропускания света способности и достижения наибольшего декоративного эффекта.
Оптические параметры материала не зависят от толщины изделий, основное значение имеет равномерность укладки волокон и их процентного содержания в готовом продукте. Мелкоячеистая структура выглядит более воздушно, передавая грани объекта. Увеличение плотности расположения нитей повышает эффект прозрачности.
Производство светопроводящих блоков невозможно в условиях строительной площадки, так как для качественного замешивания смеси требуется специальное оборудование. Но для собственных нужд можно попробовать сделать самостоятельно.
Изготовление бетона своими руками
Основная сложность заключается в необходимости введения ровно 5 % стекловолокна. Нити, укладывающиеся строго в одну сторону, обязательно должны быть одной длины, равной толщине блока.
Потребуются материалы:
- очищенная вода;
- нити стекловолокна требуемой длины сечением от 0,25 до 3 мм;
- тщательно просушенная смесь из цемента и мелко просеянного песка.
Технология производства включает в себя выполнение следующих этапов:
- изготовление «плавающей» опалубки, перемещающейся вверх по мере застывания;
- заливка тонким слоем приготовленного раствора в установленную на ровную горизонтальную поверхность форму;
- в смесь укладываются нити стекловолокна и немного утапливаются в ней;
- выждав необходимое для схватывания время, заливается следующий слой и укладывается еще один ряд стекловолокна;
- заливка и укладка нитей повторяются до полного заполнения объема опалубки;
- по окончании застывания последнего слоя каркас демонтируется, грани блока со стороны торцов стекловолокон следует зашлифовать и отполировать.
По технологии для самостоятельного производства мелкозернистого бетона необходимо смешивание цемента и песка в соотношении 1 к 3. Вода добавляется в зависимости от количества используемого цемента, не более половины от его массы.
Сухие ингредиенты загружаются в смеситель и перемешиваются в течение минуты. После приобретения составом однородности добавляется вода, и перемешивание продолжается еще на протяжении 5 минут. При изготовлении блоков как в заводских условиях, так и своими руками значение имеет подвижность раствора: малейшее смещение может привести к снижению пропускной способности, но позволяет создать на поверхности оригинальный узор.
По технологии финишная обработка выполняется через 2-3 суток после заливки. Для этого опалубка демонтируется, и полученный блок оставляется на «дозревание», по возможности обеспечив его защиту от воздействия атмосферных осадков. Неполное застывание происходит спустя 3-5 суток после заливки.
Стоимость бетона в Москве
Расценки на этот уникальный инновационный продукт зависят от формы и сложности изготовления, технических и эксплуатационных характеристик.
Цена наиболее популярных изделий в Москве:
| Производитель | Наименование | Размеры, мм | Стоимость, рубли |
| ООО «Мосстройтрансгаз-Девелопмент», Россия | Light Stone | 1 м2 | 20000 |
| ILLUMINART, Россия | ILLUMICON | 1 м2 | 17955 |
| Litracon Bt, Венгрия | Litracon | 1 м2 | 69800 |
| Litracon Bt, Венгрия | Сборные блоки Litracon Classic | 1200х400х(25-200) | 90000-320000 |
| Litracon Bt, Венгрия | Litracube lamp | 221x175x175 | 54000 |
| Lucem, Германия | Плиты из легкого бетона Lucem | 1250×650х(15-50) | от 90000 |
| Lucem, Германия | Столешница Lucem | 1200х600х20 | 89500 |
Наибольшие расценки на продукцию у производителей из Европы, причем на уже готовые изделия, а дешевле всего прозрачный бетон предлагают приобрести российские компании — стоимость его сравнительно невелика.
Практически любой масштабный строительный процесс предусматривает использование бетонных смесей. Раствор выступает основой в формировании фундамента, из него сооружают стены, выполняют перекрытия и реализуют другие задачи. При этом внешняя неприглядность бетона никого не смущает - его умело маскируют облицовочными материалами, поэтому особых проблем этот нюанс не доставляет. Тем не менее венгерский инженер Арон Лошонци решил внести в перечень характеристик серого материала еще одно качество - светопропускную способность. Так появился прозрачный бетон Illumicon, который имеет немало отличий от традиционных смесей. Это относится не только к внешнему виду, но и к оригинальной структуре, обусловленной технологией изготовления.
Состав бетона
Основу все же составляет обычный раствор, приготовленный из мелкозернистой цементной массы. Сама по себе технология произвела революцию в представлении о бетоне лишь за счет необычного соединения базовой привычной смеси и фиброоптического волокна. Это нити, которые применяются в телекоммуникационных сетях. Именно за счет комбинации этих компонентов и формируется прозрачный бетон. Состав основного раствора также предусматривает использование цемента и воды в соответствии с техническими требованиями. Что касается волокон, то их параметры подбираются по особым критериям.
Как правило, технологи не рекомендуют готовить массы, в которых доля содержания оптических элементов превышает 5 %. Это сказывается на прочности и долговечности материала. С другой стороны, от процента содержания стекловолокна зависит то самое качество, обуславливающее прозрачность. Чаще всего прозрачный бетон производится с применением волокон, толщина которых не превышает 2 миллиметров.
Технология изготовления
Как и традиционная методика создания бетона, в данном случае работы начинаются с обустройства опалубки. Далее в нее заливается раствор. Здесь важно отметить, что сама по себе смесь для бетонов предполагает включение компонентов с разными характеристиками. Существуют мелкозернистые растворы, а в некоторых случаях уместно добавлять щебень. Именно первый вариант без включения наполнителей с крупной фракцией позволяет получить качественный прозрачный бетон. Технология в части применения оптоволоконных нитей предусматривает в некотором роде армирование. От точности укладки волокон также зависит ключевая характеристика материала - способность обеспечения видимости. Еще одним принципиальным отличием от классического способа изготовления бетонов является необходимость доработки уже застывшего раствора. Во-первых, опалубочная форма освобождается, после чего можно разрезать монолит на отдельные блоки с нужной формой. Во-вторых, сформированный литракон тщательно полируется.
Характеристики прозрачного бетона
Поскольку основу материала составляет вполне привычный мелкозернистый раствор, его технические свойства во многом схожи с обычными мелкозернистыми бетонами - например, марки М250. Однако, наличие порядка 5 % инородного элемента в виде стекловолокна все же обуславливает ряд отличий. Что касается плотности, то она варьируется от 2100 до 2400 кг/м 3 . Этот показатель превосходит пенно- и газобетонные аналоги, но с тяжелыми составами в отношении плотности литракон конкурировать не может. Зато прозрачный бетон демонстрирует неплохую водонепроницаемость и морозостойкость. Так как средняя прочность на сжатие не позволяет применять светопроводящий материал в качестве базовой основы при строительстве крупных строительных объектов, желательно изначально просчитать нагрузки на материал. Если все же есть задача выполнения из литракона ответственных конструкций, то лучше рассмотреть варианты внесения дополнительных пластификаторов и добавок, повышающих прочность.
Сферы применения
Все же литракон не предназначен для использования в качестве стройматериала, на который могут возлагаться высокие силовые нагрузки. Более того, заливка фундамента из стекловолоконного раствора не имеет смысла, так как светопропускная способность в данном случае никак не будет выражена. Основным же направлением его использования является устройство архитектурных композиций с декоративными свойствами. И в создании уличных дизайнерских объектов, и при украшении интерьеров успешно используется прозрачный бетон. Применение его в первую очередь обусловлено эстетическими соображениями, хотя и технико-физические качества материала не отбрасываются. Так или иначе, базовый набор компонентов для литракона делает его схожим с обычным который справляется с нагрузками в составе небольших архитектурных конструкций.
Плюсы и минусы прозрачного бетона
Главное достоинство данного материала заключается в сочетании, казалось бы, несопоставимых эксплуатационных качеств. Это декоративный эффект и силовой потенциал, соответствующий по своим показателям легким бетонам. Что касается минусов, то средние показатели прочности специалистами даже не берутся во внимание. Гораздо существеннее высокая цена. Именно включение в прозрачный бетон оптоволоконных нитей повышает стоимость изготовления раствора.
Как изготовить самостоятельно?
Наиболее качественные исполнения таких бетонов производятся в заводских условиях и реализуются уже в виде готовых к применению дизайнерских объектов. Но при желании можно изготовить литракон и самостоятельно. Основная сложность будет заключаться в правильной укладке стекловолоконных нитей. Если производство прозрачного бетона на специализированных комбинатах предусматривает работу автоматизированных машин, которые формируют пласты стекловолокна, то в домашних условиях эту работу придется выполнять вручную. Также формируется опалубочная конструкция, а далее послойно создаются ряды из светопропускающих нитей. Параллельно выполняется поочередная заливка пластов порциями раствора. При этом важно соблюдать концентрацию волокон в общей массе, чтобы бетон сохранил достаточный запас прочности.
Заключение
Довольно часто улучшение характеристик привычного стройматериала приводит к изменению направлений его использования. Несмотря на схожесть с классическими растворами, прозрачный бетон используется преимущественно как декоративный объект. Для получения надежной силовой базы вполне целесообразно применять обычные составы, эстетическая привлекательность которых не имеет никакого значения в процессе эксплуатации. Литракон, напротив, не представляет особого интереса с точки зрения несущих способностей, но зато наилучшим образом раскрывается в виде оригинального дизайнерского элемента.
Уже более полувека бетон остается одним из самых востребованных строительных материалов. Сочетание высокой прочности, стойкости к внешним воздействиям и долговечности позволяет создавать на основе этого материала здания, эксплуатационный срок которых превышает 50 лет.
Основной проблемой бетона всегда являлась его низкая эстетичность и непригодность для создания интересных дизайнерских и архитектурных решений. Вот почему прозрачный бетон после своего появления стал настоящей находкой для многих дизайнеров. Способность столь прочного и плотного материала пропускать свет позволила создавать интерьер нового поколения.
Особенности и основные свойства композита
Своим появлением уникальный бетон обязан венгру Арону Лошонци. В поисках способов добавить помещениям света, сохранив конструкционную надежность бетона, архитектор пришел к выводу, что модификацию материала нужно вести изнутри, изменяя его строение.
В результате многочисленных экспериментов около 15 лет назад появился прозрачный бетон, выполненный на основе мелкозернистого композита и стекловолокна в качестве базового светопроводящего заполнителя. Созданный материал получил название «Литракон».
Технология изготовления прозрачного бетона претерпела изменения, но все еще весьма специфична. Заливка массивных конструкций подобным композитом невозможна из-за сложности распределения волокон. В результате оптимальной формой выпуска стали блоки.
Фактически при изготовлении материала пучки стеклянных волокон укладываются между слоями мелкозернистого бетона. После твердения в теле материала остается большое количество проводящих элементов, создающих уникальный световой узор в теле бетона.
Несмотря на специфичный внешний вид, прозрачный бетон выпускается по технологии классического мелкозернистого композита, поэтому обладает всеми базовыми свойствами данного материала. К основным характеристикам материала можно отнести:
- прочность на сжатие от 20 до 35 МПа;
- прочность при растяжении на изгиб не менее 2 МПа;
- водонепроницаемость на уровне W4 – W8;
- морозостойкость не менее 75 циклов;
- водопоглощение не превышает 6%.
Отсутствие крупного заполнителя в теле композита увеличивает возможность деформаций и сдвига, поэтому стекловолокно для прозрачного бетона дополнительно выполняет функцию внутреннего армирования, являясь неким аналогом фибры.
В производственных условиях для изготовления материала может применяться технология поэтапного литья или послойного вибропрессования. Оба варианта обеспечивают надежное крепление волокон при сохранении высоких эксплуатационных характеристик композита в целом.
Несмотря на кажущуюся сложность выполнения, прозрачный бетон можно изготовить своими руками, приложив немного старания и усилий.
Применение композита
Уникальный материал чаще всего используется в декоративных целях. Высокая прочность позволяет воздвигать из него внутренние перегородки в помещениях, обеспечивая доступ для большего количества света. Такой вариант внутренних стен особенно востребован в офисных помещениях, при оформлении кафе и ресторанов, а также развлекательных комплексов.
Из прозрачного композита часто нарезается плитка для отделки стен, пола или потолка. Использование материала в качестве основного при строительстве зданий в принципе возможно, но экономически не целесообразно. Стоимость прозрачного бетона крайне высока, а производительность любой технологической линии не сможет обеспечить потребности полноценного строительства.
Кроме того, стеклянное волокно под воздействием внешней влаги и перепадов температур может вступать в щелочно-силикатные реакции с минералами цементного камня, что приводит к разрушению материала.
Сочетание всех факторов привело к тому, что уникальный композит остается весьма экзотическим отделочным материалом, применяемым для создания декоративных перегородок, а также элементов декора.
Самостоятельное изготовление
Чтобы создать прозрачный бетон своими руками не понадобится специального оборудования или специфичных навыков. Изготовить его можно и в домашних условиях. Фактически для приготовления такого материала потребуется хорошая опалубка и внимательное соблюдение технологии.
Материалы и оборудование
Для изготовления раствора лучше всего использовать принудительный смеситель, способный обеспечить высокую степень однородности малоподвижной смеси. При использовании гравитационного смесителя необходимо сократить объем единичного замеса и увеличить время перемешивания минимум в 2 раза.
Из сырьевых материалов понадобятся:
- цемент или смешанное вяжущее;
- песок для строительных работ 1 класса с модулем крупности 2 – 3;
- стекловолокно диаметром 0,5 – 2,5 мм и длиной, равной толщине изделия;
- модификаторы, улучшающие формуемость малоподвижных смесей.
Применение подвижных смесей предполагает быстрое схватывание каждого слоя мелкозернистого бетона, на который укладываются пучки стеклянных волокон. Проще выполнять слои из малоподвижных смесей, способных сохранять форму после уплотнения.
Специальные модификаторы способствуют получению плотной и однородной структуры базового композита для прозрачного бетона. Песок следует применять средней крупности с минимальным количеством примесей, пылеватых и илистых частиц.
Состав и приготовление мелкозернистого бетона
Для выполнения базового композита лучше всего смешивать цемент и песок в соотношении 1: 2,5-3 по массе. Количество воды не должно превышать половины массы цемента. В общем виде состав мелкозернистого бетона на 1 м3 можно представить следующим образом:
- цемент = 450 – 500 кг;
- песок = 1300 – 1500 кг;
- вода = 200 – 250 кг.
При использовании модификаторов их дозировка назначается в соответствии с рекомендациями производителя. После загрузки в смеситель песок и цемент перемешиваются в течение минуты до получения однородной смеси, далее вводится вода затворения, и обеспечивается смешение не менее 5 – 8 минут. После получения однородной смеси начинается производство прозрачного бетона.
Для изготовления композита подготавливается опалубка с основанием в виде прямоугольника. Своеобразный блок заполняется смесью в несколько этапов. Сначала укладывается и уплотняется нижний слой мелкозернистого бетона толщиной не более 0,5 – 1 см. Затем вдоль укладываются пучки стекловолокна так, чтобы закрыть практически всю поверхность бетона.
Далее укладывается следующий слой мелкозернистого бетона той же толщины и уплотняется. Сверху создается новая сетка из стеклянных волокон, уложенных поперек. Затем процедура повторяется до заполнения опалубки.
Благодаря изменению направления пучков стекловолокна свет сможет проходить сквозь все боковые грани изготовленного блока. Конечно, периодичность проводящих элементов будет реже, чем у материала заводского изготовления, но декоративные свойства композит сохранит.
Применение подвижных смесей приводит к неравномерному распределению и смещению пучков волокон. Такой эффект чуть ухудшает проводимость для света, но создает интересный узор в теле материала. При использовании подвижной смеси укладка нового слоя ведется после потери подвижности предыдущего.
Финишная обработка
Распалубка изделия производится через 48 – 72 часа после изготовления. Далее блок выдерживается при температуре 20 °С и влажности 95% в течение 3 – 5 дней. За этот срок бетон приобретет до 80% от своей прочности и сможет выдержать итоговую обработку.
После распалубки все пучки стекловолокна затянуты цементным молочком, поэтому не проводят свет. Для придания материалу светопроводящих свойств все боковые поверхности блока необходимо отшлифовать алмазными дисками различной зернистости.
При желании изделие можно распилить на плитки заданной толщины. Распил необходимо вести перпендикулярно слоям укладки.
Литракон, литракуб, иллюмикон, люцем – сказочные названия для строительного материала, о котором, как многие полагают, известно практически все. Прочный, серый и тяжелый бетон мог обеспечить сложные замысловатые формы и масштабность, но в эстетическом плане бетонное сооружение все же проигрывало. Неожиданным взглядом и крушением стереотипа по поводу этого самого распространенного строительного материала мы обязаны архитектору из Венгрии. Изобретение прозрачного бетона относят к 2001 году.
Волоконно-оптические нити при включении их в мелкозернистую бетонную смесь делают бетон прозрачным, воздушным и потрясающе декоративным. Требуется равномерно распределенного оптоволокна в пределах 4-5%, и последующая "огранка" - вот практически и вся идея.
Первый шедевр, созданный из прозрачного бетона – был десятикилограммовым светильником для украшения интерьера, и предмет этот немедленно вызвал ажиотажный спрос. Стоимость прозрачных бетонов и по настоящее время довольно высока, что в основном и сдерживает фантазии конструкторов. Основное применение прозрачного конструкционного бетона – смелый и оригинальный дизайн в городских проектах и эксклюзивный интерьерный декор. Производство прозрачных бетонов имеется во многих странах, и отечественные производители тоже не отстают, а цены, как утверждают – у нас значительно ниже. Есть и энтузиасты, освоившие мелкое производство светящегося бетона в домашних условиях, хотя этот процесс простым не назовешь – одна только шлифовка и полировка по граням оптоволоконных нитей требует кропотливого упорства. А «бетонирование» - художественный экстрим, ведь каждый тонкий слой заливки бетонной смеси нужно делать по аккуратно и равномерно уложенным волокнам, и еще рассчитать время схватывания.
Технология светопропускающего бетона инновационная и весьма дорогостоящая. Из состава исключен крупный заполнитель, но тем не менее – прочностные и связанные с ними характеристики прозрачного бетона однозначно определяют этот материал как конструкционный. Все базовые параметры сохранены – прочность на сжатие, морозостойкость и водонепроницаемость. 5% стекловолоконных нитей работает аналогично фиброармированию. Прозрачный бетон имеет небольшое сопротивление растяжению и достойные значения сопротивления изгибу.
Для дизайнеров потенциал этого материала огромный – ведь блоки и панели не совершенно прозрачны, они анизотропны и дают массу интересных светотеней и эффектов. Узоры внутри бетона волшебно меняются при изменении интенсивности и направления света. В том, как мгновенно плотный и тяжелый материал несущих конструкций становится прозрачным, есть что-то сказочное. Из иллюмикона и литракона выполняют несущие стены, вполне традиционные. Но как только на бетонные поверхности падает свет, камень становится прозрачным, в нем видны узоры, которые не повторяются, а за камнем видны силуэты людей в соседних помещениях или на улице. Очень декоративны светопроводящие бетонные панели, имеющие толщину в несколько сантиметров, закрепленные в профильный каркас и подсвеченные обычным люминесцентным светом или светодиодными лентами. Динамичная мультимедийная подсветка из светодиодов, соединенных с блоком управления будет отвечать ритму шагов или такту музыки, и при этом светодиодное освещение наиболее экономично.
Сырье, компоненты и технические характеристики прозрачного бетона
Бетон производится на цементном вяжущем. Заполнители крупных фракций, щебень, гравий и др. – не применяются из-за специфичности процесса. Мелкий заполнитель – песок (модуль крупности 2-3). Оптоволоконная фибра, защищенная от щелочной среды бетона, в количестве от 4 до 5 % и пластифицирующие добавки-модификаторы, иногда реологические добавки – замедлители твердения. Возможно введение пластиковых смол, а также особых красящих пигментов, стойких к щелочам. свойства бетона обычные:
- удельный вес около 2250-2350 кг/м3
- марочная прочность на сжатие М250 – М350
- коэффициент теплопроводности 2,105 Вт/м*град С
- морозостойкость в пределах F50 - F75
- водонепроницаемость W4 – W8
- водопоглощение до 6%
- индекс звукоизоляции 46 дБ
- негорючий, группа НГ
- абсолютная устойчивость к ультафиолету
Риски разрушения силиката оптоволоконных нитей в щелочной среде цемента имеются всегда, особенно в присутствии влаги и атмосферной воды, но в данном случае они минимальны, поскольку сечение нитей очень мало. Теоретически возможно заливать плиты любых толщин и даже массивные конструкции, но практически ограничиваются толщиной 200 мм и немного выше, по причинам специфики раскладки оптоволоконных нитей. Считают, что главные усовершенствования в производстве светящихся бетонов еще впереди. Бетоны реагируют и на солнечный дневной свет, и на искусственное освещение, и выглядят всегда по-разному, особенно если они подкрашены пигментами.
Основные области применения
Основные цвета выпускаемых блоков и плит – серый, белы и черный, а поверхности обрабатывают полировкой и шлифованием, до глянца или матового блеска. Использование изделий – декоративное, для интерьера или отделки помещений. Возможны стационарные перегородки и облицовка с подсветкой. Прекрасно выглядят лестницы на больцах со ступенями из прозрачных бетонных плит. Популярны оригинальные предметы декора и мебели – стулья, скамьи, столешницы, подоконники, напольные плиты и плитки, раковины и светильники. полноценные каркасы и монолит из прозрачных бетонов пока еще недоступны и по цене, и по технологиям, и применяют только в уникальных проектах.
Соединение блоков выполняют по типу кладки на цементно-песчаных и известковых растворах с добавкой эпоксидной смолы, полимеров и заполнителем из кварцевого песка или минеральной крошки, возможны добавки красителей. По нормам пожарной безопасности, про прочности и устойчивости данная кладка отвечает всем требованиям для возведения несущих стеновых конструкций. Крепеж делают на анкерных болтах и рамных анкерах.
Изготовление прозрачно-бетонных блоков своими руками
Вполне рентабельная идея – ведь компоненты для прозрачного бетона нисколько не дороже, чем для обычного, как и опалубка и оборудование для смешивания. Основная трудность – уложить в структуру оптоволоконные нити и сориентировать их строго определенно – практически в одну линию. Потребуется мелкозернистая сухая смесь для бетонов (возможен самостоятельный подбор состава из портландцемента М400, кварцевого песка и пластификатора), чистая вода и оптоволоконные нити сечением до 0,25; 0,5; 1,0 мм и длиной соответственно толщинам будущих блоков или плит. максимальную толщину нитей называют в 2,5 мм. Базовый состав – Ц:П:В = 1/3/0,5.
Замешивать необходимо с бетономешалке или строительным миксером, маленькими порциями, очень важна однородность смеси, которой добиться ручным замесом практически невозможно. Смесь должна быть подвижная, но не текучая и без признаков расслоения. Воду вводят после смешивания, цементного вяжущего и песка, общее время замеса не меньше 6-7 минут. Оптимально брать готовые сухие смеси с точной дозировкой и подбирать водоцементное отношение самостоятельно.
Опалубку необходимо сконструировать в виде короба, но по принципу скользящей опалубки – стенки должны иметь возможность плавного смещения вверх по мере схватывания нижних слоев заливки. Опалубка может быть любой конфигурации, но для первых опытов нецелесообразно брать сложные формы, лучше куб или прямоугольник. Важно устойчивое и ровное положение формы-опалубки, со строгой выверкой горизонта.
Первый слой бетонной смеси заливают тонко – до 1 см, только для фиксации «подушки», и сразу распределяют поэтому слою оптоволокно, немного его утапливая. Можно укладывать пучками, рисовать картины или логотипы – после обретения минимальных навыков. Как только нижний слой пройдет первую фазу схватывания, осторожно заливают следующую дозу жидкой бетонной смеси и опять прокладывают оптоволокно. Нижний слой повреждать нельзя. Уплотнение смеси практически невозможно, и добавка пластификатора необходима для подвижности смеси. Алгоритм повторяют, постепенно сдвигая короб, пока не будет достигнут нужный габарит изделия. После схватывания последнего слоя опалубку снимают. Время выдержки зависит от условий твердения, и их лучше задать по оптимуму – влажность воздуха не менее 95%, температуру от 25⁰С. Держать изделие в опалубке следует не меньше суток, возможно и до трех суток. После набора необходимой для механических работ прочности (нормативно семь суток при нормальных условиях твердения) начинают шлифовку и полировку граней изделия, перпендикулярных поперечному сечению оптоволоконных нитей. Шлифовать необходимо, этот процесс выполняют и на производствах, чтобы открыть поперечные сечения оптоволокна, покрытые цементной пленкой и раствором. Финишная обработка требует шлифовки с применением алмазного диска.
Затраченное время окупается, поскольку кустарные прозрачные изделия получаются эксклюзивными и достойными по качеству, а при приобретении некоторого навыка можно делать и очень художественные вещи. Возможно изготовление столешниц, элементов декора и практичных вещей – светильников или плит для облицовки пола и стен. Прозрачный бетон своими руками – трудоемкий и кропотливый процесс, но прайсы производителей, где обозначены цены до сотни тысяч рублей за одно изделие габарита 1,2*0,6 м – однозначно вдохновляют на работу.
В процессе нет ничего сложного – послойно укладывать оптоволокно и мелкозернистую подвижную смесь, а после набора прочности отшлифовать – для максимальной декоративности и оптимального светопроводящего эффекта. Интересно то, что оптические характеристики зависят вовсе не от толщины и габарита изделий, а только от точности положения оптоволоконных нитей и их процента в составе. Хотя нужно отметить, что мелкоячеистые бетоны имеют больше иллюзорной воздушности, изделия из них показывают все свои грани, углы и структуру «насквозь». Чем плотнее расположены световоды, тем больше светопропускающий эффект.
Еще один интересный эффект, который стоит того, чтобы поэкспериментировать – брак в работе в виде случайного смещения нитей оптоволокна (в результате слишком большой подвижности, текучести смеси или от механического воздействия при заливке) приведет к тому, что светопропускающая способность снизится, зато узоры на просвет получаются уникальные. Но в любом случае каждое изделие неповторимо.
