Прозрачный бетон: особенности и характеристики

С развитием новых технологий производства появляются достаточно необычные, на первый взгляд, материалы, например, прозрачный бетон. Традиционное представление о бетоне, как о тяжелом каменном монолите, ломается уже при первом знакомстве с необычной структурой. Это не фокус и не рекламный трюк строительной компании, это реальный стройматериал, из которого при желании можно даже построить небольшой дом.
Прозрачный бетон было бы более правильным назвать светопроводящим, потому что до полной прозрачности его разработчику еще очень далеко. Светопроводящий бетонный массив из-за новизны и ограниченного использования относительно дорого обходится в производстве, хотя технология прозрачного бетона не требует специального суперсложного оборудования или уникальных материалов.
Для изготовления прозрачного бетона используются:

• Специальные сорта цемента с предельно малым размером цементного зерна;
• Стеклянное кварцевое волокно в бобинах;
• Смачивающие и воздуховытесняющие присадки к бетону;
• Чистый кварцевый песок, точнее, пыль или пудра высокой чистоты.

Если удастся задешево купить или достать все перечисленные компоненты нужного качества, то вполне реально наладить изготовление блоков из прозрачного бетона своими руками. Пока стоимость исходных материалов делает светопроводящий массив достаточно дорогим в домашнем производстве.

Для производства прозрачного материала нельзя использовать фиброволокно, которое традиционно применяется для стеклопластиков и материалов с хаотичной структурой армирования. Для прозрачного бетона требуется полупродукт – кварцевое волокно в нитках, которое получают на специальных литейных машинах. Это полупродукт, он нам и нужен.

СВОЙСТВА ПРОЗРАЧНОГО БЕТОННОГО МАССИВА

Если попытаться изготовить прозрачный материал на рубленом волокне, получится обычный, абсолютно непрозрачный фибробетон. Весь замысел изготовления прозрачного массива строится на использовании сплошного стекловолокна, диаметром 0,25 мм.

Конструктивно прозрачный бетон представляет собой всего лишь массив из уложенных определенным образом волокон, залитых связующей матрицей на основе бетонного раствора высокой текучести и малой усадки.

То есть реально через прозрачный бетон можно увидеть яркий свет или контуры предмета, в условиях недостаточной освещенности светопропускающий материал выглядел бы, как обычный бетон. Если бы прозрачный материал был аморфным монолитом, подобно стеклу, то максимум можно было бы получить полметра прозрачности.

При этом прозрачный бетон за счет армирования обладает высокой прочностью на изгиб и растяжение, к вибронагрузке и знакопеременному нагружению. материал показывает приемлемые теплоизоляционные качества — 2,1 Вт/м∙К.

Из прозрачного бетона можно было бы запросто строить дома и здания, заборы и гаражи, если бы не одна проблема — цена на инновационный материал составляет всего 500-900 евро за метр квадратный двадцатисантиметрового блока.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЗРАЧНОГО БЕТОНА

Замечательным качеством прозрачного бетона является возможность изготовить его в кустарных условиях по упрощенной технологии. В лабораторных условиях используются специальные методы упрочнения бетонной матрицы подобно пенобетону. В результате получается светопропускающий материал, обладающий в 2-3 более высокими удельными прочностными характеристиками, чем бетон, сделанный в гараже или в сарае.

ДЕЛАЕМ КАЧЕСТВЕННЫЙ ПРОЗРАЧНЫЙ БЕТОН СВОИМИ РУКАМИ

Методику производства светопропускающей отливки можно найти в многочисленных дайджестах и сайтах строительной тематики, но большинство из них просто копируют описание разработчика. Попробуем сделать прозрачный бетон, наиболее близкий по качеству к оригиналу. Предварительно потребуется изготовить разборную форму из пластика или дерева со съемным дном и крышкой.

Последовательность операций:

• Стекловолокно аккуратно промываем 647 растворителем, чтобы смыть с поверхности консервирующую смазку. Волокно необходимо нарезать на отрезки, по длине равные толщине будущего блока из прозрачного бетона;
• Несколько раз просеиваем цемент и песок на самых мелких ситах, отделяем все загрязнения, готовим замес по стандартной рецептуре 1:3, добавляем очищенную воду и изопропиловый спирт 1:10. Цементно–песчаную массу рубим острым шпателем, чтобы выдавить максимум воздуха;
• Укладываем на дно формы небольшое количество бетонной массы и выкладываем слой из отрезков стекловолокна толщиной не более 1 мм. Волокна должны быть уложены строго в одном направлении. Стекловолокно утапливаем в растворе шпателем и придавливаем крышкой;
• Процедуру необходимо повторить до полного заполнения формы. Залитый блок оставляем на сутки без разборки, после чего снимаем стенки и днище и выкладываем во влажном помещении на несколько дней.

В итоге должна получиться заготовка, похожая на кирпич или плитку с грубыми неровными гранями. Чтобы добиться прозрачности, торцы отливки необходимо отшлифовать и отполировать, первоначально наждачной бумагой, затем с помощью суспензии из пемзового порошка и воды.

Основная статья расходов приходится на приобретение дорогостоящего стекловолокна, поэтому его при кустарном производстве зачастую пытаются заменить более дешевыми поликарбонатными волокнами аналогичного сечения. Технология изготовления поддельного прозрачного бетона примерно такая же, за исключением промывки волокна с помощью органических растворителей. Чтобы улучшить сцепление с поликарбонатными волокнами, в состав цементно-песчаной смеси добавляют водорастворимые марки клея.

Поддельный прозрачный бетон легче оригинальной светопроводящей матрицы, легко ломается при ударе и растрескивается при сильном нагреве. Как показывают данные строительной лаборатории, настоящий прозрачный массив из минерального стекловолокна легко переживет нагрев до 150оС, так как стекло и кварцевый песок, входящие в состав матрицы, обладают одними и теми же характеристиками.

ПРИМЕНЕНИЕ НЕОБЫЧНОГО МАТЕРИАЛА

Запредельная стоимость полупрозрачного бетона ограничивает его использование в качестве строительного материала. Сегодня светопропускающий массив применяется в первую очередь, как материал для изготовления светильников, полупрозрачных стен и перегородок, декоративных элементов интерьера офисов и даже в качестве световых вставок в стенах многоэтажных зданий.

В перспективе прозрачный бетон, при условии снижения стоимости производства, способен заменить большую часть технологических оконных проемов и остекления, применяться для навесов и крыш. Стекловолокно может избирательно пропускать солнечный свет, поэтому из светопроводящего материала можно изготавливать дешевые небьющиеся панели для теплиц, спортивных сооружений, потолочных плит перекрытия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В домашних условиях из прозрачного бетона обычно изготавливают светильники, защитные панели, заменяющие окна в подсобных помещениях. Из прозрачных панелей идеально получаются перегородки в доме, особенно, если планировка помещения выполнена в виде одной большой студии. Стенкой из светопроводящего материала бетона можно отделить кухню от гостиной, сделать шкаф или подставку для цветов.