Сырье и рецептура для стеклофибробетона

Основные расходные составляющие при производстве СФБ

В таблице приведены технические характеристики материалов для производства СФБ-конструкций и изделий:

№	Виды технологий	Диапазон расхода материалов, кг/м3			Размеры, мм
		Фибра*	Цемент	Песок*	Заполнитель (песок)
1	Набрызг: - на жесткие формы - на надувную опалубку -для гидроизоляционных покрытий	30-80 40-100 40-60	900-1200 800-1200 800-1200	900-1200 800-1200 800-1200	1.0-2.0 1.5-2.0 1.0-1.5
2	Премиксинг: - в смесителях типа ССВ - в смесителях типа CПШ**	30-60 40-80	600-1000 600-1000	600-1000 600-1000	1.5-2.5 1.5-2.5

Примечание: * - при среднем отношении песок:цемент = 1:1;
  ** - с прутковошнековыми укладчиками;

Рецептура стеклофибробетона включает четыре компонента:

• Цемент. Марка М500. Белый цемент предпочтительнее.
• Песок. Размеры песчинок от 0,5 до 1,2мм. Кварцевый песок предпочтительнее.
• Вода.
• Стеклянное щелочестойкое волокно. Фибра не должна раствориться в щелочной среде бетона. Поэтому волокно содержит диоксид циркония (ZrO2). Минимальное содержание ZrO2 составляет 14%.

Материалы для производства стеклофибробетона

Пропорции компонентов:

• Цемент и песок в пропорции 1 к 1 по массе.
• Воды в количестве 40-45% от массы цемента.
• Стеклянное щелочестойкое волокно в количестве 1,5-5,0% от массы цемента и песка.

Воды следует использовать как молжно меньше. Тогда иделия будут прочнее. Чем меньше воды, тем меньше усадка и лучше самоуплотнение бетона. Чтобы уменьшить содержание воды, используют пластификаторы, чтобы сделать смесь более подвижной. В таком случае воды нужно 28-32% от массы цемента.

Волокно поставляется в бобинах по 14-20кг. Волокно в бобине называют ровинг. Волокно, порубленное на отрезки нужной длины, называют «фибра».

Типовой рецепт на один рабочий цикл:

• 50 кг цемента;
• 50 кг песка;
• 20 кг воды;
• 2кг стеклянного щелочестойкого волокна.

В итоге будет получено 0,05м3 стеклофибробетона. Толщина изделий из СФБ от 15мм до 40мм. Средняя толщина изделий из СФБ составляет 20мм.

Таким образом из затраченного сырья можно получить 2,5м2 фасадных панелей или декора или любых других изделий произвольной геометрии, формы с любым рисунком и рельефом.

Посчитаем себестоимость изделий из СФБ. Используем розничные цены на компоненты в Москве на 01 марта 2020 года.

• 50 кг белого цемента. Цена 11,5 USD
• 50 кг кварцевого песка с фракцией 1,0 мм. Цена 4,5 USD.
• 20 л воды. В России – бесплатно.
• 2кг стеклянного щелочестойкого волокна с содержанием оксида циркония 14%. Цена 9 USD.

Суммируем: 11,5 + 4,5 + 9 = 25 USD.

Получаем, что себестоимость 2,5м2 изделий из СФБ (при толщине 20мм с содержанием стеклянного волокна 2%) составляет 25 USD, то есть 1 м2 = 10 долларов США. Это цена в Москве, самом дорогом городе России.

1м2 таких изделий из СФБ продают в Москве, в среднем, за 60 долларов США. Чистая прибыль (за минусом всех расходов и налогов) составляет, в среднем 20 USD.

Цена за 1м2 уменьшится, если:

• дешевле купить цемент;
• дешевле купить песок;
• дешевле купить волокно.

Цена за 1 м2 увеличится, если:

• изделие будет толще, чем 20мм.
• процент армирования волокном больше, чем 2%.

Чтобы не сделать изделие толще, чем нужно, и не потратить волокна больше, чем нужно, следует точно рассчитать эти параметры.

В России методики расчёта всех параметров СФБ изложены в специальном документе: «Ведомственные строительные нормы 56-97». Все производители стеклофибробетона в России и странах ех-СССР используют этот научный труд.

На свойства стеклофибробетона оказывают влияние:

• количество фибры;
• соотношение цемента, песка и воды,
• ориентация и длина фибры,
• условия твердения.

Количество фибры, ее длина и ориентация влияют на предел прочности при растяжении, предел прочности при изгибе и ударную вязкость.

• Минимальное содержание фибры — 1,5% по массе.
• Среднее содержание фибры – 3,0% по массе. Столько рекомендуется для обеспечения хорошей прочности.
• Максимальное содержание фибры – 5,0% по массе. Если фибры больше 5%, то увеличивается вовлечение воздуха и уменьшается плотность бетона.

Щелочестойкое стекловолокно для производства стеклофибробетона

Оптимальное содержание фибры рассчитывается, исходя из габаритов изделия, назначения и нагрузок, которые должно выдерживать это изделие при эксплуатации.

Длина волокон влияет на прочность стеклофибробетона. Для пневмонабрызга оптимальная длина составляет 15–30мм.

Прочность изделий из СФБ обусловлена тем, что при напылении раствора с волокном формируется композиция с двухмерной случайной ориентацией волокон.

Стеклофибробетон фактически является композитным материалом. Он соответствует определению композита: пластичная основа, армированная наполнителем, который придает изделию прочность и жёсткость.

GFRC Raw Materials and Composition