Технология производства прозрачного бетона своими руками

Технология производства прозрачного бетона своими руками

Бетон – один из самых прочных строительных материалов с исключительно высокими техническими и эксплуатационными характеристиками. Неоспоримое преимущество рассматриваемого материала – продолжительный срок службы. Несмотря на то, что у бетонного состава есть ряд преимуществ, без недостатков не обошлось.
Главный недостаток цементного состава – непривлекательность внешнего вида, ему требуется декоративная отделка. Впрочем, строительные технологии развиваются семимильными шагами. Как следствие, технологи разработали принципиально новый тип бетонов – светопрозрачный.
Речь идёт о строительном материале, позволяющим создавать реалистичные силуэты животных и людей, что по сути своей – великолепное дизайнерское решение при сооружении объектов, зданий. Прозрачный бетон легко изготовить собственноручно, что способствует сокращению расходов на дорогостоящие стройматериалы.

Определение прозрачного бетона
Прозрачный бетон – уникальный стройматериал, изобретенный господином Лошонци, одним из ведущих венгерских архитекторов. Он занимался поиском возможности обеспечения своих конструкций дополнительным освещением, при этом технически характеристики цементного состава никоим образом не ухудшаются. Как результат, архитектор решился на изменение внутренних составляющих строительного материала.
По прошествии 15 лет непрекращающихся поисков и экспериментов ему удалось разработать и ввести в строительную отрасль принципиально новый декоративно-отделочный материал – прозрачный бетон. Он получил название Литракон. В состав материала внедряют композиционные мелкозернистые соединения на основе стекловолокна.
Главный недостаток прозрачных бетонов – производство невозможно в больших масштабах и объёмах, поэтому они выпускаются главным образом в форме строительных блоков.

Несмотря на очевидные преимущества прозрачного бетона, не стоит оставлять без внимания и ключевой их недостаток – высокая цена, применяемых материалов. Суммарно ценник приближается к нескольким тысячам долларов.

Технические характеристики и особенности прозрачного бетона
Прозрачный бетон отличается не только уникальным внешним видом, но и следующими характеристиками:

  • теплоизоляция;
  • водостойкость;
  • высокие прочностные характеристики;
  • возможность собственноручного производства;
  • шумоизоляция.

Поскольку в состав цемента входит стекловолокно, в материале обеспечивается выраженное армирующее действие. Это способствует улучшению реальных характеристик состава:

  • высокая прочность на изгиб и сжатие;
  • морозоустойчивость;
  • уровень влагопоглощения повышается до 6%.

Одно из главных преимуществ современного литракона – экологическая чистота и безопасность. Характеристики материала проходят сертификацию. Минус материала – невозможность получить светопроводящий состав на строительной площадке, где установлена готовая опалубка.

Свет пропускается за счёт специального оптоволокна, входящего в состав строительного материала. За счет него обеспечивается пропускание световых лучше на протяженности до 2 м. Оптоволокно устойчиво к температурным колебаниям, термическому воздействию, ультрафиолетовому излучению.
В дневное время суток такой прозрачный бетон пропускает внутрь жилого пространства естественный свет. В такой способ можно обеспечить комнатным освещением приусадебный участок, садовую зону. В продаже встречается материал серого, белого и черного цветов. Светопроводящие элементы фиксируются строительными растворами, анкерами, либо другими фиксирующими составами. На сегодняшний день блоки доступны в различных цветовых вариантах.

Область применения прозрачного бетона
Литракон применяют для формирования уникальных дизайнерских элементов:

  • внутренних перегородок;
  • лестниц;
  • столешниц;
  • фасадов сооружений.

Пришло время подробнее остановиться на технологии производства прозрачного бетона своими руками.

Технология производства прозрачного бетона своими руками
Производство прозрачного бетона можно организовать и своими руками, если внимательно подойти к технологическому процессу. Главная проблема – технологическая сложность подготовки литракона, а если быть точнее, то необходимость в чётком соблюдении необходимых ингредиентов.
Для получения светопроводной структуры необходимо подготовить 4% оптоволоконного цемента от общей массы состава. Не менее важно укладывать нити в правильном направлении, – они располагаются в строго одну сторону.

Чтобы подготовить литракон своими руками важно подготовить несколько компонентов:

  • очищенная вода;
  • цементная смесь с добавлением мелкозернистого заполнителя;
  • стекловолокно.

С технологической точки зрения, производство литракона можно представить следующим образом.

  1. Предварительно необходимо изготовить короб, являющейся плавающей опалубкой. Она перемещается в вертикальном направлении, при застывании основной массы раствора.
  2. Готовый короб монтируют на подготовительную поверхность, предварительно выравненную. После этого подготовленную смесь небольшим объёмом подают в основание опалубки.
  3. После этого происходит укладка стекловолокна в уже залитую бетонную смесь, слегка утапливая материал.
  4. Затем необходимо выждать, чтобы раствор схватился, и только после этого осуществляется заливка следующей порции.
  5. Заливка повторяется и устанавливается стекловолокно. Периодичность повторяют до окончательного заполнения устройства опалубки.
  6. К демонтажу опалубки и шлифовке блоков приступают по факту завершения заливки последнего слоя.

Производство мелкозернистого бетонного раствора сводится к последовательному смешиванию 1 ч цемента и 3 ч песка. Что касается воды, то ее вводят постепенно, принимая во внимание итоговую массу цемента. Но суммарный объём воды не должен превышать 50% от всего состава. После чего вносят специализированные компоненты, пластификаторы, в соответствии с рекомендациями компании производителя.

После завершения формирования прозрачного бетона начинают окончательную шлифовку. С этой целью осуществляется распалубка. Ее проводят спустя 3 дня после установки опалубки. В условиях невысокой влажности изготовленные блоки выдерживают 5 дней.

Литракон – распространенный современный материал, отличающийся не только безупречным стилем и внешним видом, но и исключительными техническими характеристиками.

Есть ли смысл самостоятельно изготавливать прозрачный бетон

Прозрачный бетон (светопроводящий бетон) по структуре состоит из мелкозернистого высокопрочного бетона и расположенных в определенном порядке световолокон.

С о д е р ж а н и е

  1. Применение прозрачного бетона.
  2. История создания прозрачного бетона.
  3. Немного об оптоволокне.
  4. Прозрачный бетон своими руками.

Применение прозрачного бетона

Если в бетонных блоках световолокно расположено горизонтально и параллельно между собой, то стена, состоящая из таких блоков, способна пропускать свет в обоих направлениях без изменения геометрических размеров освещенных объектов.

При этом четкое очертание предметов за стеной из полупрозрачного бетона увидеть не получится, но их контуры (тени) вполне различимы.

Задача современных технологов создать светобетон с улучшенными характеристиками: увеличить проходимость света, создать поверхность, не требующей дополнительной обработки, перевести светобетон из разряда «декоративный» в «строительный», уменьшить себестоимость материала. Это позволит заменить широко распространенные в домостроении металлостеклянные конструкции.

Сегодня же основное назначение полупрозрачного бетона в его декоративных возможностях.

Если световолокно собрать с одной стороны в пучок, а с другой произвольно или в заданном порядке распределить на излучающей свет поверхности, то, установив около входа в пучок источник света с изменяемым спектром, можно получить неповторимые цветовые эффекты. Если источник света установлен в теле бетонного объекта, то создается впечатление свечения изнутри.

Управлять таким источником можно по радиоканалу. Поэтому такой светобетон все чаще находит свое применение в архитектурной облицовке как стен зданий, так и для создания интерьера в помещениях.

История создания прозрачного бетона

Многие сегодня считают, что прозрачный бетон был разработан совсем недавно. Действительно в последнее время появилось много новых разработок усовершенствованного светопроводящего бетона, благодаря использованию современных технологий и материалов.

Но прозрачный или светопроводящий бетон был запатентован канадцем Бернардом Лонгом еще в 1935 году.

В 90-х годах прошлого столетия начали проводить первые промышленные испытания образцов светобетона. И в результате работ венгерского архитектора Арона Лосонци был получен и запатентован первый коммерческий образец светопрозрачного бетона под названием Литракон.

Сегодня задача современной технологии улучшить параметры (о которых говорилось ранее) полупрозрачного бетона с целью расширения его применения в строительстве.

Прозрачный бетон и самоделкины

Интерес к светопрозрачному бетону постоянно растет и, естественно, также со стороны самоделкиных.

Изготовить своими руками оригинальный подарок или изделие для своего дома — очень заманчивая идея.

Насколько это трудно или легко осуществить не профессионалу можно оценить посмотрев видеоролик из Ютуба, взятого в качестве примера для обсуждения (см. наверху страницы).

Как признается сам автор ролика — процесс изготовления простейшей фигуры в виде бетонного кубика очень долгий и кропотливый.

Он прав: подготовка рисунка на стенке формы, укладка стекловолокна, трамбовка бетонной смеси, обрезка и полировка изделия — процесс длительный, требующий большого терпения и усидчивости.

Но, самое главное, мастер достиг своей цели — прозрачный бетон или светопроводящий бетон изготовлен.

Стоит ли использовать предложенную технологию для изготовления своего оригинального подарка — решать читателю.

Есть несколько предложений по упрощению этой технологии.

Использование металлической сетки

Если вам хочется сделать световой рисунок, то проще не фрезеровать форму, а использовать обычную с мелкой ячейкой металлическую сетку.

Вспомните, как в школе учили делать копию рисунка. Сначала рисунок разлиновывают, делая масштабную сетку. Затем, поэлементно каждую клетку переносим на рабочую поверхность.

Таки образом можно масштабировать любой рисунок и в большую, и в меньшую сторону.

В нашем случае такой поверхностью является металлическая сетка. Пропустив через нее отрезки световолокна, получим необходимый рисунок.

Для исключения возможных искажений геометрических размеров передаваемого через блок изображения можно использовать две одинаковые сетки на противоположных концах световолокон.

Если планируется изготовить светоизлучающее изделие, то достаточно использовать сетку с одной стороны, а пучок соединенных между собой световолокон у источника света.

Второе.

Если необходимо получить наибольшую светопередачу, то можно использовать большее по диаметру световолокно: 3…4 мм.

Третье: используйте мелкозернистый бетон

И это самое главное. Не надо ни чего трамбовать. Используйте мелкозернистый саморастекающийся бетон. О нем достаточно подробно уже рассказывалось при изготовлении пустотелого бетонного ангела.

Если нет желания приготавливать состав самому, то можно купить и использовать для этой цели цементную смесь для заливки бетонных полов.

Главное ее достоинство — высокая прочность и отсутствие необходимости вибрирования бетонной смеси.

Если нужно получить изделие из светопроводящего бетона произвольной формы, то можно использовать пластичный (архитектурный, художественный, скульптурный) бетон, который неоднократно применялся в наших работах и экспериментах, о которых рассказывалось на страницах kamsaddeco.com.

Если в декоративных целях требуется сделать что-то больших размеров с использованием световолокна, то надо учитывать ограниченную световую проводимость последнего, а также его немалую стоимость.

Поэтому сначала надо посчитать, что будет выгоднее: изготовить полупрозрачный бетон или сделать из обычного с подключением внешней красивой подсветки.

Немного об оптоволокне

♦ Оптическое волокно (Википедия) — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик). Используется для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

В настоящее время чаще используют синтетические волокна. Сердечник в таком оптоволокне изготавливают из полиметилметакрилата (органическое стекло), а оболочку из фторполимеров.

Органическое стекло представляет из себя синтетический виниловый полимер. Его еще по-другому называют Plexiglas.

В зависимости от диаметра волокна 1 метр ориентировочно стоит:

2 мм — 80 рублей (1,3 $)

3,5 мм — 140 рублей (2,3 $)

4 мм — 150 рублей (2,5 $).

Естественно, чем больше диаметр световолокна, тем легче его устанавливать в форме перед заливкой бетоном. Также вместо сетки можно использовать отверстия, просверленные в стенках формы и равные диаметру нити.

Заключение

Область применения светопрозрачного бетона постоянно расширяется. Так, например, при оформлении интерьера кафе, ресторана и других мест отдыха светопрозрачный бетон можно использовать для динамически изменяемых световых решений на стенах, полах помещений или арт-объектов.

Все чаще применяется компьютер. Он управляет цветными источниками света, к которым подводятся пучки световолокна, проходящие через бетонные конструкции. Используя аналог R-G-B сигнала, можно получить, может быть пока не совсем качественное, но видео изображение.

Светопрозрачный бетон (литракон) своими руками

Уже не одно десятилетие в строительстве применяют бетон – это прочный материал сделан из смеси цемента, песка и камней. Правильное соотношение материалов сильно влияет на крепость бетона. Методом проб и ошибок идеальная формула была найдена, и вот спустя долгие годы бетон нашел новое применение в сфере жизни человека. Речь идет о прозрачном бетоне.

Назначение

Бетон считается скучным материалом и обычно идет на черновую работу. Чтобы он заиграл новыми красками, была разработана новая методика изготовление бетонных блоков.

Светопропускающий бетон или «Литракон» – благодаря новым свойствам материал стал активно использоваться в качестве декора, для отделки зданий, перегородки в помещениях и даже для оформления ламп.

Архитектор из Венгрии Арон Лошонци долго экспериментировал, прежде чем у него, наконец, вышел прозрачный бетон. Из чего состоит новый материал:

  • цемент;
  • мелкозернистый песок;
  • фиброоптические волокна;
  • специализированные добавки для лучшей формуемости.

Виды и характеристики

Прозрачный бетон, пропускающий свет

В основном для создания прозрачного бетона используют:

  • высококачественный портландцемент (ПЦ) М300-М700;
  • мелкий кварцевый песок размером 2-3 мм;
  • гранитная или кварцевая крошка.

Чтобы смесь легко укладывалась, в неё добавляют различные пластификаторы, которые понижают соотношение воды к цементу.

Тот самый эффект прозрачности дает фиброоптическое световолокно диаметром от 0,25-0,5 мм. Укладывают его ровно или создают рисунок, логотип или надпись. Данное волокно занимает всего 5% от общего объема. Чем больше светопроводящих волокон в составе, тем прозрачнее бетон, но меньше прочность.

Характеристики прозрачного бетона схожи с обычным:

  • Плотность 2050-2400 кг/м 3 ;
  • Прочность при сжатии 20 МПа;
  • Морозостойкость до F100;
  • Теплопроводность 0,1-02 Вт/(м·°С);
  • Водонепроницаемость W4-W6;
  • Водопоглощение 8%;
  • Группа горючести НГ;
  • Индекс звукоизоляции 48-52 дБ.

Светопрозрачный бетон считается экологически безопасным материалом с высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Для защиты от силикатной коррозии блоки покрывают специальными растворами.

Области применения

Благодаря высокой вариативности выпуска прозрачного бетона сфера применения для него расширилась до бесконечности. Самое простое использование, конечно же, в строительстве.

Идеально подходит для внутренней или внешней отделки. Особенно оригинально смотрится вместо окна на балконе. Вечером свет из окон создаст на бетоне красивый орнамент, что придаст квартире изюминку. Также подходит для сооружения перегородок и лестниц.

Прозрачный бетон полюбился обычным потребителям для создания:

  • Лавочек;
  • Необычных фонтанов;
  • Ночников или декоративного освещения;
  • Подсвеченных стен.

Создание подобных творений дизайнерской мысли может быть неосуществимым из-за высокой цены одной панели. В этом случае можно создать такой бетон самому.

Изготовление своими руками

Для создания качественного блока прозрачного бетона следует приобрести специальное оборудование. Для повышения прочности блока каждый слой состава подсушивается, обрабатывается, а затем кладут новый слой. Процедура повторяется несколько раз.

Для тех, у кого нет денег на оборудование, особо смышленые мастера уже изобрели способ изготовления прозрачного бетона для «чайников». Для этого понадобится:

  1. Одна доля ПЦ;
  2. 2,5-3 доли мелкого песка;
  3. Световолокно (5% от общей массы);
  4. 0,5 доли воды.

Сначала смешиваются ингредиенты для создания обычного бетона (в прозрачный он превратится в процессе). После того, как смешали песок, цемент и воду, нужно не забыть хорошо перемешивать состав в течение 6 минут. Далее готовится скользящая ёмкость и начинается укладка:

  1. Слой бетона в 0,5-1 см.
  2. Слой волокон (немного вдавить).
  3. Оставить засыхать.
  4. Повторить первые пункты.

Количество слоев зависит от желаемого размера блока. Нужно учесть, что после изготовления блока его следует хорошо обработать на станке – только так будет получен идеальный прозрачный бетон.

Цены на прозрачный бетон

Себестоимость светопропускающего бетона довольно высока, поэтому если решили использовать такой материал, то лучше закажите его из Европы. Но из-за возросшей популярности наши производители стали активно осваивать тонкости производства прозрачного бетона.

Обратите внимание! Производство прозрачного бетона отлично подходит для стартапа новым предпринимателям. Рынок еще не освоен и любой сможет беспрепятственно занять новую нишу.

Реализацией светопроводящего бетона в России занимается пока только две компании Litracon и Lucem. Товар приходит из Европы, так что к цене еще добавляется стоимость транспортировки. Цена стандартных панелей прозрачного бетона начинается от 54 000 рублей и может достигать 320 000 рублей, в зависимости от толщины блока. Не стоит также забывать о стоимости доставки.

Плюсы и минусы

Просвечивание бетона красным светом (справа)

Что можно отнести к плюсам:

  • Широкая сфера применения;
  • Высокое качество продукта;
  • Неосвоенность рынка (можно освоить самому).
  • При добавлении фиброоптического световолокна сильно страдает прочность блока.
  • Сложность производства;
  • Высокая цена;
  • Отсутствие отечественных производителей.

Это самые ярко выраженные достоинства и недостатки. В целом, светопроводящий бетон очень быстро освоился на рынках мира, а дизайнеры всюду пытаются найти место для него в своих проектах (на улице всё чаще можно встретить их творения). Прозрачный бетон уже завоевал свою аудиторию и не собирается останавливаться.

Прозрачный бетон и его применение

При строительстве любого объекта применяются самые разные материалы, наиболее востребованный и широко используемый из них – бетон. Изделия, изготовленные с применением бетона, имеют большой срок службы, устойчивы к перепадам погодных условий и температур, обладают повышенной прочностью.

  • Основные характеристики литракона
  • Состав прозрачного бетона
  • Технология производства
  • Расход материалов для приготовления
  • Область использования светопроводящего бетона

Однако прогресс коснулся и строительных технологий. Сегодня на строительном рынке появился необычный стройматериал – прозрачный бетон, другое название – литракон.

Основные характеристики литракона

Главное преимущество нового материала – его экологическая чистота и безопасность. Входящие в состав прозрачного бетона компоненты не содержат примесей, вредных для здоровья человека, и проходят предварительную экологическую экспертизу.

Литракон характеризуется повышенной прочностью. Одним из положительных качеств прозрачного бетона является его шумо и теплоизоляция, он доступен для изготовления своими руками.

Недостатки у литракона тоже имеются. Технология производства не позволяет осуществлять его изготовление непосредственно в опалубке на строительных площадках. Однако самый большой минус прозрачного бетона – это его цена. Именно из-за его дороговизны, литракон чаще используется не для строительства, а для дизайнерских решений, в виде вставок или отдельных элементов декора.

Состав прозрачного бетона

В состав нового вида бетона входят всего несколько компонентов:

  • портландцемент;
  • чистый песок самой мелкой фракции;
  • пластификаторы для улучшения текучести раствора;
  • очищенная от химических примесей вода;
  • оптоволокно с диаметром до 2,5 мм.

Технология производства

Для производства прозрачного бетона потребуется специальное оборудование в виде вибростола. Заранее следует подготовить опалубку. Стекловолокно по своей длине должно соответствовать длине опалубки.

Раствор рекомендуется готовить небольшими порциями. Сначала смешивается сухой цемент и песок в пропорции 1:3. Далее в сухую смесь добавляется чистая вода, ее количество составляет около 50% от количества цемента.

После добавления в смесь воды раствор перемешивается миксером в течение 5–6 минут. Затем в подготовленный раствор добавляются пластификаторы, и смесь опять тщательно перемешивается.

После приготовления раствора его укладывают тонким слоем, примерно в 1 см, в подготовленную опалубку сверху размещают стекловолокна, слегка вдавливая их в раствор.

Следующий слой заливается в той же последовательности, но только после того, как выложенный слой раствора хорошо «схватится». Такая процедура выполняется до полного заполнения опалубки.

Как только вся форма будет заполнена, смесь оставляют до полного застывания примерно на трое суток. Затем опалубочная форма снимается, заготовка доходит до окончательной кондиции еще в течение недели, набирая прочность.

Окончательный этап — шлифование поверхностей при помощи алмазных дисков для удаления всех шероховатостей и придания эстетичного вида. Для монтирования готовых блоков используют стандартные готовые смеси, склеивают изделия эпоксидной смолой.

Расход материалов для приготовления

Средний расчет для создания одного кубометра светопроводящего цемента:

  • 500 кг портландцемента;
  • 1500 кг чистого мелкозернистого песка;
  • 250 литров очищенной воды.
  • стекловолокно длиной, соответствующей толщине бетона.

Область использования светопроводящего бетона

Из-за своей высокой стоимости литракон применяется для возведения особо значимых зданий. Сфера его использования не имеет границ, однако, чаще всего изделия из светопроводящего бетона применяют в возведении лестниц, перегородок, декоративных вставок.

Из него изготавливают раковины для частных домов и квартир, столешницы, декоративные фонтаны и другие изделия по заказу отдельных людей. Нити стекловолокна, входящие в состав литракона, создают неповторимые узоры.

Блоки из прозрачного бетона можно приобрести уже готовые, но можно сократить стоимость, изготовив их самостоятельно. Технология изготовления проста и понятна.

Описание и свойства прозрачного бетона

Прозрачный бетон — экзотическая новинка в области строительства. Созданный менее 20 лет назад, он перевернул представление о сером неприглядном монолите. Изобретатель из Венгрии Арон Локонши провел эксперимент, проложив в теле бетона оптоволоконные нити. Результат был удивительным. Свет, направленный на поверхность толстой непроницаемой плиты, легко проходил сквозь нее.

Архитекторы и дизайнеры интерьеров с восторгом приняли эту идею. Теперь строительная индустрия выпускает разновидности светопроницаемых бетонов: литракон, люцем, люмикон, иллюминарт. Легкие подсвеченные конструкции из них выглядят нарядно и эффектно.

  1. Описание и применение
  2. Компоненты и технические характеристики
  3. Как приготовить прозрачный бетон

Описание и применение

Состав светопрозрачного бетона отличается от традиционного отсутствием крупного заполнителя. В матрицу из смеси портландцемента, песка, воды и пластификаторов погружены тонкие светопроводящие нити. Раствор может колероваться как в классические цвета — черный, бежевый, белый, серый, так и в нестандартные — зеленый, красный, желтый.

На самом деле бетон не прозрачный, а светопроводящий. Его производят с добавкой специального кварцевого оптоволокна. Попадая на торец проводника, свет многократно отражается, преломляется в изгибах и выходит через другой конец. Поэтому светопропускная способность плиты не зависит от толщины, а только от плотности расположения нитей. Чем она больше, тем интенсивнее проникают лучи сквозь конструкцию.

При отсутствии источника света он ничем не отличается от обычного. Свои декоративные свойства он проявляет при подсветке лампами накаливания, светодиодами или солнечными лучами.

Производство изделий из прозрачного бетона достаточно дорого и мало распространено, поэтому конструкции отличаются высокой ценой. Выпускаются плиты толщиной от 25 мм до 30 см и типовыми размерами — 60х120 см. Стоимость квадратного метра прозрачного материала достигает 90 тысяч рублей, что обусловлено дороговизной оптоволокна. Но светопроводящие панели пользуются спросом, производство их растет.

Применение прозрачного бетона связано с его исключительными декоративными качествами. Светодиодная подсветка помогает наиболее выигрышно подчеркнуть достоинства материала. Из него изготавливают штучные арт-объекты — светильники в стиле лофт, светящиеся столешницы и подоконники, скамейки, ниши, стеновые панно.

В ресторанах, кафе и гостиницах панелями отделывают барные стойки, ресепшн, перегородки. Подсвеченные полы из прозрачного бетона — украшение любого, даже самого лаконичного интерьера.

Эксклюзивный дизайн имеют фасады и ограждения, выполненные из светопрозрачных блоков. Свойства материала позволяют применить его в необычном решении малых архитектурных форм — уличных фонарей, фонтанов, вывесок.

Интересная структура камня используется в дизайне лестниц, ступеней, сантехнической мебели.

Компоненты и технические характеристики

Основа прозрачного бетона — высококачественный портландцемент марок М300-М700. Мелкий заполнитель — кварцевый мытый песок фракции 2-3 мм, гранитная или мраморная крошка. Для улучшения удобоукладываемости смеси используют пластификаторы, понижающие водоцементное соотношение.

Светопроводность составу придает оптическое стекловолокно диаметром до 0,25-0,5 мм. Его укладывают равномерно по толщине плиты, чтобы создать направление световому потоку. Можно формировать подсвечиваемые логотипы, картины или надписи. Содержание волокон — до 5%.

Помимо оптической проницаемости включение нитей в состав камня придает ему высокую прочность на сжатие и изгиб из-за эффекта армирования. Добавка большего количества светопроводящих элементов увеличивает прозрачность, но одновременно ухудшает эксплуатационные характеристики.

Механические и физические свойства прозрачного бетона близки к оригиналу:

  • плотность составляет 2050-2400 кг/м³;
  • прочность на сжатие не менее 20 МПа;
  • класс морозостойкости до F100;
  • коэффициент теплопроводности 0,1-0,2 Вт/м°С;
  • водонепроницаемость W4 — W6;
  • водопоглощение до 8%;
  • группа горючести НГ;
  • индекс звукоизоляции 48-52 дБ;
  • экологическая безопасность;
  • устойчивость к УФ-излучению.

Прозрачный бетон неустойчив к силикатной коррозии во влажной среде, поэтому его поверхность обрабатывают защитными составами:

  • пропитками на водной или силиконовой основе;
  • воском для камня;
  • литиевыми пропитками;
  • лаками.

Они придают поверхности более высокую износостойкость, устойчивость к агрессивным средам, влагостойкость.

Прозрачный бетон можно шлифовать, полировать, резать, высверливать в нем отверстия. Отделочные панели крепят к основе приклеиванием или специальными незаметными анкерами. Светопрозрачные блоки укладывают на растворы с добавлением эпоксидной смолы.

Как приготовить прозрачный бетон

Желание сделать свой дом неповторимым, затратив к тому же на это минимум средств, близко каждому умельцу в нашей стране. Изготовление прозрачного бетона своими руками — задача несложная, требующая лишь соблюдения некоторых правил:

  1. Подготавливают компоненты для мелкозернистой бетонной смеси — портландцемент М300, просеянный чистый песок крупностью 2-3 мм, воду. Объемные пропорции материалов — 1:3:0,5.
  2. Смешивают сначала сухие составляющие, затем добавляют воду и затворяют смесь. Время перемешивания — 7-8 минут. Желательно использовать строительный миксер, чтобы цементно-песчаное тесто получилось однородным.
  3. Стекловолокно нарезают кусочками, соответствующими толщине изготовляемого элемента.
  4. Подготавливают скользящую опалубку в виде квадратного или прямоугольного короба. Заливку смеси осуществляют послойно, поэтому форма должна перемещаться по вертикали.
  5. Заливают слой раствора толщиной не более 0,5-1 см. В него утапливают отрезки оптоволокна, соблюдая вектор укладки. Если они будут расположены хаотично, светопропускная способность снизится или исчезнет совсем.
  6. Выжидают момента схватывания, после чего продолжают послойную заливку.
  7. Через 2-3 дня опалубку снимают, оставляют элементы до набора прочности примерно на неделю.

Для окончательной обработки необходимо отшлифовать поверхности для удаления цементного молока с концов кварцевых нитей. Это откроет доступ световым лучам.

Теперь можно использовать блоки для отделки вертикальных и горизонтальных поверхностей. При монтаже применяют строительный кладочный раствор, эпоксидный, полиэфирный или полиуретановый клей.

При креплении на каркас используют анкерные шпильки, технология похожа на устройство вентилируемых фасадов.

Если плитку укладывают на пол, поверхность обрабатывают защитными составами. Это увеличит износостойкость и долговечность покрытия, облегчит уход.

Прозрачный бетон — находка для желающих создать необычную отделку дома. Сочетание интересных внешних свойств и традиционных эксплуатационных качеств позволяют применять его как для изготовления декоративных элементов, так и нагруженных рабочих конструкций. В целях экономии светопроводящий материал можно сделать самостоятельно.

Прозрачный бетон своими руками

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.

Что представляет собой новый материал

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.

Остальные компоненты хорошо известны практически любому строителю. Это портланд-цемент М300 самого мелкого помола и песок, предварительно отсеянный, промытый и высушенный.

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.

После окончания процесса набора бетонной матрицей расчетной прочности прозрачный бетон демонстрирует следующие характеристики:

  • Прочность на статическом однолинейном сжатии соответствует уровню М250 или хорошего качественного бетона обычного состава;
  • Морозостойкость на уровне кладочного кирпича F-50;
  • Водопоглощение составляет около 6%, что очень много для материала на основе цемента;
  • Светопропускание составляет всего 3-4%. Но даже этого значения достаточно, чтобы создать иллюзию прозрачности.

На самом деле прозрачный бетон представляет собой монолит, в котором заделаны сотни тысяч мельчайших оптических каналов, благодаря этому материал способен проецировать тени и контуры, падающие на срез бетонного массива даже при толщине отливки до 200 см.

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.

  • 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. Настоящий прозрачный массив из минерального стекловолокна легко переживет нагрев до 150 о С, 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.

Все о цементации металла на примере стали

Цементация, осуществляемая в различных средах и исключительно под воздействием высоких температур, является очень распространенным методом химико-термической обработки металла, успешно применяемым уже не один десяток лет.

Подготовка деталей для цементации

Сущность процесса цементации

Смысл любых методов химико-термической обработки металлов, к числу которых относится и цементация стали, заключается в том, что изделие нагревают до высокой температуры в специальной среде (жидкой, твердой или газообразной). Такое воздействие приводит к тому, что меняется химический состав металла – поверхность обрабатываемого изделия насыщается углеродом, в итоге становится более твердой и износостойкой. Что важно, сердцевина обработанных деталей остается вязкой.

Добиться желаемого эффекта после такого воздействия на металл можно лишь в том случае, если обработке подвергают низкоуглеродистые стали, в составе которых углерода содержится не более 0,2%. Для того чтобы выполнить цементацию, изделие нагревают до температуры 850–950 градусов Цельсия, а состав среды подбирают таким образом, чтобы она при нагреве выделяла активный углерод.

Если цементацию стали проводить квалифицированно, можно не только изменить химический состав металлического изделия, но также преобразовать его микроструктуру и даже фазовый состав. В результате удается значительно упрочнить поверхностный слой детали, придать ему характеристики, сходные со свойствами закаленной стали. Для того чтобы добиться таких результатов, необходимо правильно подобрать параметры химико-термической обработки металла – температуру нагрева и время выдержки обрабатываемого изделия в специальной среде.

Оборудование для вакуумной цементации стали

Данная технологическая операция является достаточно продолжительной по времени, так как процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом проходит очень медленно (0,1 мм за 60 минут). Учитывая тот факт, что упрочненный поверхностный слой для большинства изделий должен составлять не менее 0,8 мм, можно рассчитать, что на выполнение цементации металла необходимо будет затратить не менее 8 часов. Основными типами сред для выполнения цементации металла (или, как их правильно называют, карбюризаторами) являются:

  • газообразные среды;
  • растворы электролитов;
  • пастообразные среды;
  • кипящий слой;
  • твердые среды.

Наиболее распространенными являются газообразные и твердые карбюризаторы.

Зависимость толщины цементованного слоя от времени и температуры обработки

Проведение цементации стали в твердой среде

Чаще всего для выполнения цементации металла в твердой среде используется смесь, состоящая из углекислого натрия, бария или кальция и березового или дубового древесного угля (70–90%). Перед этим все компоненты такой смеси измельчаются до фракции 3–10 мм и просеиваются, что необходимо для удаления слишком мелких частиц и пыли.

После того, как компоненты смеси для химико-термической обработки металла подготовлены, их можно смешать несколькими способами.

  • Компоненты смеси (соль и уголь) тщательно перемешиваются в сухом состоянии. Если пренебречь этим требованием, то после окончания процесса цементации на поверхности изделия могут образоваться пятна.
  • Соль растворяют в воде и полученным раствором поливают древесный уголь, после чего его просушивают до достижения влажности не более 7%.

Следует отметить, что второй способ предпочтительнее, так как позволяет получить смесь с более равномерным составом.

Как в производственных, так и в домашних условиях цементация изделий из стали выполняется в ящиках, в которые засыпан карбюризатор. Чтобы улучшить качество поверхностного слоя обрабатываемого металла, а также сократить время, идущее на прогрев ящиков, лучше всего изготавливать их максимально приближенными к размерам и формам деталей.

Оптимальные условия для протекания цементации стали можно создать, исключив утечку газов, образующихся в карбюризаторе в процессе нагрева. Для этого ящики, у которых должны быть плотно закрывающиеся крышки, тщательно обмазывают огнеупорной глиной перед помещением в печь.

Естественно, использовать специально изготовленные ящики целесообразно лишь в промышленных условиях. Для цементации металла в домашних условиях применяют ящики стандартных размеров и формы (квадратные, прямоугольные, круглые), подбирая их в зависимости от количества обрабатываемых деталей и внутренних размеров печи.

Оптимальным материалом для таких ящиков является жаростойкая сталь, но может быть использована и тара из малоуглеродистых сплавов. Технологический процесс цементации изделий из металла выглядит следующим образом.

Наглядное изображение изменения структуры после цементации

  • Подготовленные для обработки детали укладывают в ящики, пересыпая слоями карбюризатора.
  • Наполненные ящики, обмазанные огнеупорной глиной, помещают в предварительно прогретую печь.
  • Выполняют так называемый сквозной прогрев ящиков с деталями, при котором они нагреваются до температуры 700–800 градусов Цельсия. О том, что ящики хорошо прогрелись, судят по цвету подовой плиты: на ней не должно быть темных пятен в местах соприкосновения с тарой.
  • Температуру в печи поднимают до 900–950 градусов Цельсия. Именно при таких значениях проводят цементацию стали.

Высокая температура и специальная среда, в которой находится металл, способствуют тому, что происходит диффузия атомов активного углерода в кристаллическую решетку стали. Следует отметить, что выполнение цементации стали возможно в домашних условиях, но часто не позволяет добиться желаемого эффекта. Объясняется это тем, что для процесса цементации необходима длительная выдержка детали при высокой температуре. Как правило, это трудно обеспечить в домашних условиях.

Цементация деталей в газовой среде

Авторами данной технологии являются С. Ильинский, Н. Минкевич и В. Просвирин, которые под руководством П. Аносова впервые использовали ее на комбинате в г. Златоусте. Суть данной технологии заключается в том, что обрабатываемые детали из металла нагреваются в среде углеродосодержащих газов, которые могут быть искусственного или природного происхождения. Чаще всего используется газ, который образуется при разложении продуктов нефтепереработки. Такой газ получают следующим способом:

  • нагревают стальную емкость и подают в нее керосин, который при испарении разлагается на смесь газов;
  • состав некоторой части (60%) полученного газа модифицируют (крекирование).

Полученная смесь и используется для выполнения химико-термической обработки стали.

Процесс цементации стали

Если цементацию стали провести с применением только пиролизного газа, без добавления крекированного, то глубина науглероженного слоя будет недостаточной. Кроме того, в таком случае на поверхности обрабатываемой детали осядет большой слой сажи, на удаление которого может уйти много времени и сил.

Печи, которые используются для выполнения газовой цементации металла, должны герметично закрываться. На современных производственных предприятиях применяют два основных типа таких печей: методические и стационарные. Сам процесс цементации в газовой среде выглядит следующим образом. Обрабатываемые детали помещают в печь, температуру в которой доводят до 950 градусов Цельсия. В нагретую печь подают газ и выдерживают в нем детали определенное время.

По сравнению с цементацией стали с использованием твердого карбюризатора, данная технология имеет ряд весомых преимуществ:

  • обеспечение лучших условий для обслуживающего персонала;
  • высокая скорость достижения требуемого эффекта за счет того, что детали в газовой среде могут выдерживаться меньшее количество времени (к тому же не требуется время для приготовления твердого карбюризатора).

Цементация стали в домашних условиях

В каких еще средах может проводиться цементация стали

Отдельные сорта углеродистых, низкоуглеродистых и легированных сталей, в частности 15, 20, 20ХГНР, 20Х, 20Х2Н4А, 18Х2Н4ВА, 20Г, 12ХН3А и др., могут проходить цементацию в других средах.

В такой среде можно науглероживать только детали, отличающиеся небольшими размерами. Основывается данный метод на анодном эффекте, благодаря которому и происходит насыщение поверхности металла углеродом, содержащимся в растворе электролита. Для того чтобы раствор содержал достаточное количество активного углерода, в него добавляют глицерин, ацетон, сахарозу и другие вещества. Перед тем, как поместить деталь из стали в раствор, его нагревают до температуры 450–1050 градусов Цельсия (в зависимости от обрабатываемого металла и размеров детали). Для разогрева раствора используют электрический ток с напряжением 150–300 В.

Цементацию стали по данной технологии проводят в среде раскаленного газового потока, формируемого при прохождении метана и эндогаза через слой нагретого мелкоизмельченного (0,05–0,2 мм) корунда.

Для науглероживания поверхности металла по данной технологии используются специальные пасты, состоящие из желтой соли, древесной пыли и сажи. Перед обработкой деталь обмазывают такой пастой и просушивают, а только затем нагревают до температуры 910–1050 градусов Цельсия при помощи токов высокой частоты.

По какой бы технологии ни была выполнена цементация стали, после ее окончания рекомендуется провести отпуск металла.

Читайте также:
Установка дистанционного выключателя света, оснащенного пультом
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: