Бетон, армированный стекловолокном

Бетон, армированный стекловолокном ( GFRC ) — это разновидность бетона, армированного волокном . Продукт также известен как армированный стекловолокном бетон или GRC на британском английском языке . ^[1] Бетоны из стекловолокна в основном используются в панелях наружных фасадов зданий и в качестве архитектурного сборного железобетона. Несколько похожими материалами являются фиброцементный сайдинг и цементные плиты .

Бетон, армированный стекловолокном, состоит из высокопрочного щелочестойкого стекловолокна , внедренного в бетонную матрицу . ^[1] В этой форме и волокна, и матрица сохраняют свою физическую и химическую идентичность, предлагая синергетическую комбинацию свойств, которая не может быть достигнута ни одним из компонентов, действующим по отдельности. Как правило, волокна являются основными элементами, несущими нагрузку, в то время как окружающая матрица удерживает их в нужном положении и ориентации, действуя как среда передачи нагрузки между волокнами и защищая их от воздействия окружающей среды .повреждать. Волокна обеспечивают усиление матрицы и другие полезные функции в армированных волокнами композитных материалах. Стеклянные волокна могут быть включены в матрицу либо в виде непрерывных, либо прерывистых (рубленых) отрезков.

Долговечность исходного типа стекловолокна была плохой, поскольку щелочность цемента вступает в реакцию с его кремнеземом. В 1970-х годах в продажу поступили щелочестойкие стеклянные волокна. ^[2] Щелочестойкость достигается за счет добавления в стекло диоксида циркония . Чем выше содержание диоксида циркония, тем лучше устойчивость к щелочному воздействию. Стекловолокно AR должно иметь содержание циркония более 16%, чтобы соответствовать международно признанным спецификациям (EN, ASTM, PCI, GRCA и т. д.).

Широко используемым применением фибробетона является конструкционный ламинат , полученный путем склеивания и консолидации тонких слоев волокон и матрицы до желаемой толщины. Ориентацию волокон в каждом слое, а также последовательность укладки различных слоев можно контролировать, чтобы получить широкий диапазон физических и механических свойств композитного ламината. Литой стеклопластик без стального каркаса обычно используется для чисто декоративных целей, таких как оконные наличники, декоративные колонны, наружные фризы или стеновые панели , похожие на известняк .

При проектировании панелей из армированного стекловолокном бетона используются знания о его основных свойствах при растягивающих , сжимающих, изгибающих и сдвигающих усилиях в сочетании с оценками поведения при вторичных воздействиях нагрузки, таких как ползучесть, термическая реакция и движение влаги.

Между конструкционными металлическими и армированными волокнами композитами существует ряд различий. Например, металлы в целом проявляют текучесть и пластическую деформацию , тогда как большинство армированных волокном композитов эластичны по своим характеристикам напряжения-деформации при растяжении. Однако разная природа этих материалов обеспечивает механизмы поглощения высокой энергии в микроскопическом масштабе, сравнимом с процессом текучести. В зависимости от типа и серьезности внешних нагрузок композитный ламинат может проявлять постепенное ухудшение свойств, но обычно не разрушается катастрофическим образом. Механизмы развития и роста повреждений в структуре металла и композита также весьма различны. Другими важными характеристиками многих армированных волокном композитов являются их непроницаемость.коррозионная стойкость , высокая демпфирующая способность и низкий коэффициент теплового расширения.

Сэндвич-панели из стеклопластика в публичной библиотеке Лопе де Вега в Трес-Кантос, Мадрид