Прозрачный бетон своими руками: технология производства

Компоненты и оборудование для производства

Чтобы изготовить светопропускающий бетон с помощью технологии вибролитья, важно позаботиться о некоторых рабочих инструментах и оборудовании. В их числе:

Контейнер для замешивания раствора.
Форма опалубки.
Вибростол.

В выборе компонентов нужно руководствоваться классическим составом для мелкозернистого бетона. В него входит:

Портландцемент.
Мелкозернистый песок без примесей и комочков.
Дополнительные пластификаторы, обеспечивающие лучшую текучей малоподвижного раствора.
Вода без всевозможных химических примесей.

А также необходимо найти оптоволокно с подходящей длиной, которая определяется с учетом толщины блока. Оптимальный диаметр равен 0,5−2,5 миллиметров. Уровень содержания стекловолокна не должен превышать 5 процентов.

Как приготовить прозрачный бетон

В первую очередь стоит сказать, что для производства такого композита требуется специализированное оборудование. Так как компоненты состава укладываются послойно, после каждого последующего слоя требуется обработка. Тем не менее, существуют кустарные методы, позволяющие приготовить материал, напоминающий прозрачный бетон, своими руками.

Для этого потребуется:

1 доля ПЦ;
2,5-3 доли песка (в нем не должно содержаться суглинков и пыли);
светопроводящий наполнитель — (не более 5% от общей массы замеса);
модифицирующие добавки.
0,5 частей проточной воды.

Раствор замешивается в принудительном смесителе (лучше готовить бетон маленькими порциями). Сначала необходимо смещать песок и цемент. После этого в смесь добавляется вода, и раствор перемешивается не менее 6 минут. На следующих этапах подготавливается скользящая опалубка, и производятся следующие операции:

В опалубку выкладывается слой бетона высотой порядка 0,5-1 см.
На него укладывается слой волокон (их нужно немного вдавить в раствор).
После этого необходимо подождать пока слой «схватится».
Процедура повторяется до полного заполнения опалубочной конструкции.

После этого, необходимо подождать порядка 72 часов и снять опалубку. На протяжении недели заготовку необходимо хранить при температуре +20 градусов и влажности воздуха не менее 95%. Спустя 7 дней, бетон наберет максимальную прочность, тогда можно будет произвести шлифовку поверхностей. Для финишной обработки лучше всего использовать алмазные диски.

Готовые блоки монтируются при помощи стандартных кладочных смесей. Для склеивания изделий можно применять эпоксидную смолу с наполнителем из кварца.

Определение

Прозрачный бетон является уникальным строительным материалом, который изобрел венгерский архитектор А. Лошонци. Он искал возможности обеспечить сооружениям дополнительное освещение, не нарушив при этом прочностных характеристик бетонного раствора. И тогда архитектор решил изменить внутренне строение материала.

Спустя пятнадцать лет экспериментов над бетоном, архитектору удалось внедрить в строительство новый материал – прозрачный бетон (Литракон). В его состав входят мелкозернистые композиционные материалы и стекловолокно.

На фоне основных преимуществ, выделяют главный недостаток прозрачного бетонного раствора – это высокая цена на используемые материалы, которая может достигать тысячи долларов.

История происхождения

Прозрачный бетон был запатентован под названием «литракон» архитектором Ароном Локонши из Венгрии менее 20 лет назад. Он в качестве армирующего наполнителя использовал оптоволокно. При этом крупнофракционный минеральный компонент из состава был исключен. В классическом варианте монолит представлен серым светонепроницаемым цементный камнем. После экспериментов венгерца был получен бетон светопроводящий.

Изменения в рецептуре привели к необычным результатам. Волокна способны проводить и отражать световые волны. Лучи преломляются между элементами оптического наполнителя. За счет этого монолит приобретает некоторую светопрозрачность.

Преимущества и особенности, где применяется

Светящийся бетон по аналогии с традиционным применяется в качестве строительного материала. Основное направление — отделка помещений и фасада: стены, полы, архитектурные элементы здания. Интересной считается альтернатива остеклению балкона или лоджии. Допускается возведение перегородок и оформление лестничных пролетов.

В европейских странах из таких плит можно иногда встретить полноценные здания. Причина редкого использования светопрозрачного бетона в качестве основного строительного материала состоит в высокой себестоимости постройки и малой несущей способности монолита.

Также материал используют для создания мебели, лавочек, фонтанов, сантехнического оборудования, декоративных панелей с подсветкой, ночников. Такая идея как, например, сделать барную стойку из светопроводящего бетона либо отдельную столешницу – оригинальное решение.

Широкая область применения объясняется следующими достоинствами материала:

относительно высокая прочность;
износостойкость;
уникальность исполнения, неповторимость узора;
стойкость к перепадам влажности и температуры;
инертность к биологической активности, химическим реагентам.

Минусы также имеются. Из-за сниженного содержания минерального наполнителя и его фракции уменьшаются показатели прочности. То есть под несущие конструкции материал уже недопустим. Отмечается также сложность технологии изготовления и большая стоимость. Цена возрастает за счет оптоволокна и неразвитой производственной базы. Приходится оплачивать транспортные расходы на импортную продукцию.

Плюсы и минусы

Просвечивание бетона красным светом (справа)

Что можно отнести к плюсам:

Широкая сфера применения;
Высокое качество продукта;
Неосвоенность рынка (можно освоить самому).

К минусам:

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.

Состав и технология производства своими руками

Как уже было сказано в начале статьи, люмобетон мало отличается от обычного бетона, а значит изготовить его в домашних условиях не представляется чем-то сложным: потребуется всего лишь выделить небольшое помещение для мастерской и закупить все необходимые компоненты. Сырье для изготовления люмобетона находится в свободной продаже и достать его – не проблема. Практически всё можно купить в ближайшем строительном магазине, ну а что-то возможно придется заказать через интернет, например, красящие пигменты.

Единственно верного рецепта изготовления «правильного» люмобетона не существует. Любой изготовитель так или иначе подбирает «свою» идеальную формулу методом проб и ошибок. Тем не менее, можно выделить основные рекомендации, от которых следует отталкиваться, экспериментируя с пропорциями.

Состав и пропорции компонентов

Итак, самый простейший люмобетон состоит из следующих компонентов:

Мелкозернистый кварцевый песок (фракции от 0,3 до 1,2 мм).

Цемент или гипс. Гипсовые изделия будут гораздо легче цементных, но при этом и более хрупкими. Рекомендуется изготавливать изделия на основе гипса при таких условиях использования, которые бы обеспечивали отсутствие агрессивных природных факторов и физических нагрузок. При изготовлении люмобетона на основе цемента следует выбирать марку прочностью не ниже М-300. Соотношение цемента/гипса к кварцевому песку должно быть 1 к 2.

Люминесцентный пигмент (люминофор ТАТ33 или аналоги) – это ключевой ингредиент, превращающий обычный бетон в люмобетон. Пожалуй, это самый дорогостоящий компонент, из стоимости его приобретения и складываются основные затраты на изготовление люмобетона. В среднем, на российском рынке один килограмм люминофора ТАТ33 стоит около 200 долларов, что в рублях составляет примерно 13000 ед. валюты. Количество пигмента в общем растворе подбирается индивидуально, в зависимости от бюджета производства и предпочтений изготовителя. Чем больше доля пигмента в растворе, тем более ярким получится цвет свечения люмобетона, но при этом увеличится стоимость производства.

Описанный состав является минимально допустимым. Он позволит создать люмобетон белой или серой расцветки, который будет светиться в темноте выбранным изготовителем цветом, однако назвать его долговечным и прочным будет нельзя.

Добавки

Для того чтобы создать действительно прочный люмобетон, способный сохранять свою форму и цвет на протяжении многих лет в любых погодных условиях, к описанным выше компонентам необходимо добавить следующие:

Пластификаторы – это жидкая добавка к бетону, придающая ему пластичность и прочность. Изделие из люмобетона без этой добавки легко треснет даже от несильного механического воздействия. Доля пластификатора в общей массе смеси должна составлять 1,5-3%.

Гидрофобизаторы – это вещества, добавляемые в общую смесь для придания изделию необходимой степени влагозащиты. Гидрофобизирующие добавки обязательны при изготовлении люмобетонных изделий для открытой местности, их доля должна составлять примерно 1%.

Комплексные присадки – это полимерные добавки, придающие люмобетону дополнительную прочность и морозостойкость. Доля присадок не должна превышать 1% от объема раствора.

В зависимости от задумки изготовителя, в общую смесь можно добавить красители, а при желании и титановые белила, если в качестве основы используется серый цемент.

Компоненты и оборудование для производства

Контейнер для замешивания раствора.
Форма опалубки.
Вибростол.

Портландцемент.
Мелкозернистый песок без примесей и комочков.
Дополнительные пластификаторы, обеспечивающие лучшую текучей малоподвижного раствора.
Вода без всевозможных химических примесей.

Рыба

Из-за падения рубля рыбодобывающие предприятия стали массово отказываться от поставок белой рыбы на внутренний рынок. Ключевые добытчики минтая предупредили трейдеров о том, что рынок в ближайшее время не увидит филе минтая и трески, не будет поставок рыбной муки и сурими. При покупке продуктовыми сетями филе по новой цене, цена для потребителя филе может возрасти до 700 рублей за килограмм. Для граждан России это цены слишком высокие, вероятно, что население по таким цену рыбу покупать не будет, и спрос сильно упадет, поэтому дальневосточные предприятия, имеющие право на добычу сотен тысяч тонн и отправляющие более 90% своей продукции на экспорт, могут и вовсе проигнорировать российский рынок.

В связи с этим ожидается, что правительство РФ должно ввести обязательную реализацию на внутреннем рынке определенных видов рыбы (от 30 до 50%), квоты на вылов которых выдает правительство. Другим дефицитным товаром может стать лосось. По квоте рыбакам можно добыть всего 260 тыс. тонн, если же на внешний рынок уйдет хотя бы часть, около 100 тыс. тонн, то переработчики останутся без красной рыбы, так как не будет поставок лосося из Европы и Фарерских островов.

Корма для домашних животных

Неясной остается ситуация с кормами для домашних животных. 11 марта 2022 года о приостановке поставок продукции в Россию объявила компания Mars, производящая корма Whiskas, Kitekat, Chappi, Sheba, Cesar, Perfect Fit, Royal Canin, Dreamies, Catsan. Ограничил поставки в Россию Colgate, владеющая брендом Hill’s. Еще один крупный производитель кормов, Nestle, который производит Friskies, Purina One, Felix и другие корма, хоть и отказался уходить из страны, но это не гарантирует, что решение было изменено.

Отсутствие некоторых популярных кормов может сказаться на здоровье животных, особенно для тех, которым необходимы лечебные корма. Особенно сильно сейчас дорожают именно корма диетические, цены на них выросли иногда возрастают в 2-3 раза. Ведь если здоровых животных легко перевести на другие корма или натуральное питание, то питомцам с пищевой непереносимостью это будет сделать трудно. Поэтому отечественным производителям как раз стоит подумать над альтернативами (пример бизнес-плана по производству сухих кормов для животных).

Области применения

Светящийся бетон отлично подходит для наружной и внутренней отделки. Применять его для обычных строительных работ нет смысла, ведь никто не будет видеть люминесцентный фундамент или закрытые облицовкой стены. Обычно им украшают фасады, уличные конструкции или интерьер с целью повышения их эстетичности.

Снаружи из него делают:

клумбы;
фонари;
тротуары;
дорожки;
декоративные булыжники;
скульптуры.

Для внутренних работ люмобетон подходит не менее хорошо – из него получаются очень красивые столешницы, камины, отделка стен и потолков. Материал выдерживает повышенную влажность, перепады температур, ему не страшен солнечный свет, мороз, ветер и осадки.

Светящийся камень без проблем переносит удары, прочие виды механического воздействия. Он безопасен для человека, не вызывает аллергии, поэтому подходит даже для детских комнат.

Материалы, используемые для изготовления светопрозрачной кровли

Прозрачные материалы для производства кровельной конструкции могут быть самыми разными. На современном строительном рынке огромный ассортимент подобной продукции, поэтому каждый застройщик имеет возможность подобрать наиболее оптимальный вариант для обустройства прозрачной крыши из пластика какого-либо объекта на собственном загородном участке.

Самые востребованные прозрачные материалы сегодня

Стекло. Материал отличается своими прекрасными эстетическими, эксплуатационными свойствами, к примеру, звукоизоляционными, теплоизоляционными, защитными качествами.

Стеклопакет. Это уже целая стеклянная конструкция, выполненная из каркаса, нескольких стекол, которые надежно герметизированы по контуру, а образованное пространство между ними заполнено инертным газом. При производстве стеклопакетов используются разные типы стекол. Прозрачные кровли, выполненные из подобного материала, отличаются повышенными звукоизоляционными, теплоизоляционными характеристиками.

Полимеры

Особенное внимание производители рекомендуют обратить на такие материалы, как акрил, поливинилхлорид, полиэстер, которые используются для производства еврошифера, прозрачных кровельных листов волнистой формы. Это идеальные материалы для крыши архитектурных построек

Каждый из перечисленных полимеров, имеющих общую оптическую прозрачность, отличается собственными свойствами. К примеру, испытания материалов показали, что полиэстер наиболее устойчив к температурным перепадам (-40…+100 °C), а наилучшие свойства акрила остаются неизменными в температурных пределах (-20…+70 °C). Поливинилхлорид кроме хорошей устойчивости к температурным перепадам показал себя, как наиболее влагонепроницаемый материал.

Эксплуатационные характеристики

По сути, светящийся бетон – это композитный материал, получаемый методом вибролитья или прессования. Это обуславливает технические характеристики получаемого материала.

Композит на основе мелкозернистого бетона обладает следующими качествами:

Прочность на сжатие	до 35 МПа
Прочность на изгиб	более 2 МПа
Водонепроницаемость	не менее W4
Морозостойкость	минимум 75 циклов
Водопоглощение	не более 6%

Область применения

Светопроницаемый бетон не является прозрачным в полной мере. Сквозь такую стену проникает свет, можно рассмотреть контуры, но рассмотреть детали предметов невозможно.

Сквозь блоки такого бетона можно рассмотреть лишь контуры предмета

При этом, достаточная прочность блоков позволяет сооружать из него внутренние перегородки и части несущих стен. Но поскольку, из-за использования в производстве оптоволокна, цена на материал довольно высока, чаще всего его применяют для декоративной отделки.

Распиленный на плитку, бетонный светопропускающий материал можно использовать в качестве отделки:

стен,
полов,
лестниц,
потолков,
предметов интерьера,
мебели.

Характеристики позволяют использовать его в качестве основного материала для строительства зданий. Несмотря на то, что это очень дорого, такие строения уже существуют. На фото ниже показаны несколько дизайнерских объектов, реализованных с использованием светопропускающего бетона.

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.

Состав и приготовление

Для успешного создания литракона, нужно смешать вышеперечисленные компоненты в пропорции 1:3 или 1:2,5. Объем жидкости в составе не должен превышать 50% от общего количества цемента.

Начинающему строителю можно руководствоваться таким расчетом, из которого создается один кубический метр светопроводящего бетона:

Портландцемент — 500 килограмм.
Чистый песок — 1500 килограмм.
Вода — 250 литров.

Перед тем как внести в консистенцию примеси в виде пластификаторов, важно внимательно ознакомиться с пошаговым руководством, которое предоставлено на упаковке. Изначально размешиваются сыпучие компоненты до образования однородной массы

Затем вносится жидкость и раствор тщательно мешается еще пять минут. Если вносится пластификатор, то время замешивания может быть увеличено.

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.

Технология изготовления светопропускающего бетона

Светопрозрачный бетон изготавливают типовыми плитами размером 0,6*1,2 м, толщина составляет от 25 до 30 см. Кварцевое оптоволокно заполняет весь объем изделий в каком-то одном направлении. Допустимо создание рисунка (логотип, надпись, узор). Если оптическую фибру расположить хаотично, то прозрачность полотна будет сведена на нет.

Что входит в состав, характеристики

Для производства прозрачного бетона используют портландцемент с марочной прочностью от М300 до М700. Минеральный наполнитель – кварцевый песок, гранитная или мраморная крошка фракцией 2-3 мм. Стекловолокно используют диаметром 0,25-0,5 мм. Его содержание составляет всего 4-5 % от общей массы сухого остатка. Можно больше, но это приведет к снижению прочностных характеристик. Для удобоукладываемости добавляются пластификаторы.

В результате светопроницаемый монолит приобретает такие технические характеристики:

Плотность	2050-2400 кг/куб. м
Прочность на сжатие	от 20 до 35 МПа
Прочность на изгиб	свыше 2 МПа
Морозостойкость	от F75 до F100
Теплопроводность (коэффициент)	0,1-0,2 ВТ/М*К
Водонепроницаемость	W4-W6
Водопоглощение	до 6-8 %
Звукоизоляция (индекс)	48-52 Дб

На свойства оказывается положительное влияние со стороны стекловолокна. Оно повышает:

уровень водопоглощения на 6 %;
светопропускную способность до двух метров;
прочность на растяжение с изгибом;
устойчивость к природным условиям и низким температурам.

Материал относится к группе негорючих. Состав экологически безопасен из-за природного состава, что подтверждается международными сертификатами. Бетонные изделия проявляют устойчивость к ультрафиолетовому излучению.

Однако монолит при высокой влажности поддается силикатной коррозии. Поэтому для профилактики поражений материал подлежит защитной обработке, при этом используются:

водные и силиконовые пропитки:
воск либо лак по камню;
литиевые составы.