Светопроводящий бетон: технология изготовления и специфика материала

Фасадная стена офисного здания выполненная из светопропускающего бетона

Благодаря своим эксплуатационным свойствам, бетонные конструкции уже долгое время занимают лидирующие позиции в индустрии строительства. Являясь одним из наиболее востребованных материалов, бетон тем не менее обладает весьма неприглядным внешним видом.

Поэтому, вполне логичным стало появление нового технологичного материала с улучшенными дизайнерскими характеристиками. Светопроводящий бетон полностью аналогичен обычному по прочностным характеристикам, и при этом весьма привлекателен внешне.

История появления

Светопроницаемый бетон стал настоящей находкой для дизайнеров и архитекторов. Нет ни одного аналогичного материала, внешняя привлекательность которого, будет сопоставима с ним по прочности и долговечности.

• Изобрел и запатентовал технологию «Litracon» (light transmitting concrete) венгерский архитектор Арон Лосконши.
• Задумавшись над тем, как добавить в помещения из бетона солнечного света, при этом не нарушив прочности конструкции, он пришел к идее модификации внутреннего строения бетона.
• Добавив в состав раствора светопроводящее оптоволокно, Лосконши получил внешне привлекательные блоки, полностью соответствующие эксплуатационным характеристикам искусственного камня.

Вид на ночное здание Центра исполнительских искусств Перельмана в ВТЦ, Нью Йорк. Конструкция строения собрана из блоков светопроводящего бетона

Технология

Как производят светопропускающий бетон? Следует отметить, что технология производства постоянно совершенствуется. Тем не менее, строительство монолитных зданий из данного материала пока невозможно.

• Из-за специфики производства, литракон выпускается в блоках или плитах.
• Используя технологию вибролитья или прессования, в опалубку послойно заливается раствор и закладывается стекловолокно.
• Данная методика позволяет получать блоки с хаотичным рисунком, но приложив некоторые усилия, на внешней стороне блока можно получить вполне конкретное изображение.
• Габариты блоков соответствуют определенному размеру опалубки, стекловолокно укладывается перпендикулярно внешней эксплуатационной стороне.
• После снятия формы, плита или блок шлифуются.

На заметку! Технология вибролитья — процесс сам по себе не сложный, поэтому при желании можно изготовить светопроницаемый бетон своими руками.

Блоки бетона прозрачного могут иметь различные габариты и использоваться для разных целей

Компоненты и оборудование

Для производства бетона со светопроводящими свойства методом вибролитья, необходимо наличие следующего оборудования:

• емкость для смешивания раствора,
• форма опалубки,
• вибростол.

Компоненты раствора классические для мелкозернистого бетона:

• портландцемент,
• мелкозернистый просеянный чистый песок,
• пластификаторы, для улучшения текучести малоподвижных растворов,
• вода, без химических примесей.

В зависимости от толщины изготавливаемого блока, потребуется оптоволокно соответствующей длины, диаметром 0,5 – 2,5 мм. Объем стекловолокна в общей массе не должен превышать 5%.

На заметку! Использование малоподвижного раствора предполагает быстрое схватывание слоев заливки. Можно упростить процесс, используя малоподвижные составы, сохраняющие форму после уплотнения.

Комбинируя оптоволокно различного диаметра, и используя его в разном количестве, можно создавать на поверхности бетонного блока интересные рисунки

Состав и процесс приготовления

Составляющие раствора для изготовления светящегося бетона смешиваются в пропорции 1:3 или 1:2,5. Объем добавленной воды не должен превышать 50% от количества цемента.

Для простоты понимания, приведем количественные значения компонентов, необходимых для изготовления 1 м3 светопроводящего бетона:

• портландцемент – 0,5 т,
• чистый песок – 1,5 т,
• вода — 0,25 т.

Используя присадки для улучшения пластичности раствора, внимательно ознакомьтесь с рекомендациями производителя. Инструкция по применения прописана на упаковке. Для начала следует тщательно перемешать сыпучие компоненты до однородного состава, затем вводится вода.

Жидкий раствор перемешивается ещё в течение 5 минут. В условиях введения пластификатора время смешивания немного увеличивается.

Раствор для прозрачных бетонных блоков не должен включать крупнофракционных наполнителей

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:

На заметку! При изготовлении светопроницаемого бетона не используется крупный наполнитель, поэтому оптоволокно дополнительно исполняет роль армирующего компонента.

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.

Светопропускающие бетонные блоки: изготавливаем самостоятельно

Очень высокая цена промышленного светопрозрачного бетона, не позволяет довольно широко его использовать. Но для сокращения затратной части, можно изготовить такие блоки самостоятельно.

Для этого необходимо:

• подготовить опалубку нужного размера прямоугольной формы;
• залить первый слой раствора и слегка уплотнить;
• выложить оптоволокно и вдавить в раствор;
• дать раствору схватиться.

Заполнение формы происходит в несколько этапов. Слои повторяются до полного заполнения опалубки.

Ширина будущего блока определяется размерами опалубки. При желании блок можно распилить на плитки

На заметку! При самостоятельном изготовлении светопрозрачного бетона, периодичность слоев волокна будет меньше, чем у заводского композита, но декоративные свойства материала будут идентичны.

Использование подвижных смесей сместит пучки волокна, и даст эффект неравномерности распределения. Это несколько ухудшит светопроводимость, но даст уникальный узор на поверхности. При любом составе раствора, закладка следующего слоя производится после схватывания предыдущего.

Наиболее детально ознакомиться со светящимися блоками можно, посмотрев видео в этой статье.

Окончательная обработка

Снятие опалубки производится не ранее чем через 2 суток после схватывания последнего слоя заливки:

• После этого, блок следует выдержать в течение 5 дней в условиях:

1. температура +20⁰С;
2. относительная влажность 95%.

• В этот период, бетон наберет до 80 % своей максимальной прочности, и дальнейшая обработка ему не навредит.
• После того, как блок достали из опалубки, его необходимо отшлифовать. Дело в том, что в процессе производства концы пучков оптоволокна затянутся бетонным молочком, и не будут пропускать свет.
• Рабочая сторона блоков, перпендикулярная направлению укладки волокна, шлифуется алмазными дисками.

Чтобы в бетонном блоке заиграл свет, рабочие поверхности необходимо отшлифовать

Заключение

Светопроницаемый бетон является уникальным материалом, сохраняющим прочность обычного состава, но при этом обладающим прекрасными внешними данными. Такой материал вполне подойдет для устройства перегородок, придав при этом помещению уникальность, и добавив немного солнечного света.

Если нет возможности приобрести довольно дорогой композит в готовом виде, вполне возможно изготовить плитку для отделки или блоки нужных размеров своими руками.