Технология производства прозрачного бетона

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.

Бумажная организация

Для запуска своего дела необходимо оформить юридическое лицо. Если планируется небольшое производство, достаточно ИП. Для регистрации ИП необходимо подготовить следующие документы:

1. Заявление на регистрацию юридического лица. В заявлении выбирается код вида деятельности ОКВЭД 26.63 – «Изготовление товарного бетона».
2. Заверенные у нотариуса копии документов: паспорта, ИНН.
3. Квитанцию из банка об уплате госпошлины в размере 800 руб.

Вложений в дело понадобится не меньше 2 млн руб., поэтому не всегда один человек сможет потянуть внушительный первоначальный капитал. При организации цеха в складчину несколькими лицами рекомендуем зарегистрировать ООО. Для регистрации понадобится учредительная документация, но зато доля каждого участника будет строго обозначена. Регистрация займет до 1 месяца, поэтому сразу приступайте к организационным вопросам.

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.

Изготовление прозрачных бетонов невозможно больших объемов, поэтому их принято выпускать в форме блока.

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

Технология изготовления своими руками

Прозрачный бетон можно изготовить собственноручно, однако следует внимательно отнестись к этому процессу. Сложность заключается в технологии приготовления литракона, а именно, в пропорциях нужных компонентов. Чтобы получилась светопроводная структура, следует взять четыре процента оптоволокна от всей массы раствора. Также следует соблюдать направление укладки нитей, которые должны лежать строго в одну сторону. Для собственноручного создания литракона следует подготовить следующие материалы:

• очищенную воду;
• просушенную цементную смесь с мелкими зернами заполнителя;
• стекловолокно длиной, соответствующей толщине плиты.

Оптическое стекловолокно (нити сечением от ¼ до 3 мм, по длине равные будущей толщине панелей).

Технологический процесс собственноручного приготовления литракона включает в себя следующие этапы:

• изготовление короба, который представляет собой плавающую опалубку, способную перемещаться вверх по мере застывания раствора;
• изготовленный короб устанавливают на выравненную горизонтальную поверхность и заливают в него тонким слоем подготовленную смесь в небольшом объеме;
• далее укладывают стекловолокно в залитый раствор и немного его утапливают;
• дают раствору схватиться и дальше заливают следующую порцию, после чего укладывают в него еще один слой стекловолокна;
• повторяют заливку и установку стекловолокна до полного заполнения опалубки;
• после застывания последнего слоя залитого раствора, проводят демонтаж опалубки, шлифуют и полируют бока блоков, со стороны перпендикулярно расположенных стекловолокон.

Создание мелкозернистого бетонного раствора заключается в смешивании одной части цемента и трех частей песка. Часть воды добавляется, исходя из массы цемента, и не должна быть больше половины его части. Далее добавляют модификаторы, часть которых определяется по рекомендациям производителя. Сухие компоненты погружают в смеситель и перемешивают на протяжении одной минуты. Как только смесь приобретет однородность, вводят воду и перемешивают еще пять минут.

После формовки прозрачного бетона в блоках приступают к финишной обработке. Для этого проводят распалубку через двое-трое суток после ее установки и оставляют изготовленный блок выдерживаться в условиях оптимальной влажности и температурного режима. Процесс неполного застывания происходит за три-пять дней.

Чтобы материал смог проводить световые лучи, боковые поверхности следует отшлифовать.

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.

Это интересно: Как правильно штукатурить стены гипсовой штукатуркой — объясняем во всех подробностях

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.

Светящиеся материалы

Вообще все светящиеся в темное время суток материалы можно разделить на 3 большие группы:

люминесцентные

флуоресцентные

смешанные

Люминесцентными называются вещества, самостоятельно светящиеся в темноте без всякой подсветки извне (лаки, краски, пластик). Чаще всего они имеют свечение голубоватого или зеленного оттенка.

Общее время непрерывного свечения – 5-8 часов. Однако после 1,5-2 часов их яркость очень сильно падает.

“Зарядка” осуществляется автоматически на свету. Причем подходят как лучи солнечного, так и искусственного источника света.

Чем дольше материал находится под воздействием этих лучей днем, тем дольше и ярче он будет светиться ночью. Хотя для средней зарядки хватает порядка 2 часов.

Флуоресцентные пигменты преобразуют ультрафиолет, а в некоторых случаях фиолетовое излучение видимого спектра, в излучение нужного вам цвета. Чем ближе к источнику УФ-излучения они находятся, тем ярче свечение.

Здесь никакого эффекта зарядки нет.

Смешанные сочетают в себе оба вида излучения.

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.

Компоненты и оборудование для производства

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

1. Контейнер для замешивания раствора.
2. Форма опалубки.
3. Вибростол.

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

1. Портландцемент.
2. Мелкозернистый песок без примесей и комочков.
3. Дополнительные пластификаторы, обеспечивающие лучшую текучей малоподвижного раствора.
4. 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.

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.

Последовательность операций:

• 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 150оС, так как стекло и кварцевый песок, входящие в состав матрицы, обладают одними и теми же характеристиками.

Сфера применения прозрачного бетона

Так как блоки выпускаются любого размера и цвета, полированные или матовые, сфера их применения не ограничена. Изделия этого типа можно использовать в строительстве. Они оптимальны для внутренней отделки помещений, а также при сооружении:

• перегородок;
• лестниц;
• вставок и многого другого.

Светящейся панели допускается использовать наравне с изделиями из стандартного бетона. Однако, стоимость прозрачного строительного материала настолько высока, что его используют только при возведении зданий особого архитектурного значения.

Если же говорить о рядовых гражданах, то они часто применяют этот необычный композит для изготовления:

• скамеек;
• столешниц;
• раковин;
• декоративных фонтанов;
• подсвеченных ниш в стенах.

Если потратиться на небольшие панели, то можно изготовить из них куб и поместить внутрь него лампу. Таким образом, вы получите очень необычный светильник.

Также, из прозрачного бетона можно сделать барную стойку, которая будет разделять кухню и спальню в квартире-студии.

Разумеется, покупать для обычного ночника панели стоимостью 90 000 рублей никому не хочется. В этом случае прозрачный композит можно попробовать изготовить своими силами.

Свойства

Специалисты разработали состав светопрозрачного бетона таким образом, что у него возникло множество полезных свойств:

• повышенная прочность;
• шумоизоляция;
• высокий процент теплоизоляции;
• водостойкость.

Стекловолокно, которое добавили в состав усовершенствованного бетона, придало смеси еще ряд характеристик:

• 6% уровень влагопоглощения;
• повышенная пропускная способность (до 2 метров);
• хорошая переносимость воздействия пониженных температур, ультрафиолетовых лучей;
• прочность в момент изгибов и сжатия.

Литракон подойдет для строительства экологически чистых зданий. В состав входят только природные компоненты. Это подтверждает наличие множества сертификатов.

Прозрачный бетон хорошо крепится к любым поверхностям. Для этого используют строительные растворы, смеси клея, анкеры и т.д.

В зависимости от марки бетона тип обработки может отличаться. Так выпускают панели матового и глянцевого (отполированного) вида.

Чтобы защитить изделия от влаги, перед использованием поверхность обрабатывают защитными составами, пропитками или лаками. В результате повышается срок эксплуатации.

Как приготовить

Если нет возможности приобрести Литракон у производителей, сделать его самостоятельно можно в домашних условиях. Однако процедура выполняется заблаговременно до строительных работ.

Сам процесс производства состоит в поэтапной укладке всех компонентов и в дальнейшей обрабатывающей процедуре.

Перед началом следует знать, что, несмотря на легкость процедуры, создание прозрачного цемента может вызвать много проблем, если ошибиться в пропорциях.

Для создания Литракона необходимо иметь:

• чистую воду;
• сухую смесь цемента (только с мелкими зернами);
• стекловолокна (подбираются в зависимости от толщины плиты).

Имея необходимый материал, можно приступить к самой процедуре. Для этого следует пройти несколько этапов:

1. Создание плавающей опалубки, которая после застывания будет транспортироваться вверх.
2. Установка опалубки и заливка раствора (тонким слоем).
3. Укладка стекловолокна в смесь. Линии должны быть направлены в одну сторону.
4. Утрамбовка волокон.
5. Сушка раствора.

Процедура повторяется до тех пор, пока опалубка полностью не заполниться, и не будет, достигнут нужный параметр объекта.

Есть некоторые нюансы, которые необходимо учитывать при создании бетона:

количество воды не должно составлять больше половины количества цемента;
в смесь можно добавить модификаторы, если в них имеется необходимость;
для хорошей проводимости света важно уделить внимание шлифовке боковых поверхностей;
для полного застывания требуется около 5 дней.

Конечный этап предполагает обработку бетона. В зависимости от предпочтений поверхности придают матовый или глянцевый вид.

Сфера применения

Производитель выпускает блоки и плиты белого, черного и серого цвета, с прошедшими специальную обработку поверхностями (полированными или матовыми). Этот бетон используется в декоративных целях, из-за высокой стоимости полноценное возведение стен возможно лишь при строительстве уникальных объектов. Он оптимален для внутренней отделки: перегородок, облицовки с прокладкой светильников под плиткой, лестниц, вставок. Оригинальный вид имеет мебель и предметы интерьера из прозрачного композита: скамейки, столешницы, светильники, раковины.

Блоки соединяются раствором на цементной или известковой основе или составами из эпоксидных смол и кварцевой крошки. Такая кладка соответствует строительным и противопожарным нормам и подходит для возведения несущих стен. Помимо раствора для крепежа, покупают анкерные болты или рамочные конструкции, панели могут иметь напольное исполнение. Единственным ограничением применения служит высокая цена прозрачного бетона, для частного строительства целесообразно попробовать сделать его самостоятельно.

Технология производства

Процесс представляет собой послойное наложение стекловолоконных нитей и мелкозернистой бетонной смеси. После набора прочности прозрачный бетон проходит обработку: шлифование и полировку. Это необходимо для получения оптимальных светопроводящих характеристик и усиления декоративного эффекта. Оптические свойства зависят не от толщины плит, а от равномерности распределения нитей и их процентного соотношения. Блоки с мелкоячеистой структурой выглядят воздушнее и передают грани объекта, при увеличении плотности расположения волокон пропускающий эффект сильнее.

Многое зависит от подвижности смесей: смещение приводит к понижению пропускной способности, но создает уникальный узор

Важно понимать: технология производства прозрачного бетона со светопропускающими способностями не позволяет получить его прямо на стройплощадке. Процесс создания отдельной панели трудоемкий и займет много времени (как и доставка их из-за рубежа), это следует учесть при планировании сроков проведения работ

При необходимости (для получения плит нужной толщины) материал подвергается распилу перпендикулярно уложенным нитям.

Самостоятельное изготовление

Создать его своими руками вполне реально, главное достичь максимальной однородности раствора и неподвижности стекловолокна. Рекомендуемые пропорции составляют:

• 1 часть цемента;
• 2,3–3 песка без глинистых примесей и пыли;
• 0,5 частей чистой воды.

Объем светопроводящего наполнителя не превышает 5 % от общей массы раствора, диаметр нитей составляет 0,5–2,5 мм, длина соответствует толщине бетонного изделия. Для уменьшения подвижности смеси рекомендуется ввод модифицирующих добавок. Замес своими руками не подходит, лучше всего готовить раствор в принудительных смесителях и небольшими порциями. Вода вводится после соединения песка с цементом (приветствуются готовые смеси), после введения всех компонентов бетон перемешивается не менее 5–8 мин.

Используется скользящий тип опалубки. Прозрачный бетон укладывается поэтапно: 0,5–1 см раствора и слегка вдавленные волокна или пучки

Важно: каждый последующий слой укладывается исключительно после схватывания предыдущего. После заполнения опалубку оставляют неподвижной на 48–72 ч и только потом снимают

Минимальный набор прочности составляет 5–7 дней, до этого изделие выдерживается при 20 °C и влажности 95 %. После застывания все края волокон покрыты цементом, для достижения пропускающих свойств поверхность нуждается в финишной обработке — шлифовке боковых граней алмазными дисками.

Стоимость

Помимо бренда «прозрачный бетон» данная продукция известна потребителю как литракон или люцем (по одноименным европейским маркам). Расценки указаны с учетом перерасчета на курс евро, при планировании покупки следует помнить про дополнительные затраты на доставку. Возможно производство панелей с индивидуальными параметрами, вплоть до расположения стекловолокон в виде логотипов и картин. В таком случае стоимость будет договорная, как и при создании на заказ цветных блоков со светодиодными системами освещения, изогнутых форм или предметов интерьера.

Наименование, тип изделия	Размеры, мм	Толщина, мм	Цена, рубли
Сборные блоки Litracon Classic	1200×400	25 – 200	90 000 – 320 000
Litracube lamp	221x175x175	25	54 000
Плиты из легкого бетона Lucem	1250×650	15 – 50	от 90 000
Столешница Lucem	1200×600	20	89 500

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.

Сырье, компоненты и технические характеристики прозрачного бетона

Бетон производится на цементном вяжущем. Заполнители крупных фракций, щебень, гравий и др. – не применяются из-за специфичности процесса. Мелкий заполнитель – песок (модуль крупности 2-3). Оптоволоконная фибра, защищенная от щелочной среды бетона, в количестве от 4 до 5 % и пластифицирующие добавки-модификаторы, иногда реологические добавки – замедлители твердения. Возможно введение пластиковых смол, а также особых красящих пигментов, стойких к щелочам. свойства бетона обычные:

• удельный вес около 2250-2350 кг/м3
• марочная прочность на сжатие М250 – М350
• коэффициент теплопроводности 2,105 Вт/м*град С
• морозостойкость в пределах F50 — F75
• водонепроницаемость W4 – W8
• водопоглощение до 6%
• индекс звукоизоляции 46 дБ
• негорючий, группа НГ
• абсолютная устойчивость к ультафиолету

Риски разрушения силиката оптоволоконных нитей в щелочной среде цемента имеются всегда, особенно в присутствии влаги и атмосферной воды, но в данном случае они минимальны, поскольку сечение нитей очень мало. Теоретически возможно заливать плиты любых толщин и даже массивные конструкции, но практически ограничиваются толщиной 200 мм и немного выше, по причинам специфики раскладки оптоволоконных нитей. Считают, что главные усовершенствования в производстве светящихся бетонов еще впереди. Бетоны реагируют и на солнечный дневной свет, и на искусственное освещение, и выглядят всегда по-разному, особенно если они подкрашены пигментами.

Области применения

Вариантов применения люмобетона в сфере дизайна множество: это может быть фасадная плитка, тротуарный камень, декоративные булыжники, садовые скульптуры, столешницы и т. д. Область применения материала ограничивается только фантазией изготовителя.

Изделия из люмобетона прекрасно выдерживают любые климатические условия: влажность, солнечный свет и ветер этому материалу не страшны. А благодаря входящим в состав синтетическим добавкам люмобетон прекрасно выдерживает удары и иные механические воздействия. При этом люмобетон совершенно безвреден для человека, его компоненты не вызывают аллергических реакций, а значит можно безбоязненно использовать его при формировании внутреннего интерьера дома.

По своей структуре и внешнему виду изделия из люмобетона мало чем отличаются от обычных бетонных. В зависимости от содержания люминесцентных пигментов, длительность ночного свечения может колебаться от 6 до 12 часов. Цвет свечения чаще всего выбирается синий или зеленый, хотя возможны и иные варианты.

Благодаря прочностным характеристикам, изделия из люмобетона могут служить десятилетиями, а при соблюдении технологии изготовления люминесцентные пигменты не утратят силы свечения до 200 лет.