Технология архитектурного бетона

С помощью архитектурного бетона можно реализовать самые смелые дизайнерские идеи. Это высокопрочный, пластичный материал, который после схватывания схож с натуральным камнем. Подходит для создания элементов сложной формы, предназначенных для украшения зданий, сооружений и других объектов. Это лепнина, статуи, сложные фигуры, решетки, скульптуры, отделка колонн и другие эффектные детали.

Разновидности и назначение арт-бетона

По своему составу материал представляет собой обычную строительную смесь, в которую введены дополнительные компоненты. Они позволяют добиться повышения пластичности, изменения цвета, устойчивости к агрессивным воздействиям, изменения текстуры.

Архитектурный бетон изготавливается из цементно-песчаной смеси в соответствии с конкретной маркой прочности. В его состав входят:

• Цемент;
• Заданная фракция мраморной крошки;
• Очищенный щебень;
• Чистый кварцевый песок;
• Цветовые пигменты;
• Модифицирующие, армирующие компоненты;
• Вода без солей и примесей.

После отвердевания бетон напоминает натуральный камень, которому придали соответствующую форму. Вид декоративных бетонных плит или других элементов, привлекает внимание, поэтому они широко применяются для оформления помещений и внешних деталей архитектурных сооружений. При этом он должен отвечать нормативам действующих ГОСТов 26633-2015 и 25192-2012. Этот материал продается в виде готовых составов, но его можно сделать самостоятельно.

Основные виды архитектурного бетона:

1. Геометрический вид – используется для монолитов, укладывается в опалубку. Схож с обычными бетонными смесями.
2. Скульптурный тип – композитный материал, из которого удобно изготавливать объемные декоративные элементы. Наносится на специально подготовленный каркас, обтянутый сеткой. А после того, как раствор слегка схватится, приняв пластилиновую текстуру, его лепят руками или специальным инструментом для придания нужной геометрической формы.
3. Декоративный материал используется как покрытие уже готовых поверхностей. Выделяют обычный и облегченный бетон для наружной и внутренней отделки, который легко обрабатывается.

Арт-бетон имеет широкую область применения, но чаще всего его используют для:

• Пешеходных дорожек, которые могут заливаться сплошным слоем или собираться из тротуарной плитки.
• Ограждений и заборов. Несущие элементы могут изготавливаться из обычной бетонной смеси, которые декорируется лепниной или стандартной штамповкой.
• Скульптурные группы, которые эффектно смотрятся во дворе или внутри дома, парках и других пространствах, оживляя ландшафты. Для их изготовления, металлический каркас покрывается сеткой, затем раствором, которому придается нужная форма.
• Отделка вертикальных поверхностей. Слой такого бетона позволяет украсить поверхности колонн и стен, служит дополнительной теплоизоляцией.

Состав и свойства архитектурного раствора

Состав этого материала не отличается от аналогичного обычного строительного раствора соответствующей марки. Единственное ограничение – декоративный цемент должен иметь белый или светло-серый цвет, чтобы после введения пигмента монолит не стал блеклым и невыразительным. Рекомендованные марки цемента М400 и М500, он должен быть однородной порошкообразной консистенции, не допускается наличие комков, посторонних включений. В составе архитектурного бетона может быть только промытый кварцевый песок, чистая вода.

При изготовлении арт-бетона своими руками нужно взять комок смеси и сжать его, если потечет вода, нужно добавить песка, при распадении комка, добавить немного воды. Пропорции в зависимости от марки бетона на цементе М500 или М400 можно увидеть в таблице:

В особых случаях для его изготовления используют светлые цементы марок М600 и М700.

Важнейшим компонентом декоративного бетона являются пигменты, придающие раствору нужный оттенок. Их специально смешивают, для получения ярких цветов объемная доля пигмента должна составить 5 % от всего материала, для стандартных расцветок — 2-3 %. Их применение не несет экологической опасности и насыщает цветом весь объем материала, поэтому они не выгорают.

Если добавить стекловолокно в количестве около 5 % от общего объема, можно добиться того, что монолит будет пропускать свет.

Для облегчения работы с материалом, в него добавляются пластификаторы, около 0,5 % по объему сухого материала. Чтобы упрочнить материал, делается армирование из фиброволокна из расчета 600 г на 1 кубический метр раствора. В качестве дополнительных наполнителей используется мелкий гранитный щебень, мраморная крошка.

Достоинства и недостатки

Архитектурный бетон обрел свою популярность, за счет особых свойств, высокому качеству и многофункциональности. Декоративный бетон имеет такие преимущества:

• Мелкая зернистость и плоская структура обеспечивает легкость шлифовки, возможность получения идеально гладкой поверхности.
• Арт-бетон не выгорает, не разрушается под прямыми солнечными лучами.
• Не разрушается при повышенной влажности, не боится перепадов температуры и других атмосферных воздействий.
• Обладает минимальным показателем гигроскопичности, что препятствует карбонизации, поэтому сохраняет прочность на протяжении длительного периода.
• Прост в работе за счет высокой пластичности.
• Обладает приемлемой ценой, особенно при самостоятельном изготовлении.
• Разнообразие оформительских решений за счет присадок и пигментов.
• Экологичность, гипоаллергенность.
• Не усаживается при схватывании.
• Даже отшлифованная поверхность безопасна для хождения и не проскальзывает под ногами.
• Не требует специального ухода.

К недостаткам арт-бетона относят необходимость применения объемных опалубок и крепежных элементов, армирования при заливке массивных конструкций. Чтобы выполнять отделку архитектурным бетонным раствором, необходимо дополнительно укреплять основу, а для деревянных конструкций он вообще не годится. При работе с большими фасадами потребуется помощью тяжелой высотной техники, ограждение территорий, что не всегда легко сделать в условиях плотной застройки.

Еще один недостаток этого материала – сложности заливке тонких и мелких элементов. Раствор схватывается достаточно медленно (не менее суток), за это время лепка может деформироваться. Поэтому при работе с элементами, для которых требуется высокая точность, необходима специальная подготовка. В этом случае можно получить отличные оригинальные элементы отделки.

Технические характеристики

Декоративный бетон – это специализированный строительный материал. Его эксплуатационные и технические характеристики зависят от компонентов и технологии приготовления. Среди его характеристик выделяют:

• Белизна материала 68-85 %.
• Схватывание до 65 % от номинальной прочности не более 15 часов.
• Прочность сжатия: трехсуточная – 39 МПа, четырехнедельная – 59 МПа.
• Усадка при схватывании не более 0,12 %.
• Морозостойкость не менее F100.

Отмечается, что белый, или окрашенный пигментами бетон прочнее и быстрее схватывается.

Технология изготовления

Для малых архитектурных форм из бетона, когда не требуются большие объемы этого материала, его можно изготовить своими силами. Для этого понадобится бетономешалка и инструменты для формовки: шпателя и мастерки различных размеров, матричные валики, штампы, в зависимости от того, как будет формоваться поверхность.

Компоненты для декоративного бетона, а также технология производства своими руками очень просты. На 1 часть белого цемента не менее М400, берется 3 части очищенного кварцевого песка, мраморной или гранитной крошки, щебень (фракция не более 20 мм) и 2 части воды. Добавляется армирующий элемент — фиброволокно, из расчета 600 г на 1 м³ раствора. Для достижения нужных показателей вводятся пластификаторы, присадки для повышения адгезии и морозостойкости. Для приготовления арт-бетона:

• Все сыпучие составляющие просеиваются через сито;
• На сухую цемент и наполнители смешиваются вручную или в бетономешалке;
• В получившуюся смесь добавляется пигмент, после она тщательно перемешивается, чтобы он равномерно разошелся по всему объему;
• При ручном замешивании в сухом материале делается воронка, куда добавляется вода, для бетономешалки вода заливается в бак.

После тщательного перемешивания раствор может заливаться в готовые формы для декоративного печатного бетона, брусчатки, тротуарной плитки или других готовых изделий. Его можно наносить на каркасы, покрытые специальной сеткой, а после формовать руками, при помощи мастерков и шпателей.

Для небольших партий арт-бетона производители предлагают уже готовую сухую смесь и жидкость для замешивания. В этом случае изготовление занимает несколько минут, но основным критерием готовности остается тщательное перемешивание материала, комковатая структура резко снижает его качество.

Способы обработки декоративного бетона

После того, как декоративный бетон изготавливается, укладывается или наносится на поверхность, его нужно обработать. Делается это механическими способами:

• Шлифовка и полирование для достижения гладкой поверхности.
• Для создания нужных выемок или неровностей используется пескоструйное оборудование.
• Тиснение, гравировка.

При изготовлении архитектурного бетона сразу вводятся цветовые пигменты, обеспечивающие стойкость цвета. Могут наноситься дополнительные расцветки, защитные покрытия.

Для формовки изделий из арт-бетона применяется несколько основных технологий:

• Набивка – заливка готовых форм и трамбовка для повышения плотности материала. Подходит для изготовления готовых элементов сложных геометрических форм.
• Вибропрессование на вибростолах, используется для изготовления простых форм, например, тротуарной плитки.
• Использование готовых пресс-форм и гидравлического пресса позволяет создать тонкостенные высокопрочные элементы.
• Художественное литье позволяет получить декоративные элементы любой нужной геометрии. Для уплотнения материала, формы для литья устанавливаются на виброплощадках.
• Тиснение применяется для придания нужной формы поверхности нанесенного на вертикальную или горизонтальную поверхность. Для этого применяются валики и штампы, которые плотно прижимаются к предварительно загрунтованной поверхности.

Применение арт-бетона позволяет за сравнительно небольшие деньги создавать изысканные формы, красивые декоративные и скульптурные элементы, участки ландшафтного дизайна. Он распространен и во внутренней отделке помещений, создавая основу для будущего стильного дизайна.