Фибрат — строительный материал из фибробетона¶

Фибрат — обобщающее название группы строительных композитных материалов на основе цементного или гипсового вяжущего, армированного дисперсными волокнами (фиброй). Представляет собой разновидность фибробетона, выпускаемую в виде плоских листов, панелей и объёмных элементов. Применяется в гражданском и промышленном строительстве для облицовки фасадов, устройства кровли, изготовления ограждающих конструкций и элементов благоустройства.

¶Общее описание

Термин «фибрат» используется преимущественно как торгово-техническое обозначение листовых материалов, в которых роль арматуры выполняют короткие волокна, равномерно распределённые по всему объёму матрицы. В отличие от традиционного железобетона, где арматура работает в одном или двух направлениях, дисперсное армирование придаёт материалу изотропные прочностные свойства: он сопротивляется растяжению и изгибу во всех направлениях.

Материал сочетает относительно небольшую массу с высокой механической прочностью, атмосферостойкостью и технологичностью обработки. Листы фибрата поддаются резке, сверлению, фрезерованию и окрашиванию стандартным столярным и малярным инструментом.

¶Состав и виды волокон

Основу материала составляет минеральное вяжущее — чаще всего портландцемент, реже гипс или смешанные составы. В качестве заполнителей применяют кварцевый песок, мел, известь, а также минеральные и органические добавки, регулирующие схватывание, пластичность и водостойкость.

Классификация по типу армирующего волокна:

Асбестоцементные листы, известные также как шифер, исторически являются наиболее массовым представителем этой группы. Современные материалы чаще выпускают без асбеста — их обозначают как безасбестовые фибраты.

¶Технология производства

Основной промышленный метод — непрерывное формование из водной суспензии по так называемой мокрой технологии (машина Хатчека). Процесс включает несколько стадий:

1. Приготовление суспензии из вяжущего, волокон, заполнителей и воды.
2. Непрерывный набор тонкого слоя на сетчатом барабане или ленте.
3. Послойное накопление массы до заданной толщины.
4. Уплотнение, вакуумное обезвоживание и профилирование листа.
5. Первичное твердение, резка по размеру, автоклавная или воздушная сушка.

Альтернативные методы — экструзия, полусухое прессование и литьё в формы — применяются для объёмных и профильных изделий. Автоклавная обработка в среде насыщенного пара под давлением ускоряет образование гидросиликатов кальция и повышает конечную прочность.

¶Технические характеристики

Типичные показатели листовых фибратов:

• плотность — от 1200 до 2000 кг/м³ в зависимости от состава;
• предел прочности при изгибе — 10–30 МПа;
• водопоглощение — 10–30 % по массе;
• морозостойкость — не менее 50 циклов для фасадных марок;
• класс горючести — преимущественно НГ (негорючие) для минеральных составов.

Материал относится к трудногорючим или негорючим, устойчив к ультрафиолетовому излучению, биологическому обрастанию и воздействию большинства атмосферных агентов. Основные ограничения — хрупкость при ударных нагрузках и чувствительность к влаге у гипсовых разновидностей.

¶Применение

Области использования определяются формой выпуска и составом:

• Фасадные системы. Облицовочные панели и сайдинг с защитно-декоративным покрытием, вентилируемые фасады.
• Кровля. Волнистые и плоские листы для скатных крыш, в том числе в агрессивных средах.
• Ограждающие конструкции. Перегородки, сэндвич-панели, элементы несъёмной опалубки.
• Благоустройство. Плоские прессованные плиты для тротуаров, садовые бордюры, малые архитектурные формы.
• Инженерные сооружения. Трубы, лотки, коллекторы, облицовка тоннелей.

Отдельно выделяют огнезащитные и теплоизоляционные разновидности, применяемые в качестве барьеров для конструкций из горючих материалов.

¶История

Промышленное производство асбестоцемента началось в конце XIX века: в 1890-х годах австрийский инженер Людвиг Гатчек разработал машину для непрерывного формования листов из смеси цемента и асбеста. Технология быстро распространилась в Европе и Северной Америке. В СССР массовый выпуск асбестоцементных листов был налажен в 1920–1930-е годы, и шифер стал одним из самых узнаваемых кровельных материалов.

С 1970–1980-х годов под влиянием данных о канцерогенности асбеста начался переход к безасбестовым фибратам. В качестве заменителей стали использовать целлюлозу, стекловолокно, полимерные и базальтовые волокна. Современные материалы этого класса широко применяются в Европе, Азии и России, в том числе в составе фасадных систем с полимерными покрытиями.

¶Безопасность и экологические аспекты

Асбестосодержащие фибраты при механической обработке выделяют пыль, содержащую волокна хризотила или амфиболов, которые при длительном вдыхании способны вызывать профессиональные заболевания. Это обусловило ограничения на применение асбеста в ряде стран и переход к безасбестовым составам. Целлюлозные и базальтовые разновидности рассматриваются как более безопасные; при резке любых минеральных листов рекомендуется защита органов дыхания от пыли.

Утилизация материала возможна как строительный отход; асбестосодержащие изделия требуют захоронения по отдельным правилам. Безасбестовые фибраты частично перерабатываются в дроблёный заполнитель.

¶Сопоставление с аналогами

По сравнению с гипсокартоном фибрат обладает большей влаго- и морозостойкостью, что позволяет применять его в наружных конструкциях. В сравнении с металлическими листами он дешевле и не подвержен коррозии, но уступает по ударной вязкости. От древесно-стружечных и цементно-стружечных плит отличается негорючестью и стабильностью размеров при изменении влажности.