Архитектурный бетон (арт-бетон) - состав и применение

В последние годы технологии с использованием традиционных отделочных материалов уступают пальму первенства инновационным решениям. Одно из них – архитектурный бетон (ГОСТ 25192-2012). Обычная или композитная (полимерная) версия позволяет внести «изюминку» в декорирование жилища, подчеркнуть его изысканность, хороший вкус хозяев.

Архитектурный бетон – что это

В отличие от традиционного бетона с «черновой» поверхностью арт-бетон – материал высокофункциональный и универсальный в применении. В большинстве случаев ему не требуется дополнительная отделка в виде шлифовки и штукатурки. Поверхность отличается разнообразием фактуры, цветов и форм. Арт-бетон позволяет создать имитацию многих натуральных материалов: дерева, камня.

Классификация арт-бетона по назначению

Геометрические смеси. Эта разновидность архитектурного бетона мало чем отличается от традиционного материала. При заливке так же обустраивается опалубка. Геометрические смеси применяются для создания монолитов, отличающихся эстетикой и конструктивной функцией с преобладанием последней. Такой бетон используется в основном для обустройства несущих конструкций: арок, колонн, фундаментов, стен и др.

Декоративный арт-бетон. Используется для финишной отделки поверхностей из других материалов. Для него главное – эстетическая составляющая, а прочность не является доминирующей характеристикой. Декоративный бетон также получается обработкой поверхностей разными способами: тиснением, полировкой, гравировкой, окрашиванием и др.

Скульптурный арт-бетон. Из этой разновидности арт-бетона изготавливаются оригинальные объемные элементы. Скульптурный арт-бетон укладывается на подготовленный каркас. «Скелет» обтягивается сеткой, и после «легкого» схватывания раствора с ним работают как с пластилином. В зависимости от размеров композиции «лепка» выполняется руками или с использованием соответствующих инструментов. Из скульптурного арт-бетона изготавливаются декоративные подставки, фигурки, вазоны, лепнина и иные элементы интерьера.

Состав архитектурного бетона

Рецепт приготовления архитектурного бетона определяется условиями эксплуатации и решаемой задачей. От этого зависит выбор компонентов, их процентное соотношение. Уникальные свойства определяют специальные добавки (армирующие, модифицирующие и др.).

Обязательные компоненты: песок, цемент, вода, добавки (в зависимости от требуемых свойств).

Особенности выбора компонентов архитектурного бетона

Вяжущее вещество

Для приготовления арт-бетона допускается использование разных видов цемента. Во избежание вариации цвета строительного материала рекомендуется использовать один тип и марку вяжущего вещества одного производителя.

• Цемент белый. Цвет обусловлен за счет добавления извести и гипса. Такой цемент характеризуется тонкостью помола, что придает бетону устойчивость к атмосферному влиянию и прочность. Материал используется под покраску в светлые тона. Заливка раствора выполняется, как правило, в формообразующую опалубку.
• Цемент цветной. В раствор вводятся пигменты в соответствие с художественным замыслом. Используется при изготовлении небольших архитектурных форм, декоративной плитки, предметов интерьера с мелкими деталями.
• Портландцемент или шлакопортландцемент. Последняя разновидность материала отличается наличием в составе измельченного доменного шлака, что снижает цену продукции. По характеристикам обе разновидности практически не отличаются. Плюс: универсальность применения (общестроительные или специальные работы). Минус: серый невзрачный оттенок.
• Полимерцемент. Традиционный цемент с различными добавками: латекса, эпоксидной смолы, акрила и др. Материал характеризуется пластичностью, устойчивостью к химическим веществам и воде, прочностью на растяжение. Сфера применения: штучные детали декора, плитка, мелкие скульптурные композиции, предметы меблировки.
• Вяжущее на основе магнезии. Вместо цемента используется оксид магния тонкого помола, который затворяется не водой, а раствором сульфата или хлорида магния. По цвету – белый цемент, но разница с ним в характеристиках огромная. Магнезиальный архитектурный бетон отличается повышенной прочностью, быстро твердеет. После заливки материалу уход не требуется, а после шлифовки приобретает красивый вид. Существенный недостаток – слабая устойчивость к низким температурам и влаге. Поэтому использование ограничено – только для внутренних работ (например, обустройство декоративных полов). Магнезиальный бетон не нашел широкого применения.

Заполнители

Для приготовления декоративного арт-бетона используются сыпучие компоненты: гравий, щебень или пористые материалы (пемза, туф, шлак, керамзит, битое стекло, керамика и др.). Для получения контрастной поверхности арт-бетона может использоваться любая комбинация заполнителей, если соблюдаются все требования к бетону: по долговечности, прочности и др.

Что учитывается при выборе заполнителя:

• Технические требования к создаваемой конструкции. Если арт-бетон выполняет, кроме декоративной, еще и несущую функцию, приоритет отдается прочному заполнителю с хорошей адгезией. В основном используется щебень. Для прочных и облегченных конструкций подходит, например, керамзитовый гравий.
• Экспонирование структуры. Делается при необходимости показать структуру материала. Гравийный заполнитель создает красивую гладкую поверхность архитектурного бетона, щебень – грубоватую и шероховатую.
• Химический состав. Ряд заполнителей способен реагировать на вяжущее вещество, придавая цементу соответствующий оттенок. Некоторые материалы реагируют на химическую обработку с непредсказуемым результатом.
• Требуемая цветовая гамма. Щебень из горных пород отличается внушительным спектром оттенков. Правильным выбором заполнителя можно добиться желаемого эффекта без использования дорогостоящих пигментов.
• Цвет вяжущего вещества. Если цемент для архитектурного бетона белый, то через него темный заполнитель станет просвечивать. Во избежание резкого контраста необходимо добиться сочетания тонов вяжущего и заполнителя (или светлые, или темные одновременно).

Мелкий заполнитель. Используется или отдельно, или в сочетании с крупными фракциями, заполняя пустоты между ними. В последнем случае архитектурный бетон приобретает повышенную прочность, становится водонепроницаемым.

Архитектурный бетон с одним мелким заполнителем уступает в прочности, но делается более морозоустойчивым и пластичным. Мелкозернистый бетон применяется для создания «тонких» конструкций: декоративных покрытий, оригинальных геометрических форм, стяжек.

Песок. Этот мелкофракционный строительный материал бывает морским (озерным, речным), карьерным, пористым или намывным. Последняя разновидность песка считается лучшим выбором для арт-бетона. В нем практически отсутствует глина и другие инородные частицы.

При выборе мелкого заполнителя важно, как и для крупного, учитывать сочетание оттенков песка и цемента.

Присадки

Добавки позволяют улучшить свойства смеси архитектурного бетона, но их применение имеет некоторые особенности. Присадки бывают пластифицирующими, минеральными, воздухововлекающими, замедляющими. Большинство из них химически активно, и как они отреагируют на используемые красители, вяжущее вещество, предсказать сложно.

Перед введением добавки целесообразно сделать «контрольный» замес небольшой порции. Это позволит оценить, как присадка реагирует на компоненты бетонной смеси, влияет на ее оттенок.

Применение архитектурного бетона

1. Строительство домов. Материал используется при заливке фундамента, обустройства цоколя, декоративной стяжки пола, сводчатой крыши.
2. Отделка интерьера, фасада здания.
3. Обустройство искусственных скал, водоемов, водопадов, обрамления каминов, подпорных стенок.
4. Создание сложных архитектурных композиций: скульптурных групп, панно, арочных конструкций и многого другого.
5. Изготовление лестниц, карнизов, декоративных решеток. На территории – для ограждений, беседок, урн, различных указателей, бордюрных камней.

Состав и способ приготовления полимербетона

Для усиления материала при армировании в полимербетоне используется не металлическая арматура, а пластик. Правильный выбор волокон полимера по длине, ширине позволяет повысить прочность бетонной конструкции в разы по сравнению с классическим армированием.

Примерный состав бетонной полимерной смеси

1. Вяжущее вещество (1 часть). Выбирается из особенностей применения арт-бетона, условий эксплуатации.
2. Заполнитель (4:1 по отношению к вяжущему веществу). Если используется цемент прочной марки (от 400), то рекомендуется пропорция 3:1. Вне зависимости от вида песка его перед использованием тщательно промывают.
3. Армирующий материал. В зависимости от вида полимера из расчета на 1 м3 приготовляемой смеси – от 3 до 8 кг. Эксперты рекомендуют ориентироваться на полиолефиновые вещества: например, полипропилен, полиэтилен. В них отлично сочетаются эластичность, прочность, морозостойкость. Работы с такими добавками можно вести даже при минусовых температурах.
4. Гидрофобизатор. Повышает устойчивость к водной эрозии. Дозировка указывается в инструкции производителя. Как правило, не превышает 0,5%.
5. Пластификатор. В пределах 0,25–0,5% от массы смеси. Рекомендуемая дозировка указывается на этикетке.

Приготовление раствора

На этом этапе важен порядок загрузки выбранных компонентов смеси!

1. Армирующие добавки предварительно перемешивают в бетономешалке с заполнителем. Работа ведется до тех пор, пока все фрагменты пластика равномерно не перемешаются с частицами заполнителя.
2. Без остановки оборудования засыпается цемент, и вся загрузка снова тщательно перемешивается.
3. При получении однородного окраса смеси постепенно в барабан заливается вода. Ее количество зависит от предназначения архитектурного бетона. Для изготовления блоков нужна более густая, вязкая смесь. Если полимербетон заливается в декоративную форму, то раствор должен получиться текучим.

Время перемешивания полимерного раствора с армирующим пластиком увеличивается вдвое по сравнению с традиционным (обычным) бетоном.

Способы обработки и защиты художественного бетона

Для декоративного и геометрического арт-бетона важная роль отводится поверхности. Под обработкой архитектурного бетона подразумевается его украшение. Выполняется 2-мя способами.

Обработка арт-бетона

Формообразующая конструкция. Специальная оригинальная опалубка придает поверхности декоративные свойства. На внутреннюю сторону ограждения заранее наносится желаемый рисунок или рельеф. После заливки раствора и его отвердевания на поверхности бетона «отпечатывается» заданный декор. Такое решение реализуется при художественном украшении стен, колонн, цоколей, различных ограждающих декоративных конструкций.

Постобработка арт-бетона. Выполняется после демонтажа опалубки. Способы обработки художественного бетона могут комбинироваться. При использовании замедляющих добавок работа с поверхностным слоем существенно упрощается.

Окрашивание. Выполняется силиконовыми, силикатными или акриловыми составами. Дефекты бетонной поверхности окраска не скроет, но придаст ей красивый вид и дополнительно защитит от воздействия влаги. В зависимости от места работы (внутри или снаружи здания) играет роль паропроницаемость слоя краски. При интерьерных работах этот показатель должен быть ниже аналогичной характеристики арт-бетона.

Штамповка. В основном используется для художественного оформления горизонтальных поверхностей (ступеней, дорожек и т. п.).

Полировка (шлифовка) бетона. Такая обработка позволяет нивелировать мелкие дефекты, выделить текстуру бетона, сделать поверхность блестящей и приятной на ощупь. Технология выполнения, как и для обычного бетона – «мокрая» или «сухая».

Механическая обработка. Способы, как и для природных камней: ударная обработка (бучардирование), скалывание или гравировка.

Обработка кислотно-щелочная. Заключается в травлении бетона или окрашивании специальным агрессивным раствором, в составе которого пигмент.

Абразивная обработка. Выполняется с помощью песко- или гидроструйного оборудования.

Защита архитектурного бетона

Поверхность бетона покрывается различными составами. В зависимости от выбранного средства образующаяся пленка защищает архитектурный бетон от воздействий внешней среды.

• Прозрачные герметики на основе кремнийорганических соединений и акриловых смол являются наиболее популярными для обработки художественного бетона.
• С составами на основе сложных полиэфиров, эпоксидных и акриловых смол специалисты рекомендуют быть осторожнее. Со временем такие покрытия изменяют оттенок.
• Хорошей защитой для арт-бетона являются специальные пропитки.