Όταν κάποιος λέει fiberglass σκεφτόμαστε πολυεστερικές βάρκες, σκάφη, κανό, δεξαμενές, αλλά ίσως θα έπρεπε να σκεφτόμαστε και για τσιμέντο. Τεχνικά, το fiberglass είναι απλά πολύ λεπτές ίνες γυαλιού. Το υλικό χρησιμοποιείται για την κατασκευή σκαφών, δεξαμενών και άλλων προιόντων, αλλά παρόλο που ονομάζεται fiberglass, στην πραγματικότητα είναι ίνες ή πλέγμα υάλου ενισχυμένο με πολυμερή υλικά (πολυεστέρα). Εάν, αντί για το πολυμερές χρησιμοποιήσουμε τσιμέντο portland και άμμο, το τελικό προιόν είναι Glass Fiber Reinforced Concrete - GFRC ή μερικές φορές GRC (οι Άγγλοι το λένε Glassfibre Reinforced Concrete).

Το πρόβλημα με την χρήση ίνων γυαλιού για τον οπλισμό του τσιμεντοειδούς μίγματος, έιναι ότι το γυαλί διασπάται σε αλκαλικό περιβάλλον - και δεν υπάρχει τίποτα πιο αλκαλικό από το τσιμεντοειδές μίγμα. Μπορεί να έχετε ακούσει για φθορές σκυροδέματος από την αλκαλικότητα (alkali-silica reactivity - ASR) όταν υπάρχει ενεργό πυρίτιο στο πρόσμικτα.  Το γυαλί είναι βασικά πυρίτιο. Τα πρώτα GFRC στην δεκαετία του 1940 έχαναν γρήγορα τις αντοχές τους καθώς το γυαλί καταστραφόταν από την αλκαλικότητα. Την δεκαετία του 1970s οι αντιαλκαλικές alkali-resistant (AR) υαλοίνες τελειοποιήθηκαν από την Owens-Corning και την Nippon Electric Glass (NEG) γεγονός που είχε σαν αποτέλεσμα την ραγδαία αύξηση των κατασκευών GFRC.

To GFRC έχει χρησιμοποιηθεί τα τελευταία 30 χρόνια για την παραγωγή πολλών τσιμεντένιων κατασκεών, ειδικά για λεπτά αρχιτεκτονικά πάνελς προσόψεων σε μεγάλα κτίρια, αλλά και την κατασκευή πολλών διακοσμητικών τσιμεντένιων κατασκευών όπως θόλοι, αγάλματα, ζαρτινιέρες και συντριβάνια. Πρόσφατα, τεχνίτες διακοσμητές έχουν εκμεταλευτεί τα πλεονεκτήματα του GFRC για διακοσμητικά πάνελ (όπως σε διάκοσμο τζακιών), πάγκους σε bars, εστιατόρια, barbecue, νιπτήρες, νεροχύτες, πάγκους κουζίνας, τραπέζια, παγκάκια αλλά και διακοσμητικές τεχνιτές πέτρες.

Υλικά και Μίγματα GFRC

Το παραδοσιακά ψεκαστό GFRC είναι ένα τσιμεντοειδές μίγμα με χαμηλή περιεκτικότητα νερού. Οι περισσότερες διακοσμητικές τσιμεντένιες κατασκευές με GFRC, φτιάχνονται σε δύο στάδια-στρώσεις, με μια πολύ λεπτή (1/8 to 3/16 inch) επιφανειακή εξωτερική στρώση ή οποία ακολουθείται από την βασική στρώση μεγαλύτερου πάχους.

   Το τσιμέντο και ή χαλαζιακή άμμος αναμιγνύονται τυπικά σε αναλογία περίπου 1 με 1, αν και κάποιες συνταγές χρειάζονται μεγαλύτερα ποσοστά τσιμέντου και τσιμεντοειδών υλικών.
   Τα υψηλά ποσοστά τσιμέντου και η χαμηλή αναλογία τσιμέντου - νερού (0,33 με 0,38) δίνουν την δυνατότητα στις κατασκευές GFRC να μπορούν να στεγνώνουν γρήγορα προτού αποκτήσουν τις τελικές αντοχές τους.  Παραδοσιακά στα προιόντα GFRC η ωρίμανση γίνονταν σε υγρά δωμάτια για 7 ημέρες. Σήμερα, συνήθως, αυτό αποφεύγεται με την προσθήκη ακρυλικών πολυμερών προσθέτων τα οποία ωριμάζουν το τσιμέντο εμποδίζοντας το νερό του μίγματος να εξατιμιστεί. Τα ακρυλικά πρόσθετα είναι συνήθως σε υγρή μορφή (πχ Forton). Ένα ακρυλικό πολυμερές σε αναλογία 5% κατά βάρος τσιμέντου, έχει περίπου το ίδιο αποτέλεσμα σε αντοχές όπως μιά υγρή ωρίμανση 7 ημερών.
    Τα ακρυλικά πρόσθετα επίσης κάνουν τις τσιμεντένιες κατασκευές που αποκτούν τις αντοχές τους πολύ γρήγορα. Οι τσιμεντένιοι πάγκοι από GFRC με αυτό τον τρόπο είναι έτοιμοι για χρήση σε 3 ημέρες. Τα ακρυλικά πολυμερή αναμιγνύονται με νερό σε αναλογία 30% πολυμερές και 70% νερό.
    Οι ίνες προστίθενται στο μίγμα σε αναλογία περίπου 2% με 3% για προαναμιγμένα GFRC ή 4% με 6% κατά βάρος για ψεκαστά μίγματα.
    Αρκετοί ειδικοί στο GFRC χρησιμοποιούν πυριτική παιπάλη (silica fume),  μετακαολίνη, ή άλλες ποζολάνες στα μιγματά τους. Αυτά μειώνουν την διαπερατότητα της τσιμεντένιας κατασκευής, τα κάνουν πιο ανθεκτικά στα νερά και την υγρασία, και επίσης μειώνουν την αλκαλικότητα του τσιμέντου, το οποίο σημαίνει ότι δεν επηρεάζουν τις ίνες γυαλιού. Και οι δύο αυτοί παράγοντες έχουν σαν αποτέλεσμα τσιμεντένιες κατασκευές με αυξημένες αντοχές. Το ποζολανικό υλικό VCAS 160 (vitrified calcium alumino silicate), είναι κυρίως από ανακυκυκλωμένο E-glass (alumino-borosilicate glass χωρίς αλκάλια <2%) το καθιστούν "πράσινο" υλικό, καθώς αντικαθιστά το τσιμέντο με ένα βιομηχανικό υποπροιόν. Το VCAS 160 απαιτεί 10% λιγότερο νερό σε σχέση με την πυριτική παιπάλη,  ή την μετακαολίνη, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο τσιμέντου έως 30%, ενώ είναι λευκό σε χρώμα. Η ιδανική αναλογία υποκατάστασης είναι 25% του συνολικού τσιμεντοειδούν υλικού, αναλογία με την οποία η ανάκτηση αντοχών δεν καθυστερει, και ελέγχεται η συρρίκνωση (ASR).

   Σε ένα διστρωματικό σύστημα, η επιφανειακή στρώση δεν περιέχει ίνες οι οποίες θα ήταν εμφανείς μετά το γυάλισμα, αλλά περιέχει χρωματιστά πιγμέντα, έτσι ώστε να μειωθεί το κόστος χρωματισμού στη επιφανειακή και όχι σε όλη τη μάζα της τσιμεντένιας κατασκευής. Συχνά προστίθεται υπερπλαστικοποιητής στο μίγμα αυτό.
    Η βασική κυρίως στρώση που αποτελεί το σώμα της κατασκευής περιέχει ίνες γυαλιού αλλά δεν περιέχει πιγμέντα. Το στρώμα αυτό είναι που δίνει τις αντοχές στην κατασκευή.
    Η βασική κυρίως στρώση μπορεί επίσης να περιέχει υπερπλαστικοποιητή εαν γίνεται χύτευση σε καλούπια. Για κομμάτια που πρέπει να διατηρήσουν κατακόρυφη μορφή, όπως σε νιπτήρες, ή γωνίες σε πάγκους, δεν προστίθεται πλαστικοποιητής έτσι ώστε το μείγμα να είναι εύπλαστο και διατηρεί την κατακόφυφη μορφή του.
    Η διατήρηση της αναλογίας νερού - τσιμέντου και πολυμερούς στα ίδια επίπεδα τόσο στη επιφανειακή όσο και την κυρίως στρώση είναι βασική προυπόθεση έτσι ώστε τα χαρακτηριστικά συρρίκνωσης και των δύο στρωμάτων να είναι παρόμοια και αν αποφευχθεί η εμφάνιση κοιλοτήτων και καμπουριάσματος.

• Τεμαχισμένες αντιαλκαλικές ίνες γυαλιού - 2 με 3% κατά βάρος σε έτοιμα μίγματα, 4% με 6% για επίστρωση ψεκασμού
• Ακρυλικό πολυμερές γαλάκτωμα - 5 % ακρυλικά στερεά κατά βάρος τσιμέντου
• Τσιμέντο τύπου I ή II
• Αναλογία τσιμέντου : χαλαζιακή άμμος περίπου 1:1
• Ποζολάνη VCAS (vitrified calcium alumino silicate) σε αναλογία 10% με 25% ως αντικατάστατο τσιμέντου
• Πρόσθετα: υπερπλαστικοποιητές (μειωτές ποσοστού νερού υψηλής κλίμακας, όπως τα πολυκαρβοξύλια) για τις επιφανειακές στρώσεις και τις χυτές πρόσθετες επιστρώσεις
• Χρωματιστά πιγμέντα - στερεά ή υγρά στην επιφανειακή επίστρωση

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ GFRC

• Χαμηλό Βάρος: Με το GFRC, το σκυρόδεμα μπορεί να χυτευθεί σε πολύ λεπτές στρώσεις χωρίς παραδοσιακό χαλύβδινο οπλισμό, και είναι έως και 75% πιο ελαφρύ από το παραδοσιακό σκυρόδεμα. Ένας τσιμεντένιος πάγκος μπορεί να έχει 1 ίντσα πάχος με το GFRC αντί για 2 ίντσες όταν χρησιμοποιούμε παραδοσιακό χαλύβδινο οπλισμό. Μια τεχνιτή διακοσμητική πέτρα από GFRC θα ζυγίζει ένα μικρό μόνο κλάσμα του βάρους μια αντίστοιχου μεγέθους πραγματική πέτρα, επιτρέποντας πιο ελαφριές θεμελιώσεις και πιο χαμηλά μεταφορικά.
• Υψηλές Αντοχές: Οι κατασκευές από GFRC έχουν υψηλές καμπτικές αντοχές έως και 4000 psi και πολύ υψηλές αντοχές ανά μονάδα βάρους. Συγκριτικά να αναφέρουμε ότι τυπικές τιμές καμπτικής αντοχής σκυροδέματος τσιμέντου Portaland είναι 3 - 5 MPa (400 - 700 psi)
• Οπλισμός: Επειδή το GFRC οπλίζεται εσωτερικά, δεν υπάρχει ανάγκη για άλλου είδους χαλύβδινο οπλισμό, ο οποίος μπορεί να είναι δύσκολο να τοποθετηθεί σε κατασκευές με πολύπλοκα σχήματα.
• Συμπύκνωση: Για ψεκαστό GFRC, δεν απαιτείται δόνηση. Για χυτευτές κατασκευές GFRC, είτε δονητής είτε ακιδωτά ρολά είναι εύκολα στην χρήση για να επιτευχθεί η απαιτούμενη συμπύκνωση.
• Εξοπλισμός: Δεν απαιτείται ακριβός εξοπλισμός για κατασκεύες GFRC με χύτευση ή δόνηση με εξωτερική πρόσοψη; για κατασκεύες GFRC με ψεκασμό, ο εξοπλισμός με κόψτη υαλοίνας σε γενικές γραμμές κοστίζει γύρω στα €10,000.
• Αντοχές: Οι κατασκευές με GFRC δεν ρηγματώνουν εύκολα και μπορούν να κοπούν χωρίς αποκολλήσεις και ξεφτίσματα.
• Τελική επιφάνεια: Επειδή γίνεται με ψεκασμό, η επιφάνεια δεν έχει τρύπες ή κενά όπως μια τσιμεντένια επιφάνεια μετά το ξεκαλούπωμα.
• Προσαρμοστικότητα: Με ψεκασμό ή χύτευση σε καλούπι, το GFRC μπορεί να προσαρμοστεί σε σχεδόν οποιαδήποτε πολύπλοκη κατασκευή, από διακοσμητικές τεχνιτές πέτρες, αγαλματίδια, και διακοσμητικά έπιπλα, πάγκους, νιπτήρες, νεροχύτες, κτλ. 
• Αντοχές: Δεν υπάρχει θέμα αντοχών. Το νερό δεν μπορεί να ισχωρήσει μέσα, δεν υπάρχουν ρωγμές και πορώδες, καθιστόντας το εξαιρετικά ανθεκτικό. Οι κατασκευές από GFRC είναι πιο ανθεκτικές από προκατασκευασμένο σκυρόδεμα, χυτές πέτρες, ακόμα και από κάποιες φυσικές πέτρες. Η αντοχή είναι αυξημένη λόγω της χρήσης τσιμέντων χαμηλής αλκαλικότητας και ποζολάνης.
• Βιοσημότητα: Επειδή απαιτείται λιγότερο τσιμέντο από μια αντίστοιχης αντοχής παραδοσιακής τσιμεντένιας κατασκευής και συχνά χρησιμοποιούνται σημαντικές ποσότητες ανακυκλωμένων υλικών (όπως η ποζολάνη) οι κατασκευές από GFRC χαρακτηρίζονται ως περιβαλλοντικά φιλικές κατασκευές.
• Κόστος: Σαν υλικό το GFRC είναι αρκετά πιο ακριβό από το παραδοσιακό σκυρόδεμα, αν συγκρίνει κάποιος τα δύο υλικά κατά βάρος. Λόγω των μικρών διατομών που απαιτούνται όμως, η διαφορά αυτή του κόστους υπεκαλύπτεται στις πιο διακοσμητικές κατασκεύες. Οταν το πάχος της κατασκευής είναι μέχρι 2 πόντους το κόστος του υλικού είναι τυπικά κάτω από €22,00/τετραγωνικό μέτρο. Εξαιτίας του υψηλού μέτρου ελαστικότητας του γυαλιού, μπορεί να αντικαταστήσει όλον τον χαλύβδινο οπλισμό, αλλά σε κατασκευές με πάχος μεγαλύτερο από 4 ίντσες, το κόστος του GFRC γίνεται απογορευτικό.
• Το GFRC δεν έχει διαδοθεί όπως θα μπορούσε εξαιτίας της δυσκολίας στην εκτέλεση των συνταγών του μίγματος. Όταν έχει τόσο πολύ τσιμέντο, η χημεία αλλάζει και οι παράγοντες και μεταβλητές που πρέπει να κοντρολάρει κάποιος είναι πολλές. Αρκετοί που ασχολούνται με το παραδοσιακό τσιμέντο έχουν προβλήματα και στο τέλος αποθαρρύνονται και τα παρατάνε. Πρέπει να έχει κάποιος υπομονή και να πειραματιστεί για κάποιο διάστημα για να αποκτήσει εξειδίκευση στο GFRC. Είναι πολλά πράγματα που πρέπει να γνωρίζει κανείς, και πολλές οι μεταβλητές. Η εκπαίδευση είναι σημαντική."