Полимер бетонные технологии

Применение полимерного бетона: состав, характеристики, изготовление своими руками

Полимерный бетон — прочный материал, отличающийся эстетичным внешним видом. Прочность бетонной смеси сочетается с красотой натурального камня. Доступная цена позволяет часто применять материал при строительно-отделочных работах.

Характеристики

Полимербетон устойчив к воздействию влаги и механических факторов. Он нормально реагирует на изменения температур.Состав быстро застывает, хорошо сцепляясь с любым основанием. Материал эластичен и воздухопроницаем. Он не вступает в реакцию с химическими агентами.

Главной характеристикой полимерцементной смеси является экологическая безопасность.

Полимербетон не выделяет веществ, негативно влияющих на здоровье человека и окружающую среду. Смесь можно использовать при строительстве объектов общественного питания.

Состав полимербетона

В состав строительной смеси входят такие компоненты:

1. Крупнофракционный наполнитель. В качестве этого элемента используют битое стекло, щебень, песок.
2. Мелкофракционный наполнитель. Введение такого компонента снижает стоимость продукта. Наполнителем становится графит или кварц.
3. Связующее звено. В смесь вводят полимерную смолу, например полиэфирную, фурановую, карбамидоформальдегидную или эпоксидную. Полимербетон содержит 5% связующего вещества.
4. Вспомогательные добавки. К ним относят вещества, повышающие эластичность и морозостойкость, придающие составу нужный цвет.

Технология производства

При производстве строительного материала используют 2 технологии:

1. Периодическая. В таком случае емкость после каждого цикла изготовления материала очищают. Полимербетон можно производить с помощью бетономешалки или простого таза.
2. Непрерывная. Технология используется крупными предприятиями. Конвейер включает литьевые установки, дозаторы и автоматические миксеры.

Процесс изготовления включает такие этапы:

1. Подготовка. Форма обрабатывается разделительной смазкой и покрывается гелькоутом необходимой цветовой гаммы.
2. Создание состава. Наполнители и полимерные добавки для бетона тщательно перемешиваются с помощью мешалки.
3. Укладка смеси в формы. На крупных предприятиях на этом этапе используют бетоноукладчики. При изготовлении изделий в небольшом цехе действие выполняется вручную.
4. Виброуплотнение. Путем вибрации смеси придают нужные свойства. Длительность этого этапа составляет 2 минуты. На заводах используется резонансная виброплощадка. Небольшие предприятия снабжаются вибростолами.

В промышленных условиях изделия из полимербетона подвергают термической обработке. Это уменьшает время застывания продукции. В остальных случаях затвердевание протекает в естественных условиях.

Достоинства материала

К преимуществам композитного состава относятся такие характеристики:

1. Устойчивость к повышенной влажности. Капли воды быстро испаряются с поверхности, не успевая впитаться.
2. Нечувствительность к перепадам температур. Изделия не деформируются при быстром нагревании или охлаждении. Качество материала не зависит от числа циклов заморозки. При производстве бетонных смесей вместо традиционного цемента или силиката используют полимер.
3. Устойчивость к агрессивным веществам. Покрытие не повреждается под воздействием дезинфицирующих средств и растворителей. Это позволяет отказаться от использования дополнительных способов обработки поверхности.
4. Возможность восстановления поврежденных участков. Композитный массив реставрируется путем применения специальных смесей.
5. Увеличенная прочность. При небольшом весе эта характеристика не уступает таковой у классического бетона.
6. Гладкость поверхности. При изготовлении изделий не образуются неровности. Материал не скользит, не стирается. Это позволяет избежать загрязнения покрытия. При необходимости поверхность моется привычными способами.
7. Возможность повторной переработки. Материал используется в создании технологических отходов. Это снижает себестоимость продукта, производимого по безотходной технологии.

Особенности и сфера использования

Полимербетон применяется для изготовления таких изделий:

1. Столешницы. Элементы кухонного гарнитура, изготавливаемые из этого материала, отличаются повышенной прочностью, гигиеничностью и длительным сроком службы. Они хорошо вписываются в любой интерьер. Столешницы из полимербетона не отличаются от изделий, изготавливаемых из натурального камня.
2. Полы. Напольные покрытия отличаются устойчивостью к загрязнениям и простотой монтажа. Поверхность пластична, устойчива к механическим повреждениям, имеет эстетичный внешний вид. Слой толщиной 2 мм может эксплуатироваться в течение 10 лет.
3. Декоративные части фасадов. Полимербетон не отличается от мрамора или гранита. Полимерные изделия имеют небольшой вес, поэтому могут устанавливаться без создания массивного основания.
4. Памятники и ограждения. Полимерный массив устойчив к воздействию атмосферных факторов, что позволяет использовать его для оформления ритуальных объектов.

Виды полимерных систем

Под термином полимербетон подразумевается обширная группа строительных смесей, отличающихся составами и способами производства.

Группа пластобетонов

Свойства материала определяются типом вводимых наполнителей, полимеров, вспомогательных добавок. Для отделки помещений нельзя использовать фурфуролацетоновые смеси. Эпоксидные и метакрилатные составы безопасны для человека и животных.

Полимерцементные системы

В состав таких материалов входит цемент.

Получают смесь 3 способами:

1. Смешивание основы с водными растворами полимеров — поливинилацетата или искусственного каучука.
2. Введение дисперсии полимеров или мономеров. Наиболее часто используют фурановый спирт и эпоксидные смолы.
3. Пропитка бетона. На нужную глубину вводят полимерные компоненты, например карбамид или стирол.

Рекомендованный объем связующего компонента — 15-20%. Это позволяет сохранять структуру цементного состава. При увеличении содержания полимера изделия утрачивают прочность. В качестве заполнителя используют песок или мелкофракционный щебень. Полимерцементные смеси применяют для создания износостойких напольных покрытий.

Бетонополимерные композиции

Бетонополимер — отвержденная цементная смесь, на поверхность которой наносят жидкую пропитку. В состав материала включают металакрилатные смолы и катализаторы, которые застывают в структуре минерального каркаса.

Недостатком является наличие большого количества пор, возникающих на этапе производства изделий.

Такие дефекты уменьшают прочность и устойчивость к агрессивным веществам. Заполнение пор полимером помогает улучшить характеристики состава.

Геобетон

В строительстве все чаще начинают использовать материалы, при производстве которых используются природные компоненты. Геополимерный бетон похож на классический, однако эксплуатационные характеристики несколько отличаются. Структура напоминает строение натурального камня.

Цементно-полимерный бетон своими руками

Процесс изготовления полимербетона своими руками включает такие этапы:

1. Подготовка компонентов. Щебень очищают от посторонних включений и промывают. Песок пропускают через сито. Влажность фракции должна составлять не более 1%. Поэтому песок тщательно просушивают.
2. Смешивание. Компоненты помещают в бетономешалку. В первую очередь кладут щебень, затем песок и заполнитель. Ингредиенты перемешивают в течение 2 минут. После введения воды процедуру повторяют.
3. Подготовка связующего компонента. Смолу размягчают, добавляя растворитель. Готовое вещество смешивают с пластификатором.
4. Введение связующего компонента с отвердителем и подготовленной бетонной смесью. После введения отвердителя состав перемешивают в течение 3 минут.

Готовый состав нужно сразу заливать в формы.

Полимерный бетон — новейший материал с улучшенными характеристиками

Полимерный бетон – одно из самых недавних изобретений, подаренных нам инженерами-технологами. Особенность этого строительного материала состоит в том, что в его состав входят различные полимерные добавки. Типичными компонентами такого бетона являются стирол, полиамидные смолы, винилхлорид, различные латексы и другие вещества.

Использование примесей позволяет менять структуру и свойства бетонной смеси, улучшать ее технические показатели. Благодаря своей универсальности и простоте получения полимерный бетон применяется в наше время практически повсеместно.

Выделяют два вида полимерных бетонов, каждый из которых применяется для отдельных видов строительных работ. Первый вариант — наполненный полимерный бетон. В структуре этого материала присутствуют органические соединения, которые заполняют пустоты между наполнителем (щебень, гравий, кварцевый песок).

Второй вариант — каркасный молекулярный бетон. Пустоты между наполнителями остаются незаполненными, а полимерные материалы нужны для скрепления частиц между собой.

Полимербетон – это бетон, в составе которого минеральное вяжущее в виде цемента и силиката заменяется полностью или отчасти полимерными компонентами. Виды бывают следующие:

• полимерцментный – полимер, добавленный в бетон, составляет здесь 5-15% от массы цемента (фенолформальдегидные смолы, поливинилацетат, синтетический каучук, акриловые составы). Очень прочные в отношении жидкостей, ударов и применяются для строительства аэродромов, отделки кирпича и бетона, керамической и стеклянной, каменной плиты;
• пластобетон – в составе смеси вместо цемента используются термореактивные полимеры (эпоксидные, фенолформальдегидные и полиэфирные), главное свойство такого бетона – высокая стойкость к кислотам и щелочам и неустойчивостью к температурам и деформациям. Их используют для покрытия конструкций в защиту от химической агрессии и для ремонта каменных и бетонных элементов;
• бетонополимер – это бетон, пропитанный после отвердевания мономерами, которые заполняют поры и дефекты бетона, что дает в результате прочность, морозостойкость, износостойкость.

Плюсы и минусы

Почему же полимербетон стал достойным конкурентом традиционных строительных материалов? Он быстро отвердевает и становится прочным, как гранит. Временные рамки отвердевания существенно короче аналогичного периода для обычного бетона.

Свой максимальный предел прочности полимерный компонент дает бетону через неделю после заливки. Обычному бетону для этого требуется около месяца.

В состав бетона входят отходы сельского хозяйственных и строительных работ. Ранее они никак не перерабатывались и в большинстве случаев просто закапывались в землю. Использование отходов в приготовлении полимерных бетонов решает вопрос переработки и существенно уменьшит негативное влияние на окружающую среду.

Поскольку эти самые отходы распространены практически повсеместно, то для производства полимерного бетона уже сейчас имеется хорошая сырьевая база. Никаких специальных добавок и примесей обычно покупать не требуется. Технология изготовления такого бетона доступна даже для начинающих строителей. В процессе приготовления бетонной смеси каждый сам может экспериментировать с количеством добавок и примесей, но начальный перечень компонентов остается неизменным.

К недостаткам полимерного бетона можно отнести весомую долю его искусственных компонентов. В составе смеси около 10% веществ искусственного происхождения. Второй недостаток — отсутствие стандартизации по ГОСТу. Нельзя быть уверенным в том, что в продаже имеется именно тот бетон, который нужен. Третий недостаток – высокая стоимость за счет цены добавок (смол и т.д.).

Состав

Одним из самых важных компонентов полимерного бетона является зольная пыль. Это вещество является продуктом сгорания угля. Использование золы в качестве добавки оказывает заполняющее воздействие на свежую бетонную смесь. Эффект заполнения основан на способности мельчайших угольных частиц заполнять собой все пустоты и пористые образования. Чем меньше размеры зольных частиц, тем полнее наблюдается этот эффект. Благодаря такой особенности зольной пыли застывший бетон становится значительно прочнее и крепче обычного.

Другой важный компонент бетонной смеси – жидкое стекло. Оно обладает отличной клеящей способностью и невысокой стоимостью. Его добавление в полимербетон будет весьма кстати, если готовая конструкция будет находиться на открытом воздухе или подвергаться постоянному воздействию воды.

Технические характеристики полимерного разновидового бетона выше, чем у других стандартных и к тому же, он экологичен – его можно использовать при строительстве зданий в пищевой промышленности. Средние показатели следующие:

• линейная усадка 0,2-1,5%;
• пористость – 1-2%;
• прочность на сжатие – 20-100 Мпа;
• стойкость к нагреву – 100-180С;
• мера ползучести – 0,3-0,5 кг/см2;
• стойкость к старению – 4-6 баллов.

Такой вид смесей применяется как конструкционный и декоративно-отделочный материал.

Технология самостоятельного изготовления

При наличии необходимых знаний и соответствующих материалов можно приготовить полимерный бетон своими руками. Но следует учесть, что определенного рецепта приготовления такого бетона не существует, баланс компонентов определяется исходя из практических экспериментов.

Сама технология приготовления полимерного бетона достаточно проста. В бетономешалку заливается вода и небольшое количество цемента. Затем в равных количествах добавляется шлак и зольная пыль. Все компоненты тщательно перемешиваются. Далее настает очередь различных полимерных компонентов. Они добавляются к предыдущим ингредиентам, после чего смесь снова нужно перемешать.

В качестве полимерной добавки подойдет жидкое стекло, клей ПВА, различные водорастворимые смолы. Клей ПВА можно применять в любом количестве, так как это отличный наполнитель, обладающий хорошей вязкостью. Его добавление в бетонный раствор значительно улучшает параметры стойкости готовой конструкции, и уменьшает процент усадки.
Соотношение между полимерами и вяжущими средствами может составлять от 5:1 до 12:1.

Применение

Наиболее рациональным представляется использование полимерных бетонов в качестве декоративных и защитных изделий из бетона или металла. Целиком выполнять ту или иную конструкцию целесообразно лишь в некоторых случаях. Обычно это изготовление электролизных или травильных ванн, трубопроводов или емкостей для агрессивных жидкостей. Изготовление строительных или ограждающих конструкций из этого материала не представляется ни целесообразным, ни экономически выгодным.

Полимербетон обладает большой сопротивляемостью внешним воздействиям, поэтому его можно устанавливать и без дополнительной арматуры. Но если необходимость в дополнительном запасе прочности все-таки имеется, то для армирования полимерного бетона используются стекловолокно или сталь. Другие элементы, такие, как углеволокно, например, используют значительно реже.

Технические возможности полимерного бетона делают его удобным и недорогим материалом для изготовления строительных декоративных элементов. Для получения различных цветов в готовые растворы добавляют красители, а для придания нужных размеров заливают в специально подготовленные формы. Полученные изделия из полимерного бетона по цвету и фактуре очень похожи на мрамор, но себестоимость таких конструкций значительно ниже.

Технология изготовления полимерного бетона своими руками

Полимерный бетон используется в конструкциях в качестве декоративного материала и для создания химически стойких полов и стен. Он представляет собой смесь на основе цемента с добавлением высокомолекулярных соединений, таких как водные дисперсии. В этих материалах использование полимеров позволяет модифицировать структуру в нужном направлении. Созданный композитный материал обладает улучшенными характеристиками механической прочности и эластичности.

Особенности материала

В таких материалах использование полимеров позволяет изменять их структуру в нужном направлении: своеобразные наросты производятся за счет свертываемости кристаллической структуры, а жесткий каркас образован минералом. Благодаря наличию полимера усиливаются в областях и определенных точках дефектные участки (например, поры и трещины).

Полимербетоны могут применяться в роли декоративных строительных материалов (в том числе цветных штукатурок и красителей, сухих смесей и имитаций натуральных камней), а также для химически стойких полов и стен. По сравнению с традиционным бетоном они имеют заметно увеличенный изгиб, растяжения, сжатия, абразивное сопротивление, уменьшенный модуль упругости, хорошую адгезию к металлу и каменным поверхностям различных конструкций.

Также полимербетон отличается лучшим сопротивлением воде, атмосфере и агрессивным средам, а также другими ценными свойствами, гарантирующими его практическое использование. При разработке состава полимербетонов, как правило, должны быть соблюдены некоторые следующие условия:

• максимальная скорость гидратации цемента;
• стабильность агрегации и благоприятные условия для формирования полимерных дисперсионных пленок;
• оптимальная корреляция между кристаллической и аморфной фазами в твердой цементной пасте, гарантирующая высокую устойчивость к хрупкому разрушению и пластическому коллапсу.

Активные компоненты

Активные компоненты полимербетонов — это органические вещества и связывающий минеральный агент, который с водой образует цементную пасту, объединяющую совокупные частицы для создания монолита. Полимерный компонент и минеральное связующее должны выбираться оптимально, чтобы получить желаемую прочность. Скорость полимерных добавок обычно составляет от 2−3% до 10−15% от массы сухого компонента.

Полимер во время удаления воды из бетона образует тонкий слой на поверхности пор, цемента и конкреций инертного материала, уменьшая его пористость: этот слой обладает хорошими адгезионными свойствами, поэтому добавленный полимер задерживает процесс упрочнения цементной пасты.

Основным требованием к добавлению полимера является задержка процесса затвердевания цементной пасты с минимально возможной скоростью. Формирования цемента образуют кристаллическую структуру коагуляции. Жесткий минеральный скелет, сформированный в соответствии с дефектами (например, порами и трещинами), укрепляется через полимер.

Были также изучены два способа смешивания полимеров: дисперсия путем шлифования и сухого смешивания. Поэтому наиболее подходящий способ смешивания подразумевает оптимальные условия для синтеза γ-оксида алюминия и идеальные проценты Psr и γ-оксида алюминия. Исследования цементной пасты на наномасштабном уровне имеют фундаментальное значение для определения механизма взаимодействия.

Затраты на производство

Поскольку полимер не является экономичным материалом, его можно компенсировать добавочными наполнителями, например, активными и инертными минералами, осадочными и кварцевыми породами, сжигаемыми глинистыми материалами, мелкозернистым гранулированным металлургическим шлаком и другими искусственными и натуральными порошковыми компонентами. Одной из тенденций в перспективе для улучшения качества продукта является добавление наноразмерных элементов, известных своим воздействием на гидратацию и упрочнение портландцемента.

На основе многолетнего наблюдения за развитием гидроабразивных машин можно констатировать тот факт, что после появления на рынке динамических головок, а затем 5-осевых голов производители сосредоточили свое внимание на улучшении существующих решений. Были проведены небольшие модификации, связанные с направляющими и приводами. Еще немного изменений произошло в области насосов высокого давления из-за появления сервонасосов на рынке. Элементы, которые до сих пор не были существенно изменены, представляют собой, например, несущие конструкции гидроабразивных машин.

Традиционная сваренная конструкция, являющаяся основой для установки направляющих рельсов, приводов и колосниковой решетки гидроабразивного станка, не является идеальным решением. Специфичность сварочного процесса вызывает напряжение в структуре, что приводит к возможным деформациям, устранение которых не является простым или дешевым. Такие структуры могут подвергаться отжигу, но из-за их больших размеров затраты на эту обработку невелики. Альтернативой отжигу являются вибрационные методы.

Прорыв здесь может быть новым подходом конструкторов и технологов, возникшим на горизонте для производства несущих конструкционных элементов машин для механической обработки. Некоторые производители думают об использовании инновационных материалов для создания своих машин, таких как полимербетон. Сама идея использования этого материала в станкостроительной промышленности не новая, она уже давно используется для изготовления фрезерных станков, петель и шлифовальных машин. В течение некоторого времени полимербетон также используется в лазерных и плазменных станках, где он работает очень хорошо.

Производители машин пытаются решить эту проблему по-разному. Некоторые из них для того, чтобы минимизировать сварочные напряжения, пытаются улучшить технологию сварки (например, при соответствующей последовательности сварки), другие идут дальше и с помощью фрезерного станка «мельница» устанавливают поверхность там, где расположены наиболее важные элементы машины (направляющие, элементы привода).

Все эти операции вызывают значительное увеличение издержек производства, что напрямую отражается на конечной цене устройства. Здесь также следует отметить, что минимизация отрицательного воздействия напряжений без отжига всей структуры возможна только на определенном уровне.

Полимербетон, также называемый смолистым бетоном, представляет собой строительный композит, в котором традиционное цементное связующее было заменено двухкомпонентной химически отверждаемой синтетической смолой. Наполнителями в этом случае являются песчано-гравийное соединение и кварцевый порошок, базальт или гранитный укус.

Свойства полимербетона

Исключая гидравлическое минеральное связующее, полимербетон характеризуется высокой механической прочностью и химической стойкостью ко многим агрессивным веществам. Характерной особенностью смоляного бетона по сравнению с традиционным бетоном является то, что его параметры прочности очень часто схожи с параметрами агрегатов нативных пород, которые использовались в процессе производства.

Параметры прочности полимербетона менее благоприятны по сравнению со сталью и чугуном, которые при меньшем модуле приводят к тому, что для получения соответствующей статической жесткости полимерных бетонных конструкций они должны быть надлежащим образом спроектированы.

Определенно лучшие свойства полимерного бетона видны при демпфирующих вибрациях. Логарифмический декремент демпфирования в 7—10 раз больше, чем для чугуна, и в 10—15 раз больше, чем для стали. В то же время, когда вибрации в полимерном бетонном корпусе практически отсутствуют, в чугуне они все еще находятся на высоком уровне.

Особенностью каждого строительного материала являются также коэффициенты проницаемости и теплового расширения. Полимербетон по отношению к стали и чугуну имеет более высокий коэффициент теплового расширения, достигающий 12—20 мкм/(кгК) при 10 мкм/(кгК) для чугуна и 12 мкм/(кгК) для стали. Но из-за того, что полимерный бетон имеет очень низкий коэффициент теплопроводности (1,3—2,0 Вт/(мК)), а чугун и сталь — 50 Вт/(мК), полимерный бетонный будет подвергаться меньшей деформации.

Принимая во внимание дорогостоящий аспект, полимербетон по объему является самым дешевым материалом — 2,56 EUR/дм 3 . Придется платить больше за сталь — 5,11 EUR/дм 3 и чугун — 7,67 EUR/дм 3 . Но учитывая, что должен использоваться более жесткий полимерный бетон, конечная стоимость такой конструкции будет выше.

Создание и применение

При наличии необходимых знаний и соответствующих материалов можно приготовить полимерный бетон своими руками. Но следует учесть, что определенного рецепта приготовления такого бетона не существует, баланс компонентов определяется исходя из практических экспериментов.

Сама технология бетонного полимера достаточно проста. В бетономешалку заливаются вода и небольшое количество цемента. Затем в равных количествах добавляются шлак и зольная пыль. Все компоненты тщательно перемешиваются.

В качестве полимерной добавки подойдет жидкое стекло, клей ПВА, различные водорастворимые смолы. Клей ПВА можно применять в любом количестве, так как это отличный наполнитель, обладающий хорошей вязкостью. Его добавление в бетонный раствор значительно улучшает параметры стойкости готовой конструкции и уменьшает процент усадки. Соотношение между полимерами и вяжущими средствами может составлять от 5:1 до 12:1.

В случае полимерного бетона, применяемого в качестве стройматериала для производства цистерн (тел водоструйных станков), его важными преимуществами будут:

• общая герметичность;
• большая устойчивость к тепловым факторам;
• отличная способность к влажным вибрациям (благодаря смолам, содержащимся в материале);
• высокая устойчивость к царапинам, благодаря чему полибетон не отслаивается, не обрывается и не требует технического обслуживания, что снижает эксплуатационные расходы;
• хорошая адгезия к основным конструкционным материалам, например, стали (легкое крепление монтажных кронштейнов);
• возможность получения очень гладких поверхностей (эстетичный вид);
• способность разрабатывать привлекательные долговечные цветовые решения (в соответствии с палитрой RAL цвета не теряют цвет в течение очень длительного периода времени и устойчивы к ультрафиолетовым лучам);
• очень короткое время для достижения сборочной и эксплуатационной эффективности;
• большая легкость обработки с помощью сверл и алмазных пил;
• достигает абразивности (сравним с гранитом).

Полимербетон не лишен недостатков, которые также следует учитывать при его применении. Менее выгодными аспектами материала являются:

• риск межмолекулярной коррозии;
• высокая стоимость исполнения;
• визуально массовое строительство;
• трудности, связанные с транспортировкой оборудования или отсутствием таких возможностей.

Вышеупомянутые признаки означают, что потенциал такого бетона в виде строительного материала при производстве элементов гидроабразивной резки очень велик.

Определенный барьер для разработки технологий полимерного бетона для производства компонентов этого типа машин может быть издержками их производства. Этот процесс требует создания формы. Стоимость ее зависит от размера и сложности производимого элемента. В случае производства водоструйной ванны это является серьезным расходом. Тем не менее такая форма используется много раз, а затраты на производство ванны должны уменьшаться по мере увеличения количества произведенных изделий.

Полимерный бетон

В процессе развития строительных технологий появляются новые материалы и бетонные смеси, для приготовления которых используются специальные наполнители. Это позволяет создать прочные композитные материалы, обладающее высокими эксплуатационными характеристиками, декоративными свойствами. Полимербетон – один из таких составов, завоевывает популярность на рынке строительного сырья.

Материал, наряду с традиционными составляющими – песком и щебнем, включает в качестве вяжущего вещества полимерные смолы на эпоксидной, фурановой, полиэфирной основе. Полимерный бетон востребован в строительной отрасли, используется для создания скульптур, изготовления оригинальной мебели, а также в ритуальной сфере.

Полимербетон (литьевой камень, полимерцемент, бетонополимер, пластобетон, пластбетон) был изобретен в Америке как более прочная и долговечная альтернатива обыкновенному бетону

Бетон полимерный обладает рядом серьезных преимуществ, связанных с улучшенными по сравнению с обычным бетоном механическими характеристиками, устойчивостью к агрессивным средам, легкостью, расширенной цветовой палитрой, позволяющей имитировать натуральный камень. Потребители композита убедились, что это надежный состав, имеющий широкую сферу применения. Рассмотрим материал детально, вникнем в технологию, оценим достоинства и недостатки, изучим рецептуру.

Достоинства материала

Композитный бетон, благодаря особенностям рецептуры, обладает рядом положительных характеристик. Он применяются в различных ситуациях, где использование традиционного бетона не обеспечит желаемого результата.

Главное преимущество композита:

• Повышенная устойчивость к проникновению влаги внутрь композитного массива. Водные капли быстро испаряются с поверхности материала, не успеваю насытить его разрушающей влагой.
• Стойкость к значительным температурным перепадам, позволяющая полимерному бетону сохранять целостность, независимо от продолжительности и количества циклов замораживания.

Этот материал являет собой один из новых видов бетонных смесей, где вместо силиката либо цемента (используемых во время приготовления обычного бетона) применяется полимер

Плюсы:прочность, небольшой вес, ударная стойкость, упругость в разы выше, чем у обычного бетона

Слабые стороны

Наряду с положительными моментами у полимерного бетона имеются недостатки:

• восприимчивость к воздействию открытого огня и повышенной температуры, вызывающая разрушение материала;
• повышенная, если сравнивать с бетоном, цена, что обусловлено затратами на приобретение специальных смол.

Компоненты полимерного бетона

Желая приготовить полимербетон в бытовых условиях, изучите состав композита. Для приготовления полимерного бетона используйте следующие ингредиенты:

• Связующее вещество, в качестве которого используются карбамидоформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и фурфуролацетоновые смолы.
• Крупнофракционный щебеночный наполнитель. Размер щебеночной фракции, необходимой для формирования композита, может составлять до 4 сантиметров, однако щебень размером 1-2 см должен составлять основную часть состава.
• Просеянный и очищенный кварцевый песок. Крупность кварцевых частиц не должна превышать 5 мм, наличие глинистых включений, пыли не допускаются.

Для полистиролбетона (где в качестве заполнителя берут полистирол) имеются свои стандарты

Классификация

Полимербетон в зависимости от концентрации наполнителя, доля которого в общем объеме составляет до 80%, делятся на классы:

• особо тяжелый, кубический метр, которого весит от 2500 до 4000 кг;
• тяжёлый, плотностью составляющей 1800-2500 кг/м3;
• легкий с удельным весом 500-1800 кг/м3;
• облегчённый, масса кубометра не превышает 500 килограмм.

Технологии изготовления полимербетона и производство изделий из него

Полимербетон (иначе, литьевой камень) – материал, соединивший в себе прочность и красоту натурального камня с доступной ценой (благодаря дешевым минеральным добавкам) и простотой изготовления. Возможность применения практически любого заполнителя (песка, гранитной и мраморной крошки, стекла и многих других) гарантирует разнообразие полимербетонных изделий. А наличие полимерного связующего делает их долговечными, стойкими к морозу, воздействию воды и перегреву.

Давайте расммотрим типовые технологические процессы изготовления полимербетонов, а также возможность его создания своими руками.

Технология изготовления полимербетона

Что потребуется?

Для получения продукта требуются:

• Наполнитель достаточно крупной фракции (песок, щебень, крупно измельченное стекло).
• Заполнитель более тонкого помола, уменьшающий стоимость материала. Это порошок из графита, кварца или андезита.
• Связующее вещество — его понадобится порядка 5 процентов. В этом качестве используют одну из полимерных смол. Например, полиэфирную (ненасыщенную), карбамидоформальдегидную, фурановую, эпоксидную.
• Отвердители, пластификаторы, специальные модифицирующие добавки, красители.
• Смазка для разделения форм и гелькоут для наружного покрытия.

Способы производства

Процесс производства может происходить по периодической или непрерывной технологии.

• В первом случае емкости, используемые для изготовления материала, нужно после каждого законченного цикла отмывать. Зато сделать полимербетон возможно в самом обычном ведре или бетономешалке.
• Непрерывная технология применяется в основном на крупных производствах. При этом слаженно трудятся, организуя единую цепочку, специальные литьевые машины, дозаторы и автоматические смесители.

Следующее видео рассказывает об изготовлении и напылении облегченного полимербетона:

Процесс

Для изготовления литьевого камня понадобится форма, хорошо покрытая особой разделительной смазкой (иначе готовое изделие вынуть будет невозможно). Форма может быть выполнена из силикона, стеклопластика, металла или даже ДСП (бюджетный вариант).

1. На разделительную пасту наносится слой гелькоута нужного цвета.
2. Внутрь формы закладывается композиционная смесь, состоящая из вышеперечисленных ингредиентов, предварительно хорошо перемешанных в бетоносмесителе. На крупных производствах, где объемы весьма солидные, смесь закладывают в форму с помощью бетоноукладчика. Если изделия небольшие, а технологический процесс является периодическим, то это делается вручную.
3. Теперь необходимо, чтобы уложенная смесь подверглась воздействию вибрации (виброуплотнению). Время данной процедуры составляет примерно две минуты. На заводе для этого служит резонансная виброплощадка, на небольшом производстве – вибростол.

Про станки, формы и другое оборудование для производства изделий из полимербетона расскажем далее.

Необходимое оборудование

Особенности выбора и затраты

Тем, кто мечтает замахнуться на непрерывную технологию и солидные объемы, организовав крупное промышленное производство, потребуется специальное конвейерное оборудование. Которое будет включать в себя автоматы для дозировки, смешивания, литья, доводки, а также механизированный склад.

Обойдется всё это в кругленькую сумму, составляющую несколько миллионов долларов. Если ограничиться лишь фирменным оборудованием «под ключ», то расходы будут значительно меньше – от 30 до 50 тысяч долларов.

Но всё равно не всегда имеется возможность найти деньги на покупку, особенно в наше сложное время. Впрочем, можно обойтись еще меньшими затратами. Если приобретать все необходимые машины и прочие вещи по отдельности. А кое-что и самостоятельно смастерить. Далее – подробнее об этом варианте.

Перечень техники и приспособлений

Итак, вот перечень техники и приспособлений, без которых не обойтись:

• Вибростол – готовый будет стоить около 27 тысяч рублей. Если хотите сэкономить, сварите стол самостоятельно, используя двухмиллиметровые уголки из металла (60-ми). К столу привариваем вибратор промышленного типа – готово.
• Мешалка, которая соединит в однородную смесь все компоненты. Если приобретать вакуумный мощный прибор европейского качества, то придется выложить порядка 10 тысяч долларов. Но можно использовать и отечественную бетономешалку или строительный миксер. Выйдет гораздо дешевле – стоимость зависит от объема и мощности. Еще дешевле – сделать смеситель самому из железной бочки и электропривода с редуктором.
• Также понадобится компрессорная система с пистолетом. Без нее не получится ровно нанести гелькоут. Пистолет стоит от 50 до 100 долларов. Компрессоры можно взять автомобильные – двух штук от ЗИЛа будет достаточно. Их соединяют параллельно и крепят к установленным на крепкую раму металлическим площадкам.
• Формы из стеклопластика или силикона в широкой продаже пока не распространены. Их можно заказать под конкретные изделия (например, подоконники) в специализированной фирме. Или изготавливать формы самостоятельно, начав с более дешевого материала – ДСП с ламинацией.
• В обязательном порядке будет нужна вытяжка – на этапе литья производство отличается вредными испарениями. Соответственно, приобретем и индивидуальную защиту: перчатки, респираторы.
• Для отделочных работ понадобятся электрические инструменты: шлифовальная и полировочная машинки. А еще дрель, лобзик, болгарка, фрезер (по необходимости).

Про выбросы в атмосферу от производства полимербетона расскажем далее.

О еще одном способе изготовления полимербетона расскажет и этот видеосюжет:

Выбросы в атмосферу от такого производства

Как уже упоминалось чуть выше, во время литья выделение вредных составляющих присутствует.

• В частности, это стирол, который содержится в смолах, используемых в качестве связующего вещества. Как только мы открываем герметично закрытую емкость с такой смолой, начинается испарение ядовитого газа.
• Кроме того, крайне опасен и отвердитель (как правило, это метилэтилкетоновый пероксид). Впрочем, он не летуч и требует лишь защиты рук резиновыми перчатками.

Эти факты заставляют производителей полимербетона тщательно оборудовать литьевое помещение, делая его герметичным, устанавливая над столом мощную вытяжку, не забывая о собственной защите (респираторе). И если все эти меры соблюдены, а выходящий в вытяжку воздух очищается, то выбросов в атмосферу не будет (ведь помещение герметичное).

О том, как самому (своими руками) сделать эластичный полимербетон, читайте ниже.

Создание своими руками

А сейчас мы поговорим о том, как делать небольшие изделия из модного литьевого камня самостоятельно, затратив минимум средств. К примеру, это могут быть горшки для цветов, столешницы, подоконники (особенно популярные, так как они теплее мраморных или гранитных).

Выбор помещения и его обустройство

Для начала нужно подумать о помещении – понадобится метров 80 квадратных общей площади. Желательно где-то на отшибе подходящий домик присмотреть. И 12 квадратных метров сразу же надо будет отгородить для литьевого помещения, причем придется постараться максимально загерметизировать все щели. Чтобы стирол не утекал.

В центре этой комнаты мастерим стол на раме из железных уголков, покрыв его столешницей из ДСП. Выставляем его поверхность по уровню – это важно! Над столом устанавливаем вытяжку – металлический короб с электродвигателем.

Чтобы было светло, крепим сверху лампы дневного света. В соседнем помещении ставим такой же стол – для отделочных и прочих работ. Здесь же разместим инструмент и емкости для сушки мела и песка (металлические низкие короба).

Необходимое сырье

• Речной кварцевый песок (расфасован по 20 килограммов). Его надо высушить хорошо.
• Просеянный мел – его также сушим.
• Смола полиэфирная – в ведерках по 20 литров покупается.
• Отвердитель, гелькоут, разделительная паста.

Процесс изготовления

1. Понадобится чистое пластиковое ведро для размешивания, перфоратор на 450 ватт и строительный миксер (к нему приделаем перфоратор, приварив сверло для перфорирования — получим смеситель).
2. Форму мастерим из ламинированных древесных плит, делая ее разборной. Разделительную пасту удобно наносить кистью, растирая капроновым чулком.
3. Гелькоут разбавляем смолой (добавив ее 10 процентов) и наносим флейцевой кистью. Делаем это дважды. Следим, чтобы волоски с кисти не прилипли.
4. Смешав в чистом ведерке смолу с отвердителем, добавляем 15 процентов мела, а затем – порциями песок. Масса должна стать вязкой. Чтобы удалить пузырьки воздуха, время от времени постукиваем ведерком по полу.
5. После готовности заливаем раствор в форму. Теперь разгладим поверхность: два человека берутся руками за форму (непременно снабженную ручками) и, приподняв, постукивают ее о стол. Смесь оставляют (минут на 40) и выходят из литьевой комнаты.
6. После застывания до «резинового» состояния — можно это определить по очень горячей поверхности и особому звуку при постукивании — вынимаем изделие из формы (разобрав ее) и переворачиваем заливочной стороной вниз. Даем полностью затвердеть, затем шлифуют и полируют.

О том, как изготовить своими руками полимербетон с разводами, расскажет следующее видео: