Что такое полимербетон

ЧТО ТАКОЕ ПОЛИМЕРБЕТОН, ЕГО СОСТАВ, ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПОЛИМЕРБЕТОНА, ПАМЯТНИКИ, ДЕКОР

ЧТО ТАКОЕ ПОЛИМЕРБЕТОН, ЕГО СОСТАВ, ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПОЛИМЕРБЕТОНА, ПАМЯТНИКИ, ДЕКОР

СТАТЬЯ ФОТО ВИДЕО

Полимербетон (или «искусственный камень») – это современный вид бетонной смеси, в которой вместо традиционного для обычного бетона вяжущего вещества (цемента либо силиката) используется полимер. Полимер представляет собой вязкую жидкость, иначе именуемую синтетической смолой. В производстве полимербетонов в основном применяют эпоксидные, фурановые и ненасыщенные полиэфирные смолы. Наполнителями для смеси могут служить гранитный или базальтовый щебень, кварцевый песок или измельченный песчаник.

Полимербетон был создан в США и широко используется за рубежом. Сегодня этот материал приобретает все большую популярность и в России. Он применяется в строительстве, скульптуре, изготовлении мебели, ритуальном производстве.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПОЛИМЕРБЕТОНА

Благодаря своему составу полимербетон обладает рядом существенных достоинств и часто выручает там, где велика вероятность разрушения или деформации обычного бетона.

• Высокая водонепроницаемость и устойчивость материала к перепадам температур. Эти качества обеспечивают быстрое испарение капель воды с поверхности изделий из полимербетона и препятствуют возникновению трещин и других дефектов в холодное время года.
• Способность к реабилитации участков, подвергнувшихся механическим повреждениям.
• Хорошая сопротивляемость материала влияниям агрессивных химических компонентов. Это дает возможность использовать полимербетон без нанесения на него специальных покрытий в самых разнообразных условиях.
• Гладкая и нескользкая поверхность материала. Благодаря этому качеству продукция из «искусственного камня» долго не пачкается, а любые загрязнения удаляются легко.
• Многообразие расцветок . В своих внешних проявлениях полимербетон способен имитировать натуральный камень, например, мрамор, гранит, малахит, что создает широкий спектр вариантов его применения.
• Возможность переработки материала с последующим возвратом в производство.

Недостатками полимербетона по сравнению с традиционным бетоном можно считать:

• горючесть материала;
• более высокую цену, связанную со стоимостью вяжущих компонентов.

СОСТАВ ПОЛИМЕРБЕТОНА

Для самостоятельного приготовления полимербетона, прежде всего, нужно подробно изучить его состав. Данная смесь включает в себя три основных компонента:

связующее (одна из следующих смол: ненасыщенная полиэфирная, фурфуролацетоновая, фурано-эпоксидная, карбамидоформальдегидная, эфир метиловый метакриловой кислоты);

связующее (одна из следующих смол: ненасыщенная полиэфирная, фурфуролацетоновая, фурано-эпоксидная, карбамидоформальдегидная, эфир метиловый метакриловой кислоты);

Для создания смеси берут щебень скальных пород размером до 40 мм. При этом если размер гранул не превышает 20 мм, следует использовать фракцию 10-20 мм. Если же размер этого заполнителя – 40 мм, для повышения прочности готового материала воспользуйтесь двумя фракциями: 10-20 и 20-40 мм.

Кварцевый песок для смеси нужен с зернами до 5 мм. Проследите за тем, чтобы в его составе не было пыли, ила и глины.

Молотый наполнитель позволяет сократить затраты дорогостоящих смол, поэтому в связующее вещество вводят минеральную муку с размером частиц до 0,15 мм.

Внимание ! Если в вашей смеси будет использоваться карбамидоформальдегидная смола, помимо перечисленных компонентов обязательной добавкой станет строительный гипс.

Также при изготовлении полимербетона вы можете использовать ПАВ, красители, антипирены, антисептики и другие добавки, повышающие итоговое качество материала. Чаще всего ПАВом в случае с нашей смесью выступает омыленная древесная смола, применение которой улучшает теплоизоляционные характеристики готового полимербетона.

От того, сколько тяжелого наполнителя будет использовано для создания нашей смеси, будет зависеть класс материала:

• сверхтяжелый (2,5-4 т/м3);
• тяжелый (1,8-2,5 т/м3);
• легкий (0,5-1,8 т/м3);
• сверхлегкий (менее 0,5 т/м3).

Замечание ! Тяжелые полимербетоны применяют в строительстве для создания несущих конструкций и фундаментов.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРБЕТОНА СВОИМИ РУКАМИ

Изучив состав полимербетона, можем приступать к приготовлению смеси в домашних условиях. Действовать будем по алгоритму, приведенному ниже. Этот алгоритм подразумевает раздельное смешение смол и заполнителей и считается очень эффективным с точки зрения прочности полученного материала, его однородности, а также скорости самого процесса.

Полимербетон — современный инновационный заменитель обычного бетона

Полимербетон (литьевой камень, полимерцемент, бетонополимер, пластобетон, пластбетон) был изобретен в Америке как более прочная и долговечная альтернатива обыкновенному бетону. Введение в состав нового материала синтетических вяжущих компонентов и отвердителей придало ему повышенную стойкость к влаге, морозам и раздражающим химическим факторам. А использование дешевых минеральных заполнителей позволяет снизить цену.

Итак, сегодня мы расскажем вам о полимербетонах, из составе, особенностях, составе, свойствах, назначении, ГОСТе, наполнителях и других важных факторах.

Что такое полимербетон?

Понятие

Этот материал являет собой один из новых видов бетонных смесей, где вместо силиката либо цемента (используемых во время приготовления обычного бетона) применяется полимер. Он вводится в состав в виде вязкой текучей жидкости (синтетической смолы) и придает готовым полимербетонным изделиям немало полезных свойств.

В частности, они очень плотные и способны прослужить гораздо дольше, чем элементы и конструкции из обыкновенного бетона. При этом не разрушаясь, не трескаясь и не осыпаясь, выдерживая до 400 циклов замораживания и разморозки, не боясь погодных катаклизмов и легко ремонтируясь. Для ремонта достаточно залить поврежденное место небольшим количеством смеси – адгезия у нее отличная, изделие станет как новенькое.

Пол из полимербетона (фото)

Преимущества и недостатки

• Прочность, небольшой вес, ударная стойкость, упругость в разы выше, чем у обычного бетона.
• Высокая пластичность, хорошая пригодность к ремонту.
• Способность легко переносить, ливни, жару и холода.
• Спокойное отношение к химическим реактивам.
• Красивый внешний вид, разнообразие оттенков и фактур.
• Быстрое время застывания смеси.
• Плотная и ровная поверхность.

• Достаточно высокая цена полимербетона за м3 (которая зависит от типа комплектующих, особенно смол).
• В свободном доступе не всегда можно отыскать этот материал.

О том, какие изделия можно получить из полимербетона, на примере фонтана рассказывает следующее видео:

Виды материала

Зависят они от того, какой тип заполнителя входит в состав. В особенности важна его фракция, определяющая конечные цели применения литьевого камня: для декоративных изделий, строительства, теплоизоляции, сооружения полов, подоконников, облицовочной плитки.

• Тяжелый полимербетон – содержит заполнитель с фракцией самого крупного размера (от 2 до 4 сантиметров). Используется для строительных работ, где нагрузки очень высоки.
• Полимербетон конструкционного типа отличается высокой плотностью – от 1,5 до 3 тонн на кубический метр. Также применяются для строительства. Размер фракции заполнителя – не более 2 сантиметров. К этой категории относится и декоративный литьевой камень, который имитирует натуральные дорогие камни (мрамор, например).
• Полимербетон конструкционно-теплоизоляционного типа имеет такой же размер крошек заполнителя, а плотность его колеблется от 0,5 до 1,5 тонны на кубический метр. Имеет улучшенные свойства сбережения тепла, годится для фундамента и несущих стен.
• Полимербетон теплоизоляционного типа отличается самой маленькой фракцией пористого заполнителя (стружки, перлита, пробки, полистирола) – не более 1 сантиметра. Плотность его – от 0,3 до 0,5 тонны на кубический метр. Изделия из полимербетона получаются легкими, они хороши для возведения внутренних перегородок и для теплоизоляции.
• Литьевой камень, где в качестве заполнителя используют мелкий песок (с фракцией до 0,15 миллиметра), применим для производства элементов декора и полов.

Технические характеристики

Свойства

По многим характеристикам полимербетон далеко обходит обычный бетон. Превышая показатели по прочности – от четырех до шести раз, по преодолению растяжения – от пяти до десяти. А по стойкости к износу – в пятнадцать-тридцать раз. Способность пережить мороз также высока: от 300 до 500 циклов.

Для наглядности сведем основные параметры в таблицу.

Эти характеристики указывают на высокую долговечность и прочность нового вида материала. Что касается его знаменитой химической пассивности, то ее определяет ГОСТ 25246-82.

Согласно данному стандарту, при 200 градусах Цельсия коэффициент химической стойкости к азотной кислоте должен быть не менее 0,5 %, а к аммиаку, соляной кислоте и раствору кальция – от 0,8 %. Результаты подтверждают это.

Общие параметры бетонных смесей определяет ГОСТ 7473. Для полистиролбетона (где в качестве заполнителя берут полистирол) имеются свои стандарты. Для состава — ГОСТ 27006, для показателя плотности — ГОСТ 27005, для пластификаторов и прочих химических добавок — ГОСТ 24211.

Теперь о стандартах, используемых по отношению к вяжущим компонентам – смолам:

• Фурфуролацетоновая смола (ФАМ) должна соответствовать ТУ 6-05-1618-73.
• Карбамидоформальдегидная смола — ГОСТ 14231-78.
• Фурано-эпоксидная смола — ТУ-59-02-039.13-78.
• Мономер метилметакрилат — ГОСТ 16505.

Состав и структура

Если говорить о составе, то девять частей из десяти занимает заполнитель. В качестве которого могут быть использованы, например, щебенка, гравий, минеральная мука, кварцевый песок и даже стружка дерева. Впрочем, могут применяться и другие вещества. Тальк, графитовый порошок, измельченные базальт, туф, гранит, слюда, вспученный перлит и другие.

Стоит отметить, что есть ряд материалов, которые неприемлемы для производства литьевого камня. В частности, это металлическая пыль, известь с цементом, мел и известняковые породы.

Для скрепления заполнителя «намертво» берут полимерное связующее, которого требуется немного (пять сотых частей). В этом качестве работает одна из смол термопластичного или термореактивного типа. Перечислим несколько популярных смол:

• эпоксидная;
• фурановая;
• фенолформальдегидная;
• полиэфирная (наиболее бюджетный вариант);
• карбамидоформальдегидная.

Также в полимербетоне должны присутствовать отвердитель, пластификаторы, красящие вещества. Они составляют малую толику от всего состава.

Производство и применение

В процессе изготовления материала самой главное – оптимальный подбор компонентов, соответствующий назначенной цели. Сначала устанавливают фракционность заполнителя и его количество. Затем рассчитывают содержание вяжущего полимера. После этого для получения конкретных изделий компоненты перемешивают, закладывают в формы и дают застыть (для чего на промышленном производстве используется сушильная камера).

Используют литьевой камень достаточно широко. Это и подоконники, и фасадная лепнина, и красивые и прочные столешницы для кухни. Кроме того, из полимербетона делают полы и лестницы, тротуарную и облицовочную плитку, строительные конструкции, водоотводные лотки, скульптуры и памятники, фонтаны, сантехнические изделия и многое-многое другое.

Кроме того, ряд производителей выпускает полимербетон в виде готовых к употреблению сухих смесей. Которые изготовители часто называют сухими штукатурными растворами. Для них нужна фракция заполнителя не более 1 сантиметра и вода (добавляемые в сухой состав). Используют подобные смеси, делая фундаменты, заделывая трещины, сооружая наливные полы, а также ремонтируя бетонные (и другие) поверхности.

О производстве полимербетона рассказывает следующее видео:

Популярные производители

• Сначала упомянем компанию, производящую полимербетон, из России – ЗАО «ПромКлюч» из города Химки Московской области. Выпускаемый компанией полимербетон расфасован в различные по объему упаковки. Материал двухкомпонентный, его выгодной особенностью является то, что при изготовлении не нужна вода. Свою продукцию фирма позиционирует не просто как полимербетон, а как ремонтные комплекты, которые можно использовать для восстановления и защиты любых бетонных конструкций. Полимеризируется полностью за сутки.
• Теперь на очереди производитель из Германии – это известная компания «Silikal GmbH», которая более всего славится своими наливными покрытиями для полов. Полимербетоны этой марки – двухкомпонентные, на основе метакрилатной смолы. Отличаются высокой плотностью, низкой усадкой и быстрой схватываемостью (при ремонте достаточно подождать всего лишь час). Используются во внутренних и наружных работах, при ремонте, создании защитных покрытий, изготовлении полов.
• Еще одна немецкая компания называется «Maurer Sohne», которая давно превратилась в мирового лидера по разработке и выпуску защиты для различных сооружений и конструкций. В том числе, например, таких солидных, как автомобильные и железнодорожные мосты. Полимербетон, выпускаемый этой фирмой, носит марку Betoflex, имеет отличные характеристики и не самую низкую стоимость. Особенно популярен он в качестве так называемого деформационного шва «Maurer Betoflex». Который, кроме компонентов холодного застывания полимербетона Betoflex, включает профиль из стали и резиновый компенсатор.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями в социальных сетях:

Полимербетоны. Версия расширенная. Часть первая.

Добрый день, господа и дамы.
Начинаем серию репортажей посвященных искусственному камню, потенциал которого на рынке стран СНГ не до конца раскрыт и имеет огромную перспективу роста.
Мой личный интерес в этом направлении тоже имеет место быть)), для этих целей ищу 3D моделиста для сотрудничества. И так поехали…

Картинок не будет)))

Введение.
На современном этапе жизни человечества происходит интенсивное развитие науки, техники и производства. Высокий уровень современных технологий требует применения в строительстве качественно новых материалов. Современное производство предъявляет высокие требования к строительным материалам: прочность, плотность, стойкость к действию агрессивных сред, низкая тепло-, звуко-, влагопроводность.
Применяемые в настоящее время материалы на основе минеральных вяжущих: бетон, железобетон, силикатные бетоны, которые не всегда соответствуют предъявляемому уровню требований. Поэтому в настоящее время промышленность строительных материалов развитых стран производит широкую номенклатуру продукции на основе полимеров.
Одна из эффективных областей применения полимерных материалов в строительстве – создание на их основе высокопрочных и химически стойких полимербетонов. В зависимости от вида применяемого полимера полимербетоны могут обладать: высокой прочностью, химической стойкостью, долговечностью и рядом других свойств. Кроме того, полимербетоны сравнительно просты в изготовлении, технологичны, имеют качественные декоративные свойства.
Полимербетоны применяют для изготовления железнодорожных шпал, колонн, труб, стоек, решеток, плит, декоративно-отделочных материалов.

Классификация.
Полимербетоны – высоконаполненные композиции, полученные на основе синтетических смол или мономеров и химически стойких (инертных к смоле) заполнителей и наполнителей.
Классификацию полимербетонов осуществляют по видам полимерного связующего. Полимерные связующие подразделяются на термопластичные и термореактивные.
1. На основе термопластичных полимерных связующих получают:
— индекумароновые полимербетоны;
— метилметакрилатовые;
2. На основе термореактивных полимерных связующих получают:
— карбамидные;
— фенольные;
— полиэфирные;
— фурановые;
— фенолформальдегидные полимербетоны.
Полимербетоны, предназначенные для изготовления несущих строительных конструкций, изготавливают на основе термореактивных смол. Термопластичные полимеры в большинстве случаев используются для полимербетонов, которые применяются в защитных облицовках и в виде декоративно-отделочных материалов.
В настоящее время наибольшее распространение находят полимербетоны на фурановых, фенольных, полиэфирных, карбамидных смолах.
Основные свойства полимербетонов определяются химической природой синтетической смолы, видом и содержанием мелкодисперсной фракции наполнителей, видом армирования.

Синтетические смолы и отвердители

Синтетические смолы в полимербетоне являются матрицей, которая обеспечивает монолитность полимербетона, фиксирует форму изделия, распределяет нагрузку по всему объему. Отвердители вводят в состав синтетического связующего для ускорения процесса их отверждения.

Фурановые смолы. Фурановые смолы получают конденсацией фурфурола и фурфурилового спирта с фенолами и кетонами. Эти смолы являются наиболее дешевым полимерным вяжущим. Из фурановых смол преимущественно применяются фурфуролацетоновые смолы ФА, ФАМ, 4ФА. В качестве отвердителей фурановых смол используют безводные ароматические сульфокислоты и сульфохлориды (толуолсульфокислота, п-толуолсульфохлорид и др.), минеральные кислоты (серная, фосфорная, соляная), хлориды металлов (хлорное железо, хлорный алюминий).

Полиэфирные смолы. В зависимости от типа соединений они разделяются на полиэфирмалеинаты и полиэфиракрилаты.
1.Полиэфирмалеинаты – смолы, относящиеся к классу термореактивных полимеров, получаемых поликонденсацией. Полиэфирмалеинаты в большинстве случаев отверждаются с помощью инициаторов (гидроперекиси изопропилбензола или метилэтилкетона) и ускорителей (10% раствора нафтената кобальта в стироле или диметиланилине).
2.Полиэфиракрилаты получают совместной конденсацией ненасыщенных двухосновных кислот с гликолями, глицерином в присутствии одноосновной ненасыщенной кислоты. В качестве отвердителей используют перекись бензоила, перекись метилэтилкетона.

Фенолформальдегидные смолы – продукт поликонденсации фенола с фенолформальдегидом. Использование при производстве полимербетона фенолформальдегидных смол позволяет получать полимербетоны с высокими физико-механическими свойствами и химической стойкостью.

Мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы – это самый распространенный вид синтетического связующего. Мочевиноформальдегидные смолы получают в результате реакции поликонденсации мочевины и формальдегида в водной или в водноспиртовой среде. Отвердителями карбамидных смол являются органические (щавелевая, лимонная, уксусная) и неорганические (серная, соляная, фосфорная) кислоты, а также некоторые соли (хлористый аммоний, хлористый цинк).

Минеральные наполнители и заполнители
Наполнители – это дисперсные порошки с размером частиц менее 0,15 мм, которые вводят в состав полимербетонов с целью придания им особых свойств. Основная цель, которая преследуется введением наполнителей в состав полимербетонов, является снижение усадки и повышение трещиностойкости. Степень влияния минераль¬ных наполнителей на свойства полимерных композиций зависит от их химического состава, формы частиц и процентного содержания. В качестве наполнителей для полимербетонов ис¬пользуют тонкомолотые порошки андезита, диабаза, графита, кварца и др. Заполнители представляют собой зерна крупностью от 0,25 до 5 мм — называются песок и зерна, крупностью от 5 до 50 мм — называют щебень или гравий. Гравием называют заполнитель крупностью от 5 до 50 мм, у которого зерна имеют преимуще¬ственно окатанную, круглую форму. Щебнем называют размером от 5 до 50 мм и имеет преимущественно неправильную форму.
Заполнитель в полимербетонах выполняет роль скелета, который создает структуру полимербетона и придает ему определенные физико-механические свойства. Заполнители делят на тяжелый и легкий. Тяжелый заполнитель применяют для полимербетонов, которые исполь¬зуют в несущих элементах. К таким заполнителям относят кварцевый песок, андезит, базальт, шунгит, гранит, известняк. Легкий заполнитель применяют в полимербетонах, которые исполь¬зуются в качестве тепло-, звукоизолирующих элементов. К ним относят вспученный перлит и вермикулит, аглопорит, шунгезит, туфы, пемзы.
Армирующие материалы
Армирующие материалы представляют собой волокна различной длины и диаметра, и служат для улучшения физико-механических характеристик полимербетона.
Арматура в полимербетонах подразделяется на дисперсную и волокнистую. Целью введения дисперсной арматуры в состав полимербетонов является снижение усадки, повышение прочностных характеристик. Для таких бетонов характерна изотропия свойств, нагрузка вос¬принимается связующим и скелетом заполнителей. В качестве дисперсной арматуры применя¬ется армирование стекловолокном или алюмоборосиликатными волокнами.
Полимербетоны на основе волокнистой арматуры характеризуются анизотропией свойств, нагрузку воспринимает армирующая структура. В качестве такой арматуры в полимер¬бетонах на основе фурановых смол используют стальную арматуру в виде высокопрочной арма¬турной проволоки. В других полимербетонах может использоваться стеклопластиковая армату¬ра.
Стеклопластиковая арматура — пучок продольно ориентированного стекловолокна, объединенный в стержень полимерным связующим и поперечной обмоткой.
Стеклопластиковая арматура обладает высокой коррозионной стойкостью, низким модулем упругости и является хорошим диэлектриком. Стеклопластиковая арматура использу¬ется для изготовления предварительно напряженных полимербетонных конструкций. Предвари¬тельное обжатие полимербетона способствует предотвращению усадочных трещин в конструк¬ции и повышает трещиностойкость конструкции при ее эксплуатации.

Основы технологии производства полимербетонов.
Конструкции на основе полимербетонов и армополимербетонов производят в сле-дующей последовательности: промывка, сушка и фракционирование заполнителей, подготовка наполнителей, приготовление полимербетонной смеси, формование изделий и конструкций, тепловая обработка изделий, контроль качества.
Полимербетонные смеси, состоящие из связующего и заполнителей, приготовляют при нормальных температурах (не ниже 15°С) в бетоносмесителях принудительного действия, при этом связующее из синтетической смолы, отвердителя и наполнителя готовят в специаль¬ных высокоскоростных (турбулентных) смесителях.
Для сокращения времени укладки полимербетона металлические формы предвари-тельно чистят, смазывают и устанавливают вблизи смесителя. Затем полимербетонную смесь с помощью лотков непосредственно из смесителя подают в формы.
При изготовлении конструкции на основе полимербетонов, армированных волокни-стой арматурой необходимо следить за правильностью установки арматуры в формы, как это установлено проектом.
Уплотнение полимербетонной смеси производят на виброплощадках. Продолжи-тельность виброуплотнения назначают в зависимости от жесткости смеси, но не менее 2 минут. Для уплотнения применяют низкочастотные виброплощадки 250-300 об/мин с амплитудой 2-4 мм.
Набор прочности может происходить в естественных условиях при температуре не ниже 15°С и влажности 60-70% в течение 28-30 суток. Ускорить процесс отверждения конст¬рукции можно путем подогрева изделий в течение 6-18 часов в аэродинамических печах или камерах с паровыми регистрами при температуре 80°С. С целью предотвращения появления трещин в процессе тепловой обработки скорость подъема и снижения температуры ограничи¬вают до 0,2-0,5°С/мин.
Высокое качество изделий достигается при строгом соблюдении правильности технологии на всех переделах, начиная с подбора составляющих, правильности их дозирования, режимов перемешивания, формования и твердения.
Изделия должны быть изготовлены в строгом соответствии с требованиями Инст-рукции по технологии приготовления полимербетонов и правил по технике безопасности.

Применение полимербетонов в строительстве
Отечественный опыт
Первая опытная партия строительных конструкций на основе полимербетонов была выпущена 1959 году. В настоящее время отечественная промышленность выпускает широкую номенклатуру изделий на основе полимербетонов. Одним из направлений применения поли¬мербетонов является изготовление полимербетонных труб.
1. На основе полимербетона методом центрифугирования изготовляют трубы внутренним
диаметром от 600 до 1200 мм. На основе такой технологии удается получать трубы с прочностью 50 МПа и выше. По сравнению с железобетонными трубами, которые по такой же технологии изготавливают марки 30-40 МПа. Такие трубы предназначены для строительства оросительных систем. Могут применяться в агрессивных средах с рН среды от 3 до 10, водоводах с напором до 0,2 МПа (малонапорные трубы) при глубине заложения до 5 м.
2. В НИИЖБе разработан новый вид вспененного полимербетона для изоляции трубопроводов горячего теплоснабжения. Такой полимербетон имеет среднюю плотность 400-500 кг/м3 и прочностью при сжатии 3-4,5 МПа, имеет в поперечном сечении переменную плот¬ность, увеличенную в периферийных слоях, что позволило отказаться от антикоррозионного покрытия стальных труб и нанесения гидроизоляции на наружную поверхность теплоизоляционного слоя.
3. Другой областью применения полимербетонов является производство стоек, креплений,
перемычек в шахтах. У таких изделий при изготовлении их непосредственно на месте
строительства из монолитного полимербетона получили прочность при сжатии в 2-2,5 раза
больше, чем из цементного бетона.
Зарубежный опыт
Промышленное производство полимербетонных изделий и конструкций в зарубеж-ных странах в начале развивалось в направлении выпуска декоративно-отделочных и облицовочных материалов и изделий. В последнее время развитые страны мира стали применять ши¬рокую номенклатуру полимербетонных изделий не только в качестве декоративных, но и в ка¬честве несущих, гидроизолирующих, теплоизоляционных конструкций.
1. Французская фирма «Перодо» спроектировала и изготовила полуавтоматическую линию для производства листового полимербетона. Эти изделия используют в качестве наружного отделочного материала зданий, в том числе в многослойных панелях.
2. Японская фирма «Mechan resin concrete industrise» организовала промышленный выпуск колодцев для кабельных линий из полимербетонов на полиэфирных смолах. Их суммарное производство составляет 20 тысяч тонн в год. Другие японские фирмы освоили выпуск по¬лимербетонных труб, армированных стекловолокном методом центрифугирования и мето¬дом экструзии. Выпуск таких труб этими фирмами достигает 30 тысяч тонн в год.
3. Немецкая фирма «Graletbeton» разработала новый вид мелкозернистого полимербетона с минимальным расходом полимерного связующего и освоила промышленное производство стеновых блоков, панелей, перегородок, тротуарных и отделочных плиток.
4. Американская фирма «Amoco techet» выпускает полимербетонные трубы диаметром от 300 до 3000 мм с толщиной стенки 10 мм на основе полиэфирных смол. Трубы этой фирмы имеют долговечность не менее 50 лет, используются в напорных магистралях, для сброса агрессивных сред в очистные сооружения, при бурении скважин в трубопроводах для пере¬качки нефти.
5. Американская компания «Bondait» разработала и выпускает отделочные плиты и стеновые панели из полимербетона на основе фенольных смол и органических наполнителей в виде древесных опилок, скорлупы орехов, шелухи риса. Такие полимербетоны имеют невысокую плотность при прочности на сжатие до 40 МПа.
6. В Брукхейвенской Американской Национальной Лаборатории разработаны новые термо¬стойкие составы полимербетонов. Одна из рациональных областей применения полимербе¬тонов может быть изготовление труб для геотермальных установок с температурой подзем¬ных вод, содержащих большое количество минеральных солей, до 350°С.

Что такое полимербетон

Полимербетон (который также называют литьевым или искусственным камнем, полимерцементом, бетонополимером и пластбетоном) является альтернативным видом бетонной смеси, в которой вместо стандартного связующего вещества используется полимер (синтетическая смола). Благодаря этому компоненту и более дешевым минеральным заполнителям, состав отличается высокой влаго- и морозоустойчивостью, но при этом цена литьевого камня ниже. Рассмотрим подробнее: полимербетон – что это такое и действительно ли этот материал стоит использовать в строительстве, в качестве замены привычного бетона?

Чтобы ответить на этот вопрос, в первую очередь определим, какие компоненты включает в себя пластбетон.

Состав полимербетона

Львиную долю состава полимерцемента занимает заполнитель и добавляется он сразу двух видов:

• Молотый – тальк, графитовый порошок, андезитовая мука, молотый базальт, слюда и прочее сырье.
• Грубодисперсный – гравий, щебень, кварцевый песок.

Важно! При производстве литьевого камня нельзя использовать металлическую пыль, цементную известь и мел.

В качестве «скрепляющего» составляющего используется смола:

• фурано-эпоксидная (должна отвечать требованиям ТУ 59-02-039.13-78);
• фурфуролацетоновая (ФАМ), отвечающая стандартам ТУ 6-05-1618-73;
• карбамидоформальдегидная (соответствует нормам ГОСТ 14231-78);

Чтобы скрепить заполнитель часто используют полиэфирную смолу, так как она стоит дешевле других. Также допускается использование мономер метилметакрилата (сложного метилового эфира), отвечающего стандартам ГОСТ 16505.

Помимо этого в составе литьевого камня присутствуют отвердители, пластифицирующие добавки и красящие компоненты. Они также должны соответствовать требованиям, предъявляемым к химическим добавкам (ГОСТ 24211).

В зависимости от того или иного количества и типа компонентов можно получить полимербетон разного качества.

Разновидности полимербетона

В зависимости от того, какой заполнитель (а точнее его фракция) вы добавили в раствор литьевого камня, можно получить материал как для создания легких декоративных элементов, так и для сооружения более массивных конструкций.

Исходя из этого, различают следующие классы полимербетона:

1. Сверхтяжелый. Плотность такого бетона составляет от 2,5 до 4 т/м 3 . В качестве заполнителя для сверхтяжелого строительного материала используют компоненты размером не менее 2-4 см. Такой тип бетона используется для строительства конструкций, на которые оказывается большое давление (несущие конструкции, фундамент).
2. Тяжелый (плотностью от 1,8 до 2,5 т/м 3 ). Такой пластбетон конструкционного типа подходит для изготовления декоративных литьевых камней, имитирующих мрамор и прочие дорогостоящие камни. Размер заполнителя тяжелого полимербетона не должен превышать 2 см.
3. Легкий. Так как плотность такого материала составляет 0,5-1,8 т/м 3 , то его обычно относят к бетонам конструкционно-теплоизоляционного класса. Бетонополимер этого типа отличает высокими показателями сбережения тепла. Заполнитель для его приготовления используется такой же фракции, как и для тяжелого полимербетона, меняется только его количество.
4. Сверхлегкий. Плотность такого состава составляет от 0,3 до 0,5 т/м 3 , поэтому он используется для теплоизоляционных работ и при возведении внутренних перегородок. В качестве наполнителя чаще всего выступают различные стружки, перлиты, пробка и полистирол с фракцией не больше 1 см.

Полезно! Чаще всего полимербетон используют для изготовления: кухонных столешниц, раковин, подоконников, колонн, ступеней, памятников, каминов, фонтанов, полов, ваз и многого другого.

Также существует самый легкий искусственный камень, с заполнителем размером не более 0,15 мм. Такой материал нашел применение при производстве декоративных элементов.

Свойства полимербетона

Если сравнивать бетонополимер с обычным бетоном, то стоит отметить тот факт, что по многим своим характеристикам состав с добавлением смол, обходит привычные смеси. Полимербетон обладает следующими свойствами:

• плотностью – 300-3000 кг/м 3 ;
• противостоянием на сжатие – от 50 до 110 МПа;
• противостоянием на изгиб – от 3 до 11 МПа;
• истиранием в пределах 0,02-0,03 г/см 2 ;
• температурным пределом – от 60 до 140 0 С;
• упругостью – от 10 000 до 40 000 МПа;
• коэффициентом теплопроводности – 0,05-0,85 Вт/м·К;
• объемом поглощения влаги – 0,05-0,5%;

Прочностные характеристики полимербетона в 3-6 раз превышают показатели обычного бетона. Тоже самое касается и прочности на растяжение, которая у бетонополимера почти в 10 раз выше.

Также стоит учесть химическую пассивность современного бетонного состава, которая определяется по ГОСТ 25246-82. Из этого нормативного документа следует, что при 200 0 С по Цельсию химическая стойкость компонентов бетонополимера к азотной кислоте будет не меньше 0,5%, а к соляной кислоте, аммиаку или раствору кальция не менее 0,8%.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что полимербетон в состав которого входят смолы обладает всеми необходимыми для строительства различных объектов качествами.

Преимущества и недостатки литьевого камня

Полимерцемент часто применяется при возведении конструкций, которые нельзя изготовить из обычного бетона, ввиду его хрупкости. Благодаря полимерному составу, сооружения будут менее подвержены деформациям или разрушениям.

Помимо этого полимербетон обладает следующими преимуществами:

• Благодаря высокой водонепроницаемости и устойчивости бетонополимера к перепадам температурных режимов, на поверхности готового изделия капли воды практически сразу испаряются, вследствие чего не происходит образования трещин и прочих дефектов.
• Поверхность полимерцемента остается гладкой на протяжении всего срока эксплуатации, благодаря чему изделия из полимербетона не пачкаются.
• Многообразие расцветок позволяет создавать из этого материала изделия, стилизованные под дорогостоящие натуральные породы (гранит, мрамор и прочие).
• Материал поддается переработке с возможностью повторного использования бетонополимера.
• Конструкции из этого легкого бетона не нуждаются в дополнительной обработке.

Если говорить о недостатках современного материала, то стоит выделить следующие минусы:

• Горючесть полимербетона.
• Высокую стоимость некоторых связующих компонентов (однако если вы используете в качестве заполнителя молотую муку, то затраты значительно сократятся).
• В продаже не всегда можно найти все необходимое для производства такого состава.

Говоря о производстве полимербетона, стоит рассмотреть возможные варианты изготовления такого бетона.

Способы производства литьевого камня

Процесс изготовления бетонополимера может быть непрерывным или периодическим.

Непрерывное производство

В этом случае мы говорим о крупном производстве, для которого потребуется приобрести соответствующее оборудование:

• Вибростол.
• Мешалку.
• Компрессорную систему с пистолетом.
• Силиконовые матрицы.
• Вытяжку.
• Шлифовальные и полировочные машины.

Чтобы приобрести все необходимое придется потратить порядка 250 000 рублей. Даже если учесть, что часть оборудования вы изготовите своими силами, самые дорогостоящие инструменты придется приобретать. Поэтому мы не будем останавливать на этом способе производства и рассмотрим более доступную технологию.

Изготовление полимерцемента в домашних условиях

Зная, что такое полимербетон, становится очевидно почему чаще всего для производства столешниц и декоративных элементов для загородного участка используется именно этот материал. К счастью для его «домашнего» производства вам не потребуется специализированного оборудования.

Полимербетон: состав, виды, характеристики и цена материала

Полимербетон – это целый класс материалов очень разных по своей структуре, а следовательно, и свойствам.

Они изготавливаются по отличным друг от друга технологиям.

Состав, соответственно, также отличается.

Введение пластика в систему значительно расширило возможности использования бетона: с ним легче работать, он становится более прочным, открываются возможности для получения новых изделий.

В качестве пластиковой основы с успехом применяют вторичное сырье.

Рассмотрим наиболее популярные полимерцементные растворы, которые могут быть изготовлены с использованием вторичных материалов, и поговорим об их видах и характеристиках.

Состав и характеристики

Основу материала составляет олигомерная смола либо мономер, которые быстро затвердевают. В составе данного компаунда может использоваться стирольная смола, получить которую можно из пластиковых отходов.

Она быстро затвердевает при нагреве или при введении инициирующей добавки.

Полистирол в бетоне более предпочтителен, чем традиционные эпоксидка, полиакрилаты и полиэфиры за счет более высоких прочностных характеристик.

Литьевые изделия на его основе достаточно дорогостоящие, а сырье относительно дешевое. Мойки, раковины и ванны из искусственного камня выполнены на полистироле.

Состав полимерцементного раствора:

1. Основу полимербетона составляет полимерная смола, которая выступает в роли связующего. Она обволакивает все частички наполнителя, склеивает их и удерживает форму при затвердевании. На практике используются эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые и другие виды связующих. Если рассматривать использование смолы, полученной из вторичного пластика, то наиболее доступной оказывается стирольная смола. Она получается методом пиролизаполистирола. Сырье для получения стирола в буквальном смысле лежит под ногами (упаковка, одноразовая посуда, пенопласт – это все полистирол), а пиролиз не требует существенных затрат.
2. Мелкодисперсионный наполнитель. Сюда относят кварцевую и графитовые муку тонкого помола, перлитовые и диатомитовые земли, мел. Поверхность порошков может быть аппретирована, или в рецептуру может вводится силановый аппрет (жидкость с поверхностно-активными свойствами). Эта процедура позволяет многократно увеличить взаимодействие со смолой.
3. Наполнитель крупной фракции. Это молотый щебень. Он позволяет имитировать структуру натурального камня. Размер фракции в идеале должен составлять от 20 до 40 мм. Более крупные частицы тяжело удержать.
4. Кварцевый песок. Его следует отмыть и очистить от примеси тины, земли, остатков растений и т.д.
5. Декоративные компоненты. Пигменты любой природы и декоративные частицы (блестки, глиттеры и т.д.) вводят для усиления декоративного эффекта. Они совместимы с полимерной смолой и растворяются в ней.
6. Армирующие и закладные элементы. Их применяют для укрепления конструкции сложного профиля.

Формование изделий из раствора

Литье из полимербетона производится в форму с нужным рисунком. Она изготавливается из пластика, силикона, металла и даже фанеры.

Перед заполнением бетонной смесью внутренняя поверхность обрабатывается гелькоутом, что обеспечивает идеальный блеск поверхности.

Без него не обойтись, если к внешнему виду есть серьезные требования.

В общем технология изготовления и заливки смеси выглядит так:

1. Перемешивание ингредиентов. Для этой операции достаточно бетономешалки. Все компоненты помещаются в ёмкость, заливают смолой и перемешивают.
2. Подготовка формы. При необходимости очистка поверхности от остатков предыдущей заливки.
3. Нанесение гелькоута. Самое качественное нанесение возможно только с помощью пистолета или краскопульта.
4. Заливка смеси в форму.
5. Уплотнение на вибростоле.
6. Отверждение и застывание изделия. Для стирольной смолы нужно не менее суток.

Области применения

Полимербетон, или искусственный камень, позволяет изготовить изделия сложного профиля с минимальными временными и трудовыми затратами. Он более технологичен по сравнению с натуральным камнем.

При правильно подобранной рецептуре изделия получаются прочными и долговечными. Сколы и трещины на полимерном бетоне легко и незаметно можно замазать этим же составом.

Искусственный камень все же имеет один большой недостаток – это плохая атмосферостойкость, полистирол разрушается на солнечном свету.

Виды изделий из литьевого полимербетона:

• столешницы, подоконники, доски и т.д.;
• сантехнические изделия (мойки, раковины, ванны);
• украшения для внешней и внутренней отделки помещения (барельефы, лепнина);
• элементы садового декора (вазоны, клумбы, скамейки).

Полимербетон, армированный пластиком

Фибробетон был впервые разработан и опробован еще в 1907 году, но массово он начал использоваться только в последние десятилетия.

Причина проста – увеличение темпов строительства при неизменном росте требований к качеству материалов.

Фибробетон позволяет решить многие задачи: добиться высокой прочности, облегчить технологию заливки изделий, сделать их более надежными.

В качестве полимерных добавок в бетон чаще всего используют пластики полиолефиновой группы (полипропилен и полиэтилен). Волокна из них достаточно гибкие, жесткие и устойчивы к отрицательным температурам, что позволяет проводить работы даже в мороз.

Армирующие полиолефиновые волокна могут быть изготовлены из пластиковых отходов (пакеты, пленка, тара и т.д.) методом грануляции и резки на волокна подходящего размера. Качество полимербетона от использования вторсырья не пострадает.

Волокна полимера при попадании в бетонную смесь разворачиваются и формируют трехмерную структуру, упрочняющую состав. Для усиления скрепления нитей с основой их можно обработать силиконовым замасливателем.

Преимущества использования:

• усиление конструкции;
• снижение усадки;
• облегчение изделия;
• безопасность в работе по сравнению со сталью и стеклом;
• экономичность — более доступная цена по сравнению с аналогами;
• универсальность — варьируя дозировку можно создавать материал для любой стадии строительства.

Чаще всего из данного материала изготавливают:

• наливные полы для складов и производств с высокой интенсивностью воздействия;
• бордюры и тротуарную плитку;
• плиты бетонные;
• неснимаемую опалубку;
• элементы уличного и садового декора.

Техническое регулирование в области технологии и контроля качества полимербетона производится на основании следующих документов:

; — стандарт распространяется на все виды полимербетонов и полимерсиликатных бетонов;
• СН 525-80 Инструкция по технологии приготовления полимербетонов и изделий из них.

Это нормативно-техническая база, которая содержит основные термины и понятия, методики проверки качества и приемки и т.д.

Ценник на м³ полимербетона в России — от 2000 руб и выше.

Производить литьевые бетоны на вторичном сырье экономически выгодно. Попробуем подтвердить цифрами.

Стирольная смола продается от 290 руб/кг. Отходы полистирола (это сырье для получения пиролизной смолы) стоят от 40 руб/кг. Выход смолы при правильной организации процесса доходит до 80%. Остальные минеральные компоненты, кроме пигментов и отвердителя, стоят до 20 руб/кг.

Единственный нюанс — на вторичной смоле невозможно получить белые изделия.

Сам процесс пиролиза можно организовать даже без использования топлива для сжигания, обогрев реактора производится пиролизными газами, выделяющимися в процессе реакции.

Армирующую полимерную фибру для бетона производят экструзионным способом из полипропилена или полиэтилена. Допускается применение вторичного пластика. Цена полипропилена первичного сейчас достигает 100 руб/кг, вторичного — 45 руб/кг.

Если производить переработку полного цикла на пластиковых отходах, то можно снизить цену полимерного бетона до 15-20 руб/кг сырья.

Видео по теме

Предлагаем вашему вниманию видео, в котором показан процесс приготовления раствора полимербетона для самодельной столешницы:

Заключение

Полимербетоны на основе вторичного сырья – грамотная идея для утилизации отходов. Вместо бесполезного и вредного хранения на полигоне, из отслужившего свой срок полимерного изделия может получиться полезная вещь.

Помимо экологической пользы есть и немалая экономическая выгода, которая делает привлекательным этот вид бизнеса.

Полимербетоны и бетонополимеры, отличия и применение

Чтобы повысить удобоукладываемость и улучшить иные характеристики цементных растворов и бетонов, их давно уже стали модифицировать эмульсиями на основе высокомолекулярных органических соединений. Со временем полимеры стали использовать не только в качестве добавок, но и основного вяжущего, возникли такие понятия как полимербетон и бетонополимеры. Являются ли эти термины синонимами — а если есть различие, то в чём оно заключается?

Камни из полимерного бетона обладают высокой декоративностью

Что такое полимербетон и в чём его особенности

Полимербетонами называют такие составы, в которых минеральное вяжущее полностью заменено полимерной смолой. При этом заполнители, как и в любом другом виде бетона, используются неорганические: песок и щебень — хотя иногда для улучшения свойств конечного продукта и экономии смолы, наполнители могут вводить в тонкомолотом состоянии.

Для регулирования сроков твердения в полимербетон добавляется отвердитель, а для улучшения прочих характеристик, так же как и в обычный бетон могут вводиться пластификаторы.

Садовая скульптура из полимербетона

Подробнее о полимерных вяжущих

Существует немало вариаций полимерных смол, но для изготовления бетона применяют в основном три вида:

1. фурановую;
2. эпоксидную;
3. акриловую полиэфирную.

Фурановая смола, получаемая путём конденсации фурфурола со спиртом или ацетоном, является самым недорогим полимерным вяжущим. Ацетоновый мономер (ФА) получил в строительстве наибольшее распространение, потому что его полимеризация может происходить не только при нормальной температуре или с подогревом, но и при нулевой температуре.

Правда, пониженные температуры воздействуют на конечный продукт отрицательно, понижая его прочность — в такой ситуации предпочтения отдаются эпоксидным смолам.

Столешницы из полимербетона

Эпоксидный полимер имеет линейное строение, и содержит группу простых эфиров с высокой реакционной способностью. Такая смола отверждается с помощью ионного катализатора, и чем выше температура окружающей среды, тем меньше времени на это затрачивается. Для обеспечения пластичности бетона эпоксидная смола пластифицируется дибутилфталатом, на чаще производители используют вещества, способные одновременно выполнять функцию отвердителя (например, полиамиды).

Полиэфирные смолы изготавливают посредством поликонденсации малеиновой и фталевой кислот с многоатомными спиртами. Они отверждаются при обычных температурах: подогрева не требуют, но и холода не выносят. Отличительной особенностью этого вяжущего является необходимость использования кислого отвердителя, поэтому использовать для приготовления бетона наполнители, дающие щелочную реакцию (доломиты, известняки, обычные цементы), нельзя, дабы исключить реакцию нейтрализации.

Свойства полимербетонов

Так как и вяжущие, и наполнители, и присадки при изготовлении полимербетона используются разные, то и характеристики получаемого продукта не могут быть одинаковыми. Самой высокой прочностью обладают бетоны на эпоксидной смоле. Недаром ведь её используют в инъекционных технологиях, когда нужно восстановить прочность эксплуатируемых железобетонных конструкций с раскрывшимися трещинами.

Особенно хорошо полимербетон работает на растяжение, его прочность может достигать аж 12 МПа, тогда как у цементных бетонов 5 МПа — максимум. Также для полимерных бетонов характерны более высокая химическая стойкость, невосприимчивость к влаге, отличная сопротивляемость к истиранию.

Обратите внимание: По причине высокой подверженности истиранию, лестницы в учреждениях с большой проходимостью делают в основном из полимербетона. К тому же он во много раз дешевле не только мрамора, но и обычного бетона. Самый дешёвый — на фурановой смоле, поэтому получил наибольшее распространение.

Элементы лестниц из полимербетона

Приведём небольшую таблицу, в которой можно сравнить усреднённые характеристики фуранового полимербетона с аналогичными показателями цементного камня:

· к щелочам и кислотам;

Полимербетон: состав, принцип подбора ингредиентов

Как и в любом другом бетоне, расход вяжущего здесь тоже зависит от свойств используемого наполнителя. Чем больше его пустотность и содержание мелких фракций (а соответственно, больше удельная поверхность зёрен), тем больше понадобится и смолы, и отвердителя. Поэтому при изготовлении бетонов на полимерном вяжущем, столь важен правильный подбор минеральной составляющей.

• Присутствие наполнителя позволяет снизить такие характеристики, как ползучесть и усадка, даёт возможность уменьшить температурную деформацию. Все эти недостатки свойственны смоле, а потому чем меньше её будет в бетоне, тем лучше.
• Снизить количество вяжущего позволяет введение в состав таких тонкомолотых наполнителей, как андезит (горная вулканическая порода) или графит (углеродный минерал). Подбор пропорций осуществляется опытным путём, начиная с наиболее плотной смеси фракционированного заполнителя, с постепенным добавлением микронаполнителя, объём которого не должен превышать объёма имеющихся пустот.
• Только после этого можно определить необходимое количество смолы с таким расчётом, чтобы обеспечить смеси хорошую удобоукладываемость. Количество отвердителя определяется опытным путём, в зависимости от вида смолы и температуры окружающей среды.
• Целесообразным использование полимербетона можно считать там, где в полной мере проявятся его положительные качества. Это довольно широкая сфера: химические производства, где весьма кстати приходится коррозионная устойчивость полимербетонных конструкций; напорные трубопроводы, дренажные лотки и водосливы гидротехнических сооружений, где самым ценным качеством является устойчивость к истиранию.
• Благодаря отменной водостойкости, из полимерного бетона стали делать сантехнические приборы, садовые и парковые скульптуры, кухонные столешницы, подоконники, внешний вид которых нередко имитирует мрамор. В этом случае в качестве наполнителя используют мраморную крошку, а материал многие производители именуют литьевым мрамором.

Важно: При возведении несущих конструкций зданий полимербетон не применяется, так как он имеет недостаточную температурную устойчивость, высокий коэффициент температурного расширения и ползучесть.

Чем бетонополимеры отличаются от полимербетонов

Несмотря на то, что термин «бетонополимер» очень похож на «полимербетон», и многие люди просто принимают их за синонимы — это совершенно разные понятия. Про полимербетон мы достаточно подробно рассказали, и думаем, всем понятно, что это разновидность искусственного камня, где цемент заменён полимером.

Обратите внимание: Коротко охарактеризовать бетонополимер можно так. Это обычный цементный бетон с пропиткой жидким полимерным составом, после нанесения которого все характеристики изделия меняются (выше прочность, меньше водопроницаемость).

• В бетонополимер смола попадает извне через поры, а не заменяет собой вяжущее, как у полимербетона. Подобная обработка позволяет увеличить устойчивость конструкций к воздействию агрессивной среды и увеличить срок службы, перекрывает поры и тем самым не позволяет им заполняться влагой.
• У цементного бетона, несмотря на его высокую плотность, есть разветвлённая сеть пор, капилляров, волосяных трещин, образующихся в результате усадки при твердении, а иные дефекты появляются и при эксплуатации. Все они понижают прочность бетона, открывают доступ влаге в его толщу.
• Замещение имеющейся в бетоне влаги полимерной составляющей, даёт возможность раз и навсегда решить проблему водопоглощения — а соответственно, значительно увеличить срок службы конструкции. Наиболее распространённым примером являются производственные бетонные полы, которые без полимерного покрытия требовали бы ремонта чуть ли не каждый год.

Технологии пропитки

Полимерной обработке подвергают готовые изделия и конструкции из бетона и железобетона, и она включает в себя такие этапы, как:

1. сушка;
2. вакуумирование;
3. пропитка мономерами;
4. период полимеризации.

Итоговые свойства бетонополимера зависят от изначальных характеристк бетона, использованного для заливки конструкции, вида полимерного вещества и технологии пропитки. Сушку производят для того, чтобы освободить поры и капилляры бетона от воды. Вакуумирование избавляет их ещё и от воздуха, который может вступать в реакцию с мономерами и плохо влияет на полимеризацию.

Вакуумная обработка не является обязательным действием, и в случае с теми же бетонными полами его не выполняют. Однако на производствах, где совсем другая степень оснащённости, вакуумированиерекомендовано и чаще всего производится. Как вариант, просто подбирается полимер, который не боится реакции с воздухом.

Для обработки бетонов только от проникновения жидкостей и газов, используют петролатум (похожий на парафин нефтяной продукт, из которого делают вазелин), разбавленные смолы, органические масла, модифицированные битумы. Преимуществом этих материалов является то, что они не требуют каких-то дополнительных действий, а сразу по окончании полимеризации пропитки конструкцию уже можно эксплуатировать.

Если нужно добиться более значительных изменений в структуре и характеристиках бетона, для пропитки используют жидкие мономеры: стирол и метилметакрилат; полимеры в виде эпоксидных или полиэфирных смол; их композиции.

Эпоксидная пропитка с отвердителем

От чего зависит расход пропитки

Глубина проникновения пропитывающего состава зависит от его вязкости и угла смачивания бетонной основы. Такие сильновязкие вещества как петролатум и битум проникают в толщу бетона не более чем на 3 см, а вот жидкие мономеры способны проникнуть даже больше чем на 20 см. Чем больше эта величина, тем больше времени требуется на пропитывание, и тем большее количество состава на это затрачивается.

Немалую роль играет и такой показатель, как плотность бетона. Если на тяжёлый бетон уходит полимерного материала порядка 4…10% от общего объёма изделия, то на пропитку ячеистобетонного массива можно потратить и 60% мономера.

Некоторые мономеры дефицитные и стоят дорого, поэтому экономичное их расходование на производстве является вопросом номер один. Экономить пропитку позволяет правильная подготовка бетона, обработка не всего изделия, а только наиболее напряжённых участков, мест, где расположена высокопрочная арматура.

На заметку: Крайне редко вместо жидких пропиток применяют обработку газом, который в результате химического процесса превращается в твёрдое вещество, заполняющее капилляры бетона.

Испытание на изгиб бетонополимерной плиты перекрытия

Характеристики готовых бетонополимерных изделий зависят не только от свойств бетона, но и от типа используемого полимера и технологии его нанесения. Чем прочнее полимер и чем выше его содержание, тем более прочным получается каменный скелет, способный порой выдерживать нагрузки до 200 МПа. То есть, с применением небольшого количества полимерной пропитки исходные свойства бетона можно улучшить в несколько раз, что делает технологии создания бетонополимеров весьма перспективными в строительстве.

Способы обработки мономерами

Для получения бетонополимера с применением жидких мономеров, могут применяться самые разные технологии. Например, термокаталитический способ, при котором в мономер вводится катализатор, инициирующий процесс полимеризации. Затем изделие прогревается до температуры +70…+120 градусов, и через несколько часов после термической обработки мономер затвердевает, превращаясь в твёрдый полимер.

В других технологиях применяют комплексные инициаторы, позволяющие осуществлять полимеризацию без подогрева. Иногда выполняется радиационная обработка, для которой тоже не требуется повышенных температур. Большинство жидких мономеров легко испаряются, поэтому, чтобы до минимума снизить потери вещества обработку проводят в контейнерах, укрывая затем изделия полиэтиленовой плёнкой, или погружают их в ванну со специальной жидкостью.

Заключение

По сути, бетон, из которого формируется изделие — это полуфабрикат для получения бетонополимера. К его пористости предъявляются высокие требования, так как структура капилляров и пор определяет как предел насыщения бетона пропиткой, так и скорость этого процесса. От этого зависят сроки производства, накладные расходы, итоговое качество готовой продукции.

Состав бетона для таких конструкций должен проектироваться, ведь при неправильно подобранной вязкости пропитки тонкие капилляры могут вообще не заполниться, а слишком жидкий полимер будет плохо удерживаться в толстых капиллярах. Точным подбором состава в проекте определяется оптимальное распределение пор и капилляров в бетоне, при котором и достигается наилучшее их заполнение мономером, и обеспечивается его удержание в толще при последующей обработке.

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.

Сфера использования

Полимерный бетон применяется в различных областях, является основой для изготовления различных видов изделий:

• Столешниц, получивших широкое распространение, применяемых на кухне в качестве модного аксессуара. Изделия отличаются практичностью, гигиеничностью, высоким ресурсом эксплуатации, гармонируют с помещением. При визуальном восприятии изделие из композита сложно отличить от естественного минерала. Стойкость к механическому воздействию у композита выше, чем у природного камня.

Используют литьевой камень достаточно широко

• Покрытий полов, отличающихся простотой мытья и ускоренной установкой. Покрытия характеризуются пластичностью, устойчивостью к воздействию ударных нагрузок и низкими затратами, связанными с монтажом. Длительный ресурс эксплуатации позволяет при толщине слоя до 2 мм эксплуатировать материал в течение 10 лет.
• Элементов декорирования, используемых в фасадных конструкциях. Полимербетон проблематично отличить от натурального гранита или мрамора, который он успешно имитирует. Благодаря незначительному весу полимерных изделий, отсутствует необходимость возводить усиленное основание, дополнительно укреплять конструкцию. Материал невосприимчив к воздействию температуры и влажности, легко устанавливается, долговечен, имеет оригинальную фактуру.
• Памятников и ограждающих конструкций, применяемых для ритуальных целей. Устойчивостью полимерного массива к воздействию погодных факторов с сохранением целостности, обеспечило популярность композитного бетона, применяемого для ритуальных целей. Идеальная гладкость и блестящая поверхность продукции позволяют изделиям сохранять внешний вид, находясь в природных условиях.

Из полимербетона делают полы и лестницы, тротуарную и облицовочную плитку, строительные конструкции, водоотводные лотки, скульптуры и памятники, фонтаны

Кроме того, технология позволяет использовать бетон полимерный для изготовления:

• подоконников;
• перильных ограждений;
• поручней;
• балясин;
• лепных изделий декоративного назначения;
• лестничных маршей;
• опорных колонн;
• элементов каминов;
• моек.

Этапы изготовления

Технология приготовления полимерного бетона и изготовления продукции предусматривает следующие этапы:

• Подготовку ингредиентов.
• Смешивание.
• Формовку.

Остановимся на особенностях каждой стадии.

В процессе изготовления материала самой главное – оптимальный подбор компонентов, соответствующий назначенной цели

Как подготовить ингредиенты?

Ознакомившись с составом композита, подготовьте составляющие для осуществления замеса:

• очистите от инородных включений, промойте гравий, являющийся заполнителем;
• просейте кварцевый песок;
• высушите фракцию, обеспечив концентрацию влаги до 1%.

Приготовление смеси

Готовьте полимерный состав по следующему алгоритму:

• Поместите в миксер щебень, кварцевый песок и заполнитель, соблюдая предложенную последовательность.
• Смешайте компоненты на протяжении 2 минут, добавьте воду, произведите повторное смешивание.
• Размягчите связующее, используя растворитель.
• Введите в смолу пластификатор, перемешайте.
• Размещайте с заполнителем связующее вещество, введите отвердитель.
• Тщательно перемешайте на протяжении 3 минут.

Состав готов, следует сразу начинать заливку, так как материал быстро твердеет.

Заливка

Производите работы, соблюдая последовательность:

• нанесите на поверхность формы смазочное масло или технический вазелин, исключающие прилипание;
• заполните композитом емкость, выровняйте поверхность;
• уплотните раствор на вибрационной площадке;
• извлеките готовое изделие через 24 часа.

Итоги

Ознакомившись с технологией, можно самостоятельно изготовить полимербетон. Консультация профессиональных строителей позволит избежать ошибок. Удачи!

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.