Производство полимербетона: технологии, свойства материала

Преимущества и недостатки

Альтернативный вид строительной смеси за короткий промежуток времени приобрёл большую популярность. Это продиктовано высокой прочностью материала и длительным сроком службы. В процессе эксплуатации на поверхности исключается образование трещин. В случае повреждения участка полимерного покрытия, достаточно её очистить и залить новой порцией состава. Высокая степень адгезии содействует надёжному соединению двух плоскостей.

• устойчивость к механическим воздействиям (выше, чем у бетона);

• пластичность и упругость;

• выносливость к температурным перепадам;

• не вступает в реакцию с химическими веществами;

  Гипсовая штукатурка Бергауф (Bergauf)

• быстрый процесс застывания;

• образует ровную и гладкую поверхность;

• презентабельный внешний вид, возможность применения смесей разных оттенков и цветовых решений.

Свободно приобрести полимербетон пока не так просто в разных регионах, да и цена за кубический метр существенно отличается от привычного всем бетона. Эти факторы и относятся к недостаткам.

Сферы применения полимербетона

Полимербетон сегодня используется в самых разных сферах – как для основных строительных задач и конструкций, так и для производства тех или иных предметов. Из материала делают столешницы для кухни, ванные, мойки, камины, подоконники, балясины, перила, раковины, ступени, колонны, вазы, полы, памятники, ограды, лепнину на фасаде, фонтаны и т.д.

Кухонные столешницы

Полимербетонные столешницы смотрятся очень стильно, дорого, могут быть любого цвета и фактуры. При этом, такие изделия достаточно недорогие (в сравнении с натуральным камнем, который они могут имитировать, к примеру), практичные, износостойкие, долговечные.

На рынке представлен огромный выбор вариантов, выбрать среди которых подходящий к декору помещения не составит труда. В эксплуатации столешницы комфортны: приятные на ощупь, легко моются, не требуют особого ухода.

Визуально такая столешница практически ничем не отличается от натурального камня, а вот по характеристикам и стойкости к агрессивным воздействиям значительно превосходит.

Полы

Полы из полимербетона создаются легко и быстро – их заливают так же, как и обычные бетонные, быстро и просто. Но такие полы уже готовы к эксплуатации, так как получаются гладкими, ровными, не пылят, легко убираются. Покрытие не боится высоких нагрузок, пластичное, минимальный гарантийный период его составляет 10 лет при условии покрытия толщиной 2 миллиметра. Чем толще слой, тем крепче и долговечнее он будет.

Смотрятся полимербетонные полы очень красиво и стильно, могут быть разных цветов и фактур. Часто их делают не только в жилых помещениях, но и в промышленных цехах, складах, ангарах, гаражах, аэропортах.

Фасадный декор

В сравнении с натуральным камнем преимущества полимербетона в создании фасадных конструкций существенны. Внешне материал имитирует любую фактуру – будь то гранит или мрамор, но при этом его вес значительно меньше, что делает облицовку простой и быстрой, без необходимости в формировании серьезного фундамента и вспомогательных укреплений.

Полимербетон легко выдерживает морозы и осадки, просто монтируется, обладает большой цветовой палитрой и оригинальной фактурой, долговечностью и разумной стоимостью. Из материала делают колонны, барельефы, пилястры, карнизы и другие элементы декора фасада. Готовые изделия получаются с четкими формами, прочными и надежными, легко крепятся к поверхности фасада.

Памятники

Памятники из полимербетона получаются такими же крепкими и прочными, как мраморные или гранитные. Полимерный бетон хорош тем, что лучше переносит негативные воздействия – осадки, морозы, снег, не покрываясь трещинами и другими повреждениями. Блестящая и гладкая поверхность делает изделие эстетичным и обеспечивает максимальную четкость рисунка.

Популярные производители

Изготовление таких строительных материалов занимается несколько фирм в России:

• ЗАО «ПромКлюч» – компания, которая находится в Химках. Полимербетон распределяют в упаковки разные по размерам. Особенностью изделий является отсутствие в составе воды. Продукция фирмы используется для ремонтных работ по восстановлению любых конструкций из бетона.
• «Silikal GmbH» – немецкая компания, которая производит продукцию на основе метакрилатной смолы. Особенностями является высокая прочность и быстрая схватываемость изделий.
• «Maurer Sohne» – еще одна фирма из Германии. Изготавливает бетон Betoflex, который имеет невысокую стоимость и отличные технические характеристики.

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.

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.

§ 70. Применение полимеров в бетонах и растворах

Цементные бетоны – главнейший строительный материал – не лишены недостатков. В частности, пористость бетона делает его недостаточно морозо- и коррозионностойким и проницаемым для жидкостей. Цементные бетоны быстро разрушаются под действием кислот. В некоторых случаях бетон нельзя применять из-за его хрупкости и невысокой износостойкости, кроме того, свежий бетон плохо сцепляется с поверхностью старого бетона. Этих недостатков не имеют бетоны, в которых минеральное вяжущее частично или полностью заменено полимерами: полимерцементные материалы, бетонополимеры и полимербетоны.

Полимерцементные материалы получают, добавляя полимер непосредственно в бетонную или растворную смесь. В качестве полимерной добавки используют водорастворимые смолы, водные дисперсии полимеров и жидкие водонерастворимые термореактивные олигомеры (смолы); последние вводят в бетонную смесь с помощью эмульгаторов. Количество полимерной добавки от 1 до 30% от массы цемента в зависимости от вида полимера и целей модификации бетона или раствора. Наибольшее распространение получили полимерцементные растворы и бетоны с добавкой водных дисперсий полимеров (например, поливинилацетатной и акриловой дисперсии, латексов синтетических каучуков). Полимерные добавки используют также для модификации гипсовых материалов.

Полимерцементные растворы и бетоны отличаются высокой адгезией к большинству строительных материалов, низкой проницаемостью для жидкостей, высокой износостойкостью и ударной прочностью.

Применяют полимерцементные материалы для покрытия полов промышленных зданий, взлетных полос аэродромов, для наружной отделки по кирпичным и бетонным поверхностям, устройства резервуаров для воды и нефтепродуктов.

В последнее время полимерцементные растворы начали применять для кладки стен зданий в сейсмических районах; здесь используются хорошие адгезионные свойства и высокая деформативность таких растворов.

Бетонополимер представляет собой бетон, пропитанный после затвердевания мономерами или жидкими олигомерами, которые после соответствующей обработки переходят в твердые полимеры, заполняющие поры бетона. В результате этого более чем в 2 раза повышаются прочность бетона (R_сж = 80…120 МПа) и его морозостойкость. Бетонополимеры практически водонепроницаемы. Для получения бетонополимера используют главным образом стирол и метилметакрилат, полимеризующиеся в бетоне соответственно в полистирол и полиметилметакрилат.

Существенный недостаток бетонополимера – значительное усложнение технологии бетона: затвердевшее бетонное изделие перед пропиткой необходимо высушить, пропитывают его под вакуумом. Кроме того, работа с мономерами требует тщательного соблюдения техники безопасности.

Полимербетон – разновидность бетона, в котором вместо минерального вяжущего использованы термореактивные полимеры: эпоксидные, полиэфирные, фенолофор- мальдегидные. Полимербетон получают, смешивая полимерное связующее и заполнители. Связующее состоит из жидкого олигомера, отвердителя и тонкомолотого минерального наполнителя, который уменьшает расход полимера и улучшает свойства полимербетона. Твердеют полимербетоны при нормальной температуре в течение 12…24 ч, а при нагревании – еще быстрее.

Главное свойство полимербетона – высокая химическая стойкость как в кислых, так и в щелочных средах. Кроме того, полимербетоны обладают высокой прочностью (R_сж = 60…100 МПа, R_изг = 20…40 МПа), плотностью, износостойкостью и отличной адгезией к другим материалам. Наряду с этим полимербетоны характеризуются повышенной деформативностью и невысокой термостойкостью.

Хотя стоимость полимербетона намного выше стоимости обычных бетонов, его применение экономически оправдано для получения защитных покрытий и целых конструкций, работающих в условиях химической агрессии (химические и пищевые заводы), и для ремонта каменных и бетонных конструкций (например, восстановление поверхности, заделка трещин и т. п.).

betonir55.ru Стропы 1ст на сайте http://komplektacya.ru/gruzopodjemnoe-oborudovanie/stropy-gruzovye/vetvevye/1st/

Технологические рекомендации

В целом, процесс подготовки в бытовых условиях полибетона заключается в тщательном смешивании компонентов до однородной консистенции. Производя изготовление геополимерного бетона, соблюдайте следующие рекомендации:

• эффективно смешивайте составляющие, исключая образования в виде крупных включений;
• готовьтесь смесь небольшими порциями, исключительно, перед использованием в объеме, необходимом для непосредственного применения. Это вызвано наличием в составе жидкого стекла, вызывающего ускоренное твердения смеси;
• выполняйте работы в сухом, прохладном и проветриваемом помещении;
• снижайте концентрацию жидкого стекла, если состав должен некоторое время храниться;
• применяйте средства индивидуальной защиты, необходимые для работы с агрессивным калиевым гидроксидом;
• обеспечьте надежную вентиляцию помещения при смешивании ингредиентов. Она необходима для удаления углекислого газа, который выделяется в результате реакции при подготовке смеси.

Выполнение технологических требований позволит обеспечить высокие эксплуатационные характеристики геополимерного бетона.

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/м3;
• противостоянием на сжатие – от 50 до 110 МПа;
• противостоянием на изгиб – от 3 до 11 МПа;
• истиранием в пределах 0,02-0,03 г/см2;
• температурным пределом – от 60 до 140 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 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.

Рецептура и состав

Содержание армирующего наполнителя никак не отражается на основной рецептуре бетона.

Вот примерное соотношение компонентов, рекомендуемое для приготовления смеси:

1. Цемент. Берется из расчета 1 части. В зависимости от типа производимых работ, можно выбрать быстро отверждаемые марки, либо стандартные.
2. Песок. В рецептуру рекомендуется добавлять из расчета 4 части на 1 часть цемента. Для более прочных марок допустимо уменьшить пропорции до 3 частей. Требования к качеству песка довольно высокие. Его нужно хорошо просеять от крупных частиц и при необходимости промыть водой. Такая процедура позволит сделать матрицу прочнее.
3. Армирующие компоненты. Измельченный пластик рекомендуется добавлять из расчета от 3 до 10 килограмм на 1 кубометр смеси.
4. Пластификаторы. Это тип добавок, улучшающих пластичность смеси при заливке и повышающих прочностные характеристики. Дозировка указана на упаковке, обычно стандартно вводят от 0,25 до 0,50% от общей массы.
5. Гидрофобизатор. Позволяют повысить устойчивость к водной эрозии, поскольку создают слой на поверхности бетона. Дозировка небольшая, до 0,5%, в зависимости от рекомендации на этикетке.

Архитектурный и ландшафтный декор из полимербетона

В перечень нашей продукции входят такие изделия:

• элементы фасадного декора: карнизы, русты, колонны, пилястры, капители, кронштейны, облицовочные панели;
• детали лестниц и ограждений: ступени, балясины, балюстрады, навершия, парапеты, крышки для столбов;
• интерьерные элементы: панно, панели, каминные порталы, столешницы, подоконники, барные стойки, мойки;
• ландшафтные формы: вазоны, фонтаны, мостики, фигуры, беседки и др.

Так как большинство изделий выполняются внутри полыми (благодаря высокой прочности материала), то вес элементов архитектурного декора небольшой. Это позволяет использовать полимербетон для отделки высотных и зданий с ослабленными конструкциями.

Ознакомиться с нашими работами Вы можете на страницах Продукция и Новости.

Процесс работы состоит из таких этапов

1. Создание эскиза будущего декоративного элемента в компьютерной графической программе. Расчет размеров и толщины стенок изделия.
2. Создание скульптором гипсовой модели – для элементов со сложной конфигурацией и деталировкой. Для прямолинейных и несложных элементов модель не требуется.
3. По модели изготовляется форма для отливки. Она может быть гибкой (из силикона), жесткой (из стеклопластика) или выполненной из фанеры (для деталей простой формы).
4. Далее начинается процесс изготовления изделия из полимербетона. Форма изнутри плотно смазывается разделительной восковой пастой – для удобства извлечения готового изделия после отверждения.
5. Поверху пасты наносится гелькоут, который будет выполнять роль защитного покрытия. Гелькоуты бывают цветными, что создает дополнительные декоративные качества изделию. Гелькоут может наноситься вручную – валиком или кистью, или с применением компрессорной системы с пистолетом.
6. Пока гелькоут высыхает, в специальных смесителях (строительном миксере или мешалке) готовится композиционный состав из наполнителя, связующего вещества, отвердителя и модифицирующих добавок.
7. Смесь нужной толщины закладывается в форму.
8. Производится процесс виброуплотнения состава на вибростоле. Эта процедура требуется для того, чтобы материал стал плотным, однородным, вышли все пузырьки воздуха. Виброуплотнение длится в среднем 2 минуты.
9. Далее форма с композитной смесью оставляется для затвердевания естественным путем (или может быть применена термообработка для ускорения процесса).
10. Когда полимербетон полностью отвердел, изделие извлекается и поддается финишной обработке: шлифованию и полировке.

Все работы выполняются с применением мер безопасности. Конечные изделия – экологически чистые и безопасные для людей и окружающей среды.

Дополнительные элементы

Стоит отметить, что все характеристики полимерцементного раствора могут быть утеряны, если во время добавки полимерной дисперсии произойдет такой процесс, как коагуляция или же створаживание раствора. Чаще всего, чтобы избежать таких негативных последствий, применяются различные стабилизаторы. В качестве них обычно выбирают поверхностно-активные вещества (ПАВ) — ОП-7 или ОП-Ю. Возможно также заменить их небольшой группой электролитов, к примеру, жидким стеклом. Без добавки стабилизатора может обойтись лишь полимерцементный раствор, который был смешан на основе пластифицированной дисперсии ПВА.

Однако введение ПАВ не проходит бесследно. Чаще всего эти вещества выступают в роли мощных пенообразователей, а также они способны вовлекать воздух в растворную смесь. Если это происходит, то мельчайшие пузырьки воздуха, которые были вовлечены, могут достигать в объеме 30% от общей массы раствора.

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.

Чтобы изготовить полимерцемент своими руками:

1. Промойте и очистите заполнитель. После этого высушите его, пока влажность щебня или гравия не будет составлять 0,5-1%. Если использовать влажный заполнитель, то прочность готового изделия понизится.
2. Просейте песок и удалите из него примеси.
3. Засыпьте в бетономешалку сначала щебень, потом песок и заполнитель и перемешивайте компоненты на протяжении 2 минут.
4. Добавьте воду и снова все перемешайте.
5. Размягчите связующий компонент (смолу) с помощью растворителя или просто разогрев твердую массу.
6. Добавьте в смолу пластифицирующую добавку, стабилизаторы и прочие компоненты. Перемешайте их отдельно от заполнителя в течение 2 минут.
7. Добавьте отвердитель.
8. Перемешайте все составляющие не менее 3 минут пока не получите сметанообразную смесь.
9. Залейте полученную смесь в смазанную парафином матрицу или подготовленную опалубку. Старайтесь заливать сразу тот объем состава, который полностью заполнит форму. Полимербетон очень быстро схватывается, поэтому действовать нужно быстро.
10. Разравняйте поверхность и уплотните смесь на вибростоле.
11. Выждите сутки и вытащите готовое изделие из матрицы.

На этом производство полимербетона можно считать завешенным.

Post Views:

23

Большинство обывателей уверены, что полимербетон и цементно-полимерный бетон это два названия одного материала. На самом деле, это абсолютно разные строительные смеси, обладающие высокими характеристиками прочности.

В полимербетон (пластобетон) не добавляют цемент, а в качестве связующего вещества выступают различные полимеры. В полимерцементные бетоны добавляют портландцементы, смешанные с полимерными добавками.

Выделяют два вида:

1. Наполненный — высокомолекулярные органические соединения заполняют пустоты между частицами наполнителя (гравий, щебень, кварцевый песок).

2. Каркасный — пустоты остаются незаполненными, а полимер служит только для скрепления частиц минерального наполнителя между собой.

В первом случае количество смеси колеблется от 20 до 50%. Во втором случае – не превышает 6%.

Считается высокопрочным материалом, в котором в качестве улучшающих характеристики добавок выступают водные дисперсии полимеров (винилхлорид, винилацетат, стирол, латексы, полиамидные смолы и прочие). Их использование позволяет в лучшую сторону менять свойства стройматериала и повышать его технические показатели.

Особенности литого бетона

Общие сведения

Литой бетон является строительным материалом, относящимся к категории гидротехнических. В строительных магазинах он продается в виде порошка, состоящего из следующих компонентов:

Портландцемент М400 или М500	В результате высокой тонкости помола и оптимального гранулометрического состава зерен, эти цементы имеют отличную водоудерживающую способность при больших значениях В/Ц
Песок	Чаще всего используется песок мелких фракций, так как они лучше перемещаются в растворе, в результате чего увеличивается его текучесть.
Пластификаторы, воздухововлекающие или водоудерживающие добавки	Отвечают за пластичность и другие особые свойства материала.

Конечно, состав разных типов литого бетона может различаться, однако, вышеперечисленная основа всегда остается неизменной.

Структура литого бетона

Отличия литого бетона от обычного

На первый взгляд может показаться, что данный материал ни чем не отличается от обычного бетона, однако, отличия все же есть. Заключаются они в первую очередь в наличии полимерных модификаторов, которые входят в его состав.

Благодаря им, бетон приобретает следующие свойства:

• Становится более эластичным;
• Снижается уровень его усадки;
• Хорошо растекается и выравнивается;
• Становится более водостойким и морозоустойчивым.

Также следует отметить, что некоторые виды литого бетона содержат антиморозные добавки, что позволяет выполнять бетонные работы при отрицательной температуре. А до какой температуры можно лить бетон, зависит от типа антиморозной добавки.

Кроме того, в некоторых случаях в состав смеси могут входить добавки удерживающие влагу, в результате чего раствор можно корректировать более длительное время.

Выполненная литым бетоном стяжка

Главным же отличием литого бетона является сфера его применения. Материал предназначен для заливки таких мест, где литье бетона обычного типа затруднено, к примеру, там, где невозможно применять виброустановки.

Кроме того, материал используют в следующих областях строительства:

• При бетонировании лестниц.
• При производстве сборного железобетона.
• В мелиоративном строительстве.
• При заливке теплых полов. Следует отметить, что поверх таких полов можно стелить любое напольное покрытие.
• При выполнении литых бетонных изделий. В этом случае раствор заливается в специальные формы для литья из бетона.

Бетонная тротуарная плитка

Достоинства

Помимо всех вышеперечисленных особенностей материала, можно выделить следующие его достоинства:

• Благодаря высокой пластичности, выполнять заливку своими руками довольно просто.
• Нет необходимости уплотнять залитую смесь при помощи виброустановок.
• Материал устойчив к воздействию влаги, в результате чего он может длительное время находиться в земле и некоторое время непосредственно контактировать с водой. Поэтому его применяют при возведении фундаментов. Чаще всего для этих целей используют литой бетон М300.
• Полимеры, которые входят в состав раствора, позволяют материалу хорошо переносить резкие перепады температур.

Недостатки

Что касается недостатков, то к ним относится высокий уровень содержания примесей (до 5 процентов), стоимость которых довольно высокая. В результате цена материала получается довольно высокой.

Приготовление раствора