Полимерный бетон технология. Технология производства изделий из полимербетона. Главное преимущество композита

Основным отличием полимерного бетона от обычного является то, что при его производстве в исходный раствор добавляются высокомолекулярные органические соединения. Если говорить простым языком, то в составе такого раствора роль связующего вещества играют смолы: эпоксидные, поливиниловые, полиэфирные, полиуретановые, метилметакрилатные или другие. Также в состав данного материала для повышения различных свойств добавляют такие компоненты как растворители, отвердители, катализаторы и другие.

Используется данный материал для наружной или внутренней отделки различных зданий и помещений, а также в дорожном строительстве, ландшафтном дизайне и при изготовлении различных малых архитектурных форм. Благодаря возможности варьировать консистенцию материала во время его производства, полимерный бетон может быть использован как на горизонтальных, так и на вертикальных плоскостях.

Характеристики полимерного бетона

Основными компонентами для производства геополимерного бетона являются шлак, зола, жидкое стекло, связующие смолы. Во время полимеризации такого раствора образовывается монолит, который как по прочности, так и по большинству других технических характеристик, существенно превосходит обычный бетон. По сравнению с раствором, который готовится на основе портландцемента, он имеет несколько достоинств:

повышенная адгезия фактически с любой поверхностью;
высокая скорость затвердевания;
отменные показатели по паропроницаемости;
повышенные показатели по устойчивости к изгибу и растяжению;
прочность и износостойкость;
устойчивость к воздействию температурных перепадов и кислотных химических соединений.

Также данный стройматериал имеет небольшой вес, он полностью экологичен. Если же говорить о недостатках, то о н у данного материала всего один. Ввиду того, что разработан он был не так давно, а для его производства используются качественные составляющие, то стоит он достаточно дорого. Однако есть все основания полагать, что в очень скором будущем именно он станет наиболее популярным видом бетона, используемым в строительстве.

Особенности приготовления полимерного бетона

Помимо уже указанных компонентов, в качестве добавки для геополимерного бетона чаще всего используются клей ПВА, латексы и водорастворимые смолы. Если будет использоваться ПВА, то следует подбирать только такой вид, в котором в качестве эмульгатора используется поливиниловый спирт.

При высыхании такой смеси на поверхности образуется прочная пленка, которая со временем набухает и поглощает воду. Именно поэтому во время затвердевания материала не допускается то, чтобы он контактировал с воздухом с повышенной содержанием влаги.

Оптимальное количество различных добавок для такого материала чаще всего устанавливается опытным путем. Однако залогом обеспечения высокого качества раствора является правильное соотношение цемента и полимерных компонентов. Объем полимерных компонентов должен составлять не более 20% от общей массы цемента. А объем водорастворимых смол – не более 2% массы цемента. Самого высокого качества можно добиться при использовании полиамидных или эпоксидных смол, а также полиэтилен-полиаминовых отвердителей.

При приготовлении геополимерного бетона, как и обычного, Вам понадобится бетономешалка. В нее сначала засыпаются вода и цемент, специально предназначенный для полимерных бетонов (обычный портландцемент использовать нельзя, так как он не подходит по характеристикам). Затем в раствор добавляются шлак и зола в равных частях, после чего он тщательно перемешивается. Уже после этого добавляются полимерные компоненты и добавки.

Цена руб/кг в зависимости от количества. С учетом НДС и тары.

Фасовка: п/п канистры 5кг, 10кг, 30кг.

Гарантийный срок хранения в таре производителя - 12 месяцев.

Хранить и транспортировать при температуре от +5° до +25°С.

этикетка

Фасовка

Купить полимерную добавку для бетона

На основе полимерной добавка для бетона Эластобетон-Б изготавливается сверхпрочный полимерцементный бетон .
Прочность: на доломитном щебне – М600-М800; на гранитном щебне – М800-М1000 и более.

Ввод в эксплуатацию на 5-6 день.

Полимерные добавки в бетон Эластобетон-Б поставляется в жидком виде.
Вводятся при изготовлении бетона, из расчета 20кг добавки на 100кг цемента.

Толщина полимерцементного пола Эластобетон-Б:
для умеренных нагрузок - 20мм, для значительных нагрузок - 30мм, минимальная толщина - 15мм.

В отличие от магнезиального бетона полимерцементный бетон имеет полную стойкость к воздействию воды.

Полимерцементный бетон

Другие названия: цементно-полимерный бетон, цементный полимерный бетон.

Как уже сказано выше, полимерцементные полы на основе добавки для бетона Эластобетон-Б, на 20-50% дешевле, чем магнезиальные полы. Но это – прямой расчет – то есть, взяли полимерцементный бетон – посчитали цену компонентов; аналогично – для магнезиального бетона.
Но кроме этого существует целый ряд факторов, которые влияют на конечную цену полимерцементного бетона и магнезиального бетона. Ниже перечислены главные из этих факторов.

1. Транспортировка.
Транспортировка компонентов бетона очень сильно отражается на его конечной стоимости.
Если транспортные расходы составляют всего 1руб/кг, то доставка основных компонентов магнезиального бетона, которые составляют примерно 23% от общей массы, даст удорожание 1 м³ бетона на 500 руб! При цене доставки 5 руб/кг, это уже 2500 руб/м³!

Если транспортировать все компоненты магнезиальных полов, то при цене доставки 1 руб/кг – удорожание 2200 руб/м³.
При цене доставки 5 руб/кг – магнезиальные полы станут станет дороже на 11000 руб/м³!

Добавка для бетона Эластобетон-Б составляет примерно 3,5% от массы бетона, остальные компоненты Вы приобретаете на месте. Соответственно, транспортировка полимерной добавки для бетона даже на дальние расстояния практически не отражается на цене полимерцементного бетона.

Экономия очевидна.

2. Хранение.
Компоненты магнезиального бетона (в частности жженая магнезия - оксид магния) очень чувствительны к условиям хранения и транспортировки. Проникновение, попадание влаги в компоненты значительно уменьшает конечную прочность магнезиального бетона. В результате, Вы получите магнезиальные полы с марочной прочностью М200-М300, вместо М400-М600.

С полимерцементным бетоном таких проблем нет, так как все компоненты, корме Добавки, Вы покупаете на месте и всегда можете проконтролировать их качество.

3. Стоимость наполнителей.
Стоимость бетона с добавкой «Эластобетон-Б» зависит от модуля крупности песка (МКР), насыпной плотности песка и насыпной плотности щебня. Чем выше МКР и выше плотность песка и щебня, тем меньше цемента и Добавки для бетона по отношению к песку и щебню. Соответственно, тем дешевле полимерцементный бетон.

Экономия может составлять до 2000 руб. на 1м³ полимерцементного бетона.

4. Коррозия оборудования.
Магнезиальный бетон включат компонент бишофит, который вызывает усиленную коррозию как стальных, так и алюминиевых поверхностей оборудования. Оборудование (бетономешалки, виброрейки, вертолеты и т.д.) необходимо постоянно промывать. Но даже при тщательном уходе срок эксплуатации оборудования сокращается в несколько раз, что в результате отражается на цене магнезиальных полов!

Полимерная добавка для бетона Эластобетон-Б не оказывает коррозионного воздействия на металлические поверхности.

Экономия очевидна.

Полимерная добавка для бетона – свойства, преимущества

Элакор «Эластобетон-Б» - комплексная модифицирующая полимерная добавка для бетонов (портландцементных бетонов).
Для использования рекомендуется цемент марки М500Д0. Если Вы хотите применить другие цементы, рекомендуем сначала проверить их на совместимость с Добавкой (см. Технологию применения Добавки). Дело в том, что некоторые наполнители, которые вводятся при изготовлении цемента, могут «конфликтовать» с добавкой.

Чтобы выполнить цветные полимерцементные полы, Вы можете сами добавить пигмент непосредственно при замесе бетона или заказать у нас Добавку нужного цвета.
Цветные полимерцементные полы можно выполнять на сером цементе, но если требуется «чистый» цвет, то необходимо использовать белый цемент.

Свойства полимерцементных полов с добавкой для бетона «Эластобетон-Б».

Эксплуатация в помещениях и на открытом воздухе.
Толщина от 15 до 50мм. Рекомендуемая толщина – 20-30мм в зависимости от нагрузок.
Прочность покрытия составляет: на доломитном наполнителе – М600-М800. на гранитном наполнителе – М800-М1000 и более.
Чрезвычайно высокая износостойкость (менее 0,2 г/см²).
Высокая ударная прочность (10-20 кг м в зависимости от толщины).
Прочность на изгиб – не менее 12 МПа.
Полная беспыльность (после полировки).
Покрытие паропроницаемое.
Покрытие антистатическое: удельное объемное электрическое сопротивление – не более 10 7 Ом;
удельное поверхностное электрическое сопротивление – не более 10 9 Ом∙м (испытательное напряжение 100В).
Химическая стойкость к воде, ГСМ, растворам солей, моющим средствам и т.д.
Покрытие негорючее (группа горючести - НГ).
Великолепный внешний вид, возможность сочетания нескольких цветов, различных наполнителей и т.п.
Простота уборки, возможность применения любых моющих средств.

Полимерцементные полы - преимущества.

Позволяет отказаться от выполнения выравнивающих стяжек с последующим нанесением защитных полимерных пропиток и покрытий или сухих упрочняющих составов (топпингов). При этом получается покрытие с более высокими декоративными и прочностными качествами и значительно меньшей стоимостью.
Сочетает преимущества латексцементного бетона и поливинилацетатцементного бетона – водостойкость и маслостойкость.
Полностью соответствует СНиП 2.03.13-88 «Полы».
Прочность как у топпинга и выше, но не только в верхнем слое 2-2,5мм, а по всей толщине.
В отличие от магнезиальных бетонов, магнезиальных полов - полная стойкость к воздействию воды.
При истирании (износе) полимерцементный пол не меняет внешнего вида, не теряет прочность и химстойкость.
При эксплуатации полируется.
Не требует армирования.
Короткий технологический цикл работ (6-8 дней).
Начало эксплуатации - на следующий день после окончания работ.
Полимерцементный бетон дешевле любых финишных покрытий аналогичной толщины.

Полимерцементные полы применяются на объектах.

За редким исключением технология проведения строительных, реставрационных или ремонтных работ предусматривает использование бетонных растворов. Все эти материалы отличаются маркой, классом и некоторыми другими параметрами, например, влагостойкостью. И все имеют общее сходство – в качестве единственного вяжущего компонента в этих смесях используется цемент. Но современная промышленность наладила выпуск и других аналогичных стройматериалов, один из которых – полимерный бетон.

Его принципиальное отличие в том, что в привычную песчано-цементную смесь в качестве вяжущего средства добавляют специальные ингредиенты – смолы. Их постепенно вводят во время приготовления раствора. Бетоны на основе полимеров подходят для отделки поверхностей как внутри, так и снаружи зданий, заливки полов, ступеней лестниц.

Состав и наполнители

Для приготовления данных бетонов также используются наполнители и вяжущие средства. Учитывая особые качества полимеров, соотношение между компонентами может варьироваться в пределах от 5:1 до 12:1.

Как и у традиционных аналогов, в составе бетона полимерного присутствуют фракции разных размеров, причем в отличие от цементных марок, и тонкодисперсные. Учитывая, что данные материалы широко используются, в том числе, и для эксплуатации в условиях непосредственного контакта с агрессивными соединениями, в качестве наполнителей применяются вещества с повышенной стойкостью к химическим воздействиям (например, кварцит, базальт, туф).

Вяжущие компоненты:

Наиболее дешевые – полимеры фурановые. Но и прочность, соответственно, невысокая.
Более качественные бетоны, в состав которых входят полиэфиры (ненасыщенные).
Самыми лучшими вариантами считаются материалы, содержащие смолы эпоксидные. Они сочетают в себе прочность, пластичность, износостойкость. Однако и цена их достаточно высокая.

Изготовление

На вопрос о том, как сделать бетон полимерный, однозначного ответа пока нет. Во всех источниках говорится об экспериментальном пути получения необходимого состава. Нужно добиться, чтобы при высыхании нанесенной смеси она образовывала эластичное упругое покрытие. Многое зависит и от места укладки, от того, какого результата необходимо добиться. Есть общая рекомендация, что от общей массы раствора полимерные добавки должны составлять примерно 1/5 часть.

Многое зависит и от того, какой класс бетона нужно получить. Поэтому придется варьировать процентным соотношением смол, отвердителей. Нужно учитывать и вид полимерного вяжущего, который решено использовать, так как у каждого свои специфические свойства. Отдельные источники указывают, что применение эпоксидных смол предполагает замену цемента на шлаки, золу и жидкое стекло. Во всем остальном (перемешивание) методика прежняя.

Отличительные особенности полимербетонов

Высокая водонепроницаемость. Позволяет значительно упростить технологию производства работ на участках, где элементы конструкции сооружения подвергаются интенсивному воздействию жидкостей. Купив полимерный, или природный бетон, можно существенно сэкономить на гидроизоляции и сократить общее время работ.
Устойчивость к агрессивным средам, низким температурам.
Показатели механической прочности существенно превышают аналогичные характеристики бетонов на основе цементов: на изгиб – до 10, на сжатие – до 3 раз.
Небольшой удельный вес, что значительно увеличивает спектр применения.
Свойство эластичности позволяет использовать его на участках, подверженных динамическим нагрузкам. Может наноситься на плоскости с любой ориентацией: горизонтальной, вертикальной, наклонной.
Отличная адгезия, причем независимо от материала основы.
Сроки отвердевания меньше, чем у цементных.
Возможность достижения идеальной ровности покрытия. Поверхности, отделанные полимерными бетонами, просты в уходе.

Применение бетона, изготовленного из цемента, ограничено. Полимерное связующее, определяющее такие свойства изделий из полимербетона как, например, химостойкость и вибростойкость, позволяют применять полимербетон и конструкции из полимербетона там, где традиционный бетон будет разрушаться

Полимербетон изготавливается следующим образом: со связующим (полиэфирной смолой) смешивается песок, известняк, тальк, измельченные отходы производства композиционных материалов, например, стеклопластиков и т.д. Грубодисперсные наполнители в полимербетоне - щебень размером до 50 мм и песок с размером зерен до 5 мм. В целях снижения расхода связующего и стоимости изделий, а также для регулирования их свойств в полимербетон вводят мелкодисперсныйнаполнитель с размером частиц менее 0,15 мм (баритовая, кварцевая, андезитовая мука и др.). В состав полимербетона могут входить также порообразователи, ПАВ, антипирены , красители и т.п.
При высокой степени наполнения (70 - 80 %) получаются недорогие изделия с высокими физико-механическими характеристиками. Наполнитель, такой как песок, придаёт изделиям долговечность, устойчивость к истирающим нагрузкам, но сильно повышает их массу. При производстве таких изделий необходимо выбирать смолу с пониженной вязкостью. Параметры производства должны быть такими, чтобы наполнитель был равномерно распределен по объему изделия, не осаждался вследствие разности плотностей наполнителя и смолы. Также необходима дегазация смеси для предотвращения образования полостей внутри изделия, которые могут привести к снижению прочности. Недостатком изделий из полимербетона является неэстетичный внешний вид, это делает невозможным использование этих изделий в качестве декоративных элементов при оформлении помещений и т.д.

Применение полимербетона:

Облицовочные панели;

Фундаменты под промышленное оборудование;

Шумопоглощающие конструкции;

Причальные кромки и волнорезы;

Емкости для воды;

Дренажные конструкции;

Дорожные бордюры и ограждения;

Железнодорожные шпалы;

Лестницы;

Реставрация и защита существующих бетонных конструкций;

Емкости и резервуары для химически активных веществ;

Дренажные канализации химических предприятий.

(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 . А наличие полимерного связующего делает их долговечными, воздействию воды и перегреву.

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

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).

На разделительную пасту наносится слой гелькоута нужного цвета.
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.
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.

В условиях производства на заводе по изготовления полимербетона при необходимости осуществляют термообработку для более быстрого затвердевания деталей. В остальных случаях ждут естественного завершения этого процесса.

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

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

Понадобится чистое пластиковое ведро для размешивания, перфоратор на 450 ватт и строительный миксер (к нему приделаем перфоратор, приварив сверло для перфорирования — получим смеситель).
Форму мастерим из ламинированных древесных плит, делая ее разборной. Разделительную пасту удобно наносить кистью, растирая капроновым чулком.
Гелькоут разбавляем смолой (добавив ее 10 процентов) и наносим флейцевой кистью. Делаем это дважды. Следим, чтобы волоски с кисти не прилипли.
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.
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.
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.

Меры безопасности: взвешивая смолу, а также работая с ней, с гелькоутом и с залитой в форму смесью, трудимся только в респираторе, под вытяжкой. Отвердитель добавляем шприцом, надев резиновые перчатки.

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