Полимерный бетон своими руками

Технология изготовления полимерного бетона своими руками

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

Особенности материала

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

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

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

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

Активные компоненты

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

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

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

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

Затраты на производство

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

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

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

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

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

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

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

Свойства полимербетона

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

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

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

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

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

Создание и применение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как сделать полимерный бетон своими руками — технология изготовления идеальной поверхности

От автора: здравствуйте, дорогие читатели. Мы стараемся следить за всеми передовыми строительными технологиями и освещать их на страницах нашего сайта. В этот раз мы поговорим о полимербетоне, или «искусственном камне».

Материал был создан в США и сейчас активно используется застройщиками в Европе и России для возведения жилых и подсобных помещений, предметов быта, скульптур, а также при изготовлении мебели. Его востребованность ставит перед потребителем сложную задачу: можно ли сделать полимерный бетон своими руками?

Ведь технология изготовления требует узкоспециализированных знаний и навыков. Изучим технические характеристики покрытия и определим, как самостоятельно сделать полимербетон без привлечения строителей.

Особенности материала

Полимербетон сочетает в себе достижения современных технологий и традиционных, вместо привычного вяжущего вещества — цемента или силиката — в данной смеси используется полимер (другое название вещества — синтетическая смола). Благодаря применению в производстве эпоксидных, фурановых и ненасыщенных полиэфирных смол, полимерный бетон приобретает свои отличительные технические характеристики.

Читайте также:  Какой щебень лучше для бетона

Источник: 1-metr.com

Виды полимерного бетона

В зависимости от состава, задач и технических характеристик новое поколение бетона подразделяется на несколько видов:

  • полимерцементный. Показывает высокую прочность бетона и позволяет использовать его при отделке кирпича, плит и даже при строительстве аэродромов,
  • пластобетон. Имеет отличную устойчивость к реакциям на кислотно-щелочную среду и температурный дисбаланс,
  • бетонополимер. Готовый полимерный блок, пропитанный мономерами, характеризуется долговечностью, прочностью и отлично зарекомендовал себя при резких перепадах температуры.

Кроме этого, в зависимости от строительных работ полимербетон может быть наполненным и каркасным молекулярным. В первом случае в составе присутствуют такие органические материалы, как кварцевый песок, щебень, гравий. Во втором заполнение бетона осуществляется за счет полимерных веществ.

Полимербетон используется во многих строительных сферах:

  • в качестве изоляционного покрытия бетона и для защиты теплых полов,
  • при кладке высокопрочного кирпича и декоративной отделки фасада,
  • в качестве атмосферостойкого покрасочного материала,
  • для шпаклевочных работ и штукатурки,
  • в качестве клеевого раствора для облицовочной плитки.

Характеристики полимербетона позволяют использовать его для создания архитектурных и декораторских изделий, несущих конструкций и даже предметов мебели.

Состав

Достоинством материала является его демократичная цена, по сравнению с обычным бетоном, и отличные характеристики. Компоненты полимербетона:

  • мелкодисперсная зола — используется в качестве связующего вещества,
  • модификаторы (отвердители) — помогают обеспечить быстрое затвердевание полимерного массива,
  • кальциевый гидроксид, силикат или жидкое стекло — используются для увеличения рабочих характеристик,
  • наполнитель крупной фракции (щебень, песок, измельченное стекло) и мелкой (графит, андезит, кварц).
  • вода.

Мы представили вам базовый состав рецепта, но это не значит, что на просторах интернета или в разговоре с опытным застройщиком вы не встретите других составляющих. Строители постоянно в поиске идеального рецепта, который выполнял бы поставленные задачи.

Экологичность материала

Об экологической составляющей полимербетона написано очень много, но опасения все же присутствуют. Причина для недоверия находится в составляющих материала (стирол и отвердитель) и в процессе изготовления.

Стирол является связующим веществом в полимербетоне. Он содержится в смолах, и как только мы открываем герметичную емкость с веществом, то моментально ощущаем испарения ядовитого газа.

В качестве отвердителя обычно используется метилэтилкетоновый пероксид, он так же опасен для человеческого организма и требует дополнительных средств защиты для рук и лица.

Несмотря на присутствие опасных составляющих в составе полимербетона, при тщательном соблюдении правил личной безопасности, технологии нанесения и продуманной системе вентиляции можно добиться результата и полного выветривания ядовитых испарений.

Достоинства материала

Положительные характеристики полимербетона не до конца оценены застройщиками, поэтому рассмотрим детально достоинства материала:

  • демократичная цена,
  • быстрое затвердевание материала — в два раза быстрее, чем традиционный бетон,
  • легкость монтажа, обработки и резки,
  • незначительная усадка после высыхания,
  • высокая устойчивость к воздействию большой силовой нагрузки, к реакциям на кислотно-щелочную среду и химические составы,
  • стойкость к колебаниям температуры, сезонным климатическим условиям и коррозионным процессам,
  • возможность реабилитации механически поврежденных участков,
  • экологичность и безопасность для окружающей среды и человеческого организма,
  • высокие параметры по пожаробезопасности, целостность структуры выдерживается при 900 градусов,
  • низкий коэффициент паропроницаемости,
  • хорошие теплосберегающие свойства,
  • гладкая поверхность материала,
  • возможность сделать своими руками.

Недостатков полимерного бетона очень мало по сравнению с традиционным бетоном:

  • горючесть материала,
  • более высокая цена, так как используются дополнительные компоненты для прочности.

Технология нанесения полимерного покрытия по силам каждому, а о том, как правильно осуществить приготовление раствора, поговорим в следующем разделе.

Технология изготовления и нанесения полимербетона

Для изготовления полимербетона потребуются следующие средства защиты, инструменты и емкости для замеса:

  • электрическая дрель или шуруповерт с насадками,
  • весы для определения соотношения компонентов,
  • емкости для замешивания и подготовки компонентов,
  • средства защиты для рук и лица.

Полимерное покрытие в домашних условиях готовится по следующему алгоритму.

  1. Наполнитель крупной фракции щебеня очищаем от загрязнений, сушим при температуре 110 градусов и остужаем. Влажность полученной смеси не должна превышать 1%.
  2. Смешиваем наполнитель с просеянным песком.
  3. Загружаем в смеситель на 2 минуты компоненты и добавляем наполнитель (графит, андезит, кварц). После процесса перемешивания можно наливать воду и вновь запускать смеситель.

Отдельно готовим связующее вещество.

  1. Размягчаем выбранную золу (связующее вещество) с помощью нагрева до 35–40°С или специального растворителя. Важно не забыть, что количество полимеров в составе смеси должно составлять не более 20% от массы цемента. Если вы воспользовались водорастворимыми смолами, то их вводят в раствор маленькими дозами, и их количество не превышает 2% от массы цемента.
  2. Добавляем пластификатор и стабилизатор, размешиваем в течение 2 минут и заливаем в состав отвердитель.
  3. При необходимости добавляем синтетический краситель.
  4. Соединяем с наполнителями и перемешиваем в течение 3 минут — полимербетон готов к заливке.

Совет: не старайтесь сделать сразу большое количество материала, так как смесь быстро затвердевает.

Если вы планируете заливку в определенную форму, то предварительно подготовьте все необходимое.

  1. Поверхность формы покрываем парафином (можно воспользоваться техническим вазелином или машинным маслом), таким образом вы избежите прилипания полимербетона.
  2. Заливаем концентрат в форму, стараясь максимально заполнить всю плотность и убрать воздушные пузырьки из смеси. Уплотнение можно произвести с помощью вибростола или навесного вибратора.
  3. Вынимать готовую форму можно не раньше суток, а если в составе присутствует большое количество отвердителя, то можно осуществить выемку и ранее.

Совет: очищение бетономешалки или смесителя сразу после окончания работы — обязательно, так как остатки материала быстро застывают и сложно вымываются.

Опытные строители рекомендуют использовать полиамидную и эпоксидную смолу в соотношении с полиэтилен-полиаминовым отвердителем. Считается, что эти компоненты дают наиболее качественный полимербетон.

Общие рекомендации

Выполнение технологических нюансов позволят достичь хороших эксплуатационных характеристик полимерного бетона. На какие еще рекомендации следует обратить внимание:

  • готовьте смесь небольшими порциями и перед непосредственным применением всего состава,
  • эффективно смешивайте все составляющие, согласно инструкции от производителя,
  • работы должны проходить в сухом помещении с хорошей вентиляцией,
  • не пренебрегайте средствами индивидуальной защиты!

В статье мы рассказали об общих рекомендациях по изготовлению полимерного бетона, указали на достоинства материала и варианты его применения. Многофункциональность, отличные технические характеристики и легкость в процессе производства позволит вам по достоинству оценить качество полимербетона. До новых встреч на страницах нашего сайта!

Полимербетон

Инновационные технологии с каждым днем радуют нас все больше. Новые разработки коснулись также строительной отрасли. В частности, создание новых строительных материалов, среди которых широким спросом пользуется полимерный бетон. Он представляет собой смесь, состав которой состоит из различных полимерных веществ, а не из давно привычных для нас цемента или силиката. Данный материал имеет массу положительных свойств, благодаря которым он превосходит обычные строительные смеси.

Полимерный бетон: характеристики

Благодаря огромному количеству своих положительных свойств цементно-полимерная смесь оправданно заслуживает уважение среди строителей. Используя сей материал, любой специалист оценит его прочность и долговечность. Полимерный бетон не поддается влаге, не деформируется, прекрасно реагирует на перепады температур и непогоду. Быстро застывает, отлично сцепляется с любой поверхностью. У такого материала наблюдается высокая устойчивость к растяжению, хорошая воздухопроходимость. На него не действуют никакие химические реакции.

Но самое главное из всех свойств полимербетона — то, что он экологически чист, не загрязняет окружающую среду и никак не вредит человеческому здоровью. Полимерную смесь разрешено использовать даже при постройке общепитов, различных продуктовых торговых точек, а также других зданий пищевой промышленности.

Плюсы и минусы

Огромное количество положительных свойств превозносит цементно-полимерную строительную смесь над обычными бетонами. За счет быстрого застывания с полимерным бетоном уже через несколько дней можно производить первые работы, чего не скажешь про обычный материал. Бетон нового образца намного выносливее, прочнее. Для полного затвердения ему достаточно одной недели, а не месяца, как для обыкновенного цемента.

Среди положительных свойств полимерной смеси — безотходное производство. Раньше все сельскохозяйственные, а также строительные отходы попросту выбрасывались, или зарывались в землю, тем самым загрязняя нашу природу. Сейчас переработанный материал используют для изготовления полимербетона. Применение такой технологии не только решает проблему утилизации отходов, но и защищает от загрязнения окружающий мир.

У данного строительного материала, к сожалению, имеются и недостатки. Среди отрицательных свойств можно выделить вхождение в состав искусственных материалов. Второй негативный момент заключается в дорогой стоимости некоторых добавок, необходимых для приготовления полимерного бетона. За счет этого вырастает цена уже готового продукта.

Применение

Полимерный бетон благодаря наличию многих положительных свойств имеет довольно обширный круг применения. Его используют в ландшафтном дизайне, выкладывая дорожки и террасы. Подобной смесью отделывают стены, как с наружной, так и с внешней стороны, оформляют бордюры, лестницы, заборы, бассейны, цоколи. Такой материал запросто поддается ручной работе. Из него получаются разные формы, фигуры, элементы декора. Прелесть его еще в том, что он легко окрашивается после высыхания.

Применение подобной строительной смеси подходит для заливки полов. Полимербетонные полы послужат прекрасной защитой от влаги. Полимербетонные полы сохранят тепло в вашем доме.

Учитывая технические характеристики и состав, бетон нового поколения делят на:

  • Полимерцементный. Данный вид бетона обладает прекрасной прочностью. Подобный материал используется при постройке аэродромов, отделке плит и кирпича.
  • Пластобетон. Он проявляет свойство превосходной устойчивости к кислотно-щелочным реакциям и температурному дисбалансу.
  • Бетонополимер. Эта строительная смесь отличается от других тем, что уже готовый, застывший блок пропитывается мономерами.

Данные вещества, заполняя собой отверстия и дефекты материала, обеспечивают ему долговечность и устойчивость к минусовой температуре.

Также в зависимости от типа строительных работ специалисты разделяют полимербетон на наполненный и каркасный молекулярный. Первый вид допускает в себе присутствие таких органических материалов, как кварцевый песок, щебень, гравий. Данные материалы осуществляют функцию заполнения пустот в бетоне. Во втором варианте бетон остается с незаполненными пустотами. А соединение между собою частичек бетона осуществляется полимерными веществам.

Состав полимербетона

В основе полимерных бетонов лежат полиэфирные смолы, выполняющие функцию вязки. К таким смолам относят:

  • Поливиниловые;
  • Метилметакрилатные;
  • Эпоксидные;
  • Полиуретановые и др.
Читайте также:  Пропорции бетона на 1м3: таблица

Эпоксидные смолы практически не имеют запаха. Они обеспечивают в работе максимальную прочность материалу. Но при этом придают бетону хрупкость.

Метилметакрилатные, наоборот, резко пахнут. Но запах улетучивается после полимеризирования. Такого рода бетоны схватываются быстро. Но они уязвимы перед химическим воздействием.

Зольная пыль предает материалу прочность.

Самыми оптимальными в работе считаются полиуретановые смолы. Кроме того, в смесь полиуретановых бетонов добавляют минеральные заполнители из песка или щебня, а также специальные пластификаторы и затвердители.

Немалою роль в полимерном бетоне играют зольная пыль, которая предает материалу прочность, а также шлак. Другим не менее важным ингредиентом является жидкое стекло. Применение его в составе полимербетона обеспечивает постройке защиту от сырости и влаги.

Особенности изготовления

Приготовление цементно-полимерного бетона — дело простое. Для этого нужно взять бетономешалку, залить специально предназначенную для полимеров воду, потом всыпать немножко цемента. Затем взять равные пропорции шлака и золы, смешать с содержимым бетоносмесителя. Полимерные добавки в бетон кладутся в последнюю очередь. Затем тщательно перемешивается. Приготовление закончилось.

Цементно-полимерный бетон своими руками

Технология изготовления настолько легкая, что это можно осуществить в домашних условиях своими руками. Такая идея отлично подойдет для тех, кто надумал сделать, например, полимербетонные полы. Изучив вполне несложную методику и имея все необходимые компоненты, с этим может справится даже начинающий строитель.

Но стоит отметить, что приготовление полимерного бетона не имеет конкретного рецепта с точными пропорциями. Достичь желаемого вы сможете только методом проб и ошибок. Смешивайте, экспериментируйте. У вас все получится.

Применение полимерного бетона: состав, характеристики, изготовление своими руками

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

Характеристики

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

Главной характеристикой полимерцементной смеси является экологическая безопасность.

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

Состав полимербетона

В состав строительной смеси входят такие компоненты:

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

Технология производства

При производстве строительного материала используют 2 технологии:

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

Процесс изготовления включает такие этапы:

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

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

Достоинства материала

К преимуществам композитного состава относятся такие характеристики:

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

Особенности и сфера использования

Полимербетон применяется для изготовления таких изделий:

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

Виды полимерных систем

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

Группа пластобетонов

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

Полимерцементные системы

В состав таких материалов входит цемент.

Получают смесь 3 способами:

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

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

Бетонополимерные композиции

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

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

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

Геобетон

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

Цементно-полимерный бетон своими руками

Процесс изготовления полимербетона своими руками включает такие этапы:

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

Готовый состав нужно сразу заливать в формы.

Можно ли приготовить геополимерный бетон своими руками в домашних условиях

Прогресс не стоит на месте: разработан новый вид бетона – геополимерный, при производстве которого используются исключительно натуральные компоненты (хотя в других странах его уже применяют в течение 50 лет). Да и стоит такой строительный материал намного меньше традиционных составов. Некоторые ученые утверждают, что Египетские пирамиды были сделаны из смеси каменной крошки и такого материала, как геополимерный бетон на основе известняка. Возможно, это правда: ведь не зря говорят «новое – это хорошо забытое старое».

Из чего состоит геополимерный бетон

Геополимерный бетон – это материал, который на сегодняшний день считается самым надежным и экологически чистым (ведь не зря в его название входит приставка «гео»). Натуральными составляющими такого бетона являются: жидкое стекло, зола (если быть точнее, то зольная пыль или «летучая зола»), шлак (то есть отходы металлургического производства), вода и другие, связующие и закрепляющие компоненты (например, гидроксид калия). Для изготовления инновационного бетона, который по своим свойствам значительно превосходит традиционный портландцемент, достаточно смешать все указанные компоненты в определенных пропорциях.

Жидкое стекло – это водный щелочной раствор силикатов натрия или калия (часто его еще называют силикатным клеем), который применяется для изготовления кислотоупорного цемента, огнеупорных красок, покрытий по дереву, для пропитки тканей; а также для склеивания целлюлозных материалов.

«Летучая зола» – это несгораемый остаток в виде шлака, получающийся в результате сгорания растительного сырья или топлива (он накапливается на стенках). «Летучая зола» – это материал, который в изобилии имеется на промышленных предприятиях и в котельных. Чтобы получить геополимерный бетон наибольшей прочности, золу смешивают со шлаком в пропорции 1:1.

Гидроксид калия – это неорганическое соединение, представляющее собой мелкие бесцветные кристаллы, которые хорошо впитывают в себя воду и быстро тают под воздействием кислорода. KOH вступает в бурные реакции с кислотами и металлами, выделяя при этом водород. Ввиду того, что это соединение является очень едким, его относят к классу опасности 2 (при попадании на кожу и слизистую приводит к ожогам). Однако пищевая промышленность широко использует гидроксид калия в качестве добавки Е525; его применяют при изготовлении жидкого мыла и как электролит в щелочных батарейках.

Область применения геополимерного бетона

Этот композитный материал можно широко применять в жилищном и промышленном строительстве: для возведения крупных многосекционных зданий, малоэтажных построек, несущих стен, облегченных конструкций; использовать в качестве отделки помещений. Он также будет очень востребован у владельцев загородной недвижимости. Творческим людям этот материал тоже придется по душе: с помощью него можно создавать различные статуи, барельефы, колонны и другие «шедевры».

Достоинства геополимерного бетона

Данный материал обладает следующими преимуществами:

  • имеет маленький удельный вес;
  • низкое содержание токсичных веществ;
  • устойчив к коррозии, растрескиванию, высоким и низким температурам;
  • является негорючим;
  • обладает высокой прочностью на сжатие;
  • способность быстро набирать наибольшую прочность за короткий период;
  • имеет низкую теплопроводность;
  • отличается малой усадкой (то есть сразу же по окончании строительства можно приступать к отделочным работам);
  • устойчив к химическим реагентам;
  • скорость затвердевания в 3 раза выше, чем у бетона традиционного;
  • низкая паропроницаемость;
  • выделение парниковых газов минимальное;
  • экологически чистый;
  • долговечный;
  • невысокая стоимость составляющих материала;
  • прост в обработке.
Читайте также:  Ремсостав для бетона: какой лучше

Самостоятельное изготовление геополимерного бетона

Окончательного официального «вердикта» по поводу точных пропорций составляющих «бетона будущего» ученые пока не озвучили, так как исследования в этой области еще продолжаются. Многие пытаются сами «методом проб и ошибок» определить оптимальные пропорции компонентов материала и изготовить геополимерный бетон своими руками. Почему бы и нет, тем более что все необходимое для изготовления «материала будущего» есть в продаже.

В состав раствора (объемом 10 л) входят следующие ингредиенты:

  • гидроксид калия (1600 г) — КОН;
  • 60% жидкое стекло (2000 г) – К₂O(SiO₂);
  • зола (5500 г) — «летучая зола»;
  • шлак (5500 г);
  • вода (1 л).

Чтобы из этих составляющих приготовить бетон, понадобятся:

  • емкость, в которой производится смешивание всех компонентов (лучше, если материал емкости будет устойчив к повышенным температурам) или бетономешалка (для больших объемов);
  • весы, так как соблюдение всех пропорций крайне важно;
  • халат, шапка, очки, перчатки и респиратор (то есть индивидуальные средства защиты);
  • форма или опалубка, в которую вы планируете вылить приготовленную смесь;
  • деревянная лопатка для перемешивания, так как дерево нейтрально к щелочами (это важно).

Технология приготовления смеси

Технология приготовления раствора довольно проста: надо только строго следовать всем рекомендациям.

Общие требования

  • влажность помещения, в котором смешиваете составляющие бетона, должна быть небольшой (чтобы гидроксид калия не «поплыл»);
  • хранить гидроксид калия необходимо в запечатанной упаковке, исключив всякую возможность попадания в нее жидкости;
  • вскрывать упаковку непосредственно перед замешиванием;
  • все работы, связанные с гидроксидом калия и жидким стеклом, проводить, надев средства индивидуальной защиты, во избежание ожогов кожи и слизистой глаз (так как KOH является крайне агрессивным веществом);
  • проводить замешивание быстро, но аккуратно.

Процесс замешивания и изготовления бетона

Если вы используете бетономешалку, то алгоритм работ следующий:

  • Заливаем теплую воду.
  • Добавляем шлак и золу, все тщательно перемешиваем.

Совет! Если есть цель получить прочный бетон, то можно использовать только «летучую золу»; а если важнее изготовить экологичный материал, то содержание золы можно уменьшить, а недостающее количество заменить цементом.

  • Добавляем полимеры, снова мешаем.
  • Заливаем смесь в форму или опалубку.

Совет! Для ускорения процесса затвердевания в опалубку можно уложить специальные электроды и после заливки раствора пропустить через них ток в течение 1 часа. Причем электричество надо брать не от сети напрямую, а использовать преобразователь.

В заключении

Те, кто любит экспериментировать, могут поэкспериментировать с органическими веществами, входящими в состав бетонной смеси и получить свой рецепт. Так в качестве вяжущих компонентов можно использовать водорастворимые смолы или клей ПВА. Некоторые добавляют в смесь древесину, которую предварительно измельчают и вымачивают в воде.

Рецепт геополимерного бетона — из чего и как делать своими руками?

Композитный или геополимерный бетон стал актуальным в последнее время, так как экологическая обстановка в мире ухудшается и производители стараются выпускать продукцию, не оказывающую пагубного воздействия на окружающую среду. Такой вид материала, как геополимер, относят к экологически чистому, состоящему из натуральных материалов. В сравнении со стандартным видом, он имеет быстрый срок твердения (до 1-й недели) и более стойкий к влиянию кислот и других химических элементов.

Что собой представляет геополимерный материал?

Появление рецепта связано с полимеризацией компонентов геологического происхождения в процессе реакции материала и щелочной среды. При правильном соединении и пропорциях они составляют монолит. Этот процесс проводят при низких температурах, за счет которой происходят химические связи. Шлак придает прочность, а зола повышает запас стойкости на сжатие.

Рецепт геополимера

Инновационный материал в своем составе, вместо песка, гравия и щебня, включает также такие компоненты, как:

  • Зольная пыль — диспергированные частицы.
  • Шлак — побочный продукт от производства металла.
  • Вяжущие вещества, с помощью которых частицы пигмента скрепляются между собой. Вещества представлены жидким стеклом и гидроксидом калия.
  • Инертный заполнитель. Занимает большую часть основы полимерного бетона.
  • Минеральная крошка, кварцевый песок, деревянная стружка, перлит.

Количество и вид наполнителя оказывают влияние на несущие и изоляционные качества, поэтому для тяжелых типов конструкций используют зерна до 4 мм.

Свойства цемента

Особое внимание исследователей в области строительства было обращено на изучение характеристик геополимерного бетона. Во время испытаний было выявлено, что геополимер устойчив к коррозии. Выделяемый углекислый газ при производстве, по сравнению с другими типами, на 90% меньше, что снижает показатели «парникового эффекта». По результатам испытаний в лаборатории на огнеупорность, материал выдерживает до 1316 °C. В процессе проведения эксперимента на образец геобетона 2 суток воздействовали высокой температурой в 230 °C. После оценки состояния был сделан вывод, что исходник не только не воспламенился, но также не дал трещин или сколов по всей его поверхности.

Зольная пыль в составе бетона обеспечивает свойства материала, по которым он не уступает портландцементу, а даже превосходит его. Для него характерно быстрое твердение и множественная цикличность «замораживания-оттаивания». Среди его основных преимуществ выделяют такие, как:

  • высокая прочность (как натуральный, природный камень глубинной горной породы — гранит);
  • отсутствие продольной и осевой деформации;
  • низкая, близкая к нулю, проницаемость;
  • высокая эластичность.

Геополимерная технология производства бетона

В помещении, где проводится замешивание, в обязательном порядке нужно следить за влажностью, она должна быть низкая. Процесс смешивания компонентов проводят быстро, чтобы смесь не загустела. Сырья для производства бетона, такого как зола и шлак, у человечества неисчерпаемое количество, поэтому производство геобетона набирает обороты. Производство геополимерного бетона выполняется по следующему нормативному документу: ТУ 5870—006—30993911—2014 «Геополимер. Технические условия».

Области применения

Ранее геобетон использовали для укладки дорожек, но с изучением материала возможности расширились. Например, в Австрии создали аэропорт с техническими постройками из такого материала. Геополимерный бетон используют для сложных конструкций: сверхпрочных балок и панелей, ж/д шпал и труб канализации. Кроме этого, из него возводят мосты и различные объемные сооружения за счет эластичности и устойчивости. А в архитектуре он целесообразен для изготовления колонн, создания скульптур или памятников. Геобетон можно использовать практически во всех элементах и изделиях, в которых применяют классический тип.

Как сделать геобетон своими руками?

Геополимерный бетон находится в стадии разработки, состав и расчет количества ингредиентов для его изготовления найти в документации сложно, поэтому предприятия опираются на ТУ. Рецепт приготовления 1 кг монолитного строительного материала своими руками следующий (компоненты указаны в граммах):

  • зола — 330;
  • стекло жидкое кристаллообразное — 200;
  • 40% гидроксид калия, полученный электролизом— 90;
  • шлаковый остаток после сжигания металла — 330;
  • холодная вода — 55.

В состав геополимерного бетона для необходимой эластичности входят специальные полимерные добавки: клей ПВА, эпоксидная или полиамидная смола.

Подготовка к работе

Для начала стоит уделить внимание средствам защиты, так как ингредиенты для замешивания агрессивны и могут вызвать ожоги слизистых. Подготавливается следующий инвентарь:

  • резиновые перчатки;
  • защита для глаз;
  • спецодежда;
  • респиратор.

При смешивании химические элементы выделяют большое количество тепла, поэтому при работе с ними используют таз или другую емкость, которая устойчива к высокой температуре. Для быстрого затвердевания теста к опалубке прикладывают электролиты. Чтобы самостоятельно в домашних условиях сделать геополимерный бетон, потребуются такие инструменты и материалы:

  • бадья;
  • деревянная лопатка при работе со щелочью;
  • портативные весы;
  • электролиты;
  • форма.

Замешивание раствора

Сухие компоненты и воду помещают в бетономешалку. Добавляют золу и шлак в соотношении 50:50. Следующим этапом добавляют полимеры, и тщательно вымешивают смесь. Полимерными компонентами могут быть клей ПВА, смола с водорастворимыми свойствами. Составные элементы клея заменяют вяжущее вещество. А древесина, измельченная до стружки и добавленная в смесь, позволяет добиться однородного заданного цвета после затвердевания. Ее отмачивают в воде и поддают обработке озоном, затем включают в раствор. Для снижения высокой скорости твердения при замесе применяется соль борной кислоты (Na2B4O7).

Заливка смеси в формы

Опалубку смазывают маслом и устанавливают при необходимости арматуру. Далее форму заполняют подготовленным раствором. С помощью инвертора в течение одного часа на массу воздействуют током, после предварительного затвердевания опалубку снимают. Бетон набирает прочность в зависимости от температурных условий, и этот процесс ускоряется при прогреве электродами. При заливке отслеживают и устраняют наличие пустот, из-за которых конструкция из геополимера может в дальнейшем растрескиваться. Затвердение и образование поверхностной пленки происходит в течение суток. Пленка повышает монолитность и способность выдерживать сильные эксплуатационные нагрузки.

Преимущества и недостатки

Геополимерный бетон прост в изготовлении. Важное качество геобетона — создание гладкой поверхности, которая набирает прочность в зависимости от времени. Нужные ингредиенты для приготовления раствора легко найти и цена их невелика. При использовании инновационного раствора сокращают расходы на строительные работы, возводят сооружения с меньшим количеством исходных строительных материалов. Низкая теплопроводность геополимерного материала снижает затраты на отопление производственных помещений.

Среди преимуществ геополимерных бетонов выделяют такие, как:

  • малая усадка;
  • высокие показатели прочности бетона на сжатие;
  • пожаробезопасность;
  • низкая воздухо- и паропроницаемость;
  • экологичность и безопасность;
  • производство с добавлением отходов;
  • быстрое затвердевание;
  • податливость к механическим воздействиям, например, алмазными кругами;
  • невысокая стоимость;
  • возможность изготовить смесь за счет распространения компонентов в рецепте.

Плюсом геобетона считают стойкость к коррозии и быстрое затвердевание раствора. Через 2 суток после заполнения формы можно совершать обработку, а процесс полного затвердения происходит за 7 дн., в то время как классический вид бетона имеет срок твердения 28 дней. Геополимерный бетон — экологически безопасен с высокой степенью адгезии с материалами, выдерживает колебания температуры, не склонен к деформационным процессам и растрескиванию. Но имеет один недостаток — несовершенная технология производства (на стадии разработки). Массовое производство в связи с этим затруднено.

Ссылка на основную публикацию