Полимербетон: состав и свойства, характеристики, применение, виды. Технология производства изделий из полимербетона

Самую высокую производительность обеспечивают поточные технологические линии, которые могут быть укомплектованы по разным принципам. Наиболее распространенным является следующий:

Подготовка инертных материалов на месте (сушка, фракционирование, смешение);
-Применение инертных готовых материалов;
-Смеситель порционный с вакуумированием (без вакуумирования) или смеситель непрерывного действия с одновременным вакуумированием смеси;
-Формование изделия с последующей его виброобработкой (без виброобработки), вакуумированием и прессованием;
- Передвижение формованных изделий по конвейру или на мобильных тележках;
- Расформовка изделий автоматически или механически. Ниже рассматривается технологическая линия, где подготовка инертных материалов (фракционирование, предварительное смешивание) производится на месте.

В отделении подготовки инертных материалов сухие минеральные наполнители в контейнерах (1) и элеватором (2) подаются на фракционирование (3). По наклонным желобам (4) нужные фракции направляются в бункера (5). Элеваторами (6) и (7) бункера заполняются порошковым минеральным наполнителем. Все бункера оснащены дозаторами непрерывного действия (8), которые, в соответствии с программой, автоматически дозируют нужное количество требуемых фракций наполнителей. По непрерывно движущемуся транспортеру (9) отдозированные фракции подаются в приемный бункер элеватора (10), а затем загружаются в непрерывно действующий смеситель (11). Хорошо перемешанную смесь через расходный бункер (12) по наклонному транспортеру (13) подают в расходный бункер наполнителей (14) смесителя.

Работа отделения подготовки инертных материалов регулируется автоматически по показаниям верхнего и нижнего уровнемеров. Отделение приготовления полимербетона и формования изделий полностью автоматизировано. В качестве смесителя применяют смесительно-разливочный агрегат полимербетонной смеси. Производительность смесителей 6 кг/мин-200 кг/мин., исходя из типа выпускаемой продукции. В соответствии с программой, установленной на пульте управления, наполнители, смолу, подогретую до температуры 50°С, ускоритель, отвердитель, контрастные краски и очистительную жидкость дозируют из раздельных хранилищ по индивидуальным трубопроводам в смеситель (15), где их перемешивают в течение 0,7с. Готовая масса до выхода из смесителя вакуумируется и немедленно вытекает из смесителя в заранее подготовленные формы.

Окрашенные массы получают смешение красителя со смолой или наполнителем либо подачей жидкого красителя в смеситель, для чего в машину встраивают дополнительный узел. Для достижения особых эффектов на лицевой поверхности готовых изделий, например для получения мраморовидной поверхности, краситель подают в практически уже готовую массу в конце процесса смешения. Для получения поверхности «под мрамор» контрастную краску подают в шнековый смеситель сжатым воздухом: точный импульс впрыскиваний регулируют с помощью потенциометра на пульте управления; одновременно регулируют продолжительность пауз между отдельными впрысками. Этим достигается воспроизводство поступающего количества красителей, равномерная окраска на длительное время,
репродуцирование рисунка.

Поскольку все компоненты отделены друг от друга и взаимно не смешиваются до поступления в смеситель, в очистке нуждается только шнек смесителя. При включении системы очистки в шнек поступает небольшое количество очистительной жидкости (0,1-0,3 л); очистка шнека длится несколько секунд. Смесительно-разливочный агрегат оснащен автоматическим контролем дозировки компонентов и очистки. После наполнения полимербетоном форма передвигается по конвейеру (16) на вибростол (17), где массу уплотняют в течение короткого времени. Далее форму подают к месту расформовки (19), где из нее извлекают отвержденное изделие. После этого проверяют чистоту формы и при необходимости очищают. Дальше по конвейеру форма поступает снова на заливку. Время движения форм по замкнутому технологическому циклу составляет 30-60 мин. в зависимости от времени отверждения применяемого состава.

Отвержденные изделия поступают по конвейеру (18) на склад, здесь их снимают укладчики (20) и укладывают на стеллажи (21), где они выдерживаются не менее 3 (трех) суток при температуре 21°С.

На поточной технологической линии изготавливаются:

Строительно-отделочные материалы: плиты для полов, панели для стен, ступеньки, подоконники и т.д.;
- Сантехника: умывальники, унитазы, биде, душевые поддоны, ванны;
- Мебельная промышленность: кухонные мойки, рабочие поверхности для кухонных шкафов, столешницы и т.д.
- Технические изделия: лотки, трубы, емкости для агрессивных материалов, изоляторы, шпалы для железной дороги, канализационные люки и т.д. Выбор типа технологической линии и оборудования для ее комплектации зависит от поставленной производителем задачи.

Композитный мир

Бизнес, конечным продуктом которого являются изделия из полимербетона, сегодня становится все более прибыльным. Связано это с тем, что на современном рынке увеличивается спрос на подобную продукцию в связи с ростом количества потенциальных клиентов.

Но совместно с ростом такого показателя, как востребованность, возрастает и конкуренция, в связи с увеличением числа производителей. Именно такая здоровая конкуренция заставляет каждого изготовителя повышать качество своей продукции. Все подобные естественные процессы и являются основными принципами ведения бизнеса в данной сфере.

Современные изготовители полимербетонной продукции используют в производственном процессе высококачественные материалы, наделенные непревзойденной прочностью, высокой износоустойчивостью и возможностью восстановления.

Изучив область использования такого материала, как полимербетон, производитель может направить все свои силы на удовлетворение потребностей клиентов одной конкретной области или нескольких. Все это возможно благодаря тому, что данный материал при грамотном использовании технологии литья и наличии необходимых шаблонов может принять любую форму и любой размер, какой только будет необходим.

Итак, если вас заинтересовал прибыльный бизнес, связанный с производством разнообразной продукции из полимербетона, тогда давайте ознакомимся со всей необходимой информацией по этому вопросу.

Область применения полимербетона

Применение данного уникального материала может быть необходимо в самых разнообразных областях жизни человека.

Чтобы грамотно определить широту применения и уровень спроса на подобную продукцию следует рассмотреть каждую сферу в отдельности:

• Строительство. Конечно же, в этой области полимербетон занимает достойное место. В первую очередь рынком сбыта могут стать оконные фирмы, которым понадобятся подоконники и наличники полимербетонного типа, т. к. такие изделия смотрятся эстетически выгодно и обладают приличным эксплуатационным периодом.
  Помимо окон, данный материал может использоваться в качестве облицовочного, для отделки ступеней. Из него изготавливаются балясины и перила для оформления лестниц.
  Кроме того, довольно популярен сегодня фасадный декор из полимербетона, оформление парапетов, входных проемов и т. д.;

Совет. Также зарабатывать можно на изготовлении скульптур и фонтанов.
Несмотря на то, что спрос на подобные изделия небольшой, прибыль от них будет ощутимой.

• Ритуальные услуги.

Наиболее востребованные изделия данного типа — это памятники и надгробные плиты. Главное чтобы на производстве были формы и отливки для создания подобных ритуальных элементов. Работая с данной сферой, можно включить в перечень предлагаемой продукции изготовление крестов, скульптур и даже оградок;

Совет. Сотрудничая с агентствами ритуальных услуг, в том случае если у них будет спрос, и вы в тени не останетесь.

• Мебельный рынок. Связь с популярными и востребованными производителями мебели может стать выгодным деловым партнерством для обеих сторон.

В современном мире все большую популярность набирает мебель с элементами, сделанными под камень, что никогда не оставит ни вас, ни сборщиков и изготовителей без хлеба.

Изготовление горизонтальных поверхностей для мебельной продукции, зачастую в роли таких элементов выступают именно столешницы, это та область бизнеса, которая всегда будет приносить прибыль;

• Декоративные элементы. Продукция из полимербетона может представлять собой элементы небольших размеров: форм, вазоны для выращивания растений, статуи и статуэтки, декоративные изящные кубки и дизайнерские стенды.

Такие изделия могут иметь спрос у достаточно широкого круга покупателей;

• Производство. Несмотря на то, что пластбетон обладает достаточно высокими декоративными показателями, он также наделен завидной прочностью, поэтому в производственных цехах частенько можно повстречаться с таким элементом, как станина из полимербетона.

Рассматривая данный перечень можно убедиться в том, что полимербетон нашел применение практически в любой области жизни человека, а это значит, что производство полимербетонных изделий — дело прибыльное.

Обратите внимание!
При производстве пластбетона используются токсичные компоненты, поэтому не следует из данного материала производить посуду или иные предметы обихода.

Технология производства изделий из пластбетона

Невозможно заниматься производством того или иного материала, не имея для данного процесса соответствующего помещения. Габаритные размеры и иные качества помещения зависят от того, какое будет основное направление вашего бизнеса и какие потребности у целевой аудитории.

1. Данное здание должно находиться в промышленной зоне , т. к. производство полимербетона напрямую связано и использованием токсичных материалов и запылением воздушной среды;

Совет. В ваших интересах найти уже готовое здание в промышленной зоне, потому что цена преобразования здания будет гораздо ниже стоимости строительства нового.

1. Площадь выбранного помещения должна быть не меньше 120 м2 . В противном случае передвижение по цеху или даже функционирование может быть существенно затруднено;
2. Помещение должно быть оснащено качественной и функционирующей вентиляционной системой и промышленными вытяжками . Это необходимо для того, чтобы уровень концентрации вредных испарений в воздухе в процессе производства не превышал установленные нормы.

Обустройство производственных площадей

Технология производства полимербетона и изделий из него предусматривает необходимость разделения основного производственного цеха на две зоны:

1. Зона задувки. В этой области полимербетон будут разливать по формам, и производить ламинирование готовых изделий;
2. Зона для производства шлифовки и распила полимербетонных компонентов.

Обратите внимание!
Процедура распила может производиться с использованием такого метода, как резка железобетона алмазными кругами, а если необходимо в изделии просверлить отверстие, тогда может быть применено алмазное бурение отверстий в бетоне.

Помимо основного производственного цеха, разделенного на две зоны, понадобятся следующие помещения:

• Для удобства и быстроты производственного процесса необходимо выделить помещение, в котором будет производиться хранение и резка стекломата. Таким образом, вы сможете также уберечь себя от незапланированных расходов, связанных с порчей данного материала;
• Помещение для хранения химических реагентов. Оно должно быть просторным, вещества такого рода должны храниться на двухъярусных стеллажах. Это позволит исключить возникновение химических реакций в случае повреждения или порчи емкости с химическими веществами;

Обратите внимание!
Пренебрежение данным требованием может привести к возникновению аварийной ситуации вследствие образования сложных токсичных летучих соединений, вызывающих отравления, химические ожоги или даже смерть персонала.

• Комната отдыха, в которой рабочие смогут переодеться, хранить свои вещи, обедать, не опасаясь вредных веществ, находящихся в воздухе;
• Отдельно следует оборудовать зону для курения;
• Склад для хранения готовых полимербетонных изделий. Он необходим для того, чтобы готовая продукция не мешала работникам в цеху и не была повреждена из-за неосторожности.

На фото — склад готовых изделий для оформления фасада

Инструменты и оборудование

Бизнес по производству изделий из пластбетона зиждется не только на грамотном распределении пространства. Для изготовления чего-либо непременно требуется соответствующий инструмент, отвечающий всем нормам техники безопасности.

Весь необходимый инструмент и оборудование для производства полимербетона представлен в следующем списке:

• Компрессор воздушный в комплекте с пневматическим пистолетом. Данный аппарат применяется в процессе задувки форм гелькоутом. Давление такого компрессора должно быть не ниже 4 атмосфер, это позволит качественно, а главное, равномерно обрабатывать формы;

• Смеситель. Помимо различных химических веществ, приготовление пластбетона предполагает использование инертного компонента, в роли которого зачастую выступает песок. Смеситель необходим для тщательного смешивания всех ингредиентов смеси, обеспечивая их равномерное распределение по всей массе;

• Вибростол. В комплекте со смесителем оборудование такого рода будет обеспечивать наиболее качественное замешивание раствора;
• Электроинструмент:

• Циркулярная пила;
• Машинка для полировки;
• Орбитальный шлифовальный аппарат;
• Фрейзер ручной;
• Электродрель;
• Электролобзик;
• Инвентарь:
  • Ведра;
  • Сушилки и т.д.

Обратите внимание!
Высокий уровень вредности такого производства предполагает закупку защитных костюмов, очков и респираторов для того, чтобы в процессе работы персонал мог защитить свои кожные и слизистые покровы, а также дыхательные пути от воздействия агрессивных сред.

Состав полимербетона или основные компоненты

Технология производства изделий из полимербетона предполагает создание раствора из следующих компонентов:

• Смола полиэфирная. Данный ингредиент является связующим для остальных компонентов раствора. Такая смола является веществом токсичным и поставляется бочками по 220 кг материала в каждой;

• Гелькоут представляет собой своего рода краситель для материала. Также является веществом химическим и требует определенной осторожности. Закупается гелькоут ведрами по 20 литров в каждом;

Совет. Экономичнее закупать данный компонент состава только черного и белого цвета, а для получения необходимого оттенка раствора добавлять отдельно приобретенные красители.

• Ускоритель и затвердитель – вещества, ускоряющие химические реакции, являются катализаторами процесса. Ускоритель представляет собой октоат кобальта, а затвердитель — это пероксид метилэтилен кетоновый. Выпускаются данные вещества в упаковках по 5 кг;
• Разделительные составы способствуют наиболее быстрому и удобному отделению готового изделия от формы;
• Стекломат – материал, который служит основанием для изготовления стеклопластиковых форм. Данный мат продается с различной тонкостью полотна. Стеклоформы производятся из стекломата трех слоев, а значит необходимо закупать три разных по толщине вида материала.

Совет. Для производства лучшим выбором будет стекломат в рулонах, нежели материал, продающийся в виде отрезов.

• Песок. Данный компонент должен обладать максимальной однородностью и отсутствием посторонних включений.

В заключение

По сути, открытие бизнеса по производству изделий из пластбетона процедура, не требующая больших вложений. На первых парах можно делать изделия такого типа своими руками в малых количествах.

А узнать еще больше о том, каким образом ведется производство из полимербетона и какие изделия могут быть изготовлены из данного материала, вы сможете, просмотрев видео в этой статье.

→ Бетонная смесь

Технология производства изделий из полимербетона

В соответствии с разработанной и принятой классификацией по составу и способу приготовления П-бетоны подразделяют на три основные группы:
- полимерцементные бетоны (ПЦБ) – цементные бетоны с добавками полимеров;
- бетонополимеры (БП) – цементные бетоны, пропитанные мономерами или олигомерами;
- полимербетоны (ПБ) – бетоны на основе полимерных связующих. Полимерцементные бетоны (ПЦБ) представляют собой цементные
бетоны, при приготовлении которых в бетонную смесь добавляют 15 – 20 %, в пересчете на сухое вещество, полимерные добавки в виде водных дисперсий или эмульсий различных мономеров: винил ацетата, стирола, винилхло-рида и различные латексы С КС-30, С КС-50, СКЦ-65 и др.

Полимерцементные бетоны обладают высокой адгезией к старому бетону, повышенной прочностью в воздушно-сухих условиях, повышенной водонепроницаемостью и водостойкостью. Полимеррастворы не содержат в своем составе крупного щебня, а полимерные мастики содержат только минеральную муку.

Рациональными областями применения таких бетонов являются износостойкие покрытия полов при сухих условиях эксплуатации, реставрация бетонных конструкций, ремонт аэродромных покрытий, кладочные растворы и др. При производстве полов в полимерцементные бетоны и растворы допускается введение различных красителей.

Бетонополимеры (БП) представляют собой цементные бетоны, поро-вое пространство которых полностью или частично заполнено отвержден-ным полимером. Заполнение порового пространства цементного бетона осуществляется путем пропитки его низковязкими полимеризующимися олигомерами, мономерами или расплавленной серой. В качестве пропитывающих олигомеров применяют полиэфирную смолу типа ГТН-1 (ГОСТ 27952), реже эпоксидную ЭД-20 (ГОСТ 10587), а также мономеры метилме-такрилат ММА (ГОСТ 20370) или стирол. В качестве отвердителей синтетических смол используются: для полиэфирной смолы ПН-1- гипериз ГП (ТУ 38-10293-75) и нафтенат кобальта НК (ТУ 6-05-1075-76); для эпоксидной ЭД-20 – полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6-02- 594-80Е); для металме-такрилата ММА – систему, состоящую из технического диметиланилина ДМА (ГОСТ 2168) и перекиси бензоила (ГОСТ 14888); для стирола (ГОСТ 10003) – органические перекиси и гидроперекиси, или азосоединения с ускорителями типа нафитенат кобалбита, диметиланилин. Стирол также самополимеризуется при повышенных температурах.

Изготовление БП изделий или конструкций включает следующие основные операции: бетонные и железобетонные изделия высушивают до 1% влажности, помещают в герметически плотный контейнер или автоклав, где их вакуумируют, затем в автоклав заливают мономер или олигомер, производится пропитка, после чего пропитывающий слой сливается. Полимеризацию мономера или олигомера в поровом пространстве бетона производят в этой же камере или автоклаве путем нагрева или - радиационным способом радиоактивным Со 60. При термокаталитическом способе отверждения в мономеры или олигомеры вводят отвердители и ускорители. В зависимости от требуемых условий изделие пропитывают полностью или только поверхностный слой на глубину 15-20 мм.

Время пропитки бетона определяется габаритными размерами изделия, глубиной пропитки, вязкостью мономера или олигомера. Время термокаталитической полимеризации при температуре 80-100 °С составляет от 4 до 6 часов.

Схема завода по производству бетонополимерных изделий показана на рис. 7.4.1.

Бетонные и железобетонные изделия, прошедшие сушку в камерах (12), подаются мостовым краном (1) в резервуар для пропитки (10) , в котором происходит вакуумирование изделий и последующая пропитка. Затем изделие поступает на полимеризацию в емкость (3), и далее заполиме-ризованные изделия поступают на площадки для выдерживания (14).

Мономеры и катализаторы хранятся в отдельных емкостях (7,9). Для избежания самопроизвольной полимеризации компонентов и пропиточных смесей их хранят в холодильниках (11).

БП обладают многими положительными свойствами: при прочности исходного бетона (40 МПа) после полной пропитки мономером ММА прочность повышается до 120-140 МПа, а при пропитке эпоксидными смолами до 180-200 МПа; водопоглощение за 24 часа составляет 0,02-0,03 %, а морозостойкость возрастает до 500 циклов и выше; значительно возрастает сопротивление истиранию и химическая стойкость к растворам минеральных солей, нефтепродуктам и минеральным удобрениям.

Рис. 7.4.1. Схема завода по производству бетонополимерных изделий: 1 – краны; 2 – резервуар для горячей воды; 3 – полимеризатор; 4 – вспомогательные помещения; 5 – вакуум-насос; 6 – система подачи пара низкого давления; 7 – емкости для катализатора; 8 – компенсационные резервуары; 9 – резервуары для хранения мономера; 10 – резервуар для пропитки; 11 – холодильники; 12 – сушильные камеры; 13 – пост контроля; 14 – площадки для выдерживания бетона

Рациональными областями применения БП являются: химически и износостойкие полы промышленных зданий и сельскохозяйственных помещений, напорные трубы; опоры линий электропередач; свайные фундаменты, используемые в суровых климатических условиях и засоленных почвах и др.

К основным недостаткам БП относятся: сложная технология их получения, требующая специального оборудования и, как следствие, их высокая стоимость. Поэтому БП должны применяться в строительной практике с учетом их специфических свойств и экономической целесообразности.

Полимербетоны (ПБ) представляют собой искусственные камневид-ные материалы, получаемые на основе синтетических смол, отвердителей, химически стойких заполнителей и наполнителей и других добавок без участия минеральных вяжущих и воды. Они предназначены для применения в несущих и ненесущих, монолитных и сборных химически стойких строительных конструкциях и изделиях в основном на промышленных предприятиях с наличием различных высокоагрессивных сред, изготовления крупногабаритных вакуумных камер, радиопрозрачных, радионепроницаемых и радиационностойких сооружений, для изготовления базовых деталей в станко- и машиностроительной промышленности и др.

Полимербетоны и армополимербетоны классифицируются по виду полимерного связующего, средней плотности, виду арматуры, химической стойкости и прочностным характеристикам.

Составы, наиболее распространенных в строительстве, полимербетонов и их основные свойства приведены в табл. 7.4.1. и 7.4.2.

Полимеррастворы не содержат щебня, только песок и минеральную муку.

Полимерные мастики наполнены одной мукой.

Для приготовления полимербетонов в качестве связующего наиболее часто применяют следующие синтетические смолы: фурфуролацетоновую ФА или ФАМ (ТУ 59-02-039.07-79); фурано-эпоксидную смолу ФАЭД (ТУ 59-02-039.13-78); ненасыщенную полиэфирную смолу ПН-1 (ГОСТ 27592) или ПН-63 (ОСТ 1438-78 с изм.); метилметакрилат (мономер) ММА (ГОСТ 20370); унифицированную карбамидную смолу КФ-Ж (ГОСТ 1431); в качестве отвердителей синтетических смол используются: для фурановых смол ФА или ФАМ-бензолсульфокислота БСК (ТУ 6-14-25-74); для фурано-эпоксидной смолы ФАЭД- полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6-02-594-80Е); для полиэфирных смол ПН-1 и ПН-63-гипериз ГП (ТУ 38-10293-75) и нафтенат кобальта НК (ТУ 6-05-1075-76); для металметакрилата ММА- систему, состоящую из технического диметиланилина ДМА (ГОСТ 2168) и перекиси бензоила (ГОСТ 14888, с изм.); для карбамидных смол КФ-Ж- солянокислый анилин (ГОСТ 5822).

В качестве крупных заполнителей применяют кислотостойкие щебень или гравий (ГОСТ 8267 и ГОСТ 10260). В качестве крупных пористых заполнителей применяют керамзит, шунгизит и аглопорит (ГОСТ 9759, 19345 и 11991). Кислотостойкость перечисленных заполнителей, определяемая по ГОСТ 473.1, должна быть не ниже 96%.

В качестве мелких заполнителей следует применять кварцевые пески (ГОСТ 8736). Допускается использование отсева при дроблении химически стойких горных пород с максимальной крупностью зерен 2-3 мм. Кислотостойкость мелких заполнителей, так же как и щебня, должна быть не ниже 96%, а содержание пылевидных, илистых или глиняных частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 2%.

Для приготовления полимербетонов в качестве наполнителей следует применять андезитовую муку (СТУ 107-20-14-64), кварцевую муку, мар-шалит (ГОСТ 8736), графитовый порошок (ГОСТ 10274 с изм.), допускается применение молотого аглопорита. Удельная поверхность наполнителя должна быть в пределах 2300-3000 см2/г.

В качестве водосвязующей добавки при приготовлении полимербетонов на связующем КФ-Ж применяют гипсовое вяжущее (ГОСТ 125 с изм.) или фосфогипс, который является отходом производства фосфорной кислоты.

Наполнители и заполнители должны быть сухими с остаточной влажностью не более 1%. Не допускаются к применению наполнители, загрязненные карбонатами, основаниями и металлической пылью. Кислотостойкость наполнителей должна быть не ниже 96%.

При необходимости полимербетоны армируют стальной, алюминиевой или стеклопластиковои арматурой. Алюминиевую арматуру применяют в основном для полимербетонов на основе полиэфирных смол с предварительным натяжением.

Применяемые материалы должны обеспечивать заданные свойства полимербетонов и удовлетворять требованиям соотвествующих ГОСТов, ТУ и инструкций по приготовлению полимербетонов (СН 525-80).

Приготовление полимербетонной смеси включает следующие операции: промыв заполнителей, сушку наполнителей и заполнителей, фракционирование заполнителей, подготовку отвердителей и ускорителей, дозирование компонентов и их перемешивание. Сушка материалов осуществляется в сушильных барабанах, печах, термошкафах.

Температура наполнителей и заполнителей перед подачей в дозаторы должна быть в пределах 20-2 5 °С.

Смолы, отвердители,ускорители и пластификаторы перекачиваются со склада в емкости-накопители насосами.

Дозирование компонентов осуществляется весовыми дозаторами с точностью дозирования:
смолы, наполнители, отвердители +- 1%,
песок и щебень +-2%.
Перемешивание составляющих полимербетонных смесей производят в две стадии: приготовление мастики, приготовление полимербетонной смеси.
Приготовление мастики осуществляют в скоростном смесителе, со скоростью вращения рабочего органа 600-800 об/мин, время приготовления с учетом загрузки 2-2.5 мин.

Приготовление полимербетонных смесей производят в бетоносмесителях принудительного перемешивания при 15°С и выше.

Технологический процесс формования полимербетонных изделий состоит из следующих операций: чистки и смазки форм, установки арматурных элементов, укладки полимербетонной смеси и формования изделий.

Смазку металлических форм осуществляют специальными составами в % по массе: эмульсол -55…60; графитовый порошок – 35…40; вода -5… 10. Допускается также применение растворов битума в бензине, силиконовых смазок, раствора низкомолекулярного полиэтилена в толуоле.

Для укладки, разравнивания и заглаживания смеси используют бетоноукладчики. Уплотнение осуществляют на виброплощадках или с помощью навесных вибраторов. Уплотнение изделий из полимербетонов на пот ристых заполнителях осуществляют с пригрузом, обеспечивающим давление 0,005 МПа.

Продолжительность вибрирования назначают в зависимости от жесткости смеси, но не менее 2 мин. Признаком хорошего уплотнения смеси служит выделение на поверхности изделия жидкой фазы. Более эффективно уплотнение полимербетонных смесей на низкочастотных виброплощадках с параметрами: амплитуда 2 – 4 мм и частота колебаний 250 – 300 в минуту.

Набор прочности полимербетонов в естественных условиях (при температуре не ниже 15°С и влажности 60 – 70%) происходит в течении 28 – 30 суток. С целью ускорения твердения конструкции из полимербетона подвергают сухому прогреву в течении 6 – 18 ч в камерах с паровыми регистрами или аэродинамических печах при температуре 80 – 100°С. При этом скорость подъема и снижения температуры должна быть не более 0,5 – 1°С в минуту.

Типовая технологическая схема заводского производства изделий из полимербетонов представлена на графике (рис. 7.4.2).

Рис. 7.4.2. Технологическая схема производства изделий из полимербетона на поточной линии. 1 – склад заполнителей; 2 – бункеры приема щебня и песка; 3 – сушильные барабаны; 4 – дозаторы; 5 – бетоносмеситель; 6 – виброплощадка; 7 – камеры термо-обработки; 8 – пост распалубки; 9 – склад готовой продукции

Приготовление полимербетонной смеси происходит в два этапа: на первом готовят связующее, смешивая смолу, микронаполнитель, пластификатор и отвердитель, на втором – перемешивают готовое связующее с крупным и мелким заполнителями в бетономешалках принудительного действия. Связующее приготовляют смешением отдозированных микронаполнителя, пластификатора, смолы и отвердителя в непрерывно работающем турбулентном смесителе. Время перемешивания загруженных компонентов не более 30 с.

Полимербетонную смесь готовят последовательным смешением сухих заполнителей (песка и щебня), затем в непрерывно работающий бетоносмеситель подают связующее. Время смешения заполнителей (сухой смеси) 1,5-2 мин; сухой смеси заполнителей со связующим – 2 мин; выгрузки полимербетонной смеси – 0,5 мин. Песок и щебень подаются в бетоносмеситель – дозаторами. Смеситель должен быть оборудован термодатчиками и аварийным устройством для подачи воды при внезапной аварии или при нарушении технологического процесса, когда необходимо остановить реакцию структурообразования полимера. 164

Полимербетонную смесь подают в бетоноукладчик подвесного типа с передвижным бункером и заглаживающим устройством, который равномерно распределяет полимербетонную смесь по форме изделия.

Уплотняют полимербетонную смесь на резонансной виброплощадке с горизонтально направленными колебаниями. Амплитуда колебаний 0,4 -0,9 мм по горизонтали, 0,2-0,4 мм по вертикали, частота 2600 кол/мин. Время виброуплотнения 2 мин.

Укладку и виброуплотнение смеси производят в закрытом помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. Одновременно с формованием полимербетонных конструкций формуют контрольные образцы размером 100X100X100 мм для определения прочности полимербетона на сжатие. На каждое изделие из полимербетона объемом 1,5 – 2,4 м3 изготовляют три контрольных образца.

Термообработка полимербетонных изделий. Для получения изделий с заданными свойствами в более короткие сроки их направляют с помощью напольного конвейера в камеру термообработки. Термообработку изделий проводят в печи аэродинамического нагрева, типа ПАП, обеспечивающей равномерное распределение температуры по всему объему.

После тепловой обработки готовые изделия автоматически перемещаются конвейером в технологический пролет, извлекаются из формы и направляются на склад готовой продукции. Освободившуюся форму очищают от посторонних предметов и остатков полимербетона и готовят к формованию очередного изделия.

Контроль качества следует производить, начиная с проверки качества всех составляющих, правильной дозировки, режимов перемешивания, уплотнения и термообработки.

Основными показателями качества приготавливаемого полимербетона являются температура саморазогрева после формования, скорость нарастания твердости бетона, его прочностные характеристики, включая и однородность через 20 – 30 мин. После вибрационного уплотнения полимербе-тонная смесь начинает разогреваться до температуры 35 – 40°С, а в массивных конструкциях – до 60 – 80°С. Недостаточный разогрев полимербетона свидетельствует о неудовлетворительном качестве смолы, отвердителя или высокой влажности наполнителей и заполнителей.

Для определения контрольных прочностных показателей полимербе-тонов испытывают образцы в соответствии с ГОСТ 10180 и инструкцией СН 525 – 80.

При производстве работ по изготовлению изделий и конструкций из полимербетона необходимо соблюдать правила, предусмотренные главой СНиП по технике безопасности в строительстве, санитарные правила организации технологических процессов, утвержденные Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения и требования Инструкции по технологии изготовления полимербетонов (СР 52580).

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

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

Состав полимербетона

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

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

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

В качестве «скрепляющего» составляющего используется смола:

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

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

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

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

Разновидности полимербетона

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

Исходя из этого, различают следующие классы полимербетона:

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

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

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

Свойства полимербетона

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки литьевого камня

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

Помимо этого полимербетон обладает следующими преимуществами:

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

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

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

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

Способы производства литьевого камня

Процесс изготовления бетонополимера может быть непрерывным или периодическим.

Непрерывное производство

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

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

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

Изготовление полимерцемента в домашних условиях

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

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.

Полимерный бетон

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

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

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

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

Достоинства материала

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

Главное преимущество композита:

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

Слабые стороны

Наряду с положительными моментами у полимерного бетона имеются недостатки:

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

Компоненты полимерного бетона

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

Классификация

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

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

Сфера использования

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

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

Используют литьевой камень достаточно широко

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

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

Кроме того, технология позволяет использовать бетон полимерный для изготовления:

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

Этапы изготовления

Технология приготовления полимерного бетона и изготовления продукции предусматривает следующие этапы:

• Подготовку ингредиентов.
• Смешивание.
• Формовку.

Остановимся на особенностях каждой стадии.

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

Как подготовить ингредиенты?

Ознакомившись с составом композита, подготовьте составляющие для осуществления замеса:

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

Приготовление смеси

Готовьте полимерный состав по следующему алгоритму:

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

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

Заливка

Производите работы, соблюдая последовательность:

• нанесите на поверхность формы смазочное масло или технический вазелин, исключающие прилипание;
• заполните композитом емкость, выровняйте поверхность;