Полимербетон: свойства материала, применение и отличия от обычного бетона

Полимербетон начал изготавливаться в Америке как альтернатива привычному бетону и с течением времени стал использоваться во всех странах. Материал применяется в строительной отрасли, при изготовлении мебели, скульптур, а также в ритуальном производстве.

Добавление в состав полимербетона разнообразных вяжущих компонентов и некоторых отвердителей обеспечивает повышенную устойчивость материала влаге, низким температурам и химическим веществам.

Использование специальных минеральных наполнителей позволило снизить цену на изделия. Наполнителями полимербетона могут быть гранитный или базальтовый щебень, песчаник или специальный кварцевый песок.

Что такое полимербетон

Материал относится к бетонной смеси, в которой привычные силикат и цемент заменяются полимером, в результате чего изделия приобретают много полезных в строительстве свойств. Полимер является вязкой жидкостью или синтетической смолой.

Изделия из полимербетона эксплуатируются дольше по сравнению с конструкциями, изготовленными из обычного бетона. При этом они не боятся неблагоприятных природных условий и быстро ремонтируются благодаря отличной адгезии. Для восстановления материала необходимо поврежденное место залить готовой смесью.

Достоинства и недостатки материала

Полимербетон имеет целый ряд достоинств и может выручить в тех местах, где возможна деформация или серьезное разрушение обычного бетона.

Преимущества полимербетона:

1. Повышенная водонепроницаемость.
2. Высокая устойчивость перед перепадами температуры. Быстро испаряющаяся вода с гладкой поверхности изделий из полимербетона не позволяет образовываться трещинам и дефектам зимой.
3. Возможность быстрого восстановления участков после внезапных механических повреждений.
4. Устойчивость перед агрессивными химикатами.
5. Высокая прочность и относительно небольшой вес.
6. Гладкая и не скользкая поверхность готовых изделий.
7. Многообразные расцветки и возможность имитации натуральных камней.
8. Возможность переработки материала с повторным возвратом в производство.

Недостатки полимербетона:

• повышенная горючесть материала;
• высокая цена из-за применения вяжущих компонентов.

Технические характеристики

По свойствам полимербетон превосходит обычный бетон. По степени прочности превышает — в 4-6 раз, по устойчивости к растяжения — в 5-10 раз, а по износостойкости — в 15-30 раз.

Свойства полимербетона:

• Плотность материала: 300 — 3000 кг/м3.
• Устойчивость перед сжатием: 50 — 110 МПа.
• Скорость истирания: 0,02 — 0,03 г/см2.
• Допустимые температурные колебания: 60 — 140 °С.
• Уровень теплопроводности: 0,05 — 0,85 Вт/м•К.
• Степень упругости материала: 10000 — 40000 МПа.
• Суточное поглощение жидкости: 0,05 — 0,5 %.
• Количество циклов выполнения заморозки: 300 — 500.

Такие технические характеристики свидетельствуют о долговечности и высокой прочности материала.

Состав и структура

В составе полимербетона большую часть занимает заполнитель. Это могут быть мелкая щебенка, мелкий гравий, изготовленная минеральная мука, добываемый кварцевый песок или древесная стружка, тальк, порошок из графита и измельченные минералы.

Существуют материалы, не используемые в производстве полимербетона. Например, это образующаяся металлическая пыль и смешанный цемент с известняковыми породами.

Для эффективного скрепления заполнителя в составе полимербетона в небольшом количестве используется полимерное связующее в виде эпоксидных, фурановых и других видов смол. В небольшом количестве присутствуют отвердитель, пластификаторы и красящие вещества.

Общие параметры изготавливаемых бетонных смесей определены ГОСТОМ 7473. Для бетона с добавлением полистирола действуют собственные стандарты.

К ним относятся:

• состав — ГОСТ 27006;
• плотность материала — ГОСТ 27005;
• добавляемые пластификаторы и химические вещества — ГОСТ 24211.

По применяемым вязким жидкостям действуют отдельные стандарты.

Сферы применения полимербетона

Из полимербетона изготавливаются красивые напольные покрытия, лестничные марши, облицовочная и тротуарная плитка, столешницы, подоконники и другие элементы.

Также материал используется для облицовки фундамента, ремонта бетонных поверхностей, для сооружения водоотводных лотков и при обустройстве наливных полов в помещении.

Кухонные столешницы

Изделие является гладким и имеет приятную на ощупь поверхность, солидный и дорогой внешний вид, а также не требует особого ухода. Кухонные столешницы из полимербетона — мечта хозяек.

Столешницы, по виду похожие на натуральный природный камень, долго служат, не портятся от повышенной влажности и не боятся механических повреждений.

Напольные покрытия из полимербетона красиво выглядят, не притягивают пыль и не боятся серьезных нагрузок. В отличие от привычной керамики и натурального камня поверхность такого пола является теплой.

Благодаря повышенной прочности, пол из такого материала используется в промышленных рабочих цехах, просторных гаражах, ангарах и действующих аэропортах. Огромное преимущество заключается в быстром монтаже полимербетона.

Фасадный декор

Сегодня из полимербетона изготавливаются разные красивые изделия декора, например, барельефы, колонны и карнизы, пилястры и другие элементы. У готовых изделий присутствуют четкие гипсовые формы, а также отличные прочностные характеристики. Декор легко прикрепляется к фасаду.

Из литьевого камня изготавливаются разнообразные элементы внутренней отделки, например, плинтуса для жилых комнат, молдинги и великолепные фигурные накладки.

Памятники

В этой сфере полимербетон не уступает мрамору и граниту. Памятники из такого материала служат в течение десятилетий, не боятся неблагоприятной погоды, не трескаются и не осыпаются с течением времени. Под заказ производятся изделия по низкой себестоимости по сравнению с памятниками из натурального камня.

Технология изготовления полимербетона своими руками

Технология изготовления материала настолько проста, что его можно делать даже в домашних условиях. Поэтому при наличии необходимых компонентов с такой задачей может без труда справиться начинающий строитель.

Технология производства полимерного бетона состоит из следующих этапов:

1. Подготовка ингредиентов.
2. Смешивание смеси.
3. Проведение заливки.

Как подготовить ингредиенты

После ознакомления с составом композита необходимо подготовить составляющие для приготовления смеси:

• очистить и промыть гравий, выбранный в качестве заполнителя;
• просеять кварцевый песок;
• высушить фракцию до необходимого уровня влажности.

Приготовление смеси

Полимербетон готовится по следующему алгоритму:

• в миксер помещается щебень, а затем кварцевый песок и заполнитель;
• в течение двух минут компоненты смешиваются с постепенным добавлением воды;
• связующее вещество размягчается с помощью растворителя, а затем в него добавляются поверхностно-активные вещества;
• в смолу постепенно вводится пластификатор;
• после размешивания заполнителя и связующего вещества в состав добавляется отвердитель;
• в течение трех минут выполняется тщательное перемешивание смеси до получения необходимой однородной массы.

Из-за быстрого застывания полимербетона не рекомендуется затягивать с заливкой. Поэтому работа должна выполняться быстро, а полимербетон в срочном порядке раскладывается по подготовленным формам.

Заливка

Перед заливкой поверхность формы смазывается маслом или техническим вазелином для предотвращения прилипания. Поверхность выравнивается после заполнения емкости композитом.

Полимербетон считается отличным материалом, отличающимся от обычного бетона более выгодными техническими качествами. Материал легко изготавливается в домашних условиях, с ним несложно работать, а вот полученный результат может выглядеть потрясающе.

Полимербетон: состав и свойства, характеристики, применение, виды

Бетонные конструкции считаются прочными и надёжными, поэтому ни одно капитальное строительство без них не обходится. Но такая поверхность хоть и в меньшей степени, но всё равно подвержена разрушительному воздействию внешних факторов.

Поэтому американские разработчики взялись за изготовление материала на базе бетонной смеси, но с улучшенными эксплуатационными характеристиками. В итоге получился полимербетон, который отличается долговечностью, повышенной устойчивостью к влажной среде, морозам и химическим соединениям.

Посмотрите видео об особенностях полимербетона

Состав и свойства полимербетона

Полимербетон представляет собой новый вид бетонной смеси, изготовленной на основе популярных смол:

Именно они заменяют силикат или цемент, которые применяются в обычных растворах. Из общего количества полимерам отводится всего одна десятая часть, но этого оказывается вполне достаточно для создания прочного соединения всех компонентов. Другие девять частей могут представлять разный материал:

• вспученный перлит и др.

Кроме того, в состав включены отвердители, пигменты для придания смеси цвета и пластификаторы. Их доля в общей массе самая маленькая, но её хватает на то, чтобы придать рабочему раствору плотности, адгезии и красивого оттенка.

Технические характеристики полимербетона

• плотность до 3000 кг/м3;

• рабочий температурный режим от -60° до +140°С;

• морозостойкость 300-500 циклов;

• теплопроводность 0,05 – 0,85 Вт/м•К;

• высокая стойкость к истиранию;

• низкий показатель поглощения воды – 0,05-0,5%.

Область применения полимербетона

Из полимербетона или так называемого литого камня изготавливают напольное покрытие, лестницы, облицовочную и тротуарную плитку. В последнее время материал активно используется в производстве кухонных столешниц, подоконников, фасадной лепнины и декоративных элементов.

Обустраивая интерьер или экстерьер, приходится подолгу бродить вдоль прилавков, заставленных красивыми скульптурами, фонтанами. Восхищаясь эстетичностью, трудно догадаться, что многие изделия отлиты именно из полимербетона.

Среди других сфер применения:

• ремонт бетонной поверхности;

• в качестве смеси для наливного пола;

• для сооружения водоотводных лотков и др.

Преимущества и недостатки

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

Помимо прочего полимербетон обладает и другими достоинствами:

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

• выносливость к температурным перепадам;

• не вступает в реакцию с химическими веществами;

• быстрый процесс застывания;

• образует ровную и гладкую поверхность;

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

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

Виды полимербетона

Компоненты, которые используются для изготовления, определяют вид полимербетона. В производственном процессе важны следующие факторы:

Полученный продукт должен соответствовать эксплуатационным характеристикам.

• Тяжёлый полимербетон изготавливается из минералов крупной фракции 2-4 см, отличается высокой устойчивостью к нагрузкам. Поэтому его чаще используют в строительных работах для создания чернового пола, колонн, лестниц и других конструктивных элементов с несущим функционалом.

• Конструкционный полимербетон применяют чаще в строительстве. Фракция наполнителя не превышает 2 см. Смесь отличается высокой плотностью 1,5-3 т/м3. Этот вид ещё называют литой камень из-за схожести с натуральной породой (гранитом, мрамором).

• Конструкционно-теплоизоляционная смесь имеет меньшую плотность 0,5-1,5 т/м3, хотя для производства применяется фракция не менее 2 см. Материал подходит для литья стен и фундаментов.

• Теплоизоляционный вид содержит в составе наполнитель, имеющий фракцию не более 1 см. Плотность материала невысокая – 0,3-0,5 т/м3, но этого вполне достаточно для создания прочных перегородок, перил, подоконников и столешниц. Основным назначением литого камня является теплоизоляционный слой, поэтому чаще его используют для возведения перегородок, настилания пола под систему отопления.

• Для наливных полов, подоконников, декоративных элементов используется литьевой камень. Наполнителем является мелкий песок, поэтому готовая поверхность отличается гладкостью.

Полимербетон собственного изготовления

Технология производства полимербетона доступна для домашнего изготовления. Главное делать все этапы последовательно, придерживаясь пропорциональности при смешивании компонентов.

1. Очистить от грязи и промыть заполнитель (гравий, щебень).

2. Песок просеять через мелкое сито для удаления разных примесей.

3. Заполнитель просушить до тех пор, пока показатели влажности не будут соответствовать 0,5-1%. Влажный материал снижает прочность покрытия, поэтому не стоит спешить с просушкой.

4. Добавить в смеситель щебень, песок, наполнитель.

5. Перемешать сухие компоненты на протяжении 2-х минут.

6. Добавить по рецептуре воду и тщательно перемешать смесь до тех пор, пока она не станет однородной.

7. Размягчить смолу с помощью нагрева или добавления растворителя.

8. Ввести в смолу пластификатор, пигмент, стабилизатор и другие вспомогательные вещества.

9. Дополнить замес со связующей массой и перемешать весь объём.

10. Добавить в смеситель отвердитель и снова перемешать на протяжении 3-4 минут.

Полученный раствор быстро схватывается, поэтому после приготовления нужно сразу его разлить по формам или в опалубку.

Изделия из полимербетона и его многогранное применение

Благодаря практичности, стойкости к воде, «химии» и погодным условиям, а также отличным внешним показателям и простой технологии изготовления полимербетон вышел в топ современных стройматериалов. Его применение многогранно и широко – от небольших цветочных горшков и декоративных аксессуаров до напольных покрытий, ступенек, водоотводных лотков.

Типы изделий из полимербетона

Моноблоки

Данный вид изделий, моноблоки из полимербетона, востребован в таких областях, как дорожное строительство, обустройство систем дренажа жилых домов, а также отвода воды в парковых зонах и на промышленных объектах. Монолитные блоки (иначе, водоотводные лотки) могут успешно применяться и там, где нагрузки на грунт крайне высоки. Это, например, причалы, взлетные полосы аэродромов.

Существует ряд несомненных достоинств подобных монолитных изделий, состоящих из лотка и решетки:

• Они не подвергаются воздействию ржавчины (ведь решетка не чугунная).
• Небольшой вес, возможность окрашивания в любой цвет или нанесения разметки.
• Невысокая цена – в зависимости от сечения она колеблется от 3,5 до 35 тысяч рублей за один моноблок.
• Стойкость к морозу, воде, химическим реагентам, нагреванию.
• Возможность установки как вдоль движения машин, так и поперек.
• Повышенная прочность благодаря наличию вертикальных ребер жесткости.

Наиболее мощные блоки большого сечения способны выдержать нагрузочное усилие до 90 тонн. А служат любые из них не менее четверти века, с успехом заменяя уходящие в прошлое бетонные лотки с решетками из чугуна, прочность которых вдвое ниже.

Столешницы

Эта разновидность изделий отличается привлекательным и разнообразным дизайном, особой гладкостью и теплой поверхностью, приятной на ощупь. Они украсят ванную комнату или кухню, прослужив долгие годы и не портясь ни от воды, ни от механических повреждений.

Кухонная столешница из полимербетона – мечта любой хозяйки.

• Она выглядит солидно и дорого, практически как натуральный камень (который превосходит по прочности).
• А также не требует особого ухода.
• Забыв использовать доску при нарезании продуктов, можно не волноваться о сохранности поверхности стола – она останется нетронутой, такой же гладкой и блестящей.

Теперь поговорим про декоративный полимербетон.

О том, как выглядит столешница из полимербетона можно судить по следующему видео:

Фасадная продукция

Барельефы, колонны, карнизы, пилястры, небольшая фасадная лепнина – все эти изделия декора с успехом можно изготовить из полимербетона (цена относительно невысока), причем при желании и самостоятельно. Главное – форму подходящую раздобыть (желательно гибкую).

• Готовые изделия обладают четкостью гипсовых форм и прочностными характеристиками, превосходящими бетон.
• А их легкость не вызывает проблем при креплении, даже к вентилируемому фасаду.

Кроме того, из литьевого камня делают различные элементы внутренней отделки. Для потолков, стен, каминов. Это могут быть плинтуса, молдинги, карнизы, фигурные накладки. Что касается стоимости, то простая каминная накладка обойдется примерно в 15 долларов, а цена сложного украшения может доходить и до 150 долларов.

Ступени

Выполненные из бетона ступеньки, находящиеся на улице, под воздействием времени и погодных условий начинают разрушаться. Этого не произойдет, если сразу произвести их облицовку полимербетоном.

Получается надежно, красиво и долговечно. Такой лестнице нипочем ни морозы, ни дожди, ни время. Испытания показали, что по истираемости она превосходит мрамор. Впрочем, основание ступеней из полимербетона может быть любым, и применение возможно не только снаружи дома, но и во внутренних помещениях (например, при изготовлении лестницы на второй этаж).

Подоконники

Это, пожалуй, одни из наиболее популярных изделий – многие именно на них основывают свой бизнес. Литой подоконник отлично сочетается с популярными пластиковыми окнами и легко монтируется.

Всегда можно выбрать изделие подходящей расцветки и размера. Стоимость подоконника – от 10 до 20 долларов.

Изделия «под камень»

Так как при изготовлении полимербетон позволяет использовать различное наполнение (в том числе мраморную или гранитную крошку, например), а также любую окраску и посыпку, то он может искусно имитировать благородный натуральный камень. Поэтому его, в зависимости от вида, даже называют литьевым мрамором, литьевым гранитом, литьевым ониксом.

Более низкая стоимость (по сравнению с камнем), увеличенная прочность и пластичность позволяют при работе с полимербетоном реализовать любые дизайнерские фантазии.

О процессе изготовления изделий «под камень» из полимербетона повествует следующий видеосюжет:

Памятники

В этой сфере полимербетон стал сейчас не менее востребованным, чем мрамор или гранит. Для получения гладкого аккуратного изделия его не требуется долго обрабатывать, поэтому себестоимость таких памятников из полимербетона и оградок ниже, чем сделанных из натурального камня.

Они выглядят достойно и служат долго, не боясь морозов, ливней и бурь, не трескаясь и не осыпаясь. Кроме того, есть возможность изготавливать под заказ изделия любой формы. Цена стелы может варьироваться от 5 до 15 тысяч рублей, надгробия – от 3 до 6 тысяч рублей.

Скульптуры

Пластичность полимербетона, разнообразие наполнителей и внешней отделки дают массу возможностей в этом направлении.

Из полимербетона могут быть выполнены как садовые скульптуры для дачи или загородного дома, так и более фундаментальные изделия. Например, городские статуи, фонтаны. Цена изделий зависит от их размера и сложности.

Напольные покрытия, изготовленные из литьевого камня, выглядят солидно и красиво. Они не притягивают пыль и хорошо противостоят нагрузкам. Приятной их особенностью является то, что поверхность пола не холодная, в отличие от керамики или натурального камня. По ней и босыми ногами с утра можно пройтись, не боясь простудиться.

Благодаря особой прочности пол из полимербетона может использоваться в промышленных цехах, гаражах и ангарах, а также в аэропортах. Легкость монтажа – их большой плюс. Ведь для создания ровного и гладкого покрытия нужно лишь вылить смесь на подготовленную поверхность.

Плитка

Плитка для отделки фасадов, сделанная из полимербетона, сочетает в себе отменные прочностные характеристики и выразительную внешность. Она способна долго служить, не портясь с годами. Стоит плитка размером 60 на 60 сантиметров порядка 10 долларов.

Из литьевого камня делают и тротуарную плитку, толщина которой может составлять от 3 до 7 сантиметров. Применение конкретного вида зависит от цели использования: пешеходные дорожки и проезжая часть испытывают разные нагрузки.

Про полимербетонную плитку рассказывает видео ниже:

Сантехнические изделия

Высокая влагостойкость, теплая гладкая поверхность и стильный внешний вид делают ванны, умывальники и унитазы из полимербетона весьма привлекательными для потребителей.

Цена угловой ванны (полимерно-мраморной) составляет около 90 долларов. Унитаз обойдется в 20 долларов, умывальник – от 7 до 20 долларов.

Строительство

В строительстве полимербетон применяется при изготовлении различных конструкций (как несущих, так и не несущих), а также монолитных изделий. Это могут быть, к примеру, стеновые панели, отделочные плиты. Зачастую используется армирование металлической или стеклопластиковой арматурой. Оно дает возможность получать элементы шахтного крепежа, шпалы, кольца коллекторов.

Отметим, что характеристики готового материала зависят от подбора компонентов, из которых он производится. Точнее, от заполнителя и смолы. А для изделий, используемых в строительстве, особо важны прочность, химическая стойкость, низкая истираемость и другие параметры. Одновременно они должны выглядеть достаточно привлекательно.

• К примеру, фурановая смола, окрашенная в темный цвет, не позволяет получить изделия в яркой цветовой гамме.
• Базальт, добавленный в качестве заполнителя, также снижает декоративность.
• Для создания литьевого оникса предпочтителен песчаный заполнитель.
• Для изготовления литьевого гранита – прозрачная смола для полимербетона и заполнитель соответствующего тона.

Стоит иметь в виду, что если изделиям нужна прочность при сжимании или деформировании, то кладется большее количество заполнителя. При увеличении содержания смолы увеличиваются прочность при изгибании и растягивании, а также такой параметр, как ударная вязкость.

И еще: лучшее сырье пока что производят зарубежные фирмы. Это касается как смол, так и заполнителей. По цене: килограмм американского заполнителя марки Gruber обойдется от 2 до 15 долларов. «Мраморная» смола от известной компании Ashland Finland OY будет стоить за килограмм от 2,35 до 2,7 доллара.

Rules26 › Блог › Полимербетоны. Версия расширенная. Часть первая.

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

Картинок не будет)))

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

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

Синтетические смолы и отвердители

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

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

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

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

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

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

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

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

Полимерный бетон

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

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

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

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

Достоинства материала

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

Главное преимущество композита:

• Повышенная устойчивость к проникновению влаги внутрь композитного массива. Водные капли быстро испаряются с поверхности материала, не успеваю насытить его разрушающей влагой.
• Стойкость к значительным температурным перепадам, позволяющая полимерному бетону сохранять целостность, независимо от продолжительности и количества циклов замораживания.

Этот материал являет собой один из новых видов бетонных смесей, где вместо силиката либо цемента (используемых во время приготовления обычного бетона) применяется полимер

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

Слабые стороны

Наряду с положительными моментами у полимерного бетона имеются недостатки:

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

Компоненты полимерного бетона

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

• Связующее вещество, в качестве которого используются карбамидоформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и фурфуролацетоновые смолы.
• Крупнофракционный щебеночный наполнитель. Размер щебеночной фракции, необходимой для формирования композита, может составлять до 4 сантиметров, однако щебень размером 1-2 см должен составлять основную часть состава.
• Просеянный и очищенный кварцевый песок. Крупность кварцевых частиц не должна превышать 5 мм, наличие глинистых включений, пыли не допускаются.

Для полистиролбетона (где в качестве заполнителя берут полистирол) имеются свои стандарты

Классификация

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

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

Что такое полимербетон

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

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

Состав полимербетона

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

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

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

В качестве «скрепляющего» составляющего используется смола:

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

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

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

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

Разновидности полимербетона

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

Исходя из этого, различают следующие классы полимербетона:

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

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

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

Свойства полимербетона

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки литьевого камня

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

Помимо этого полимербетон обладает следующими преимуществами:

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

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

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

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

Способы производства литьевого камня

Процесс изготовления бетонополимера может быть непрерывным или периодическим.

Непрерывное производство

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

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

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

Изготовление полимерцемента в домашних условиях

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

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.