Полимербетон – делаем смесь своими руками: Что это такое и для чего? Инструкция

Состав

Одним из самых важных компонентов полимерного бетона является зольная пыль. Это вещество является продуктом сгорания угля. Использование золы в качестве добавки оказывает заполняющее воздействие на свежую бетонную смесь. Эффект заполнения основан на способности мельчайших угольных частиц заполнять собой все пустоты и пористые образования. Чем меньше размеры зольных частиц, тем полнее наблюдается этот эффект. Благодаря такой особенности зольной пыли застывший бетон становится значительно прочнее и крепче обычного.

Другой важный компонент бетонной смеси – жидкое стекло. Оно обладает отличной клеящей способностью и невысокой стоимостью. Его добавление в полимербетон будет весьма кстати, если готовая конструкция будет находиться на открытом воздухе или подвергаться постоянному воздействию воды.

Технические характеристики полимерного разновидового бетона выше, чем у других стандартных и к тому же, он экологичен – его можно использовать при строительстве зданий в пищевой промышленности. Средние показатели следующие:

линейная усадка 0,2-1,5%;
пористость – 1-2%;
прочность на сжатие – 20-100 Мпа;
стойкость к нагреву – 100-180С;
мера ползучести – 0,3-0,5 кг/см2;
стойкость к старению – 4-6 баллов.

Такой вид смесей применяется как конструкционный и декоративно-отделочный материал.

Печатный бетон — что это за технология

Декоративное оформление пешеходной зоны делают из классического бетона. Технология называется печатной из-за рельефной поверхности, которую формируют с помощью штампованных заготовок. Таким образом получается рисунок с имитацией брусчатки, кирпича, каменной кладки или дощатого настила. Реже наносят рисунок идентичный тканям, шкурам, следам животных, листьев. Оттиск выбирается индивидуально.

Мастера и владельцы штампованных покрытий отмечают несколько достоинств такого решения:

возможность воплотить практически любые фантазии относительно узора, шероховатости, цвета, можно совмещать разные блоки по фактуре;
стоимость материалов сравнительно с природными аналогами значительно ниже;
техническая стойкость декоративной стяжки к природным явлениям, хождению, допустима отделка автостоянок;
сложность выполнения работ на относительно низком уровне, можно выполнить самостоятельно;
долговечность измеряется 15-25 годами при правильном уходе за покрытием.

Разновидности штампов

Одним из главных инструментов для формирования покрытия считаются площадки для оттиска. Их можно сделать самостоятельно или приобрести готовые образцы. Они имеют два исполнения:

Алюминиевые. Это массивные заготовки из легкого металла. Для удобства к площадке крепятся ручки. Так как сплав относительно мягкий и поддается деформациям, из него изготавливают штампы с простой фактурой. К ним относятся кладка из камня, кирпича или плиток.
Из полиуретана. Производят инструмент методом отливки. Это позволяет задействовать натуральные материалы для получения полной имитации текстуры образцов. Чаще используют кирпич, дерево, старинную мостовую и брусчатку, шкуру.

Применение

Бетонные стяжки устраивают внутри зданий и на улице. Ограничений по нанесению фактуры нет. Поэтому технология актуальна для городских площадок, в частном секторе. Печатный бетон делают в салонах, выставочных залах, ресторанах и летних кафе, на территории с декоративными водоемами и бассейнами. Чаще делают садовые дорожки и тротуары вдоль забора. Это объяснимо красотой и высокой прочностью, длительной службой полотна.

Полимербетонные полы

Покрытие из полимербетона используется там, где нагрузка на пол достаточно высокая. Причем не только механическая, но и химическая.

Наливным полом оборудуют:

гаражи и закрытые стоянки;
производственные помещения;
спортивные залы;
складские терминалы;
залы ожидания и помещения вокзалов и аэропортов;
медицинские, образовательные, административные учреждения.

Сочетание свойств пластика и бетона придает покрытию полезные практические свойства. Причем толщина цементного слоя не ухудшает его эксплуатационные характеристики и может варьироваться от 7 до 50 мм. Если нужно, можно выровнять перепады по высоте до 200 мм без потери прочности основания.

Среди преимуществ полимербетонного пола выделяют следующее:

нет необходимости в дорогостоящей подготовке основания, достаточно провести обработку и очистку поверхности;
при укладке нет швов, а следовательно, нет скоплений грязи между ними;
усадка его минимальная, в том числе и объемная;
стойкость к УФ-излучению, перепадам температур и агрессивным средам, даже декоративные элементы не тускнеют со временем;
высокая скорость укладки — пол затвердевает достаточно быстро;
экономичность — по сравнению с другими материалами смесь цемента и полимерного связующего относительно недорогая.

Связующим элементом полимерцементной стяжки для пола является полимерная смола. Используются разнообразные типы: эпоксидная, полиуретановая, акриловая и т.д. Из вторичного пластика можно получить стирольную смолу методом пиролиза.

Для повышения скорости реакции можно применять инициаторы, которые являются доступными и недорогими. Сырьем для производства стирольной смолы являются отходы из полистирола (одноразовая посуда, пенопласт, упаковка, формы для рассады и т.д.).

Процесс

Для создания литьевого камня вам нужна будет форма, которая обильно смазана специальной разделительной смазкой (в противном случае вы не сможете вынуть готовое изделие). Обычно используют форму из пластика, металла, силикона, а иногда и из ДСП (при скромном бюджете).

Наносим слой гелькоута нужного оттенка на разделительную пасту.
Далее в форму закладываем композиционную смесь, которая состоит из вышеописанных элементов, которые следует заранее хорошо смешать в бетономешалке. На большом производстве, где объемы смесей намного больше, в форму смесь закладывает специальный бетоноукладчик. Если предполагается создание небольшого изделия из полимербетона, а процесс периодический, это действие выполняют вручную.
Далее нужно, чтобы смесь, которую уложили в форму, была подвержена виброуплотнению. Эта процедура длится не более двух минут. Для этого на заводе оборудуют резонансную площадку, а на малых производствах используют вибростол.

А теперь давайте рассмотрим, какое требуется оборудование.

Оборудование для создания полимербетона

Нюансы выбора и стоимость

Для тех, кто решил сразу же стать магнатом полимербетона и замахнулся на непрерывную технологию, следует организовывать крупное производство, а значит, появляется необходимость в специальном конвейерном оборудовании. Оно включает в себя автоматы для литья, смешивания, доводки, дозировки, а еще механизированный склад. Так как приобретение «полного» комплекта обойдет в несколько миллионов долларов, можно для начала купить лишь основные элементы «под ключ», благодаря чему начальные затраты будут уменьшены до 50-ти тысяч долларов.

Но даже такая сумма может стать неподъемной для начинающего бизнесмена во время кризиса. Но есть хорошая новость – вы можете обойтись даже меньшими затратами, если купите необходимый минимум оборудования по отдельности. Некоторые элементы вы можете сделать сами, и далее мы рассмотрим, как потратить меньше, а получить больше.

Техника и приспособления

Итак, это список того, без чего вы точно не сможете обойтись:

Вибростол –
готовое изделие стоит около 28-ми тысяч рублей. При желании сэкономить вы можете самостоятельно сварить стол: для этого используйте двухмиллиметровые металлические уголки. К готовому столу остается лишь приварить вибратор промышленного вида и стол готов!
Мешалка — функцией прибора является соединять все составляющие в однородную смесь. Для покупки вакуумного прибора с высокой мощностью и европейским качеством придется потратить около 10-ти тысяч долларов. Но вы можете легко заменить ее на отечественное оборудование или строительный миксер. Это будет куда дешевле, даже если выбирать очень мощный инструмент. Бюджетный вариант – использовать железную бочку и электропривод с редуктором для создания смесителя.
Компрессорная система, оснащенная пистолетом. Без этой системы вы не сможете наносить гелькоут в форму. Пистолет относительно недорогой по сравнению с остальным оборудованием – до 100-та долларов. А вот компрессор можно использовать и от автомобиля – 2 ЗИЛловских компрессора будет более, чем достаточно. Создаем параллельное соединение и прикрепляем к металлическим площадкам, которые установлены на прочную раму.
Формы, могут быть из стеклопластика или силикона, но они не очень распространены в широкой продаже. При необходимости их можно заказать под нужные вам изделия в специализирующихся фирмах, а можно сделать и самому с дешевого аналога – ДСП с эффектом ламинации.
Вытяжка – нужна в обязательном порядке, так как при литье в воздухе будут вредные испарения. Не стоит забывать и о дополнительной защите – перчатках и респираторах.
Электрические инструменты нужны для отделочных работ, а именно полировочная и шлифовальная машинка, а также болгарка, дрель, фрезе, лобзик.

Как видите, технология полимербетона и создание условий для изготовления не такие уж и затратные, если вы можете подготовить оборудование собственноручно.

Как мы упомянули ранее, при литье образуются вредные для человеческого организма испарения. Обычно это стирол, который есть в смолах. Без смол в этом типе производства не обойтись – они используются как связующее. Как только герметичная емкость со смолами открыта, ядовитые испарения уже начинают отравлять здоровье. Помимо этого, представляет опасность и отвердитель (зачастую это метилэтилкетоновый пероксид). Но он не летучий и чтобы защититься от него, нужны лишь резиновые перчатки для рук.

Что это такое?

Полимербетон – это относительно новый строительный материал, который активно набирает популярность среди пользователей. В первую очередь это связано с большим количеством положительных характеристик, которые ему свойственны. В состав материала (помимо традиционных и привычных песка и щебня) входит множество дополнительных компонентов, которые обеспечивают такие качественные свойства полимербетона, как прочность, высокие эксплуатационные характеристики, декоративность и многие другие.

Рассмотрим подробнее основные достоинства материала.

Устойчивость. Полимербетон обладает повышенными характеристиками устойчивости по отношению к разнообразным негативным влияниям окружающей среды, например, излишнее количество влаги, нестабильная температура воздуха, химические агрессивные вещества и так далее. Так, благодаря физическим и химическим свойствам материала излишняя вода быстро и легко испаряется с его поверхности. Благодаря устойчивости к нестабильному температурному режиму полимербетон не трескается даже после нескольких циклов замораживания.

Возможность быстрого и легкого восстановления. В этом отношении имеется в виду тот факт, что даже в случае механического повреждения полимербетон можно довольно быстро и легко восстановить и при необходимости откорректировать его форму. Данная процедура производится посредством специально предназначенной реставрационной смеси.

Прочность. Полимербетон отличается высокими характеристиками прочности. Соответственно, все изделия, которые изготавливаются из данного материала, обладают расширенными эксплуатационными свойствами.

Гладкая поверхность. При этом стоит иметь в виду, несмотря на гладкую поверхность (на которой отсутствуют какие-либо шероховатости, дефекты и другие недостатки), она не является скользкой. В связи с этим полимербетон можно довольно быстро и легко очищать от любых загрязнений.

Разнообразие цветовой гаммы. В зависимости от ваших предпочтений и необходимостей вы можете выбрать полимербетон, который по своему внешнему виду повторяет мрамор, гранит, малахит и так далее. При этом отличить полимербетон от настоящего камня довольно трудно. Благодаря данной характеристике материала его можно использовать для самых разных целей. А также полимербетон отлично впишется практически в любой интерьер.

Возможность вторичной переработки. Таким образом остатки полимербетона не загрязняют окружающую среду. В первую очередь это связано с тем, что производство материала является безотходным.

В то же время стоит иметь в виду, что даже несмотря на наличие такого большого количества достоинств, полимербетон не является идеальным материалом, он обладает и рядом недостатков. Так, к минусам можно отнести следующие:

легкая воспламеняемость;
относительно высокая стоимость (по сравнению с обычным бетоном).

Достоинства материала значительно превышают его недостатки.

Виды полимерного бетона

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

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

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

Полимербетон используется во многих строительных сферах:

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

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

Рецептура и состав

Содержание армирующего наполнителя никак не отражается на основной рецептуре бетона.

Вот примерное соотношение компонентов, рекомендуемое для приготовления смеси:

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

Свойства полимербетона

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

плотностью – 300-3000 кг/м3;
противостоянием на сжатие – от 50 до 110 МПа;
противостоянием на изгиб – от 3 до 11 МПа;
истиранием в пределах 0,02-0,03 г/см2;
температурным пределом – от 60 до 140 С;
упругостью – от 10 000 до 40 000 МПа;
коэффициентом теплопроводности – 0,05-0,85 Вт/м·К;
объемом поглощения влаги – 0,05-0,5%;

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

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

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

Технические характеристики

Главная особенность полимербетона заключается в том, что в нем вместо обычного цемента используются разного типа полимерные вещества (синтетические смолы), которые определяют свойства и сферу применения материала.

Состав и структура

Смесь полимербетонная включает в себя три основных ингредиента:

Вяжущее – в его качестве могут выступать ненасыщенная полиэфирная, фурано-эпоксидная, фурфуролацетоновая, карбамидоформальдегидна смолы, эфир метиловый метакриловой кислоты и другие.
Наполнитель грубодисперсный – это могут быть песок и щебень.
Наполнитель молотый – андезитовая, кварцевая мука, графитовый порошок.

Для производства полимербетона применяют щебень скальных пород величиной до 40 миллиметров. Если размер частиц не больше 20 миллиметров, то весь объем берут фракции 10-20 миллиметров. При выборе наполнителя фракции в 40 миллиметров, с целью повышения прочности материала берут две фракции: величиной 10-20 и 20-40 миллиметров.

Зерна кварцевого песка должны быть не более 5 миллиметров. Песок должен быть чистым и высушенным, без глины или пыли в составе. За счет введения в состав молотого наполнителя уменьшают расход дорогостоящих смол – в вяжущее добавляют минеральную муку фракцией до 0.15 миллиметров. Если в смеси планируется использовать карбамидоформальдегидную смолу, к указанным компонентам обязательно добавляют строительный гипс.

Кроме того, в производстве полимербетона можно также использовать пигменты, ПАВ, антисептики, антипирены и иные добавки, позволяющие улучшить качество итогового материала.

В качестве ПАВа чаще всего выступает древесная омыленная смола, которая дает возможность повысить теплоизоляционные характеристики готового материала.

Класс материала в зависимости от тяжелого наполнителя и плотности:

Супертяжелый – 2500-4000 кг/м3.
Тяжелый – 1800-2500 кг/м3.
Легкий – 500-1800 кг/м3.
Суперлегкий – меньше 500 кг/м3.

Тяжелые полимербетоны используют в строительстве в создании фундаментов, нагруженных несущих конструкций. Из более легких делают разнообразные элементы, предметы.

ГОСТ

Параметры всех бетонных растворов определяются по ГОСТу 7473. Состав смесей регламентирует ГОСТ 27006, показатель плотности – ГОСТ 27005, объем пластификаторов и разнообразных химических добавок определяет ГОСТ 24211.

Стандарты, которые применяются в отношении смол (вяжущего компонента):

Карбамидоформальдегидная смола – нормы прописаны в ГОСТе 14231-78.
Фурфуролацетоновая смола (ФАМ) обязательно должна соответствовать ТУ 6-05-1618-73.
Мономер метилметакрилат регламентируется ГОСТом 16505.
Фурано-эпоксидная смола – по ТУ-59-02-039.13-78.

Характеристики, состав, технология изготовления

Чтобы получить качественный архитектурный бетон своими руками, надо знать требования, которым он должен соответствовать. Его характеристики зависят от технологии и от компонентов, использованных для производства. Для этого материала свойственна:

белизна, она должна находиться в определенных пределах: от 68 до 85%;
время схватывания смеси — максимум 15 часов до набора номинальной прочности;
прочность на сжатие: после трех суток 39 МПа, через 4 недели — 59 МПа;
морозостойкость: минимальная — F100.

Интересная особенность архитектурного бетона — большая прочность и скорость схватывания белых или цветных растворов.

Состав архитектурного бетона

Его состав от компонентов простой цементно-песчаной смеси отличается не слишком сильно.

Главный вяжущий ингредиент любого бетона — портландцемент. Для изготовления этой его разновидности используют белый либо светло-серый материал, но последний — гораздо реже. Марки — М400 либо М500. Серый цемент приобретать нежелательно: изделие получится блеклым. Примеси, комки не допускаются. В исключительных случаях используют белый цемент М600 либо М700.
Чаще в качестве наполнителя выступает кварцевый песок, иногда — мраморная, гранитная крошка или стеклянный порошок (5%). В самых крайних случаях добавляют мелкофракционный щебень определенного цвета, гальку, гравий, ракушки. Задача наполнителей — обеспечение нужного оттенка, фактуры, прочности.
Модификаторы. В роли присадок используют пластификаторы (0,5%), гидрофобизаторы, противоморозные добавки, замедлители/ускорители затвердевания.
Пигменты дают возможность получить изделие любого цвета. Их обычно вводят в состав бетона на этапе замешивания раствора.
Армирующие добавки, обычно фиброволокна (600 г на 1м3). Они значительно повышают прочность конструкций.
Вода, очищенная, без примесей.

На соотношение всех компонентов влияет вид будущих изделий, их требуемые качества, условия эксплуатации (помещение, улица), марка цемента, а также тип формовки. Пропорции, использующиеся чаще всего, таковы:

цемент (М500) — 1 часть;
вода — 2;
песок — 3.

Процент содержания красителя — 2-5. Для получения насыщенного цвета добавляют максимальное количество (5%). Иногда пигменты вовсе не добавляют, а окрашивают уже готовые бетонные конструкции. Так делают, когда хотят обеспечить их максимальную прочность.

Различные модификаторы вводят в таком количестве, которое рекомендовано производителем используемого материала. Специальные сухие смеси для изготовления архитектурного вида бетона можно купить готовыми.

Архитектурный бетон своими руками

Если запланировано изготовление малых форм, которые не потребуют значительного количества смеси, то сделать архитектурный бетон своими руками можно без особых проблем. Технология изготовления этого строительного материала мало отличается от приготовления обычного серого раствора.

Сухие ингредиенты просеивают через сито с мелкими ячейками (1,5х1,5 мм). Цемент (в сухом виде) тщательно смешивают с песком.
Затем добавляют другой наполнитель, пигмент, модификатор, фиброволокно. Сухой состав перемешивают до получения абсолютной однородности.
В центре емкости делают углубление, в которое небольшими порциями вливают воду. Смесь доводят до требуемой консистенции.

Качество полученного раствора проверяют простым способом: берут немного раствора, затем сжимают его в кулаке. Если между пальцами появилась вода, то досыпают небольшое количество песка. Когда после разжимания кулака раствор кажется слишком рыхлым, или вовсе старается рассыпаться, маленькими порциями добавляют воду.

Приготовленный раствор заливают в формы. Чтобы предотвратить образование пустот, его уплотняют. Дальнейшие работы можно продолжать спустя 48 часов, однако для полного набора прочности бетону требуется не менее 28 суток.

Достоинства материала

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
Устойчивость материала к агрессивным веществам, химическим реагентам, позволяющая применять полимербетон в различных областях без защиты поверхности с помощью специальных покрытий.
Возможность восстановления поврежденных механическим путем участков композитного массива с использованием реставрационной смеси.
Повышенные прочностные характеристики при относительно небольшой массе композита, позволяющие производить различную продукцию, с расширенными эксплуатационными свойствами.
Отсутствие шероховатости на идеально гладкой, абсолютно не скользкой поверхности материала. Такое свойство позволяет искусственному камню длительное время оставаться чистым, а, при необходимости, различные загрязнения несложно удаляются с поверхности материала.
Расширенная цветовая гамма полимерного бетона, имитирующего природный мрамор, малахит, гранит. Созданный искусственный камень сложно отличить от настоящего, что позволяет обеспечить широкую сферу применения композита.
Возможность вторичной переработки, использования при изготовлении технологических отходов, что значительно снижает себестоимость продукции, выпускаемой в условиях безотходной технологии.

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

Вывод

Полимербетон – более современный материал, в отличие от традиционных цементных составов. Помимо своих полезных характеристик, он уникален тем, что может послужить отличным способом использования вторичного пластика.

Количество отходов на нашей планете колоссальное, а использование их в бетоне – отличная идея утилизации.

Возрастающие темпы строительства и, соответственно, нарастающие объемы потребления полимербетона могут наладить использование пластиковых отходов в строительных технологиях не только в кустарных, но и промышленных масштабах.

Зная, как смешивать компоненты и обладая соответствующим оборудованием, вполне возможно изготовить полимерцементный раствор в домашних условиях.

Полимербетон – что это такое и как сделать своими руками: Состав смеси

Состав