≡×МЕНЮ

• Інтер'єр
• Вікна
• Стіни
• Проекти
• Будівлі

Бетонна суміш мінеральна в'яжуча поліефірна смола. Полімерні добавки до бетону. Прозорий бетон: деякі особливості

Полімербетон (який також називають литьовим або штучним каменем, полімерцементом, бетонополімером та пластбетоном) є альтернативним видом бетонної суміші, в якій замість стандартної сполучної речовини використовується полімер (синтетична смола). Завдяки цьому компоненту і дешевшим мінеральним заповнювачам, склад відрізняється високою волого- і морозостійкістю, але при цьому ціна ливарного каменю нижча. Розглянемо докладніше: полімербетон – що це таке і чи справді цей матеріал варто використовувати в будівництві як заміну звичного бетону?

Щоб відповісти на це питання, в першу чергу визначимо, які компоненти включає пластбетон.

Склад полімербетону

Левову частку складу полімерцементу займає заповнювач і додається він відразу двох видів:

• Молотий – тальк, графітовий порошок, андезитове борошно, мелений базальт, слюда та інша сировина.
• Грубодисперсний – гравій, щебінь, кварцовий пісок.

Важливо! При виробництві ливарного каменю не можна використовувати металевий пил, цементне вапно та крейду.

Як «скріплюючий» складовий використовується смола:

• фурано-епоксидна (має відповідати вимогам ТУ 59-02-039.13-78);
• фурфуролацетонова (ФАМ), що відповідає стандартам ТУ 6-05-1618-73;
• карбамідоформальдегідна (відповідає нормам ГОСТ 14231-78);

Щоб скріпити заповнювач часто використовують поліефірну смолу, так як вона коштує дешевше за інших. Також допускається використання мономеру метилметакрилату (складного метилового ефіру), що відповідає стандартам ГОСТ 16505.

Крім цього у складі ливарного каменю присутні затверджувачі, пластифікуючі добавки та фарбувальні компоненти. Вони також повинні відповідати вимогам до хімічних добавок (ГОСТ 24211).

Залежно від тієї чи іншої кількості та типу компонентів можна отримати полімербетон різної якості.

Різновиди полімербетону

Залежно від того, який заповнювач (а точніше його фракція) ви додали до розчину ливарного каменю, можна отримати матеріал як для створення легень декоративних елементів, і для спорудження найбільш потужних конструкцій.

Виходячи з цього, розрізняють такі класи полімербетону:

1. Надважкий. Щільність такого бетону становить від 2,5 до 4 т/м3. Як заповнювач для надважкого будівельного матеріалувикористовують компоненти розміром не менше 2-4 см. Такий тип бетону використовується для будівництва конструкцій, на які чиниться великий тиск. несучі конструкції, фундамент).
2. Тяжкий (щільністю від 1,8 до 2,5 т/м 3). Такий пластбетон конструкційного типу підходить для виготовлення декоративного ливарного каміння, що імітує мармур та інше дороге каміння. Розмір наповнювача важкого полімербетону не повинен перевищувати 2 см.
3. Легкий. Так як щільність такого матеріалу становить 0,5-1,8 т/м 3 , його зазвичай відносять до бетонів конструкційно-теплоізоляційного класу. Бетонополімер цього типу відрізняє високими показникамизаощадження тепла. Заповнювач для його приготування використовується такої ж фракції, як і для важкого полімербетону, змінюється лише його кількість.
4. Надлегкий. Щільність такого складу становить від 0,3 до 0,5 т/м 3 тому він використовується для теплоізоляційних робітта при зведенні внутрішніх перегородок. Як наповнювач найчастіше виступають різні стружки, перлити, пробка і полістирол з фракцією не більше 1 см.

Корисно! Найчастіше полімербетон використовують для виготовлення: кухонних стільниць, раковин, підвіконь, колон, сходів, пам'ятників, камінів, фонтанів, підлог, ваз та багато іншого.

Також існує самий легкий штучнийкамінь, із заповнювачем розміром не більше 0,15 мм. Такий матеріал знайшов застосування у виробництві декоративних елементів.

Властивості полімербетону

Якщо порівнювати бетонополімер зі звичайним бетоном, то варто відзначити той факт, що за багатьма своїми характеристиками склад з додаванням смол обходить звичні суміші. Полімербетон має такі властивості:

• щільністю - 300-3000 кг/м3;
• протистоянням на стиск – від 50 до 110 МПа;
• протистоянням на вигин - від 3 до 11 МПа;
• стиранням в межах 0,02-0,03 г/см 2 ;
• температурною межею – від 60 до 140 0 С;
• пружністю - від 10 000 до 40 000 МПа;
• коефіцієнтом теплопровідності – 0,05-0,85 Вт/м·К;
• обсягом поглинання вологи – 0,05–0,5%;

Характеристики міцності полімербетону в 3-6 разів перевищують показники звичайного бетону. Те саме стосується і міцності на розтяг, яка у бетонополімеру майже в 10 разів вища.

Також варто врахувати хімічну пасивність сучасного бетонного складу, що визначається за ГОСТ 25246-82. З цього нормативного документа випливає, що при 200 0 С за Цельсієм хімічна стійкість компонентів бетонополімеру до азотної кислоти буде не менше 0,5%, а до соляної кислотиаміаку або розчину кальцію не менше 0,8%.

Виходячи з цього, можна зробити висновок, що полімербетон до складу якого входять смоли має всі необхідні для будівництва різних об'єктів якості.

Переваги та недоліки ливарного каменю

Полімерцемент часто застосовується при зведенні конструкцій, які не можна виготовити зі звичайного бетону через його крихкість. Завдяки полімерному складу, споруди будуть менш схильні до деформацій або руйнувань.

Крім цього полімербетон має наступні переваги:

• Завдяки високій водонепроникності та стійкості бетонополімеру до перепадів температурних режимів, на поверхні готового виробу краплі води практично відразу випаровуються, внаслідок чого не відбувається утворення тріщин та інших дефектів.
• Поверхня полімерцементу залишається гладкою протягом усього терміну експлуатації, завдяки чому вироби з полімербетону не брудняться.
• Різноманітність кольорів дозволяє створювати з цього матеріалу вироби, стилізовані під дорогі натуральні породи(граніт, мармур та інші).
• Матеріал піддається переробці з можливістю повторного використання бетонополімеру.
• Конструкції з цього легкого бетонуне потребують додаткової обробки.

Якщо говорити про недоліки сучасного матеріалу, то варто виділити такі мінуси:

• Горючість полімербетону.
• Високу вартість деяких сполучних компонентів (проте якщо ви використовуєте як заповнювач мелену муку, то витрати значно скоротяться).
• У продажу не завжди можна знайти все потрібне для виробництва такого складу.

Говорячи про виробництво полімербетону, варто розглянути можливі варіантивиготовлення такого бетону.

Способи виробництва ливарного каменю

Процес виготовлення бетонополімеру може бути безперервним чи періодичним.

Безперервне виробництво

У цьому випадку ми говоримо про велике виробництво, для якого потрібно придбати відповідне обладнання:

• Вібростол.
• Мішалку.
• Компресорну систему із пістолетом.
• Силіконові матриці.
• Витяжку.
• Шліфувальні та полірувальні машини.

Щоб придбати все необхідне доведеться витратити близько 250 000 рублів. Навіть якщо врахувати, що частину обладнання ви виготовите самотужки, найдорожчі інструменти доведеться купувати. Тому ми не зупинятимемо на цьому способі виробництва і розглянемо більш доступну технологію.

Виготовлення полімерцементу в домашніх умовах

Знаючи, що таке полімербетон, стає очевидно чому найчастіше для виробництва стільниць та декоративних елементів для заміської ділянкиВикористовується саме цей матеріал. На щастя для його домашнього виробництва вам не знадобиться спеціалізованого обладнання.

Щоб виготовити полімерцемент своїми руками:

1. Промийте та очистіть заповнювач. Після цього висушіть його, поки вологість щебеню або гравію не становитиме 0,5-1%. Якщо використовувати вологий заповнювач, міцність готового виробу знизиться.
2. Просійте пісок і видаліть із нього домішки.
3. Засипте в бетонозмішувач спочатку щебінь, потім пісок і заповнювач і перемішуйте компоненти протягом 2 хвилин.
4. Додайте воду і знову перемішайте.
5. Розм'якшіть сполучний компонент (смолу) за допомогою розчинника або просто розігрів тверду масу.
6. Додайте в смолу пластифікуючу добавку, стабілізатори та інші компоненти. Перемішайте окремо від заповнювача протягом 2 хвилин.
7. Додайте затверджувач.
8. Перемішайте всі складові не менше 3 хвилин, поки не отримаєте сметаноподібну суміш.
9. Залийте отриману суміш у змащену парафіном матрицю або підготовлену опалубку. Намагайтеся заливати відразу той обсяг складу, який повністю заповнить форму. Полімербетон дуже швидко схоплюється, тому діяти потрібно швидко.
10. Розрівняйте поверхню та ущільніть суміш на вібростолі.
11. Зачекайте на добу і витягніть готовий виріб з матриці.

На цьому виробництво полімербетону вважатимуться завішеним.

Post Views: 23

Сучасні потреби будівельної промисловості сприяють появі нових і досконалих матеріалів. Так, полімерний бетон в Останнім часомстав завойовувати велику популярність. Про цей унікальний склад ми розповімо вам далі.

Властивості

Історична довідка

Як ми вже говорили, цей матеріал інноваційний. Однак існує доказ того, що його використовували кілька тисяч років тому під час будівництва єгипетських пірамід. Зрозуміло, йдеться лише про таку технологію.

Блоки, з яких будували піраміди, складалися з наступних компонентів: мулу з річки Ніл, вапняку, гравію, повіреної солі, золи та подрібненого вапна. В результаті вони змогли простояти стільки часу, не вкрившись тріщинами. При цьому на них не утворилася так звана засмага (будь-який природний камінь покривається ним з часом).

Переваги

Тепер настав час познайомитися з перевагами цього ноу-хау:

• . Навіть різання залізобетону алмазними коламинасилу впорається зі своїм завданням.
• Тривалий термін життя. Значно вище, ніж у його предка.
• Дуже низька усадка в процесі висихання.
• Висока міцність на стиск. Це дозволяє витримувати величезні навантаження.
• Стійкість до практично будь-яких кислот.
• Технологія полімерного бетону солідно відрізняється від усіх відомих. Справа в тому, що при його виробництві використовуються виключно екологічно чиста сировина.

Цікаво: проникність цього матеріалу можна порівняти з натуральним гранітом. На сьогоднішній день тільки він може похвалитися такою гідністю.

• Полімер бетонні виробимають низький рівень виділення парникових газів.
• Спокійно витримує температурні перепади. Він зберігає всі свої властивості навіть за нагрівання до 1300 градусів.
• Не стирається з часом і не кришиться.

Серед усього цього різноманіття переваг затесався і один недолік - висока ціна. Однак у майбутньому, напевно, ситуація зміниться. Справа в тому, що це нова технологія, Отже, протягом деякого часу її вартість буде значно знижена.

Технічні характеристики

Шалений зростання популярності пов'язаний з тим, що полімерцементний бетон має дуже високими характеристиками, які залишають поза справ всіх його основних конкурентів. Ознайомимося і з ними:

Найменування характеристики	Значення
Морозостійкість (кількість циклів)	300
Коефіцієнт водопоглинання за добу (%)	Не більше 0,1
Стирання (г/см2)	0,02
Міцність (кгс/см2) При стисканні При розтягуванні	900–100075–85
Пористість (%)	1–1,5
Лінійне усадження (%)	0,3–1
Міра повзучості (кв.см/кг)	0,4–0,5
Стійкість до старіння (бали)	3–4

Важливо! Представлені вище значення контролюються будівельною нормою 525-80 від 01.01.81 р.

Також варто представити вашій увазі та хімічну стійкість до різних речовин:

З даних таблиці видно, що цей матеріал відповідає всім нормам хімічної стійкості. Значить, полімерний захистбетонних підлог несе у собі високу ефективність. Тому цю технологію досить часто застосовують у промисловості.

Готуємо

Тепер розглянемо як самостійно приготувати полімерний бетон. Насправді це проста процедура, яка вимагатиме від вас лише суворо дотриматися пропорції.

складові

Розглянемо, що нам знадобиться:

1. Гідроксид калію. Це гігроскопічні кристали без кольору та запаху. Вони миттєво розпливаються на повітрі, тому їх обов'язково зберігають у вакуумній упаковці та дістають перед використанням.

Ця речовина дуже агресивна, тобто сильно впливає на слизову та шкіру. Тому інструкція пропонує одягати засоби захисту (окуляри, рукавички, респіратор) при роботі з ним. В іншому випадку великий ризик ураження, особливо очей.

1. Рідке скло(напевно багато хто з нас, прочитавши це словосполучення, подумає про елемент, яким заповнюються наші вікна). Насправді це безбарвні кристали без будь-якого запаху. Складаються вони з кремнієвої кислоти та лужного калію.

Купити його можна у найближчому сільськогосподарському магазині. Справа в тому що рідке склоДосить часто застосовують садівники для того, щоб удобрювати різні культури.

1. Летюча зола. Цей інгредієнт можна отримати самостійно (якщо спалити кілька твердого палива) або купити готовий в господарському магазині. Фахівці стверджують, що додавання золи робить полімерасфальтобетон на 75% міцнішим і довговічнішим.
2. Охолоджена вода кімнатної температури. Вона не повинна містити будь-яких домішок. Якщо додаєте водопровідну воду, їй необхідно дати відстоятися деякий час.
3. Крім цього можна використовувати якісь добавки (наприклад, шлак або барвник). Це потрібно для того, щоб отримати привабливу текстуру та покращити характеристики суміші.

Інструменти

Тепер розглянемо, які знаряддя праці вам знадобляться:

• Вже згадані засоби захисту.
• Тара для змішування інгредієнтів (бажано скляна).
• Лопатка із дерева для перемішування.
• Електронні ваги. Пам'ятайте про те, що дуже важливо дотриматися всіх пропорцій. Якщо йдеться про невелику кількість розчину, то підійдуть прості кухонні ваги.
• Форма для виливки.

Секрети приготування

Настав час відповісти на питання, як зробити полімерний бетон своїми руками.

Отже, для приготування 1 літра суміші дотримуємося наступних пропорцій:

1. Гідроксид калію – 160 г.
2. Рідке скло – 200г.
3. Попеля – 540 р.
4. Вода – 100 мл.
5. Шлак (він потрібен для надання особливої ​​міцності, додавати його не обов'язково) – 300 г.
6. Спеціальний цемент для полімерного бетону – 20% загального обсягу.
7. Добавки за бажанням (їх витрата повинна бути вказана на упаковці).

Важливо! При змішуванні суміш нагріватиметься через виділення Вуглекислий газтому не лякайтеся.

Змішування інгредієнтів необхідно проводити у такому порядку:

1. Наливаємо в ємність чисту воду.
2. Додаємо до неї цемент.
3. Потім насипаємо золу, шлак та рідке скло в рівних частках.
4. Після чого досипаємо залишки компонентів.
5. Тепер використовуючи будівельний міксерпотрібно все ретельно перемішати. Пам'ятайте, що маса повинна вийти ідеально однорідною. В іншому випадку полімер бетон не вийде міцним.
6. Отриману суміш можна переливати у форму чи опалубку для застигання.

Повністю застигне вона лише за 3 тижні. Тільки після цього терміну можна проводити будь-які операції з нею, наприклад, алмазне бурінняотворів у бетоні.

Варто зауважити, що експерименти щодо створення ідеальних пропорцій ведуться й донині. У цьому люди часто починають самостійно змінювати рецепти. Тому можете самі спробувати себе в цьому шляху.

Післямова

Ось тепер ви знаєте що таке полімерний бетон. Однак, якщо вам залишилися неясними будь-які нюанси, то немає підстав для розладу ( .

У представленому відео в цій статті ви знайдете додаткову інформацію на цю тему, що дозволить вам краще в усьому розібратися.

→ Бетонна суміш

Технологія виробництва виробів із полімербетону

Відповідно до розробленої та прийнятої класифікації за складом та способом приготування П-бетони поділяють на три основні групи:
- полімерцементні бетони (ПЦБ) – цементні бетони з добавками полімерів;
- бетонополімери (БП) – цементні бетони, просочені мономерами чи олігомерами;
- Полімербетон (ПБ) - бетони на основі полімерних сполучних. Полімерцементні бетони (ПЦБ) є цементними.
бетони, при приготуванні яких до бетонної суміші додають 15 – 20 %, у перерахунку на суху речовину, полімерні добавки у вигляді водних дисперсій або емульсій різних мономерів: вініл ацетату, стиролу, вінілхло-риду та різні латекси С КС-30, С КС- 50, СКЦ-65 та ін.

Полімерцементні бетони мають високу адгезію до старого бетону, підвищену міцність в повітряно-сухих умовах, підвищену водонепроникність і водостійкість. Полімеррозчини не містять у своєму складі великого щебеню, а полімерні мастики містять лише мінеральне борошно.

Раціональними областями застосування таких бетонів є зносостійкі покриття підлог за сухих умов експлуатації, реставрація бетонних конструкцій, ремонт аеродромних покриттів, розчини кладкита ін. При виробництві підлог у полімерцементні бетони та розчини допускається введення різних барвників.

Бетонополімери (БП) являють собою цементні бетони, поровий простір яких повністю або частково заповнено отвержден-ним полімером. Заповнення порового простору цементного бетону здійснюється шляхом просочення його низьков'язкими олігомерами, що полімеризуються, мономерами або розплавленою сіркою. Як просочуючі олігомери застосовують поліефірну смолу типу ГТН-1 (ГОСТ 27952), рідше епоксидну ЕД-20 (ГОСТ 10587), а також мономери метилметакрилат ММА (ГОСТ 20370) або стирол. Як затверджувачі синтетичних смол використовуються: для поліефірної смоли ПН-1 - гіперіз ГП (ТУ 38-10293-75) і нафтенат кобальту НК (ТУ 6-05-1075-76); для епоксидної ЕД-20 – поліетиленполіамін ПЕПА (ТУ 6-02-594-80Е); для металме-такрилату ММА – систему, що складається з технічного диметиланіліну ДМА (ГОСТ 2168) та перекису бензоїлу (ГОСТ 14888); для стиролу (ГОСТ 10003) – органічні перекису та гідроперекису, або азосполуки з прискорювачами типу нафітенат кобалбіту, диметиланілін. Стирол також самополімеризується за підвищених температур.

Виготовлення БП виробів або конструкцій включає наступні основні операції: бетонні та залізобетонні вироби висушують до 1% вологості, поміщають у герметично щільний контейнер або автоклав, де їх вакуумують, потім в автоклав заливають мономер або олігомер, виробляється просочення, після чого шар, що просочує, зливається. Полімеризацію мономеру або олігомеру в поровому просторі бетону проводять у цій же камері або автоклаві шляхом нагрівання або - радіаційним способом радіоактивним С 60. При термокаталітичному способі затвердіння мономери або олігомери вводять затверджувачі та прискорювачі. Залежно від необхідних умов продукт просочують повністю або тільки поверхневий шарна глибину 15-20 мм.

Час просочення бетону визначається габаритними розмірамивироби, глибиною просочення, в'язкістю мономеру чи олігомеру. Час термокаталітичної полімеризації при температурі 80-100 ° С становить від 4 до 6 годин.

Схема заводу з виробництва бетонополімерних виробів показано на рис. 7.4.1.

Бетонні та залізобетонні вироби, що пройшли сушіння в камерах (12), подаються мостовим краном (1) в резервуар для просочення (10) , в якому відбувається вакуумування виробів та подальше просочення. Потім виріб надходить на полімеризацію в ємність (3), і далі заполімеризовані вироби надходять на майданчики для витримування (14).

Мономери та каталізатори зберігаються в окремих ємностях (7,9). Для уникнення мимовільної полімеризації компонентів та просочувальних сумішей їх зберігають у холодильниках (11).

БП мають багато позитивними властивостями: при міцності вихідного бетону (40 МПа) після повного просочення мономером ММА міцність підвищується до 120-140 МПа, а при просоченні епоксидними смоламидо 180-200 МПа; водопоглинання за 24 години становить 0,02-0,03%, а морозостійкість зростає до 500 циклів та вище; значно зростає опір стирання та хімічна стійкість до розчинів мінеральних солей, нафтопродуктів та мінеральних добрив.

Мал. 7.4.1. Схема заводу з виробництва бетонополімерних виробів: 1 – крани; 2 – резервуар для гарячої води; 3 – полімеризатор; 4 – допоміжні приміщення; 5 – вакуум-насос; 6 – система подачі пари низького тиску; 7 – ємності для каталізатора; 8 – компенсаційні резервуари; 9 - резервуари для зберігання мономеру; 10 – резервуар для просочення; 11 – холодильники; 12 - сушильні камери; 13 – пост контролю; 14 – майданчики для витримування бетону

Раціональними областями застосування БП є: хімічно та зносостійкі підлоги промислових будівель та сільськогосподарських приміщень, напірні труби; опори ліній електропередач; пальові фундаменти, що використовуються в суворих кліматичних умовахта засолених ґрунтах та ін.

До основних недоліків БП відносяться: складна технологія їх отримання, що вимагає спеціального обладнання і, як наслідок, їхня висока вартість. Тому БП повинні застосовуватись у будівельній практиці з урахуванням їх специфічних властивостей та економічної доцільності.

Полімербетони (ПБ) являють собою штучні каменеподібні матеріали, одержувані на основі синтетичних смол, затверджувачів, хімічно стійких заповнювачів та наповнювачів та інших добавок без участі мінеральних в'яжучих та води. Вони призначені для застосування в несучих та ненесущих, монолітних та збірних хімічно стійких. будівельних конструкціяхта виробах в основному на промислових підприємствах з наявністю різних високоагресивних середовищ, виготовлення великогабаритних вакуумних камер, радіопрозорих, радіонепроникних та радіаційностійких споруд, для виготовлення базових деталей у станко- та машинобудівній промисловості та ін.

Полімербетони та армополімербетони класифікуються за видом полімерного сполучного, середньої щільності, виду арматури, хімічної стійкості та характеристикам міцності.

Склади, найбільш поширених у будівництві, полімербетонів та їх основні властивості наведені у табл. 7.4.1. та 7.4.2.

Полімеррозчини не містять щебеню, тільки пісок та мінеральне борошно.

Полімерні мастикинаповнені одним борошном.

Для приготування полімербетонів як сполучний найчастіше застосовують такі синтетичні смоли: фурфуролацетонову ФА або ФАМ (ТУ 59-02-039.07-79); фурано-епоксидну смолу ФАЕД (ТУ 59-02-039.13-78); ненасичену поліефірну смолу ПН-1 (ГОСТ 27592) або ПН-63 (ОСТ 1438-78 з ізм.); метилметакрилат (мономер) ММА (ГОСТ 20370); уніфіковану карбамідну смолу КФ-Ж (ГОСТ 1431); як отверджувач синтетичних смол використовуються: для фуранових смол ФА або ФАМ-бензолсульфокислота БСК (ТУ 6-14-25-74); для фурано-епоксидної смоли ФАЕД-поліетиленполіамін ПЕПА (ТУ 6-02-594-80Е); для поліефірних смол ПН-1 та ПН-63-гіпериз ДП (ТУ 38-10293-75) та нафтенат кобальту НК (ТУ 6-05-1075-76); для металметакрилату ММА-систему, що складається з технічного диметиланіліну ДМА (ГОСТ 2168) та перекису бензоїлу (ГОСТ 14888, з ізм.); для карбамідних смол КФ-Ж - солянокислий анілін (ГОСТ 5822).

Як великі заповнювачі застосовують кислотостійкий щебінь або гравій (ГОСТ 8267 і ГОСТ 10260). Як великі пористі заповнювачі застосовують керамзит, шунгізит і аглопорит (ГОСТ 9759, 19345 і 11991). Кислотостійкість перелічених заповнювачів, що визначається за ГОСТ 473.1, повинна бути не нижче 96%.

Як дрібні заповнювачі слід застосовувати кварцові піски (ГОСТ 8736). Допускається використання відсіву при дробленні хімічно стійких гірських порід із максимальною крупністю зерен 2-3 мм. Кислотостійкість дрібних заповнювачів, так само як і щебеню, повинна бути не нижче 96%, а вміст пилоподібних, мулистих або глиняних частинок, що визначаються відмучуванням, не повинен перевищувати 2%.

Для приготування полімербетонів як наповнювачів слід застосовувати андезитове борошно (СТУ 107-20-14-64), кварцове борошно, маршаліт (ГОСТ 8736), графітовий порошок (ГОСТ 10274 з ізм.), Допускається застосування меленого аглопориту. Питома поверхня наповнювача має бути в межах 2300-3000 см2/г.

Як водосполучна добавка при приготуванні полімербетонів на сполучному КФ-Ж застосовують гіпсове в'яжуче (ГОСТ 125 з ізм.) або фосфогіпс, який є відходом виробництва фосфорної кислоти.

Наповнювачі та заповнювачі повинні бути сухими з залишковою вологістю не більше 1%. Не допускаються до застосування наповнювачі, забруднені карбонатами, основами та металевим пилом. Кислотостійкість наповнювачів повинна бути не нижчою за 96%.

При необхідності полімербетони армують сталевою, алюмінієвою або склопластиковою арматурою. Алюмінієву арматуру застосовують переважно для полімербетонів на основі поліефірних смол з попереднім натягом.

Матеріали, що застосовуються, повинні забезпечувати задані властивості полімербетонів і задовольняти вимогам відповідних ГОСТів, ТУ та інструкцій з приготування полімербетонів (СН 525-80).

Приготування полімербетонної суміші включає наступні операції: промив заповнювачів, сушіння наповнювачів та заповнювачів, фракціонування заповнювачів, підготовку затверджувачів та прискорювачів, дозування компонентів та їх перемішування. Сушіння матеріалів здійснюється в сушильних барабанах, печах, термошкафах.

Температура наповнювачів та заповнювачів перед подачею до дозаторів повинна бути в межах 20-2 5 °С.

Смоли, затверджувачі, прискорювачі та пластифікатори перекачуються зі складу в ємності-накопичувачі насосами.

Дозування компонентів здійснюється ваговими дозаторами з точністю дозування:
смоли, наповнювачі, затверджувачі +- 1%,
пісок та щебінь +-2%.
Перемішування складових полімер бетонних сумішейвиробляють у дві стадії: приготування мастики, приготування полімербетонної суміші.
Приготування мастики здійснюють у швидкісному змішувачі, зі швидкістю обертання робочого органу 600-800 об/хв, час приготування з урахуванням завантаження 2-2.5 хв.

Приготування полімербетонних сумішей роблять у бетонозмішувачах примусового перемішування при 15°З вище.

Технологічний процес формування полімербетонних виробів складається з наступних операцій: чищення та мастила форм, встановлення арматурних елементів, укладання полімербетонної суміші та формування виробів.

Змащення металевих формздійснюють спеціальними складами у % за масою: емульсол -55...60; графітовий порошок – 35…40; вода -5… 10. Допускається застосування розчинів бітуму в бензині, силіконових мастил, розчину низькомолекулярного поліетилену в толуолі.

Для укладання, розрівнювання та загладжування суміші використовують бетоноукладачі. Ущільнення здійснюють на вібромайданчиках або за допомогою навісних вібраторів. Ущільнення виробів з полімербетонів на пористих заповнювачах здійснюють з привантаженням, що забезпечує тиск 0,005 МПа.

Тривалість вібрування призначають залежно від жорсткості суміші, але не менше ніж 2 хв. Ознакою хорошого ущільнення суміші служить виділення поверхні виробу рідкої фази. Більше ефективно ущільнення полімербетонних сумішей на низькочастотних вібромайданчиках з параметрами: амплітуда 2 – 4 мм та частота коливань 250 – 300 за хвилину.

Набір міцності полімербетонів у природних умовах (при температурі не нижче 15°С та вологості 60 – 70%) відбувається протягом 28 – 30 діб. З метою прискорення твердіння конструкції з полімербетону піддають сухому прогріву протягом 6 - 18 годин у камерах з паровими регістрами або аеродинамічних печах при температурі 80 - 100°С. При цьому швидкість підйому та зниження температури має бути не більше 0,5 – 1°С на хвилину.

Типова технологічна схема заводського виробництва виробів із полімербетонів представлена ​​на графіку (рис. 7.4.2).

Мал. 7.4.2. Технологічна схемавиробництва виробів із полімербетону на потоковій лінії. 1 – склад заповнювачів; 2 – бункери прийому щебеню та піску; 3 – сушильні барабани; 4 – дозатори; 5 – бетонозмішувач; 6 – вібромайданчик; 7 – камери термообробки; 8 – пост розпалубки; 9 – склад готової продукції

Приготування полімербетонної суміші відбувається у два етапи: на першому готують сполучну, змішуючи смолу, мікронаповнювач, пластифікатор і затверджувач, на другому – перемішують готове сполучне з великим та дрібним заповнювачами в бетонозмішувачах примусової дії. Сполучне готують змішуванням віддозованих мікронаповнювача, пластифікатора, смоли і затверджувача в турбулентному змішувачі, що безперервно працює. Час перемішування завантажених компонентів трохи більше 30 з.

Полімербетонну суміш готують послідовним змішуванням сухих заповнювачів (піску і щебеню), потім в бетонозмішувач, що безперервно працює, подають сполучне. Час змішування наповнювачів (сухої суміші) 1,5-2 хв; сухої суміші заповнювачів із сполучною – 2 хв; розвантаження полімербетонної суміші – 0,5 хв. Пісок та щебінь подаються до бетонозмішувачів – дозаторами. Змішувач повинен бути обладнаний термодатчиками та аварійним пристроєм для подачі води при раптовій аварії або при порушенні технологічного процесу, коли необхідно зупинити реакцію структуроутворення полімеру. 164

Полімербетонну суміш подають у бетоноукладач. підвісного типуз пересувним бункером та загладжуючим пристроєм, який рівномірно розподіляє полімербетонну суміш за формою виробу.

Ущільнюють полімербетонну суміш на резонансному вібромайданчику з горизонтально спрямованими коливаннями. Амплітуда коливань 0,4 -0,9 мм по горизонталі, 0,2-0,4 мм за вертикаллю, частота 2600 кол/хв. Час віброущільнення 2 хв.

Укладання та віброущільнення суміші проводять у закритому приміщенні, обладнаному припливно-витяжною вентиляцією. Одночасно з формуванням полімербетонних конструкцій формують контрольні зразки розміром 100X100X100 мм для визначення міцності полімербетону на стиск. На кожен виріб із полімербетону об'ємом 1,5 – 2,4 м3 виготовляють три контрольні зразки.

Термообробка полімербетонних виробів. Для отримання виробів із заданими властивостями в більш короткі терміни їх направляють за допомогою конвеєра для підлоги в камеру термообробки. Термообробку виробів проводять у печі аеродинамічного нагріву типу ПАП, що забезпечує рівномірний розподіл температури по всьому об'єму.

Після теплової обробки готові вироби автоматично переміщуються конвеєром у технологічний проліт, витягуються з форми та направляються на склад готової продукції. Форму, що звільнилася, очищають від сторонніх предметів і залишків полімербетону і готують до формування чергового виробу.

Контроль якості слід проводити, починаючи з перевірки якості всіх складових, правильного дозування, режимів перемішування, ущільнення та термообробки.

Основними показниками якості полімербетону, що готується, є температура саморозігріву після формування, швидкість наростання твердості бетону, його характеристики міцності, включаючи однорідність через 20 – 30 хв. Після вібраційного ущільнення полімербетонна суміш починає розігріватися до температури 35 – 40°С, а в масивних конструкціях- До 60 - 80°С. Недостатній розігрів полімербетону свідчить про незадовільну якість смоли, затверджувача або високу вологість наповнювачів і заповнювачів.

Для визначення контрольних показників міцності полімербетонів відчувають зразки відповідно до ГОСТ 10180 і інструкцією СН 525 - 80.

При виконанні робіт з виготовлення виробів і конструкцій з полімербетону необхідно дотримуватись правил, передбачених главою СНиП з техніки безпеки в будівництві, санітарні правилаорганізації технологічних процесів, затверджені Головним санітарно-епідеміологічним управлінням Міністерства охорони здоров'я та вимоги Інструкції з технології виготовлення полімербетонів (СР 52580).

Застосування бетону, виготовленого із цементу, обмежене. Полімерне сполучне, що визначає такі властивості виробів з полімербетонуяк, наприклад, хімостійкість та вібростійкість, дозволяють застосовувати полімербетонта конструкції з полімербетонутам, де традиційний бетон руйнуватиметься

Полімербетонвиготовляється наступним чином: зі сполучною (поліефірною смолою) поєднується пісок, вапняк, тальк, подрібнені відходи виробництва композиційних матеріалів, наприклад, склопластиків і т.д. Грубодисперсні наповнювачі в полімербетоні – щебінь розміром до 50 мм та пісок з розміром зерен до 5 мм. З метою зниження витратисполучного і вартості виробів, а також для регулювання їх властивостей в полімербетон вводять дрібнодисперсний наповнювач зрозміром частинок менше 0,15 мм (баритова, кварцова, андезитова мука та ін.). До складу полімербетону можуть входити такожпороутворювачі,ПАР, антипірени, барвники тощо.
За високого ступеня наповнення (70 - 80 %) виходять недорогі вироби з високими фізико-механічними характеристиками. Наповнювач, такий як пісок, надає виробам довговічність, стійкість до навантажень, що стирають, але сильно підвищує їх масу. При виробництві таких виробів необхідно вибирати смолу зі зниженою в'язкістю. Параметри виробництва повинні бути такими, щоб наповнювач був рівномірно розподілений за обсягом виробу, не осаджувався внаслідок різниці густин наповнювача та смоли. Також необхідна дегазація суміші для запобігання утворенню порожнин усередині виробу, які можуть призвести до зниження міцності. Недоліком виробів з полімербетону є неестетичний зовнішній вигляд, це унеможливлює використання цих виробів як декоративні елементи при оформленні приміщень і т.д.

Застосування полімербетону:

Облицювальні панелі;

Фундаменти під промислове обладнання;

Шумопоглинаючі конструкції;

Причальні кромки та хвилерізи;

Місткості для води;

Дренажні конструкції;

Дорожні бордюри та огорожі;

Залізничні шпали;

Сходи;

Реставрація та захист існуючих бетонних конструкцій;

Ємності та резервуари для хімічно активних речовин;

Дренажні каналізації хімічних підприємств.

Що за матеріал? Чим він відрізняється від звичних бетонних сумішей з погляду складу та споживчих властивостей? Чи можна приготувати полімербетон своїми руками? Де та як його використовують? Спробуємо знайти відповіді.

Що це таке

Визначення

Давайте з'ясуємо, що таке полімербетон? Ключова відмінність матеріалу, що цікавить нас, від звичайного бетону — в тому, що як сполучний замість портландцементу використовуються синтетичні смоли. Як правило, термореактивні; рідше – термопластичні.

Довідка: термореактивним називається полімер, в якому при нагріванні відбуваються незворотні хімічні зміни, що призводять до зміни його властивостей міцності або інших.
Простіше кажучи, після одноразового нагрівання пластик більше не плавиться при досягненні тієї ж температури.
Термопластичні полімери, навпаки, здійснюють фазовий перехід при кожному нагріванні.

Не варто плутати нашого героя з іншим матеріалом – полімерцементним бетоном. У нашому випадку полімери використовуються як єдиний сполучний. Полімерцементний бетон - це звичайний бетон на основі портландцементу, модифікований синтетичними добавками для надання йому будь-яких специфічних властивостей (підвищеної еластичності, зносостійкості, водонепроникності тощо).

Ключові властивості

Що заміна цементу на полімери дає з погляду споживчих якостей?

• Підвищена міцність на розтягування. Бетони на цементній основі мають відмінну міцність на стиск, а от згинальні або розтягують навантаження сприймаються арматурним каркасом.
• Знижену крихкість. Матеріал значно більше стійкий до ударних навантажень.
• Еластичність. Там, де бетонний моноліт лусне, полімербетонний лише трохи деформується.
• Водонепроникність. Портландцемент при сушінні дає значне усадження, що забезпечує пористу структуру бетону. На відміну від нього полімери після остаточного набору міцності зменшується в обсязі вкрай незначно; причому усадка призводить не до порізації, а невеликого зменшення лінійних розмірів готового виробу.

Уточнимо: для покращення теплоізоляційних якостей та зменшення ваги у ряді випадків при виробництві полімербетонних виробів практикується використання пористих заповнювачів.
У цій якості використовуються керамзитовий та перлітовий пісок.
Однак пори заповнювача не виходять на поверхню, а якщо так — водонепроникність не страждає.

• Морозостійкість. Власне, ця властивість прямо випливає з попереднього пункту: немає пір - немає і кристалізації води в них, що розриває матеріал під час заморожування.

• Підвищена зносостійкість. Полімерне сполучне банально міцніше цементного каменю на розрив; відірвати від нього частинку наповнювача значно складніше.
• Хімічну стійкість. І вона обумовлена ​​властивостями полімерів: більша частинасмол інертна до дії агресивних газів та рідин.

Застосування

Давайте вивчимо основні сфери застосування полімербетону.

Галузь застосування	Опис
Покриття підлоги	Тонке полімербетонне покриття з дрібнофракційним заповнювачем дозволяє модифікувати властивості основи, надавши йому підвищену зносостійкість та водонепроникність. Крім того, полімербетонні підлоги, як ми пам'ятаємо, відрізняються стійкістю до агресивних середовищ. Матеріал застосовується в приміщеннях та на відкритому повітрі(зокрема, як аеродромне покриття).
Меблі	Для потреб меблевого виробництваз нашого матеріалу виготовляються гарні та міцні стільниці, робочі поверхні; Нерідко полімербетонні плити використовуються як підвіконня.
Сантехніка	Раковини для кухонь та умивальники, виготовлені з полімербетону, вигідно відрізняються від металевих аналогів відсутністю шуму при падінні на них струменя води. Фаянс і порцеляна ж вони перевершують насамперед своїм зовнішнім виглядом, що імітує натуральний камінь.
Водостічні системи	Полімербетонні лотки і, головне, набагато довговічніші. Причина - у вже згаданій водонепроникності матеріалу: вода не руйнуватиме полімербетонний лоток, замерзаючи в його порах.
Шпаклівки	Смола з мінеральним наповнювачем після добавки затверджувача перетворюється на швидко схоплюючу і виключно міцну мастику. ефективний матеріалдля закладення тріщин та інших дефектів бетонних поверхонь.
Ритуальні послуги	Полімербетонні надгробні пам'ятники виглядають як мінімум не гірше за гранітні; при цьому їхня ціна помітно нижча, ніж у натурального каменю.

Виробництво

Нормативні документи

Матеріал, що обговорюється нами, вважається відносно новим і має закордонне походження; проте вивчення нормативних документів, За якими він виробляється, призведе до несподіваного відкриття. Інструкція з виробництва полімербетонів та виробів з них за номером СН 525-80 була прийнята у 1981 році та залишається актуальною до цього дня.

Давайте вивчимо основні тези документа. Для всіх виробів із полімербетону нормальним температурним режимом вважається діапазон від -40 до +80 градусів за шкалою Цельсія.

Уточнимо: якщо верхня межа обумовлена ​​можливістю застосування термопластичних смол, що розм'якшуються при нагріванні, то нижня — підвищеною крихкістю полімерів при заморожуванні.
Без ударних і взагалі механічних навантажень нижня межа експлуатаційної температури може бути безболісно збільшена до актуального в найсуворіших кліматичних зонах.

Сполучна

До складу полімербетону, згідно з текстом документа, можуть входити такі полімери:

Заповнювач

Як основний заповнювач використовується щебінь скельних порід. Застосування осадових порід (вапняку, черепашника тощо) не допускається: його невисока міцність на стиск суттєво погіршить експлуатаційні якостіпродукту.

Розмір фракції щебеню визначається, хоч як це звучить, його ж максимальним діаметром:

1. Якщо найбільший розмірне перевищує 20 мм, використовується одна фракція – 10-20 міліметрів.
2. У тих випадках, коли максимальний розмір досягає 40 мм, рекомендується використовувати дві фракції: 10-20 і 20-40 мм. Дрібний щебінь сприятиме щільнішому заповненню і, відповідно, підвищить підсумкову міцність матеріалу.

Зверніть увагу: для пористих заповнювачів (що вже згадувалися керамзиту та перліту) допустимо максимальний розмір 20 мм; використовуються дві фракції: 5-10 та 10-20 міліметрів.
При цьому процентний склад заповнювача ділиться між великою і дрібною фракціями щодо 60:40 відсотків за масою.

Крім великого, використовується дрібний (так званий зерновий) заповнювач. Зазвичай у ролі виступає кварцовий пісок — природний чи дроблений. Вимоги до нього в основному зводяться до відсутності домішок – пилу, мулу та глини, які здатні погіршити зчеплення між заповнювачем та сполучним.

Наповнювач

Крім мінерального заповнювача, до складу продукту входить мелений наповнювач - мінеральне борошно. Стандарт передбачає кілька варіантів.

Допускається використання перемеленого щебеню та кварцового піску. Для матеріалу, що готується на основі карбамідоформальдегідних смол, додатково використовується водно-сполучна добавка - будівельний гіпс (ГОСТ 125-70).

Приклад складу

Як зразок ми проаналізуємо склад важкого полимербетона з урахуванням фурано-эпоксидного сполучного ФАЭД. Джерелом інформації нам послужить той самий документ СН 525 -80.

Цікаво: БСК виконує одразу дві функції.
Вона служить каталізатором полімеризації (затверджувачем) та забезпечує дегідратацію (зневоднення) сировини.

БСК - ефективний та безпечний затверджувач з додатковою функціональністю.

Технологія

Як виглядає технологія полімербетону (точніше, його виготовлення) у промислових умовах?

1. Заповнювачі ретельно промиваються від усіляких забруднень. Як ми пам'ятаємо, вони можуть негативно зашкодити підсумковій міцності продукту.
2. Наступний етап - сушіння. Вологість заповнювача має перевищувати 1 відсотка; рекомендується дотримуватись масового вмісту води до 0,5%.
3. Розділені на фракції компоненти завантажуються у змішувач.
   Послідовність завантаження та проміжних операцій суворо регламентована:
   1. Завантажується щебінь.
   2. Додається пісок.
   3. Додається наповнювач.
   4. Суміш перемішується протягом 1-2 хвилин.
   5. Додається сполучна.
   6. Суміш перемішується 3 хвилини.
   7. Додається затверджувач.
   8. Перемішування протягом 3 хвилин і матеріал готовий до заливки.
4. на внутрішню поверхнюформи наноситься розділовий шар, який завадить полімербетону злипнути з нею. У цій ролі зазвичай використовуються парафін, машинне масло або технічний вазелін.
5. Форма заливається максимально рівномірно і наскільки можна без порожнин.
6. Останній етап - ущільнення суміші на вібростолі або за допомогою навібратора. Оптимальна амплітуда - 2-3 міліметри, частота - 3000 коливань за хвилину (50 Гц). Якщо суміш замішується і викладається у декілька прийомів, її ущільнення повторюється після кожної викладки.
   Сигнал до припинення на поверхні рідкої фракції матеріалу (зазвичай при цьому достатньо 2-3 хвилин).

Форму можна зняти з готового виробу через добу. Набір міцності при кімнатній температурізаймає від 20 до 60 діб. Втім, він може бути прискорений нагріванням до 60-80 градусів; температура піднімається і опускається зі швидкістю 0,5С на хвилину, щоб уникнути зростання внутрішніх напруг.

Як бачите, якихось особливих складнощів технологія виробництва не передбачає; за наявності сполучного, отверджувача, бетономішалки та вібростола виготовити полімербетон у домашніх умовах цілком реально.

Нюанс: очищати бетонозмішувач від залишків суміші доведеться виключно швидко.
Після добавки затверджувача схоплювання займає трохи більше години.

Обробка

Чим і як обробляються полімербетонні вироби? Чи можна їх шліфувати та клеїти?

Чим різати та свердлити цей матеріал?

• Для склеювання використовуються мастики та клеї на основі все тих самих синтетичних смол. Мастики, крім власне сполучного, містять кам'яне борошно.

На фото - поліуретановий клей білоруського виробництваз креативною назвою.

• Для шліфування підходить звичайний наждачний папір. Для полірування використовується повстяне коло; глянець можна навести з використанням пасти ГОІ (полірувальна паста розробки Державного оптичного інституту).

• Свердлити матеріал у принципі можна звичайними переможними свердлами по бетону; однак алмазне буріння отворів у бетоні з полімерним сполучним дає куди кращий результат. Краї отвору залишаються ідеально рівними, без сколів. Для отворів великого діаметра(наприклад, під змішувач у полімербетонній робочої поверхнідля кухні) використовується алмазна коронка.
• Ідеальний інструмент для різання - знову-таки алмазна пилка. Вона краща і для конструкцій, зовнішній вигляд яких не настільки важливий (різання залізобетону алмазними колами дозволяє зробити краї різу ідеально рівними і не змінювати коло при проходженні армування); у разі тієї ж стільниці неакуратний різ безнадійно зіпсує її зовнішній вигляд.

Алмазна пилка - ідеальний інструмент для різання матеріалу.

При обробці матеріалу в загальному випадкуварто уникати його сильного нагріву. Температура понад 120 - 150 градусів протипоказана термопластичному сполучному.

Висновок