Полимерные наполнители для цемента

Как сделать полимерный бетон своими руками — технология изготовления идеальной поверхности

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

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

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

Полимербетон — что это такое

Это смесь из полимеров,применяющаяся как связующий элемент, содержащий высокомолекулярные органические соединения, изменяющие структуру и свойства растворов из бетона. Полимербетон применяется в качестве заменителя известковых смесей и дополнения к портландцементам.

Преимущества и недостатки, использование в современном строительстве

По сравнению с бетонными растворами на основе цемента полимерный бетон обладает следующими преимуществами:

• быстрее затвердевает;
• имеет высокий уровень сцепления с любыми поверхностями;
• хорошую проницаемость;
• высокую степень сопротивления растяжениям и изгибам;
• повышенную износостойкость, прочность;
• устойчив к перепадам температур, ультрафиолету, кислотным воздействиям;
• экологически чистый, в его составе есть отходы строительных и сельскохозяйственных работ;
• имеет малый удельный вес;
• поглощает шумы и вибрации;
• легко разрезается.

В отличие от обычного бетона, максимально затвердевающего через месяц, полимербетон достигает наивысшего предела прочности спустя семь дней после изготовления.

Недостаток строительного материала – стоимость в сравнении с обычным бетоном.

Где используют

Полимерный бетон применяют в строительстве и дизайне. Этот пластичный материал используется:

• для наливных полов – защищают от влаги и сохраняют тепло,
• при ремонтах и проведении реставрационных работ на поверхностях из бетона,
• для облицовки стен и цоколя зданий,
• в системах водоотведения (дренажных),
• в оформлении лестниц, заборов.

Полимерные камни используют для постройки и ремонтов домов и квартир, создания мебели. Окрашенные после высыхания предметы декора – в дизайнерских проектах.

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

Достоинства материала

К преимуществам композитного состава относятся такие характеристики:

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

Как сделать своими руками?

Подготовительные работы

Для изготовления смеси необходимо определить, какие полимерные добавки в цемент будут использоваться. Кроме этого, следует подготовить дополнительные составляющие. Песок очищается от посторонних включений, гравий или щебенка промываются. Еще просеивается кварцевый песок. Для замеса смеси рекомендуется использовать бетономешалку, однако вместо нее можно использовать строительный миксер. На этом этапе приготовление завершено, можно приступать к замешиванию смеси.

Как готовятся полимербетонные растворы?

Сделать полимерный бетон своими руками несложно. Для этого рекомендуется следовать инструкции:

1. Соединить все компоненты, добавить воду и смешивать все на протяжении 2 мин.
2. Для размягчения связующего вещества используется растворитель.
3. В смолу ввести пластификатор, тщательно перемешать.
4. Добавить в смесь связующий компонент, а затем — затвердитель.
5. Повторно перемешать компоненты 3—5 мин.
6. Раствор готов. Проводить заливку необходимо сразу, потому что материал быстро застывает.

Как производится заливка?

В зависимости от того, какое назначение полимербетона, технология заливки будет отличаться. Для изготовления формового блока рекомендуется следовать такому алгоритму:

1. Приготовить форму, поверхность обработать техническим маслом.
2. Заполнить готовой композитной смесью емкость, поверхность тщательно разровнять.
3. Поставить форму на вибрационный стол или площадку, уплотнить раствор.
4. Оставить изделие высыхать на сутки.

Что такое полимербетон

Нередко строительные термины способны сбить с толку неспециалиста или начинающего строителя, любителя строить своими руками. На бытовом уровне к полимербетонам относят все виды строительных материалов, в составе которых имеется цемент, вода и полимерная смола.

На самом деле технология строительных полимеров разделяет такие материалы на несколько групп:

• Полимербетоны – смесевая композиция, в состав которой входит минеральный балласт или наполнитель, полимерное связующее, отвердитель, стабилизатор и адгезив, без использования цемента и воды;
• Полимерцементный бетон – материал, получаемый добавкой в состав материнского цементного раствора или бетона водорастворимой полимерной композиции;
• Бетонополимерные материалы представляют собой отвержденный бетонный или цементный камень, подвергнутый дополнительной обработке жидкими или в виде паров полимерами, обычно в состав жидкости входит стирол с катализатором, полимеризующийся в толще минеральной матрицы бетона.

Свойства полимербетона зависят от состава используемого связующего, смолы, наполнителя и способа приготовления. Такие материалы успешно применяют не только в строительстве, но и в машиностроении, в химической промышленности и даже при производстве бытовых вещей и мебели. Технология использования различных минеральных наполнителей для удешевления производства отливок из синтетических смол начала применяться в 80-х годах прошлого века, и в начале XXI века практически 80-90% изделий из пластика изготавливается по технологии полимербетона, в составе которого есть смола и тонкоизмельченный порошок балласта.

Для получения строительных марок полимербетона используют составы на основе пяти основных разновидностей синтетических смол:

• Фенолформальдегидные и карбамидоформальдегидные полимеры;
• Эпоксидные матрицы, в том числе модифицированные фурановыми смолами;
• Метакрилатные и поливинилацетатные полимеры;
• Фурфуролацетоновая матрица, или сокращенно ФАМ;
• Полиэфирная и полимочевинная смола.

В состав фурфуролацетоновых смол входят летучие вещества с очень неприятным запахом, способные вызывать удушье и головную боль, которые являются выраженными канцерогенами. Поэтому их используют только для получения полимербетона, консервации стальных конструкций трубопроводов и систем коммуникаций. Для жилых помещений чаще всего используются полимербетоны, в состав которых входят полиэфирные смолы, эпоксидные и метакрилатные олигомеры.

В составе полимербетона содержание смолы относительно небольшое, от 10 до 15%. Остальное представляет собой минеральный наполнитель – крошка из мрамора, молотая зола, дробленые доломиты, кальциты, гранулированный вермикулит, клинкер и обычный портландцемент. Достаточно редко в составе полимербетона используется смола с органическим наполнителем на основе модифицированных древесных волокон в смеси с рубленым базальтовым волокном.

Зачем менять обычный цементный раствор на полимербетон

Современные марки бетона на основе цемента и песка хорошо работают в огромных массивах, там, где статическая нагрузка постоянна и нет ударов, вибраций или сложных изгибающих моментов или сил кручения. Во всех остальных случаях приходится вводить в состав специальные добавки, использовать армирование дорогостоящим металлом, делать многослойные конструкции или полностью заменять цементные бетоны металлом или полимербетонами. В отдельных вариантах технологически проще отлить часть строительной конструкции из полимербетона, чем использовать армированный железобетон. Например, при строительстве продуктопроводов.

Если сравнивать характеристики полимербетонов с обычным бетоном, можно назвать пять преимуществ использования полимеров:

• В 3-4 раза выше прочность на изгиб, кручение и знакопеременную динамическую нагрузку. Смола в составе полимербетона заставляет материал вести себя подобно металлу;
• Наличие в составе полимеров обеспечивает низкое водопоглощение и высокую морозостойкость полимербетонных конструкций;
• Полимербетоны определенных марок, имеющие в составе тонкодисперсные частицы, обладают низкой теплопроводностью, при необходимости их можно использовать без утеплителя даже при изготовлении полов и перекрытий цокольного этажа, подвальных помещений;
• Хорошая обрабатываемость резкой, сверлением, без риска накола или образования трещин;
• Эпоксидные смолы в составе полимербетонов делают их инертными к химически активным веществам, органическим растворителям, бензину, маслу, хлорированным углеводородам, горячей и морской воде. В кораблестроении из полимербетонов изготавливают облицовку, полы, пайолы, защитные панели и элементы палубы.

Например, при изготовлении трубопровода используют полимербетон с добавкой поливинилового спирта или жидкого стекла. Спирт в составе бетона улучшает смачиваемость цементных зерен, удаляет воздух из межзернового пространства и помогает процессу гидратации. После отливки трубопровода за счет интенсивного связывания воды внутренняя поверхность бетонной трубы быстро пересыхает и покрывается трещинами. Чтобы сделать ее прочной, твердой и износостойкой, бетон обрабатывают жидким раствором полистирола в стироле. В результате получается поверхность, не уступающая по характеристикам и стойкости чугуну.

Сегодня стоимость полимербетона еще достаточно высока, поэтому о полной замене цемента в составе материала речи не идет, но по мере разработки новых смол перспектива перехода на полимербетон становится все более реальной.

Пенополистирольный компонент легких бетонов

• Гранулированный пенополистирол отличается от керамзитовых материалов меньшим весом и практически нулевым влагопоглощением, отличным теплосохранением. При этом он серьезно уступает им по стойкости к механическим нагрузкам.

• В частном строительстве легкий бетон чаще всего применяется для заполнения объемов одноэтажных каркасных домов. Наличие в бетонном растворе пенополистирольного компонента положительно отражается на уменьшении усадки при твердении.

В какой-то степени наполнителями могут считаться минеральные и полимерные присадки, сообщающие рабочему раствору заданные свойства: повышенную эластичность, влаго- и морозостойкость, замедленное или ускоренное твердение.