Полимерно бетонные изделия. Полимерный бетон – технические характеристики материала, достоинства

Бетонные смеси сегодня применяются на любой строительной площадке. Существует большое количество их разновидностей.

Если полимерный бетон нанести слоем 2 см, то через пару часов после сушки можно нанести на поверхности рисунки.

Сравнительно недавно появилась смесь, которая названа полимерным бетоном.

Его разновидность — геополимерный бетон. Что представляет собой полимерный бетон?

Характерное отличие этой бетонной смеси от других составов — добавление в нее в процессе изготовления органических высокомолекулярных соединений. Вяжущим веществом в такой смеси являются различные полиэфирные смолы: полиуретановая, метилметакрилатная, эпоксидная, поливиниловая и некоторые другие. В них добавляется отвердитель, различные катализаторы, растворители и другие компоненты.

Преимущества полимерного бетона

Геополимерный бетон имеет целый ряд преимуществ:

обладает высокой степенью сцепления с поверхностями любой фактуры и материала;
быстро затвердевает;
обладает большой проницаемостью;
имеет высокую степень сопротивления растяжению и изгибу;
отличается повышенной прочностью и износостойкостью;
устойчивость к перепадам температур и к воздействию кислот;
обладает экологической чистотой и малым удельным весом.

Недостаток этого материала — дороговизна.

Вернуться к оглавлению

Приготовление полимерного бетона

На сегодняшний день геополимерный бетон претерпевает стадию разработки, поэтому точной его рецептуры нет. Но приготовить — вполне выполнимая задача. Для этого придется немного поэкспериментировать.

В качестве различных добавок при замешивании используются ПВА, различные латексы и водорастворимые смолы. При высыхании полимерного бетона на его поверхности образуется твердая пленка. Она способна поглощать воду и разбухать, поэтому следует избегать повышенной влажности при изготовлении и использовании рабочей смеси. Влажность сыпучих компонентов не должна превышать 1%. Для достижения этого наполнители просушиваются в сушилках барабанного типа. Температуры сушки — 80-110°С. Перед замешиванием раствора их остужают до температуры окружающего воздуха.

Синтетические смолы, отвердители перед замешиванием подогревают до достижения температуры их плавления — 35-40°С. Оптимальное количество различных добавок для полимерной бетонной смеси устанавливается экспериментальным путем. Главное в этом процессе — помнить, что доля полимеров должна составлять около 20% от массы цемента.

Водорастворимые смолы при замешивании раствора вводятся небольшими дозами, не превышающими 2% от массы цемента. Смесь постоянно перемешивается. Лучше это делать с применением бетономешалки. Практика показывает, что наиболее качественный полимерный бетон получается при добавлении полиамидной и эпоксидной смол, и полиэтилен-полиаминового отвердителя.

Вернуться к оглавлению

Способы применения полимерного бетона

Такой материал может применяться для напыления и штамповки на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Делается это в такой последовательности:

Замешивается рабочий раствор.
При необходимости добавляется синтетический краситель.
Все перемешать до консистенции жидкой сметаны.
Смесь напыляется на поверхность с помощью штукатурного пистолета с расстояния 0,5-1 м.
Металлическую поверхность перед напылением нужно обезжирить.
Полимерный бетон при напылении наносится двумя слоями — базовым и финишным.

После напыления его на фанеру и другие пластичные материалы их можно гнуть и покрытие при этом не потрескается. Наносится полимербетон и на утеплитель. Он пригоден для обработки фасадов. Этот материал не дает потеков. Даже при помощи обычного малярного скотча легко можно создать простейший рисунок. Нужно полоски скотча произвольно наклеить на поверхность и покрыть ее тонким слоем раствора. После неполного высыхания бетонного покрытия липкая лента отрывается, рисунок остается.

Полимерный бетон, если его нанести слоем толщиной около 2 см, через пару часов можно проштамповать для получения рисунка. Делается это полиуретановыми штампами разной текстуры. С их помощью можно придать поверхности вид кирпичной кладки, а также оставить самые разнообразные орнаменты. Чаще всего штампованный полимерный бетон окрашивают. Это можно делать специальными морилками или красками для бетона на акриловой основе.

Материал используется для сооружения дорожек и террас, для отделки стен изнутри и снаружи здания, для заливки полов. Полимерным бетоном отделывают порталы каминов, лестницы, заборы, бассейны, бордюры дорожек. Из него можно отливать скульптуры для парков и садов. Почти все вольеры и скалы в Московском зоопарке выполнены из полимерного бетона.

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:

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).
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.
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.
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:

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.
Просейте песок и удалите из него примеси.
Засыпьте в бетономешалку сначала щебень, потом песок и заполнитель и перемешивайте компоненты на протяжении 2 минут.
Добавьте воду и снова все перемешайте.
Размягчите связующий компонент (смолу) с помощью растворителя или просто разогрев твердую массу.
Добавьте в смолу пластифицирующую добавку, стабилизаторы и прочие компоненты. Перемешайте их отдельно от заполнителя в течение 2 минут.
Добавьте отвердитель.
Перемешайте все составляющие не менее 3 минут пока не получите сметанообразную смесь.
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.
Разравняйте поверхность и уплотните смесь на вибростоле.
Выждите сутки и вытащите готовое изделие из матрицы.

На этом производство полимербетона можно считать завешенным.

Новые технологии постоянно вносят коррективы в строительную отрасль, предлагая инновационные материалы. Не так давно группу бетонов пополнил современный полимербетон. Он стремительно обретает популярность в нашей стране, поскольку прочнее и долговечней традиционного бетона и отличается красивым внешним видом. Называют его еще искусственным или литьевым камнем. Помимо строительства применяют полимерный бетон для изготовления мебели, сантехнических приборов, отливают из него интересные ландшафтные скульптуры, устраивают фонтаны и искусственные водопады.

Особенности и виды

Полимербетон - это одна из новых разновидностей бетонной смеси, в которой вместо цемента связующим компонентом являются полимеры. Композитный материал получают смешивая вязкую текучую синтетическую смолу с минеральными заполнителями. Добавляют в смесь также пластификаторы, красители, отвердители. В зависимости от используемого типа заполнителя и его фракции, применяемого вида вяжущего и назначения материала, различают несколько типов специального полимерного бетона.

Тяжелый полимербетон, в его составе содержится заполнитель крупной фракции (2 - 4 см). Он используется для изготовления конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам.
Теплоизоляционный. В качестве заполнителя применяют мелкие частицы (до 1 см) высокопористых материалов. Употребляется для теплоизоляции, подходит для возведения внутренних перегородок.
Конструкционный высокой плотности. Размер частиц заполнителя в смеси не превышает 2 см. Используется в строительстве. В эту группу входит также литьевой камень, имитирующий натуральные виды гранита, мрамора, оникса.
Конструкционно-теплоизоляционный. Показатель плотности данного типа полимербетона варьируется в диапазоне 0,5 - 1,5 т/м3. Фракция крошки заполнителя не более 2 см. Материал обладает хорошими показателями теплосбережения. Сфера применения: устройство фундаментных и стеновых конструкций.

Технология приготовления полимербетона

Для получения полимербетона в качестве скрепляющего вещества применяются полимеры, находящиеся до фазы затвердения в жидком состоянии (термопластичный или термореактивный тип материала). Наиболее распространенным продуктом считаются фурановые, эпоксидные, полиэфирные, фенолформальдегидные и карбамидоформальдегидные синтетические смолы.

ГОСТом в составе полимербетона в отличие от обычного бетона допускается использование заполнителя не только в виде крупных и мелких фракций, но и тонкодисперсных компонентов. Конкретный размер частиц заполнителя выбирают исходя из назначения полимерного бетона и выдвигаемых к нему требований. Для тяжелого бетона заполнителем служат крупные фракции щебня: 10-20 мм и 20 - 40 мм, для более легкого вида бетонной смеси - пористый керамзитовый гравий и аглопоритовый щебень.

В рецепте полимербетона в качестве мелкозернистого заполнителя присутствует кварцевый песок. В роли порошковых наполнителей применяют андезитовую или кварцевую муку, графитовый порошок и маршалит. В составе полимерного бетона обязательно присутствуют модифицированные добавки: пластификаторы, стабилизаторы, отвердители и красители. По отношению к каждому из видов материала действуют определенные стандарты.

Как приготовить полимерный бетон самостоятельно

Первым делом следует заготовить исходные материалы: щебень нужных фракций, кварцевый песок величиной зерен не более 5 мм, молотый наполнитель, например, минеральную муку, связующую смолу.

Примерный состав по массе в процентном отношении имеет такие значения: щебень - 51%, кварцевый песок - 26%, минеральная мука - 11%, синтетическая полимерная смола - 10%, остальное - модифицированные добавки.

Приготовление полимербетона своими руками включает ряд последовательных операций. Для этого нужно:

Очистить от грязи и промыть крупные заполнители.
Просеять песок и отделить находящиеся в нем примеси.
Просушить промытые заполнители, обеспечив нужный показатель влажности. Рекомендуется использовать только сухой компонент влажностью не выше 0,5% - 1%. Несоблюдение этого параметра существенно снизит прочность конечного продукта.
Загрузить заполнители в смеситель, четко соблюдая такой порядок: сначала засыпать щебень, затем песок, в последнюю очередь наполнитель.
Перемешать загруженные компоненты.
Подготовить связующее вещество. В зависимости от используемого синтетического материала его размягчают с помощью нагрева или разводят растворителем, доведя до нужной консистенции.
К размягченному полимеру добавить модифицирующие вещества и перемешать.
Ввести связующее в подготовленную смесь заполнителей.
Перемешать связующую смолу с заполнителем (1 - 2 минуты).
Добавить отвердитель и вновь перемешать в течение 3-х минут.

Надо иметь в виду, что приготовленная смесь быстро схватывается, поэтому ее необходимо тут же использовать, заливая в опалубку или приготовленные формы.

Среди разновидностей полимербетонов, производство которых ведется в заводских условиях, выпускаются варианты в виде сухих смесей. В качестве заполнителя для них требуется фракция, не превышающая 1 см, разводят смесь водой. Данный вид материала подходит для заделки трещин, ремонта бетонных конструкций, заливки фундаментов и обустройства наливных полов.

Сфера применения полимербетона в строительстве

В первую очередь полимербетон является строительным материалом. Изделия из полимербетона отличаются высокой прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, устойчивостью к агрессивным средам, многообразием расцветок. Материал может тонко воспроизводить рисунок натурального гранита, мрамора, или малахита. Этот фактор играет важную роль в использовании полимербетона для изготовления колонн, подоконников, элементов каминов, балясин, ступеней и перил для лестниц, декоративной лепнины, облицовочных плит.

Широко используется в строительстве технология бесшовных наливных полов из полимербетона. По составу различают несколько типов таких покрытий, подходящих для помещений разного назначения. В промышленных цехах часто используют смеси на основе эпоксидных смол. Самым легким и эластичным является полиуретановый пол, его обустраивают в магазинах, торговых центрах, офисных помещениях, на балконах и лоджиях в жилых квартирах.

Полимербетоны - замечательная альтернатива конструкциям из обычного бетона и отделочным материалам из природного камня.

Полимерный бетон – одно из самых недавних изобретений, подаренных нам инженерами-технологами. Особенность этого строительного материала состоит в том, что в его состав входят различные полимерные добавки. Типичными компонентами такого бетона являются стирол, полиамидные смолы, винилхлорид, различные латексы и другие вещества.

Использование примесей позволяет менять структуру и свойства бетонной смеси, улучшать ее технические показатели. Благодаря своей универсальности и простоте получения полимерный бетон применяется в наше время практически повсеместно.

Виды

Выделяют два вида полимерных бетонов, каждый из которых применяется для отдельных видов строительных работ. Первый вариант — наполненный полимерный бетон. В структуре этого материала присутствуют органические соединения, которые заполняют пустоты между наполнителем (щебень, гравий, кварцевый песок).

Второй вариант — каркасный молекулярный бетон. Пустоты между наполнителями остаются незаполненными, а полимерные материалы нужны для скрепления частиц между собой.

Полимербетон – это бетон, в составе которого минеральное вяжущее в виде цемента и силиката заменяется полностью или отчасти полимерными компонентами. Виды бывают следующие:

полимерцментный – полимер, добавленный в бетон, составляет здесь 5-15% от массы цемента (фенолформальдегидные смолы, поливинилацетат, синтетический каучук, акриловые составы). Очень прочные в отношении жидкостей, ударов и применяются для строительства аэродромов, отделки кирпича и бетона, керамической и стеклянной, каменной плиты;
пластобетон – в составе смеси вместо цемента используются термореактивные полимеры (эпоксидные, фенолформальдегидные и полиэфирные), главное свойство такого бетона – высокая стойкость к кислотам и щелочам и неустойчивостью к температурам и деформациям. Их используют для покрытия конструкций в защиту от химической агрессии и для ремонта каменных и бетонных элементов;
бетонополимер – это бетон, пропитанный после отвердевания мономерами, которые заполняют поры и дефекты бетона, что дает в результате прочность, морозостойкость, износостойкость.

Плюсы и минусы

Почему же полимербетон стал достойным конкурентом традиционных строительных материалов? Он быстро отвердевает и становится прочным, как гранит. Временные рамки отвердевания существенно короче аналогичного периода для обычного бетона.

Свой максимальный предел прочности полимерный компонент дает бетону через неделю после заливки. Обычному бетону для этого требуется около месяца.

В состав бетона входят отходы сельского хозяйственных и строительных работ. Ранее они никак не перерабатывались и в большинстве случаев просто закапывались в землю. Использование отходов в приготовлении полимерных бетонов решает вопрос переработки и существенно уменьшит негативное влияние на окружающую среду.

Поскольку эти самые отходы распространены практически повсеместно, то для производства полимерного бетона уже сейчас имеется хорошая сырьевая база. Никаких специальных добавок и примесей обычно покупать не требуется. Технология изготовления такого бетона доступна даже для начинающих строителей. В процессе приготовления бетонной смеси каждый сам может экспериментировать с количеством добавок и примесей, но начальный перечень компонентов остается неизменным.

К недостаткам полимерного бетона можно отнести весомую долю его искусственных компонентов. В составе смеси около 10% веществ искусственного происхождения. Второй недостаток — отсутствие стандартизации по ГОСТу. Нельзя быть уверенным в том, что в продаже имеется именно тот бетон, который нужен. Третий недостаток – высокая стоимость за счет цены добавок (смол и т.д.).

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.

Технология самостоятельного изготовления

При наличии необходимых знаний и соответствующих материалов можно приготовить полимерный бетон своими руками. Но следует учесть, что определенного рецепта приготовления такого бетона не существует, баланс компонентов определяется исходя из практических экспериментов.

Сама технология приготовления полимерного бетона достаточно проста. В бетономешалку заливается вода и небольшое количество цемента. Затем в равных количествах добавляется шлак и зольная пыль. Все компоненты тщательно перемешиваются. Далее настает очередь различных полимерных компонентов. Они добавляются к предыдущим ингредиентам, после чего смесь снова нужно перемешать.

В качестве полимерной добавки подойдет жидкое стекло, клей ПВА, различные водорастворимые смолы. Клей ПВА можно применять в любом количестве, так как это отличный наполнитель, обладающий хорошей вязкостью. Его добавление в бетонный раствор значительно улучшает параметры стойкости готовой конструкции, и уменьшает процент усадки.
Соотношение между полимерами и вяжущими средствами может составлять от 5:1 до 12:1.

Применение

Наиболее рациональным представляется использование полимерных бетонов в качестве декоративных и защитных изделий из бетона или металла. Целиком выполнять ту или иную конструкцию целесообразно лишь в некоторых случаях. Обычно это изготовление электролизных или травильных ванн, трубопроводов или емкостей для агрессивных жидкостей. Изготовление строительных или ограждающих конструкций из этого материала не представляется ни целесообразным, ни экономически выгодным.

Полимербетон обладает большой сопротивляемостью внешним воздействиям, поэтому его можно устанавливать и без дополнительной арматуры. Но если необходимость в дополнительном запасе прочности все-таки имеется, то для армирования полимерного бетона используются стекловолокно или сталь. Другие элементы, такие, как углеволокно, например, используют значительно реже.

Технические возможности полимерного бетона делают его удобным и недорогим материалом для изготовления строительных декоративных элементов. Для получения различных цветов в готовые растворы добавляют красители, а для придания нужных размеров заливают в специально подготовленные формы. Полученные изделия из полимерного бетона по цвету и фактуре очень похожи на мрамор, но себестоимость таких конструкций значительно ниже.

Развитие химии синтетических связующих и полимеров предопределило появление в строительном деле нового материала, известного, как полимербетон. И хотя первые патенты на его изготовление появились еще 80 лет назад, практическое применение новинка получила только в 60-х годах прошлого столетия. Как следует из названия, разработчикам удалось получить строительный материал на основе смол и полимеров, способный по составу и характеристикам полностью заменить современные цементные и шлакоцементные бетоны.

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.

К сведению! Полимербетоны, полученные на основе термореактивных и эпоксидных смол, еще называют пластобетонами.

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.

К сведению! ФАМ — одна из немногих разновидностей связующих, используемая для производства так называемых фаизол-бетонов, обладающих уникальными свойствами гасить и рассеивать вибрации на порядок лучше самых вязких марок чугуна.

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.

К сведению! Главной «ценностью» полимербетонной композиции является возможность получения высокого качества отливки, без раковин, свилей, трещин, с «запрограммированными» механическими и прочностными характеристиками. Характеристики легко корректируются изменением состава материала.

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.

Особенности применения различных марок полимербетонов

Большинство людей удивится, узнав, какое количество бытовых предметов по своему составу являются полимербетоном. Например, из полиэфирной смолы и наполнителя из тонкоизмельченного природного камня - габро, базальта, мрамора, кальцита изготавливаются искусственные камни, скульптуры, элементы декора и облицовочной плитки для отделки под камень. Из недорогого по составу полимерного бетона отливают столешницы и подоконники под камень, стоимость аналогичного изделия из природного мрамора или гранита будет стоить в 2-3 раза дороже.

Из эпоксидных полимерных бетонов изготавливают элементы коммуникаций - трубы, баки, колодцы, водосборные лотки и даже целые коллекторы. С помощью литья из полимерцемента можно достаточно просто отремонтировать бетонные несущие конструкции, заделать стяжку и восстановить герметичность емкости. Полимербетоны, в составе которых включена эпоксидная смола, обладают исключительно высокой адгезией, поэтому их часто используют для восстановления дыр и стыков бетонных панелей в высотках.

Из метакрилата с наполнителем из молотого стеклянного порошка и мраморной пыли удается получить настолько высококачественную имитацию природного камня, что подобный материал позаимствовали и используют для работ профессиональные реставраторы. В состав можно ввести крупные гранулы мрамора или кальцита. На основе полимербетонов изготавливаются все полимерные штукатурки, шпаклевки, плиточные клеи, затирки, то есть практически все материалы для декоративной отделки домов.

Отдельно необходимо вспомнить о наливных полах. В этом случае вместо стеклянного наполнителя применяется измельченный в пыль кварцевый песок. Наиболее дорогие марки, в состав которых входит модифицированный метакрилат принудительного отверждения, после застывания дают идеально гладкую поверхность, по прочности превосходящую цементную стяжку.

Как сделать простейший полимербетон в домашних условиях

Для того чтобы приготовить полимербетон своими руками, потребуются два компонента, смола и наполнитель. Для простейшего варианта полимербетона можно использовать эпоксидный клей или смолу, отвердитель и наполнитель. Лучше всего в составе материала использовать цемент, промытый и высушенный речной песок или гранитную пыль, которой можно разжиться в любой мастерской по изготовлению памятников.

Смолу разбавляют ацетоном или спирт-ацетоновой смесью. Различные марки эпоксидной смолы требуют свою марку растворителя, поэтому для приготовления полимербетона необходимо подобрать разбавитель. В смолу добавляют отвердитель, размешивают и в состав добавляют разбавитель. Через 10 мин в клеевую массу можно добавлять небольшими порциями наполнитель. Еще через 3-10 мин перемешивания полимербетон будет готов к использованию.

Заключение

Аналогичным образом можно приготовить полимербетон на основе ПВА, акриловой смолы и песка, масляной краски и цементного наполнителя. Наконец, можно ввести в состав смесь для наливных полов, что позволит использовать материал для отливки деталей для отделки потолков и стен, колонн, лепнины, пилястров. В любом случае такой состав обойдется дешевле, а качество изделий будет не хуже, чем у покупных вариантов.