Полимерный бетон в строительстве

Обновлено: 28.03.2024

Бетон – это большой класс строительных материалов с разнообразными свойствами. В их число входит группа материалов, которые появились сравнительно недавно – примерно в 50-60-е годы XX века. Их называют П-бетонами.

К этой группе относятся:

  • Бетонполимер
    Это обычный бетон на основе цемента, который после затвердевания и высыхания обрабатывается защитной пропиткой на основе полимеров. Подробнее об этом материале вы можете прочитать в нашей статье Бетонполимер.
  • Полимербетон (пластобетон)
    Это особая разновидность бетона , в которой роль вяжущего выполняет не цемент, а полимерная смола (полиэфирная, фурановая, эпоксидная и так далее). Подробнее о ней мы рассказывали в нашей статье Полимербетон.
  • Полимерцементный бетон (ПЦБ)
    Это бетон, в котором роль вяжущего выполняет цемент, модифицированный добавками полимеров.

О последнем виде П-бетонов и пойдет речь в этой статье.

  • Полимерцементный бетон
  • Виды полимерных добавок для бетона
  • Водные суспензии полимеров
  • Водорастворимые смолы
  • Водонерастворимые смолы
  • Водонерастворимые порошки
  • Особенности полимерцементного бетона
  • Сфера применения полимерцементного бетона

Мы расскажем, какие существуют полимерные добавки для бетона и как они влияют на свойства готового материала. А в заключительном разделе статьи мы рассмотрим основные сферы применения ПЦБ.

Виды полимерных добавок для бетона

Доля полимеров в ПЦБ может составлять от 0,5% до 25% от массы цемента. Это очень большой разброс.

Точное соотношение зависит от:

  • Требуемых характеристик материала: чем выше доля полимеров в цементе, тем сильнее они влияют на качество бетона
  • Финансовых ограничений: добавки для бетона, как правило, стоят довольно дорого
  • Того, в каком виде вносится полимерная добавка

Давайте остановимся на последнем пункте подробнее.

Для изготовления ПЦБ используют:

  • Водные суспензии полимеров
  • Водорастворимые полимеры
  • Водонерастворимые жидкие смолы
  • Водонерастворимые порошки

Ниже мы рассмотрим каждый вид по отдельности.

Водные суспензии полимеров

Это самый распространенный вид полимерных добавок для бетона.

Что такое суспензия? Это жидкость (в данном случае – вода), в которой находятся взвешенные твердые частички другого вещества. Можно вспомнить много примеров таких смесей из жизни: молоко , кровь, сок и так далее. Цементное тесто, которое образуется при смешивании цемента с водой, – это тоже суспензия.

Чаще всего в такой форме применяют добавки:

  • Латекса
    Его используют в первую очередь для придания бетону водонепроницаемости и морозостойкости.
  • Поливинилацетата (ПВА)
    Он придает цементу стойкость к маслам и нефтепродуктам.

Суспензия вводится в бетонную смесь в количестве от 5% до 20% от массы сухого цемента.

В любой суспензии наступает такой момент, когда твердые частицы начинают слипаться друг с другом и выпадать в осадок. Этот процесс называется коагуляцией. Из-за него полимеры в бетоне распределяются неравномерно, а это негативно влияет на качества материала. Чтобы избежать коагуляции, в смесь также вносят 5-10% (по массе полимера) стабилизатора ПАВ ОП-7 или ОП-10.

Бетон с добавкой полимерной суспензии требует особых условий твердения.

Ухаживать за ним нужно по такой схеме:

На первом этапе протекает реакция гидратации цемента и образуется прочный цементный камень. А на втором – из суспензии испаряется жидкость и формируется прочная полимерная структура. Если не соблюдать такой режим, то процесс твердения полимера будет нарушен, и весь смысл в использовании дорогой добавки просто пропадет.

Водорастворимые смолы

Такие добавки очень просты в использовании. Они выпускаются в виде порошков, которые растворяют в воде. Затем в эту вводу вносят сухие компоненты бетонной смеси: заполнители и цемент, – и все тщательно перемешивают.

Водорастворимые добавки бывают двух групп:

  • Термореактивные полимеры
    К ним относятся ацетоноформальдегидная смола (АЦФ), а также водорастворимые эпоксидные и карбамидные смолы. Такие добавки позволяют увеличить прочность бетона, его морозо- и химическую стойкость.
  • Термопластичные полимеры
    В эту группу попадают поливиниловый спирт (ПВС) и производные целлюлозы. Они уже не оказывают такого сильного влияния на технические характеристики бетона. Такие добавки используются для того, чтобы увеличить адгезию бетона к другим материалам (например, к основанию под стяжку пола).

Вносят такие добавки в небольшом количестве – обычно 1,5-2% от массы сухого цемента. В любом случае содержание полимеров не должно превышать 10%. В больших количествах они нарушают процесс гидратации цемента, а от этого страдает прочность будущего бетона.

Материал с добавками водорастворимых полимеров твердеет медленнее, чем обычный бетон. Для полного набора прочности ему требуется от 45 до 60 суток. Чтобы ускорить этот процесс , рекомендуют вносить небольшое количество хлорида кальция CaCl2 – 1-1,5% от массы цемента.

Ухаживают за таким бетоном так же, как за обычным на цементе. Первые 7-14 суток его выдерживают во влажных условиях, регулярно поливая. Затем – дают высохнуть.

Водонерастворимые смолы

Этот вид добавок связан с большими денежными расходами. Это обусловлено тем, что содержание полимера в таком случае очень высокое: от 10% до 30% по массе сухого цемента.

Готовят бетонную смесь таким образом:

  1. В воде растворяют эмульгатор – оксиэтилцеллюлозу в количестве около 0,5% от массы цемента. Она нужна для того, чтобы полимер равномерно распределялся в цементном тесте, а смесь не расслаивалась
  2. В воду высыпают цемент и тщательно перемешивают до образования цементного теста
  3. В готовое вяжущее заливают полимерную смолу (полиэфирную, полиуретановую, эпоксидную или другую) и также перемешивают
  4. На последнем этапе в смесь вносят заполнители и отвердитель для смолы (при необходимости). Дозировка последнего подбирается в соответствии с инструкцией к добавке

Так получается материал, в котором одновременно существуют две структуры: цементная и полимерная. Такой бетон отличается наиболее высокими показателями прочности и адгезии, морозо-, износо- и химической стойкости. Однако стоит он намного дороже материала без добавок, поэтому в строительстве – особенно частном – применяется реже.

Ухаживают за таким ПЦБ так же, как за обычным цементобетоном.

Водонерастворимые порошки

Этот способ получения ПЦБ отличается от рассмотренных выше. Он требует дополнительной тепловой обработки.

В виде порошковых добавок обычно используют:

  • Эпоксидные смолы (в сочетании с порошком-отвердителем)
  • Резольные фенолформальдегидные смолы
  • Полистирол
  • Поливинилхлорид
  • Молотый пек – продукт производства дегтя
  • Парафины

В состав бетонной смеси они вносятся обычно в количестве 10-15% от массы цемента.

Приготовление ПЦБ в этом случае выглядит так:

  1. Порошок обрабатывают гидрофилизирующими поверхностно-активными веществами (ПАВ). Дело в том, что водонерастворимые полимеры имеют гидрофобную поверхность. Это значит , что без обработки они будут плохо перемешиваться с цементом и выделяться из смеси
  2. Бетон замешивают по традиционной технологии, а полимерную добавку вносят вместе с заполнителем
  3. Далее материал используют как обычный цементобетон: заливают в опалубку или форму для изготовления изделий
  4. На последнем этапе затвердевший бетон нагревают до температуры плавления полимера (у каждого материала она своя)

В результате полимерный порошок переходит в жидкое состояние и растекается по порам бетона. А спустя какое-то время – затвердевает и прочно их закупоривает.

Как вы понимаете, такой способ получения ПЦБ подходит только для производства отдельных деталей: кирпичей, камней, столбиков и так далее. Равномерно прогреть монолитный фундамент – особенно в домашних условиях – у вас не получится.

Также нужно отметить, что нерастворимая порошкообразная добавка не образует в толще бетона единую полимерную матрицу. Другими словами, она делает материал более водо- и морозостойким, но никак не влияет на его прочность.

Теперь вы знаете, какие существуют способы приготовить бетон с полимерными добавками. О других видах присадок, которые применяются для модификации материала, вы можете прочитать в нашей статье Виды добавок для бетона.

А в следующем разделе мы подробнее рассмотрим свойства ПЦБ.

Собственное производство бетона и своя лаборатория, а также большой парк техники гарантируют высокое качество продукции и точные сроки поставки

Особенности полимерцементного бетона

Эта разновидность материала имеет отличные технические характеристики. Такой эффект достигается за счет полимерных частиц, которые равномерно распределены в толще бетонного камня.

Они выполняют такие функции:

  • Образуют упругие прослойки между частицами цементного раствора
  • Увеличивают адгезию вяжущего вещества к заполнителям
  • Закупоривают открытые поры в бетоне

За счет этого материал приобретает целый ряд преимуществ.

К плюсам полимерцементного бетона относятся:

  • Прочность на растяжение при изгибе
    У полимерцементного бетона она зачастую на 50-80% выше, чем у обычного.
  • Модуль упругости
    У материала с полимерными добавками он в среднем на 10-20% ниже , чем без него. Это значит, что материал более упругий и «пружинящий».
  • Улучшенное звукопоглощение
    Эта характеристика связана с предыдущей, ведь чем ниже модуль упругости материала, тем лучше он поглощает ударный шум.
  • Высокие водо- и морозостойкость
    ПЦБ не боится ни воды, ни заморозков благодаря своей водонепроницаемой поверхности.
  • Высокая коррозионная стойкость
    Полимерцементный бетон долго сохраняет свои свойства даже в химически агрессивных средах. Например, срок его эксплуатации в хлоридных растворах в среднем в 2 раза длиннее, чем у обычного цементобетона.
  • Низкая истираемость
    Это свойство обеспечивает высокая адгезия полимерцементного вяжущего к заполнителям. Истираемость ПЦБ в 2-2,5 раза ниже, чем у обычного бетона – а ведь этот материал сам по себе считается износостойким.
  • Высокая адгезия
    Полимерцементные составы гораздо лучше сцепляются со старым бетоном, чем обычный цемент. За счет этого их можно использовать в ремонтных работах.

Отдельно стоит упомянуть стоимость такого материала. Конечно же, он стоит дороже обычного цементобетона. Но при этом он дешевле полимербетона, в котором цемент полностью заменен полимерным вяжущим. Таким образом, в плане цены ПЦБ – это компромисс между двумя материалами.

Справедливости ради скажем, что у ПЦБ есть и недостатки:

  • Прочность на сжатие
    В некоторых случаях она может быть ниже, чем у обычного бетона на таком же цементе и заполнителях. Но разница эта не критична и проявляется скорее в условиях очень больших нагрузок.
  • Повышенная ползучесть
    Любой материал под воздействием постоянной высокой нагрузки со временем деформируется. Например, основание под очень тяжелым станком со временем неизбежно проседает. Но в ПЦБ этот процесс протекает быстрее, чем в обычном жестком бетоне.
  • Усадка
    При твердении цемент с полимерной добавкой дает усадку больше, чем без нее.
  • Долгий набор прочности
    Как мы отмечали, ПЦБ на водорастворимых смолах может сохнуть очень долго – до 60 с у ток. Впрочем, на этот случай придуманы специальные добавки – ускорители твердения.

Как видите, ПЦБ имеет очень хорошие физико-механические характеристики. У него есть и недостатки, но они зачастую не критичные. Тем не менее, из-за своей высокой стоимости он применяется не так широко, как обычный цементобетон.

Вот как раз об использовании материала мы и поговорим в продолжении статьи.

Сфера применения полимерцементного бетона

Эта разновидность бетона отличается высокой универсальностью. Она может применяться в широком спектре работ.

ПЦБ подходит для использования в:

  • Строительстве
    Наибольшее распространение ПЦБ получил при обустройстве полов в общественных заведениях, торговых центрах и на предприятиях. Покрытия из него получаются прочными и долговечными, они не боятся влаги и не пылят. Применяют также кладочные, шпаклевочные, штукатурные и гидроизоляционные растворы на основе полимерцементного вяжущего. А из крупнозернистого ПЦБ можно заливать прочные и долговечные фундаменты, монолитные стены, столбы и другие несущие конструкции.
  • Ремонтных работах
    Поскольку полимерцементные растворы отличаются высокой адгезией к старому бетону, их можно эффективно использовать для заделки трещин в бетонных конструкциях и обустройства тонких защитных слоев на бетонных покрытиях.
  • Дорожном строительстве
    ПЦБ – это, пожалуй, идеальный материал для покрытий дорог и аэродромов. Он отличается высокой прочностью, долговечностью и износостойкостью, которой не может похвастаться асфальт. А повышенная упругость полимерцементного бетона решает проблему громкого шума , который характерен для обычных бетонных дорог.
  • Производстве бетонных и железобетонных изделий (ЖБИ)
    Из ПЦБ делают фундаментные и стеновые блоки, плиты перекрытий, балки, трубы, плитку, дренажные лотки, резервуары для хранения воды и нефтепродуктов и многие другие изделия. За счет своей высокой химической стойкости они идеально подходят для эксплуатации в агрессивных средах.

В частном строительстве ПЦБ пока не так распространен, как обычный цементобетон. Это обусловлено высокой стоимостью материала. Тем не менее, в будущем его использование может стать более массовым.

Подведем итог.

Полимерцементный бетон (ПЦБ) – это разновидность цементного бетона, обогащенная полимерными добавками. Их вносят в бетонную смесь в виде водных суспензий, растворов, а также нерастворимых смол и порошков. ПЦБ превосходит обычный бетон по прочности на растяжение, водонепроницаемости и износостойкости, отличается высокой адгезией к другим материалам. Он применяется при обустройстве полов, наружной и внутренней отделке, ремонте старого бетона, обустройстве дорожных покрытий, а также при производстве бетонных изделий и ЖБИ.

Полимерный бетон — прочный материал, отличающийся эстетичным внешним видом. Прочность бетонной смеси сочетается с красотой натурального камня. Доступная цена позволяет часто применять материал при строительно-отделочных работах.

Полимерный бетон

Характеристики

Полимербетон устойчив к воздействию влаги и механических факторов. Он нормально реагирует на изменения температур.Состав быстро застывает, хорошо сцепляясь с любым основанием. Материал эластичен и воздухопроницаем. Он не вступает в реакцию с химическими агентами.

Главной характеристикой полимерцементной смеси является экологическая безопасность.

Полимербетон не выделяет веществ, негативно влияющих на здоровье человека и окружающую среду. Смесь можно использовать при строительстве объектов общественного питания.

Состав полимербетона

В состав строительной смеси входят такие компоненты:

  1. Крупнофракционный наполнитель. В качестве этого элемента используют битое стекло, щебень, песок.
  2. Мелкофракционный наполнитель. Введение такого компонента снижает стоимость продукта. Наполнителем становится графит или кварц.
  3. Связующее звено. В смесь вводят полимерную смолу, например полиэфирную, фурановую, карбамидоформальдегидную или эпоксидную. Полимербетон содержит 5% связующего вещества.
  4. Вспомогательные добавки. К ним относят вещества, повышающие эластичность и морозостойкость, придающие составу нужный цвет.

Технология производства

При производстве строительного материала используют 2 технологии:

  1. Периодическая. В таком случае емкость после каждого цикла изготовления материала очищают. Полимербетон можно производить с помощью бетономешалки или простого таза.
  2. Непрерывная. Технология используется крупными предприятиями. Конвейер включает литьевые установки, дозаторы и автоматические миксеры.

При изготовлении изделий из полимербетона используют формы, обрабатываемые разделительной смазкой. Состав позволяет легко извлечь готовый продукт. Форма делается из силикона, деревянных досок, стеклопластика или металла.

Процесс изготовления включает такие этапы:

  1. Подготовка. Форма обрабатывается разделительной смазкой и покрывается гелькоутом необходимой цветовой гаммы.
  2. Создание состава. Наполнители и полимерные добавки для бетона тщательно перемешиваются с помощью мешалки.
  3. Укладка смеси в формы. На крупных предприятиях на этом этапе используют бетоноукладчики. При изготовлении изделий в небольшом цехе действие выполняется вручную.
  4. Виброуплотнение. Путем вибрации смеси придают нужные свойства. Длительность этого этапа составляет 2 минуты. На заводах используется резонансная виброплощадка. Небольшие предприятия снабжаются вибростолами.

В промышленных условиях изделия из полимербетона подвергают термической обработке. Это уменьшает время застывания продукции. В остальных случаях затвердевание протекает в естественных условиях.

Достоинства материала

Полибетон обладает рядом положительных качеств, позволяющих использовать материал тогда, когда классический бетон не обеспечивает нужного результата.

Забетонированный пол

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.

Особенности и сфера использования

Полимербетон применяется для изготовления таких изделий:

  1. Столешницы. Элементы кухонного гарнитура, изготавливаемые из этого материала, отличаются повышенной прочностью, гигиеничностью и длительным сроком службы. Они хорошо вписываются в любой интерьер. Столешницы из полимербетона не отличаются от изделий, изготавливаемых из натурального камня.
  2. Полы. Напольные покрытия отличаются устойчивостью к загрязнениям и простотой монтажа. Поверхность пластична, устойчива к механическим повреждениям, имеет эстетичный внешний вид. Слой толщиной 2 мм может эксплуатироваться в течение 10 лет.
  3. Декоративные части фасадов. Полимербетон не отличается от мрамора или гранита. Полимерные изделия имеют небольшой вес, поэтому могут устанавливаться без создания массивного основания.
  4. Памятники и ограждения. Полимерный массив устойчив к воздействию атмосферных факторов, что позволяет использовать его для оформления ритуальных объектов.

Виды полимерных систем

Под термином полимербетон подразумевается обширная группа строительных смесей, отличающихся составами и способами производства.

Группа пластобетонов

Полимерный бетон

Свойства материала определяются типом вводимых наполнителей, полимеров, вспомогательных добавок. Для отделки помещений нельзя использовать фурфуролацетоновые смеси. Эпоксидные и метакрилатные составы безопасны для человека и животных.

По сравнению с классическим бетоном пластобетон имеет более высокие показатели влагостойкости, морозостойкости и эластичности. Недостатком считается быстрый износ.

Полимерцементные системы

В состав таких материалов входит цемент.

Полы из полимербетона

Получают смесь 3 способами:

  1. Смешивание основы с водными растворами полимеров — поливинилацетата или искусственного каучука.
  2. Введение дисперсии полимеров или мономеров. Наиболее часто используют фурановый спирт и эпоксидные смолы.
  3. Пропитка бетона. На нужную глубину вводят полимерные компоненты, например карбамид или стирол.

Рекомендованный объем связующего компонента — 15-20%. Это позволяет сохранять структуру цементного состава. При увеличении содержания полимера изделия утрачивают прочность. В качестве заполнителя используют песок или мелкофракционный щебень. Полимерцементные смеси применяют для создания износостойких напольных покрытий.

Бетонополимерные композиции

Бетонополимер — отвержденная цементная смесь, на поверхность которой наносят жидкую пропитку. В состав материала включают металакрилатные смолы и катализаторы, которые застывают в структуре минерального каркаса.

Недостатком является наличие большого количества пор, возникающих на этапе производства изделий.

Такие дефекты уменьшают прочность и устойчивость к агрессивным веществам. Заполнение пор полимером помогает улучшить характеристики состава.

Изделия из полимербетона

Геобетон

В строительстве все чаще начинают использовать материалы, при производстве которых используются природные компоненты. Геополимерный бетон похож на классический, однако эксплуатационные характеристики несколько отличаются. Структура напоминает строение натурального камня.

Низкая себестоимость делает материал востребованным среди индивидуальных застройщиков. Геобетон используется для строительства многоэтажных зданий и создания декоративных элементов.

Цементно-полимерный бетон своими руками

Процесс изготовления полимербетона своими руками включает такие этапы:

  1. Подготовка компонентов. Щебень очищают от посторонних включений и промывают. Песок пропускают через сито. Влажность фракции должна составлять не более 1%. Поэтому песок тщательно просушивают.
  2. Смешивание. Компоненты помещают в бетономешалку. В первую очередь кладут щебень, затем песок и заполнитель. Ингредиенты перемешивают в течение 2 минут. После введения воды процедуру повторяют.
  3. Подготовка связующего компонента. Смолу размягчают, добавляя растворитель. Готовое вещество смешивают с пластификатором.
  4. Введение связующего компонента с отвердителем и подготовленной бетонной смесью. После введения отвердителя состав перемешивают в течение 3 минут.

Геополимерный бетон – это инновационный материал, который популярность получил не так давно. Его широко применяют для строительных нужд как надежный и удобный вариант.

История создания

В 1978 году французу Джозефу Давидовичу удалось разработать бетон из геополимеров. Идея возникла в результате наблюдения за естественными процессами, происходящими в природе. Французский ученый заметил, что часть компонентов геологического происхождения полимеризуются, если начинают взаимодействовать с щелочными средами. Были проведены разнообразные опыты, задачей которых стало выявление поэтапного плана для обеспечения процесса получения геополимера. Материал известен именно под этим названием.

геополимерный бетон

По мнению изобретателя, монолитное строительство широко применялось для создания пирамид в Гизе. Ученый смог определить состав монолитных блоков, из которых выполнены пирамиды. Несмотря на то, что эту теорию стараются оспорить, великолепные свойства бетона из геополимеров обеспечивают ему огромную популярность. Рецептура с тех пор перетерпела некоторые изменения, современный геополимерный бетон является материалом, который безвреден для окружающих и представляет огромную конкуренцию для обычных бетонных составов.

Особенности материала и сфера использования

У полимерного бетона структура напоминает природный камень. Благодаря этому раствор можно применять для строительных целей, а также выполнять отливку изделий декоративного назначения. Полимербетон за счет хороших прочностных свойств отлично подойдет для архитектурных целей.

дом из бетона

Характеристики материала позволяют использовать его для строительства высотных зданий. Компоненты, присутствующие в составе смеси, обеспечивают поддержку благоприятного климата внутри помещения. Структура конечного материала позволяет вдвое или втрое снижать толщину стен при осуществлении строительства, на комфорт в помещении это не повлияет.

За счет высокой устойчивости к возгораниям геополимерный бетон отлично подойдет для постройки жилых зданий и производственных помещений. Благодаря его повышенной пластичности, способности быстро затвердевать из него также делают барельефы и скульптуры, различные памятники.

Достоинства

Подготовка особой рецептуры для геополимерных композитных материалов обеспечивает им немало преимуществ.

изделие

Можно перечислить следующие положительные характеристики:

  • Малая усадка, что обеспечивает возможность укорачивания времени, требующегося для строительства. Отделку можно будет выполнить сразу же, как окончится возведение стен.
  • Во время строительного процесса будут сохранены габариты всех изделий, которые соприкасаются с раствором.
  • Отмечается высокая стойкость к сжатиям, поэтому можно использовать геополимеры для постройки высотных зданий.
  • Может сохранять целостность при многократных оттаиваниях и замораживаниях.
  • Парниковые газы выделяются в незначительных количествах.
  • Хорошо переносит воздействие агрессивных веществ.
  • Пожаростойкость, которая даже при температуре 900 градусов позволяет полимербетону сохранить структуру и целостность.
  • Сниженная паропроницаемость, коэффициент близок к тому, что присутствует у естественного камня.
  • Может обрабатываться с использованием ручного инструмента, который оснащен алмазными элементами.
  • Экологичность, безопасность для окружающих.
  • Возможно использование промышленных отходов для производства полимербетон. Это может улучшить экологическую ситуацию любого района.
  • Отвердевание состава происходит вдвое быстрее, чем в случае с простым бетоном.
  • Доступная стоимость позволяет приобретать материал заказчикам с не особенно высоким доходом.
  • Стойкость к коррозии, которая может разрушающе повлиять на простой железобетон.
  • Возможно изготовить геополимерный бетон своими руками в домашних условиях.

Благодаря обширному набору положительных характеристик полибетон заметно отличается от обычного раствора бетона.

Состав

Материал с названием геополимерный бетон состав имеет следующий:

  • Зольная пыль.
  • Шлак.
  • Жидкое стекло.
  • Гидроксид калия 200.
  • Вода.

изделия из бетона

Шлак, присутствующий в составе бетона, добавляет смеси долговечности и прочности. Но во время усадки происходит растрескивание материала, для предотвращения чего надо предпринимать определенные меры. Чтобы растрескивания не происходило, к шлаку добавляют такое же количество зольной пыли. Их совместная работа помогает укрепить бетонный состав, придает ему стойкость к влиянию негативных факторов.

У зольной пыли удобные физические свойства и повышенные рабочие характеристики. Компонент оказывает влияние на качество получаемого состава. Ее применение обеспечивает получение смеси, которая по свойствам не уступает портландцементу. Бетон геополимерный по прочности сравнить можно с гранитом.

При смешивании алюминиевые силикаты вступают в реакцию со щелочью и превращаются в твердый монолит, похожий на натуральный камень. Методом отливки из него можно получить изделия разнообразной формы, которые применяют в декоративных целях. Рецепт получения геополимерного бетона окончательно не разработан – в данном направлении эксперименты продолжаются. Создано несколько вариантов составов, которые возможно применять для изготовления рабочих смесей.

Рецептура

При подборе компонентов следует руководствоваться проверенной рецептурой. Специалисты в строительной области постоянно трудятся над ее улучшением. Стандартов для пропорций нет – зависят они от особенностей составляющих и назначения компонентов. Но есть и хорошо себя зарекомендовавшие рецепты, применение которых позволяет подготовить геополимерный бетон своими руками даже в домашних условиях.

своими руками

Составляющие, которые используют вне промышленных условий, будут такими же. Но их берут в меньшем количестве, чтобы приготовить такой объем смеси, которого достаточно для выполнения нужных задач. Вот базовый рецепт, применение которого позволяет подготовить 20 кг полибетона:

  • Калия гидроксид – 1,8 кг.
  • Жидкое стекло – 4,0 кг.
  • Зола – 6,6 кг.
  • Шлак – 6,6 кг.
  • Вода — 11 л.

Такой рецепт неплохо зарекомендовал себя и часто применяется в домашних условиях.

Как сделать своими руками

Компоненты, перечисленные в рецептах, вполне доступны и могут быть без проблем закуплены в торговой сети. Но следует принять во внимание, что по цене бетон, изготовленный с задействованием полимеризации, получается выше, чем смесь из портландцемента. Поскольку схватывание состава происходит быстро, рецепт дополняют компонентом с названием декагидрат тетрабората. Могут быть добавлены смолы на воде, ПВА, латекс.

виды геополимерного бетона

Что необходимо для работы

Для получения геобетона в домашних условиях надо подготовить:

  • Тару для замешивания раствора с учетом того, что во время приготовления он выделяет некоторое количество тепла.
  • Весы для подготовки нужной пропорции каждой из составляющих.
  • Электродрель с насадкой для замешивания.
  • Лопатку деревянную.
  • Емкость для формования бетона, которая по размерам и конфигурации соответствует изделию, получаемому путем отливки.
  • Защитные рукавицы и другие изделия для предотвращения вредного влияния щелочи на кожу и слизистые.

Подготовку компонентов следует проводить за максимально короткое время. Работать со смесью рекомендуется, обеспечив пониженную влажность воздуха. Калия гидроксид – это лишенные цвета гранулы, которые расплываются, если слегка увеличить влажность. Распаковку их производят непосредственно перед тем, как приготовить смесь.

Стоит отметить, что состав для бетона агрессивен – если допустить контактирование со слизистой, кожей, можно заполучить сильные ожоги. Во время работы необходимо использовать перчатки и очки. Следует соблюдать осторожность и при работе с жидким стеклом, вещество отличается гигроскопичностью и обладает кристаллизированной структурой.

Технология приготовления

Геополимерный бетон – материал, технология которого разработана с учетом свойств каждого из компонентов. Процесс изготовления также обеспечивает утилизацию золы и шлаков. Летучая зола представляет отходы, образованные при сгорании твердого топлива – она может быть добавлена в смесь в количестве 75% от состава. Экологическая репутация данного вещества довольно сомнительна, но бетон с его применением получается более прочным и долговечным.

Смешивание составляющих производится в бетономешалке или специальной таре с применением электроинструмента с насадкой.

Закладка компонентов идет в такой последовательности:

  • Заливка воды.
  • Засыпание шлаков, летучей золы в нужном количестве.
  • Тщательное перемешивание до однородного состояния.
  • Добавление полимеров.
  • Перемешивание до готовности.

Заливку в формы выполнять надо в сухом месте. Во время смешивания раствора образуется пленка, которая из-за контактов с водой набухает. Чтобы предотвратить такую реакцию, следует после заливки раствора в формы принять меры по его защите от влажности.

Подводим итоги

Для изготовления материала с названием геополимерный бетон технология доработана таким образом, что затвердевание состава происходит примерно за день. Чтобы получить материал в нужном качестве, полностью отвердевший, потребуется неделя. Для того же процесса у простого бетона требуется 28 суток, поэтому при работе с геополимерным бетоном действовать следует быстро.

Если планируется изготовить геополимерный бетон своими руками, при строгом соблюдении рецептуры получают материал с такими рабочими характеристиками:

  • Повышенная стойкость к сжатиям.
  • Небольшая усадка.
  • По непроницаемости материал можно сравнить с гранитом.
  • Высокая стойкость к влиянию кислот и повышенных температур.

Проводить эксперименты, добиваясь идеального соотношения компонентов, нравится не всем. Для получения геополимерных материалов в некоторых случаях проще приобрести смесь в готовом виде, чем заниматься ее подготовкой. Стоимость будет определяться в зависимости от пропорций и объема компонентов. Продажа смеси проводится в виде сухого состава без использования отвердителя.

Полимерный бетон

Полимерный бетон

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

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

Введение в состав нового материала синтетических вяжущих компонентов и отвердителей придало ему повышенную стойкость к влаге, морозам и раздражающим химическим факторам

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

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

Достоинства материала

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

Главное преимущество композита:

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

Он вводится в состав в виде вязкой текучей жидкости (синтетической смолы) и придает готовым полимербетонным изделиям немало полезных свойств

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

Красивый внешний вид, разнообразие оттенков и фактур

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

Слабые стороны

Наряду с положительными моментами у полимерного бетона имеются недостатки:

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

Компоненты полимерного бетона

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

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

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

Классификация

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

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

Сфера использования

Полимерный бетон применяется в различных областях, является основой для изготовления различных видов изделий:

  • Столешниц, получивших широкое распространение, применяемых на кухне в качестве модного аксессуара. Изделия отличаются практичностью, гигиеничностью, высоким ресурсом эксплуатации, гармонируют с помещением. При визуальном восприятии изделие из композита сложно отличить от естественного минерала. Стойкость к механическому воздействию у композита выше, чем у природного камня.

Это и подоконники, и фасадная лепнина, и красивые и прочные столешницы для кухни

Используют литьевой камень достаточно широко

  • Покрытий полов, отличающихся простотой мытья и ускоренной установкой. Покрытия характеризуются пластичностью, устойчивостью к воздействию ударных нагрузок и низкими затратами, связанными с монтажом. Длительный ресурс эксплуатации позволяет при толщине слоя до 2 мм эксплуатировать материал в течение 10 лет.
  • Элементов декорирования, используемых в фасадных конструкциях. Полимербетон проблематично отличить от натурального гранита или мрамора, который он успешно имитирует. Благодаря незначительному весу полимерных изделий, отсутствует необходимость возводить усиленное основание, дополнительно укреплять конструкцию. Материал невосприимчив к воздействию температуры и влажности, легко устанавливается, долговечен, имеет оригинальную фактуру.
  • Памятников и ограждающих конструкций, применяемых для ритуальных целей. Устойчивостью полимерного массива к воздействию погодных факторов с сохранением целостности, обеспечило популярность композитного бетона, применяемого для ритуальных целей. Идеальная гладкость и блестящая поверхность продукции позволяют изделиям сохранять внешний вид, находясь в природных условиях.

По многим характеристикам полимербетон далеко обходит обычный бетон

Из полимербетона делают полы и лестницы, тротуарную и облицовочную плитку, строительные конструкции, водоотводные лотки, скульптуры и памятники, фонтаны

Кроме того, технология позволяет использовать бетон полимерный для изготовления:

  • подоконников;
  • перильных ограждений;
  • поручней;
  • балясин;
  • лепных изделий декоративного назначения;
  • лестничных маршей;
  • опорных колонн;
  • элементов каминов;
  • моек.

Этапы изготовления

Технология приготовления полимерного бетона и изготовления продукции предусматривает следующие этапы:

  • Подготовку ингредиентов.
  • Смешивание.
  • Формовку.

Остановимся на особенностях каждой стадии.

Для получения конкретных изделий компоненты перемешивают, закладывают в формы и дают застыть

В процессе изготовления материала самой главное – оптимальный подбор компонентов, соответствующий назначенной цели

Как подготовить ингредиенты?

Ознакомившись с составом композита, подготовьте составляющие для осуществления замеса:

  • очистите от инородных включений, промойте гравий, являющийся заполнителем;
  • просейте кварцевый песок;
  • высушите фракцию, обеспечив концентрацию влаги до 1%.

Приготовление смеси

Готовьте полимерный состав по следующему алгоритму:

  • Поместите в миксер щебень, кварцевый песок и заполнитель, соблюдая предложенную последовательность.
  • Смешайте компоненты на протяжении 2 минут, добавьте воду, произведите повторное смешивание.
  • Размягчите связующее, используя растворитель.
  • Введите в смолу пластификатор, перемешайте.
  • Размещайте с заполнителем связующее вещество, введите отвердитель.
  • Тщательно перемешайте на протяжении 3 минут.

Состав готов, следует сразу начинать заливку, так как материал быстро твердеет.

Заливка

Производите работы, соблюдая последовательность:

  • нанесите на поверхность формы смазочное масло или технический вазелин, исключающие прилипание;
  • заполните композитом емкость, выровняйте поверхность;
  • уплотните раствор на вибрационной площадке;
  • извлеките готовое изделие через 24 часа.

Итоги

Ознакомившись с технологией, можно самостоятельно изготовить полимербетон. Консультация профессиональных строителей позволит избежать ошибок. Удачи!

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

искусственный камень - полимербетон

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.

  1. Тяжелый полимербетон, в его составе содержится заполнитель крупной фракции (2 - 4 см). Он используется для изготовления конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам.
  2. Теплоизоляционный. В качестве заполнителя применяют мелкие частицы (до 1 см) высокопористых материалов. Употребляется для теплоизоляции, подходит для возведения внутренних перегородок.
  3. 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.
  4. 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.

Читайте также: