Классификация, характеристики, виды и свойства бетона

Полимеры — это высокомолекулярные вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Свойства полимеров во многом обусловлены не только молекулярной массой, но и химическим составом звеньев, пространственной конфигурацией молекул, степенью разветвленности молекул, типом связей между молекулами, способом производства полимера. В зависимости от всех этих параметров свойства полимеров могут различаться очень сильно.

Химические анкерные системы

Химические анкеры, т.е. конструктивные элементы из затвердевшего в результате химической реакции полимерного композиционного состава, широко применяются в различных областях строительства и ремонта [3]. Например, в случае аэродромных покрытий, химические анкеры заменяют собой стальные при ремонте цементобетонных аэродромных покрытий и монтаже огней светосигнального и другого оборудования.

Химические анкеры на основе акриловых связующих, благодаря короткому времени отверждения и высокой скорости набора прочности, малой усадке, обеспечению герметизации соединения, высокой адгезионной прочности и химической стойкости соответствуют современным техническим требованиям к химическим анкерным системам [4].

Для чего применяется полимербетон?

Значение этого материала трудно переоценить, когда речь идет о подготовке бетонного основания под нанесение полимерного покрытия или производстве ремонта поверхности бетонных полов. Какими же положительными характеристиками обладает «полимер бетон»?. Прежде всего, нужно отметить высокую прочность и износостойкость полимер бетона, малый срок полимеризации (набора прочности), удобоукладываемость в течении «периода жизни» материала и возможность нанесения как толстыми, так и тонкими слоями. Наибольшее применение полимербетон нашел при подготовке бетонного основания под установку полимерных покрытий полов. Именно полимербетоном заделывают выбоины, трещины, швы, сколы и другие дефекты бетонного основания пола, вскрывшиеся после его обработки шлифовальными или дробеструйными машинами. Являясь однородным материалом, полимербетон обеспечивает высокую силу сцепления (адгезию) с устанавливаемым на него полимерным покрытием.

Основные характеристики и эксплуатационные достоинства

Состав полимерного бетона обуславливает ряд несомненных преимуществ, благодаря чему материал считается востребованным в современном строительном деле. Среди ключевых достоинств бетонной смеси на основе полимеров следует обратить внимание на:

  • прочность и долговечность;
  • устойчивость к влаге, перепадам температуры, климатическим явлениям;
  • высокий коэффициент стойкости к растяжению;
  • воздухопроводимость;
  • нейтральную реакцию на химические вещества;
  • экологическую чистоту и гипоаллергенность, которая позволяет использовать материал для постройки заведений общественного питания и т. д.

Прочими преимуществами материала считается скорость его застывания в сравнении с обычными бетонными смесями. Также следует отметить и безотходность производства: отходы строительной и сельскохозяйственной промышленности используются для изготовления полимерного бетона, что позволяет частично решить проблему загрязнения окружающей среды.

Впрочем, существуют и недостатки подобного стройматериала. Минусом состава можно назвать наличие синтетических примесей в рецептуре. Еще один негативный аспект – высокая стоимость продукции в сравнении с обычными смесями.

Применение

Современная экономика просто немыслима без различных полимеров. Да мы и сами состоим из природных полимеров: белков, нуклеинов, полисахаридов.

Производство полимеров в промышленных масштабах началось в начале 20-го века. Практически одновременно промышленность начала производить искусственные полимеры методом переработки целлюлозы и синтетические полимеры методом переработки низкомолекулярного сырья (фенола, формальдегида, стирола, винилхлорида, акрила). На основе эфиров целлюлозы изготавливали, в частности, целлулоид, пленки, лакокрасочные материалы. Например, развитие кинематографа напрямую связано с появлением нитроцеллюлозных прозрачных пленок. Из синтетических полимеров перед Второй мировой войной особо важным было получение искусственного каучука, оргстекла, фенолформальдегидных смол.

В настоящее время полимеры используются практически во всех областях производства. Из них делают игрушки и строительные материалы, имплантаты, ткани, лекарственные средства, смазку для станков, защитные маски и очки, оптические стекла, навесы и окна, мебельные ткани и наполнители, кожезаменители и обработанные натуральные кожи, резины, упаковочные материалы, рекламную продукцию, корпуса приборов, ткани и волокна искусственные и синтетические, пленки различного назначения, конструкционные материалы, материалы для электротехнической и радиотехнической индустрии, украшения, ионообменные и эпоксидные смолы, пластики с экстремальными свойствами (жаростойкие и морозоустойчивые, повышенной твердости, пожаробезорасные  ит.д.). Полимеры служат основой для производства композиционных материалов.

В магазине «ПраймКемикалсГрупп» широко представлена продукция из полимеров — это и пластиковая лабораторная посуда, и средства защиты, и различные лабораторные принадлежности. Также у нас можно купить и некоторые вещества, являющиеся полимерами — целлюлозу, крахмал, полиэтиленгликоль и другие, по выгодным ценам и с доставкой.

Особенности производства бетона

Изготовление БС состоит из двух этапов:

  1. Дозировка компонентов. Для получения бетонных смесей с заданными характеристиками, а также стабильности этих показателей в каждом замесе очень важна точность дозировки. Отмеривание производится специальными мерниками, работающими по непрерывному или периодическому принципу.
  2. Перемешивание составляющих материалов также производится постоянным или периодическим методом. Перемешивание осуществляется принудительными или гравитационными установками, для некоторых видов бетона применяются вибрационные смесители.

В процессе доставки бетонных смесей на строительный объект важно сохранить их однородность и подвижность. Для этих целей используют автобетоносмесители, периодически перемешивающие состав в процессе доставки, таким образом, не давая ему загустеть в результате естественной гидратации.

После заполнения форм, производится уплотнение бетона. Наиболее применяемый метод – вибрационный, для которого используются электромеханические и пневматические вибрационные установки. Кроме вибрационного, существуют и другие методы уплотнения БС: прокат, центрифугирование, виброштампование, вакуумирование.

Твердение бетона

Бетонная смесь в результате затвердевания превращается в бетонный камень. На время формирования камня (скорость отвердевания) влияют следующие факторы:

  • вид вяжущего;
  • вид дополнительных добавок и их процент от общего объёма;
  • влажность и температура окружающей среды.

Для ускорения/замедления скорости затвердевания применяются различные пластификаторы.

Полимербетон: технология напыления. Идеи применения

Самый простой вариант финишной отделки с помощью полимерного бетона — это создание популярной текстуры «шуба». Есть, конечно, более сложный вариант с использованием трафаретов. Через сутки после нанесения полимерного бетона его можно окрашивать, или использовать специальный лак по бетону.

Даже с помощью простого малярного скотча можно создать интересный рисунок: просто наклейте узкие полосы клейкой ленты в произвольном порядке, покройте поверхность финишным слоем бетона, дайте высохнуть и оторвите скотч.

Материал не даст подтёков. Даже если вы использовали один цвет, за счёт фактуры он будет смотреться очень интересно, как бы «переливаться». Такая технология хорошо подойдёт для оформления фасадов.

Можно добавить «искру»: использовать два цвета при напылении, например, серый (базовый) и немного чёрного.

Полимербетон: технология штамповки

Полимерный бетон можно наносить толстым слоем (около 2 см) для последующей штамповки. Между нанесением и штамповкой обычно должно пройти около часа.

Полиуретановые штампы могут иметь разную текстуру, от классической каменной кладки до сложных геометрических орнаментов.

Они очень прочные и долговечные, однако хранить их следует только в горизонтальном положении, чтобы сохранить геометрию рисунка.

Штамп и подсохший бетон покрывают разделительным составом, чтобы предотвратить прилипание одного к другому. Через полчаса разделительный состав полностью испаряется. Не рекомендуется в качестве разделителя использовать химически активные вещества, например «Уайт-Спирит», так как он может серьёзно повредить полиуретановый штамп.

Читайте также:  Все про отделку фасада дома: нюансы, материалы, стили оформления

Сам процесс штамповки особых навыков не требует. Нужна будет, пожалуй, только физическая сила и немножко творчества — просто приложите штамп к бетону в нужных местах.

Штампованный полимербетон чаще всего окрашивают. Состав можно колеровать на стадии замешивания, а можно тонировать, подождав сутки после высыхания покрытия — для этого используются морилки по бетону.

Разнообразие красок позволяет создавать целые панно или сложные геометрические орнаменты с имитацией объёма.

Материалы и фото любезно предоставлены подразделением «АТС строй» («ATS stroy») компании «Алькор» («ALCOR»).

Технологии производства

Если рассматривать, какие существуют способы получения легких бетонов, нужно отметить две основных технологии:

  • Автоклавное твердение. Компоненты смеси помещают в автоклав, где они подвергаются действию высоких температур, последующей выдержке и созреванию.
  • Естественное твердение. Раствор замешивается в бетономешалках, заливается в опалубку или формы, где затвердевает естественным образом.

Иногда материал изготавливают в тепловлажностных камерах, где на него воздействует давление пара. Этот метод позволяет получить качественный бетон, но отличается высокими затратами на производство.

Область применения полимербетона

Из полимербетона или так называемого литого камня изготавливают напольное покрытие, лестницы, облицовочную и тротуарную плитку. В последнее время материал активно используется в производстве кухонных столешниц, подоконников, фасадной лепнины и декоративных элементов.

Обустраивая интерьер или экстерьер, приходится подолгу бродить вдоль прилавков, заставленных красивыми скульптурами, фонтанами. Восхищаясь эстетичностью, трудно догадаться, что многие изделия отлиты именно из полимербетона.

Среди других сфер применения:

  • облицовка фундамента;
  • ремонт бетонной поверхности;
  • в качестве смеси для наливного пола;
  • для сооружения водоотводных лотков и др.

Цементно-полимерный бетон, полимербетоны, бетоно-полимеры

Цементно-полимерный бетон получается на основе добавления к стандартному составу бетона различных высокомолекулярных органических соединений, так называемых водно-дисперсных полимеров.

В их разряд входят такие полимеры как винилацетат, винилхлорид, стирол. Это могут быть и растворимые водой коллоиды и латексы: спирты поливиниловые, смолы эпоксидные полиамидные и мочевиноформальдегидные.

Полимеры вводятся в состав цементно-полимерного бетона в процессе приготовления бетона.

Цементно-полимерный бетон приобретает свои уникальные характеристики благодаря присутствию двух активных составляющих: органического и минерального вяжущего веществ. Вяжущее вещество способствует образованию цементного камня, который скрепляет в монолит свободные частицы заполнителя.

По мере удаления воды из цементно-полимерного бетона на поверхности происходит образование тонкой пленки, обладающей отличной адгезией и сцеплением внутренних частиц раствора. Это и способствует монолитности цементно-полимерного бетона, что делает его более устойчивым к повышенным нагрузкам.

Кроме того, цементно-полимерный бетон приобретает такие свойства, как повышенная прочность при растяжении, высокая морозостойкость, износостойкость и водонепроницаемость.

Прочность цементно-полимерного бетона увеличивается, если бетон предварительно выдерживается в условиях сухого воздуха, при которых влажность составляет не более 40— 50%. Воздух с большим процентом влажности снижает уникальные характеристики цементно-полимерного бетона.

Технология приготовления цементно-полимерного бетона схожа с обычным бетоном. Рекомендуется применение цементно-полимерного бетона для полов, дорог, отделочных составов, коррозионно-стойких покрытий.

Полимербетон (П-бетон) – это бетон, при приготовлении которого в качестве вяжущего используются полимерные смолы или они входят в состав вяжущего в значительных количествах и существенно влияют на свойство материала. Заполнителями служат обычно песок и щебень.

Цементно-полимерный бетон, полимербетоны, бетоно-полимеры

Для экономии дорогостоящих смол в состав материала можно вводить тонкомолотые наполнители.

П-бетоны подразделяются на полимерцементные бетоны (вяжущее цемент + водо-растворимая полимерная добавка), полимер силикатные бетоны (вяжущее жидкое стекло + фуриловый спирт или диизоцианаты), бетонополимеры (бетоны, пропитанные полимерами) и собственно полимербетоны.

В свою очередь полимербетоны бывают: на термореактивных смолах (карбамидных, фенольных, полиэфирных, фурановых, полиуретановых, эпоксидных) и термопластичных смолах (инден-кумароновых метилметакрилате). Кроме того, П-бетоны делятся на сверхтяжелые, тяжелые, легкие и сверхлегкие.

Читайте также:  Газобетонные блоки и размеры: ГОСТ и технические характеристики

Мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы типа «КМ» (крепитель м) и «УКС» (универсальная карбамидная смола), МФ-17, М-60, М-19-62, и другие стойкие в кислотах, но не достаточно стойкие в щелочах.

Их получают в результате реакции поликонденсации мочевины и формальдегида в водной или водно-спиртовой среде.

Отвердителями являются щавелевая, лимонная, уксусная, серная, соляная, фосфорная кислоты, хлористые: аммоний и цинк, лучше соляно-кислый анимит, который хорошо растворяется в воде и смоле «УКС».

К другим смолам, рекомендуемым для приготовления полимербетонов относятся:

– фурфуролацетоновая смола ФАМ или ФА (ТУ 6-05-1618-73);

Создание своими руками

А сейчас мы поговорим о том, как делать небольшие изделия из модного литьевого камня самостоятельно, затратив минимум средств. К примеру, это могут быть горшки для цветов, столешницы, подоконники (особенно популярные, так как они теплее мраморных или гранитных).

Выбор помещения и его обустройство

Для начала нужно подумать о помещении – понадобится метров 80 квадратных общей площади. Желательно где-то на отшибе подходящий домик присмотреть. И 12 квадратных метров сразу же надо будет отгородить для литьевого помещения, причем придется постараться максимально загерметизировать все щели. Чтобы стирол не утекал.

В центре этой комнаты мастерим стол на раме из железных уголков, покрыв его столешницей из ДСП. Выставляем его поверхность по уровню – это важно! Над столом устанавливаем вытяжку – металлический короб с электродвигателем.

Чтобы было светло, крепим сверху лампы дневного света. В соседнем помещении ставим такой же стол – для отделочных и прочих работ. Здесь же разместим инструмент и емкости для сушки мела и песка (металлические низкие короба).

Необходимое сырье

Необходимое сырье:

  • Речной кварцевый песок (расфасован по 20 килограммов). Его надо высушить хорошо.
  • Просеянный мел – его также сушим.
  • Смола полиэфирная – в ведерках по 20 литров покупается.
  • Отвердитель, гелькоут, разделительная паста.

Процесс изготовления

  1. Понадобится чистое пластиковое ведро для размешивания, перфоратор на 450 ватт и строительный миксер (к нему приделаем перфоратор, приварив сверло для перфорирования — получим смеситель).
  2. Форму мастерим из ламинированных древесных плит, делая ее разборной. Разделительную пасту удобно наносить кистью, растирая капроновым чулком.
  3. Гелькоут разбавляем смолой (добавив ее 10 процентов) и наносим флейцевой кистью. Делаем это дважды. Следим, чтобы волоски с кисти не прилипли.
  4. Смешав в чистом ведерке смолу с отвердителем, добавляем 15 процентов мела, а затем – порциями песок. Масса должна стать вязкой. Чтобы удалить пузырьки воздуха, время от времени постукиваем ведерком по полу.
  5. После готовности заливаем раствор в форму. Теперь разгладим поверхность: два человека берутся руками за форму (непременно снабженную ручками) и, приподняв, постукивают ее о стол. Смесь оставляют (минут на 40) и выходят из литьевой комнаты.
  6. После застывания до «резинового» состояния — можно это определить по очень горячей поверхности и особому звуку при постукивании — вынимаем изделие из формы (разобрав ее) и переворачиваем заливочной стороной вниз. Даем полностью затвердеть, затем шлифуют и полируют.

Меры безопасности: взвешивая смолу, а также работая с ней, с гелькоутом и с залитой в форму смесью, трудимся только в респираторе, под вытяжкой. Отвердитель добавляем шприцом, надев резиновые перчатки.

О том, как изготовить своими руками полимербетон с разводами, расскажет следующее видео: