Производство полимербетона: технологии, свойства материала



Готовый материал

Наравне с бетонными смесями общестроительного предназначения, в практике строительства сооружений все шире используются специальные, приготовленные при помощи специальных технологий. К разряду таких относится модифицированный полимерами бетон. Полимербетон — это высоконаполненные композиции, изготовленные на базе синтетических смол и химически устойчивых заполнителей, без воды, а иногда и без минеральных вяжущих.

Производство его основано практически на любых синтетических вяжущих, наполнителях и заполнителях. Однако цена и дефицит некоторых синтетических смол определила сравнительно узкий круг полимерных компонентов.

Полимербетон: состав, характеристики

Основные эксплуатационные свойства зависят от химической природы синтетической смолы, содержания и вида мелкодисперсной фракции наполнителей.

Промышленная технология изготовления основана на применении смол следующих модификаций:

  • фурановых;
  • полиэфирных;
  • карбамидных.

Виды синтетических смол для производства материала: краткая характеристика

Фурановые смолы — это результат конденсации фурфурола с кетонами и фенолами. Этот вид, благодаря небольшой стоимости, значительно превосходит своих конкурентов.

Фурановый вид
  • В качестве связующего, в этой группе компонентов обычно выступает фурфуролацетоновый мономер. Жидкость с высокой температурой кипения не растворимая в воде, но растворимая в сложных эфирах и кетонах. Отвердение мономера ФА происходит при помощи сульфокислот, сульфохлоридов и др.
  • Основное требование Применение заполнителей, взаимодействующих с кислотами (известняк, доломит и др.), недопустимо.
  • Полиэфирные смолы  Процесс отвердения их происходит за счет перекиси метилэтилкетона или гидроперекиси изопропилбензола и ускорителей реакции — активаторов. Более дешевой и распространенной является полиэфирмалеинатная разновидность.
Полиэфирная вид
  • Карбамиды — это продукты синтеза мочевины и формальдегида в водном растворе.
Карбамидный вид
  • Ферментами отверждения выступают органические и неорганические кислоты, а также: хлориды цинка и аммония, солянокислый анилин. Последний используют наиболее часто.
  • Значительное воздействие на качество материала оказывают дисперсные минеральные наполнители. Благодаря их разнообразным характеристикам открывается возможность регулирования свойств.
  • Так, добавление углеродсодержащих наполнителей значительно увеличивает их влаго- и морозостойкость.

Наполнители: кварцевая мука, андезит, взаимодействуя с полиэфирами, способствуют повышению прочности.

В этом видео Вы можете ознакомиться с технологией легкого полимербетона.

Заполнители и наполнители

Производство изделий должно отвечать одному главному условию — необходимо строго соблюдать технологические пропорции, т.к. для любого вида синтетических смол существуют строго определенные степени наполнения, обеспечивающие максимальную прочность изделию. Минеральные наполнители выполняют роль отощающих добавок, значительно снижающих себестоимость материала.

минеральные добавки

Повышенное содержание заполнителей и наполнителей позволяет:

  • снизить расход полимерного связующего, цена которого значительно влияет на конечную стоимость;
  • ограничить температурные и усадочные деформации;
  • контролировать прочность, плотность, твердость и другие физико-механические свойства изделий.

Неизменным условием применения наполнителей и заполнителей, есть их химическая совместимость с катализаторами и отвердителями. Наполнителями выступают дисперсные порошки (полимерные или минеральные) с величиной частиц не более 0,15 мм.

Наиболее распространенные наполнители это:

  • порошок андезита;
  • порошок диабаза;
  • порошок маршаллита;
  • цемент;
  • графит.

Степень воздействия их на свойства напрямую зависит от их химической составляющей, формы частиц и дисперсности, состояния основания, процентного содержания и др.

Крупный щебень

Крупным заполнителем ввыступает щебень, величина фракции которого выбирается исходя из условий эксплуатации, размеров и формы изделия. Щебень и песок выполняют функции скелета структуры изделия, и не оказывают влияния на качественные показатели эксплуатационных характеристик. Не допускается употребление щебня из осадочных пород.

Наиболее распространенные составы материала на основе фурфуролацетонового мономера приведены ниже в таблице:

Производство, состав

Особенности технологии промышленного производства

Оборудование для производства представлено в виде технологической схемы производства полимербетона на поточном конвейере одного из промышленных предприятий (см. фото) и состоит из следующих наименований:

  • склад сырья;
  • бункера для приема песка и щебня;
  • барабаны для сушки материалов;
  • дозаторы;
  • турбулентный бетоносмеситель;
  • виброплатформа;
  • камера термообработки;
  • формы;
  • склад.
Производственное оборудование

Выбор состава полимербетонов

Сначала опытным путем выбирают наиболее плотный состав заполнителей, затем рассчитывают объем микронаполнителя, который должен соответствовать количеству пустот, плюс 10% объема. Затем подсчитывают нужное количество смолы и отвердителя для приобретения заданной подвижности смеси. Расчет отвердителя производится с учетом вида смолы и условий твердения.

Подсказки: – избыточный объем смолы приводит к нежелательным последствиям: увеличение усадки, температурной деформации и ослаблению прочности.

Подготовка полимербетонной смеси

Итак, полимербетон: технология производства.

Подготовка состава для изготовления в условиях промышленного предприятия состоит из двух этапов:

  1. Подготовка связующих путем перемешивания расчетных частей смолы, пластификатора, микронаполнителя и отвердителя в бетономешалке турбулентного типа в течении 30 с.
  2. Смешивание готового связующего с мелким и крупным компонентами в растворосмесителях принудительного действия.

Раствор изготавливают путем одновременного перемешивания сухих компонентов (щебня и песка) с заранее подготовленным связующим, которое дозированно добавляют в непрерывно работающий бетоносмеситель. Длительность перемешивания сухого состава равна 1,50–2,00 мин. Время замешивания сухого состава связующих не должно превышать 2 мин.

Смеситель должен иметь специальные термодатчики и аварийную систему для подачи воды на случай аварии при нарушении технологии производства  — для быстрой остановки реакции структурообразования полимера.

Формование и термообработка изделий из полимербетона

Готовую массу направляют в укладчик с передвижным бункером со специальным распределяющим устройством, которое равномерно заглаживает раствор согласно форме запроектированного изделия.

  • Уплотнение производится на резонансной виброплатформе с горизонтальными колебаниями.
  • Уплотнение и укладку раствора необходимо производить в закрытом цехе, оборудованном вентиляцией.
  • Длительность процесса виброуплотнения составляет 2 мин.
  • Термообработка готовых изделий проводится в режимах, обеспечивающих полное протекание стадий полимеризации смол, служащих связующими веществами.

В случае неправильного выбора режима термообработки или не соблюдения технологической схемы процесса, в готовых изделиях будут продолжаться процессы усадки и деформации, что значительно повлияет на качество материала.

Применение полимербетонов

Высокая прочность, повышенная сопротивляемость истиранию, положительные физико–химические свойства дают возможность их применения на самых ответственных участках гражданского и промышленного строительства.

Наиболее востребован этот материал при строительстве следующих сооружений:

  • ирригационных плотин и износостойких конструкций припортовых сооружений;
  • изготовление химически стойких покрытий промышленных зданий, сточных лотков и других ответственных сооружений с повышенными эксплуатационными свойствами;
  • химически стойких дренажных труб, шахтных стволов и коллекторов подземных коммуникаций;
  • сливных колодцев и различных резервуаров для агрессивных жидкостей;
  • контактных опор ЛЭП и других аналогичных конструкций с повышенным электрическим сопротивлением;
  • в гражданском строительстве: для изготовления внутренних и наружных элементов декора зданий и сооружений.

Приготовление полимербетонной смеси в домашних условиях

Полимербетон: «литьевой камень»
Полимербетон: «литьевой камень»

Полимербетон в обиходе еще называют «литьевым камнем» за его способность, при помощи специальных добавок, имитировать структуру природного камня (мрамор, гранит). Изготовление его в домашних условиях несколько отличается от серийного производства, но не настолько сложно, чтобы не попытаться.

Все необходимые компоненты можно легко приобрести в торговой сети вашего города. Все работы по изготовлению необходимо выполнять в просторном хорошо проветриваемом помещении.

Инструкция для отливки своими руками:

  1. Крупный заполнитель (щебень) очищаем от органических включений и промываем водой.
  2. Песок просеиваем через мелкое сито.
  3. Просушиваем щебень до минимальной влажности (0,8–1,0%).
  4. Загружаем в бетоносмеситель щебень, просеянный песок и наполнитель.
  5. Непрерывно перемешиваем сухую смесь (2 мин), затем добавляем воду и мешаем еще 2 минуты.
  6. Синтетическую смолу при помощи нагрева или растворителя доводим до нужной консистенции и добавляем пластификатор, стабилизатор и др. (набор компонентов зависит от вида изделия, которое нужно получить на выходе).
  7. Готовую смолу добавляем к смеси заполнителей (бетоносмеситель непрерывно вращается) и перемешиваем в течении 2 мин.
  8. Добавляем отвердитель. Ждем 3–5 мин и разливаем готовую полимербетонную смесь в формы.

Не забываем очистить мешалку от остатков раствора. Изделие, которое залито в форму будет готово через сутки.

Искусственный мрамор

Как видим: технология изготовления доступна для широкого использования и при определенных навыках может приносить значительную пользу и моральное удовлетворение.

загрузка...

Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты
Строительная организация
Строительно-проектировочная комания "Стройка 93"

Краснодарский Край, г.Краснодар ,
350086, ул. Л.Чайкиной, 16.
Телефон: +7(909)447-57-13
Мы работаем ежедневно с 10:00 до 19:00
https://beton-house.com />
   <span class=