Кевларобетон: состав, свойства и технология изготовления

Мрамор из бетона: технология изготовления

Великие, монументальные строения создала природа. Им миллионы лет. Вулканические и осадочные горные породы формируют неповторимый облик местности.

Для окраски мрамора из бетона берутся любые сухие неорганические красители, не растворяющиеся водой.

Вся живность или ищет готовое жилье, или мастерит из природного материала. Укрывшись от дождя, защитившись от ветра, мы все хотим комфорта и уюта.

Общая информация

Схема зернового состава мрамора.

Но только человек желает украсить свой быт. Это духовная потребность. Строительный материал тоже берем у природы – это камень, песок, глина. Невзрачные внешне, после обработки они становятся оригинальными, приятными для глаз.

Магматические гранит и базальт и осадочные известняк и мрамор пригодны не только для строительства, но и для дизайна. Удовлетворяя потребность к красоте и изяществу, мы украшаем ими дома, вымащиваем фасады, облицовываем стены.

Раковина к раковине, высокая температура и прессовка создали уникальный биологический строительный материал – мел, известняк, мраморовидный известняк и мрамор. Он есть везде, где был океан, разной расцветки и плотности. Самый редкий из них – мрамор. Его в природе мало. Месторождения его находятся в горах, куда затруднительно доставить нужную технику. Добыча, обработка и транспортировка делают себестоимость этого материала достаточно высокой. Помимо затрат и ограниченных запасов, есть этическая сторона вопроса – это потребительство, уничтожение природных ресурсов. Строим один памятник, уничтожая другой, природный. Сегодня, благодаря новой технологии “мрамор из бетона”, мы можем беречь природные ископаемые.

Материалы из бетона

Схема устройства мрамора из бетона

Вместо бумаги – целлюлоза, вместо дерева – пластик, вместо материала природного – мрамор из бетона. Экономно, качественно, красиво и доступно. Понадобилось время, чтобы придать раствору характеристики, приближенные к нужному. Учитывались физико-механические качества и внешний вид. Трудоемкий процесс полирования, как у мрамора, неприемлем для массового выпуска. Мрамор из бетона сразу глянцевый. Такую поверхность удалось получить, зная, что, затвердевая, материал имитирует подстилающую поверхность. Для достижения прочности в состав искусственного материала в процессе изготовления добавляется суперпластификатор. Из распространенных марок цемента, без дорогостоящих компонентов, песка и технологий, смогли создать полноценную замену мрамору – мрамор из бетона.

Технология производства стройматериала методом гравитационного комкования

При изготовлении такого материала нужно пользоваться вибростолом.

Изготовить бетон с кевларом можно своими руками, зная технологию и инструменты. Помимо изготовления бетона для своих нужд, вполне можно заняться и производством кевралобетона в качестве бизнеса. Основное оборудование — бетономешалка и вибростанок. Канализация и слив не нужны. Вложения окупятся уже за месяц производства. Для этого потребуется следующее оборудование:

• бетономешалка гравитационного типа;
• компоненты смеси;
• весы;
• совковая лопата;
• вибростол;
• пленка из полиэтилена;
• формы.

Технология производства кевларобетона выполняется по следующей схеме:

Когда в состав введен пигмент, можно заполнять им форму.

1. Замес смеси. Сухие компоненты засыпают и перемешивают в бетоносмесителе не более 1 минуты.
2. Добавление цемента. Добавляют портландцемент и вымешивают еще 1 минуту.
3. Соблюдение пропорций, добавления пластификатора. В цементном тесте в некоторых местах движение частей замедлено, поэтому для равномерного замеса добавляют пластификатор. Его разводят в горячей воде постоянно перемешивая, чтобы он не кристаллизовался.
4. Осмотр окатышей. Выборочно выбирают шарики и разбивают для оценки их внутреннего состава. Вывод о готовности смеси делают по диаметру и плотности тела окатыша.
5. Ввод пигментов. После того как окончательная форма окатышей принята, добавляют краску, которую наносят только на верхний слой кевлара, уменьшая тем самым расход пигментов. Краску добавляются сухими и небольшими частями и перемешивают не более 10 секунд.
6. Загрузка сырья в пластиковые формы. При заполнении формочек до 80% включают вибростолы, после чего досыпают до полного заполнения формы и накрывают плотной полиэтиленовой пленкой. Сушка происходит в течение 24 часов. После распалубки изделия должны вылежаться 5 суток.

Особенности приготовления

Три основных особенности «ультрабетона» рознящие его со всем к чему мы привыкли в производстве строительных смесей это:

• Качество исходных материалов.
• Состав кевларобетона в отношении пропорций ингредиентов.
• Оригинальная технология производства кевларобетона.

К сведению! По сути, данный вид бетона представляет собой смесь на основе портландцемента в виде плотно сжатых между собой окатышей (шариков) диаметром от 2 до 5 см.

Технология изготовления гранилита

Принцип, лежащий в основе метода приготовления смеси, то есть непосредственная технология кевларобетона сродни способу гранулирования (формирования) окатышей в процессе окомкования шихты в черной металлургии.

Для получения бетонных окатышей применяется модифицированный гравитационный смеситель. Изготовленная смесь по указанному способу, с применением специального оборудования, состоит из окатышей очень высокой плотности без воздушных включений. При тактильном контакте готовый окатыш напоминает жёсткий резиновый шарик.

Если представить его в разрезе, то нам представится следующая структура:

На данном рисунке наглядно показано, что собой представляет современный представитель бетона

• Непосредственно ядро — крупная, порядка 4-5 мм, частица отсева.
• Массив уплотненной смеси портландцемента, песка и мельчайших частиц отсева, сосредоточенный вокруг ядра.
• Включения частиц отсева средних размеров (2-3 мм).

Интересно! Прочность изделия на сжатие соответствует марке бетона М600 (класс В45) и выше. Это означает, что изделие выдерживает нагрузку на сжатие 600 кг на квадратный сантиметр.

Свойства гранилита

Коль мы заговорили о прочности, которой обладает кевларобетон, отметим сразу и другие свойства этого материала:

Морозоустойчивость одно из важнейших показателей для бетонов, в том числе и изделий из гранилита, так как им приходится работать в условиях перепадов и резкого понижения температур.

Примечание! Морозоустойчивость отображает количество циклов попеременного замораживания и размораживания образца в лабораторных условиях, при котором предел прочности бетона не понижается более, чем на 5%. Классность бетонов в отношении морозостойкости начинается с F200, для смеси ультрабетона этот показатель F700.

• Водопоглощение составляет 0,5 % при допустимом уровне 5%.
• Истираемость у изделий из гранулита-0,2 г/см2. Чтобы понимать, что это означает, представьте, что экспериментальный образец подвергается воздействию абразивного круга, прижатого с определенным усилием на определенное количество оборотов. По окончании испытания измеряют потерю образцом массы.

Тротуарная дорожка из ультрабетона – демократичный вариант для загородного дома (вам не потребуется уже через год производить ремонтные работы)

Общие сведения

Возможно, вы встречали и такие его названия, как кевларобетон или гранилит, но производят их  по той же технологии, суть которой одна – создается окатыш бетона, который выглядит в виде шарика.

Этому способствует использование модифицированного бетоносмесителя. Фактически, технология ультрабетона, хотя и имеет разные названия, использует один и тот же метод приготовления материала, рецептуру и сырье.

Тротуарная плитка с фотолюминофорными добавками

Сводится процесс к тому, что из бетонной смеси, которую приготовили по специальному рецепту, начинают удалять воздух. Для этого используют гравитационный бетоносмеситель, в котором и получаются окатыши с пониженным соотношением воды и цемента, что увеличивает их плотность.

Вы можете изготавливать различные малые архитектурные формы

Такой метод дает возможность получить имитацию природных материалов, таких как:

• гранит;
• малахит;
• янтарь;
• мрамор,

а также цветные переливы.

Это очень прочный, современный и новый тип бетона, который применяется для изготовления:

• тротуарной плитки;
• бордюров;
• заборов;
• фасадного камня;
• каминов и других МАФов.

Красота и необычность материала

Использование материала

Ультрабетон основан на принципиально других решениях, принятых в области изготовления декоративного архитектурного цветного бетона способом гравитационного катышеобразования. В этом случае удается получить изделие с высокими физико-механическими параметрами.

Поверхность отливки имеет совершенную плотность и высокий глянец. При этом удается получить цветовую гамму различной сложности, независимо от площади отливаемого элемента и его габаритных размеров. Тем самым создается эффект природного или искусственного материала в диапазоне от пластика и до малахита.

В производстве стройматериалов для архитектурно-ландшафтных работ используют эффективные схемы, с помощью которых удается получать новые виды бетонов.

Для раскрытия диапазона их применения применяют различные:

• сырьевые материалы;
• вяжущие;
• заполнители;
• пластификаторы;
• эксперименты с методами и этапами добавления химических модификаторов, а также минеральных активных добавок;
• оптимизационные работы с составом многокомпонентного бетона;
• способы управления технологией.

Для создания изделий применяют практически любые формообразующие оснастки и формы. При этом продукция обладает высокими физико-механическими свойствами, которые сочетают в себе высокие показатели прочности на сжатие — В 40-90. Это сродни бетонам марок М600-1200 и выше.

Производственный процесс

Ниже предлагается инструкция, которая поможет разобраться в этом вопросе:

На первом этапе необходимо ввести заранее рассчитанную массу заполнителя в модифицированный бетоносмеситель.

Совет: обязательно нужно проводить контроль влажности минеральных заполнителей.

Процесс смешивания до однородной массы продолжается не более 1 минуты. Одновременно приготовьте водный раствора пластификатора.

Совет: нужно контролировать температуру воды, которая используется для затворения пластификатора.

Добавьте в модифицированный бетоносмеситель необходимое количества портландцемента и перемешайте все в течение одной минуты. Одновременно приготовьте нужное количество пигментов согласно колеровочной рецептуре. Обычно используют таблицу цветов.

Процесс изготовления

Добавьте дозу раствора пластификатора с водой в мертвую зону установки. При этом порядок подачи воды будет влиять на размер и количество окатышей.
Спустя 15-20 секунд проведите первичный контроль окатышей, спустя 1 минуту – конечный. Необходимо осмотреть внешний вид и проверить плотность окатышей, а также сухость и плотность их внутренней структуры, для чего окатыш следует разбить.

Ультрабетон – окатыш в разрезе

Проведите колерование, а спустя 10 с (не позже), выгрузите окатыши в формы. Параллельно с этим включите вибростол.
Поле обработки выключите вибростол, уберите с него поддон с формами и переместите его в место набора прочности.

Совет: накройте формы или всю паллету п/э пленкой.

Расформовку проведите спустя 18-20 часов, если использовали ускорители твердения — 4-8 часов и складируйте готовую продукцию.

Применяйте цемент без добавок

Обзор характеристик и свойств кевларобетона

Данный вид материала гораздо более морозоустойчив, чем все остальные смеси. Кевлар имеет марку по прочности минимум М600 (клacc B45), это означает то, что материал способен вынести нагрузку на сжатие 600 кгс/см2. Класс морозоустойчивости кевларобетона F700, где числовое значение — это циклы попеременной заморозки и оттаивания без снижения предела его прочности больше, чем на 5%. Для сравнения большинство простых бетонов имеют морозостойкость F50-F150.

Поверхность кевлара глянцевая и гладкая на ощупь, ее секрет заключен в водоцементном соотношении материалов. Водонасыщение кевралобетона составляет 0,5% при возможно допустимом уровне 5%. При попадании воды и снега стройматериал обладает почти нулевым скольжением. Светостойкими железооксидными пигментами окрашивают изделие в любой нужный цвет и их расход как минимум в 2 раза меньше, чем при окрашивании обычных марок бетона. С помощью таких красок полностью весь раствор не закрашивается, создавая разводы с имитацией натурального камня.

Материалы, необходимые для производства бетонов

В зависимости от сферы использования, погодных условий и предполагаемых нагрузок, необходимы различные по составу и качеству смеси. Наибольшей популярностью и востребованностью обладает тяжёлый бетон. Он сегодня необходим в огромных количествах для возведения опорных конструкций, фундаментов, монолитных строений и других ответственных объектов.

Для производства тяжёлого бетона применяется следующее сырьё:

• Цемент. Самый важный и ответственный компонент. Он применяется во всех марках бетона и должен отвечать нормативным требованиям. Материал имеет порошкообразную сыпучую структуру и серый цвет. Оттенки могут отличаться и зависят от исходного сырья и технологии производителя;
• Крупный заполнитель. Выполняет одновременно несколько функций: сокращает расход самого дорогого компонента, снижает стоимость, создаёт нужную заказчику структуру и прочность. Чаще всего в качестве наполнителя применяются мелкие и средние фракции щебня и гравия. Для увеличения механических свойств лучше подходит наполнитель, имеющий острые углы и грани. В этом случае получается лучшая адгезия и повышается плотность материала. Лучше всего подходит щебень с размером фракций 5-20 мм. Материал добывают механическим способом из природных источников. Он состоит из горных пород различного состава и плотности. Строительные технологии постоянно развиваются и сегодня всё чаще на замену натуральной щебёнке приходят искусственные заменители: подготовленные шлаки, керамзит и другие. Они удешевляют материал, но несколько снижают прочностные характеристики;
• Мелкий заполнитель — это, как правило, песок. Для использования в качестве компонента строительных смесей необходим однородный хороший песок без большого количества примесей и солей. Морской песок для этой роли не подходит, поэтому материал обычно добывают карьерным способом на суше. Средний размер песчинок должен находится в диапазоне 0,65-2,5 мм;
• Вода. Обязательный компонент готовой бетонной смеси. Жидкость должна соответствовать необходимым требованиям и содержать ограниченное количество примесей и солей.

Чтобы стройматериал получился качественным и не было претензий от заказчиков нужно придерживаться следующих требований:

• Не нарушать рецептуру составления смесей. Каждый компонент нужно строго дозировать;
• Качественный материал можно получить только при хорошем перемешивании компонентов;
• Количество воды может немного варьироваться и зависит от характеристик цемента, песка и наполнителя. В этом стоит ориентироваться на опыт и внешний вид, либо иметь в штате компании технолога;
• Не нужно экономить на качестве основного компонента – цемента.

Метки: бетон, получение, технология

Об авторе: admin4ik

« Предыдущая запись

Бизнес на производстве кевларобетона. Технология изготовления глянцевого бетона

Кевларобетон — одноименная технология изготовления бетонных изделий с гладкой глянцевой поверхностью, по тактильным характеристикам схожими с натуральным природным камнем. Низкая себестоимость и доступная технология сделали бизнес на производстве кевларобетона крайне популярным и прибыльным.

Кевларобетон (ультрабетон, окатышный бетон, Гранилит, гладкий бетон, гравитационный бетон) народное название технологии по производству бетонных изделий с повышенной прочностью. Кевлар — сверхпрочная ткань, которая прочнее стали в 5 раз, ничего общего, кроме названия, с бетоном не имеет. Скорее всего это название «прилипло» как качественный показатель прочности и износостойкости.

Самое правильное, с точки зрения технологии, наименование марки бетона — окатышный. А с точки зрения эксплуатации — гладкий или глянцевый бетон.

Обычные бетонные изделия, даже произведенные по принципу вибролитья, имеют шершавые на ощупь поверхности. Это поверхностные микропоры и капилляры появляются в процессе сушки из-за выхода лишней воды и воздуха из цементной смеси. Чтобы получить гладкую поверхность — бетонное изделия нуждаются в дополнительной пост-обработке дорогими проникающими составами, либо в процессе производства необходимо использовать дорогую «химию». С кевларобетоном все иначе. Он изготавливается из доступных материалов, а вся ключевая особенность заключена в особой технологии производства и специальном оборудовании.

Как и у любой технологии, у производства ультрабетона есть свойственные ему недостатки. Главным из которых является низкая рентабельность некоторых групп изделий из кевларобетона. Так, например, не окупается производство из окатышного бетона — тротуарной плитки, облицовочного камня и других массовых изделий. Это связано, в первую очередь, с тем, что производство этих изделий, с применением более дешевых технологий (плитку можно сделать и вовсе вручную, без дополнительной механизации), устанавливает низкую розничную стоимость, которая гораздо ниже себестоимости плитки из гранилита.

Поэтому из окатышного бетона лучше всего изготавливать индивидуальные изделия под заказ — подоконники, столешницы, каминные порталы, вазоны, декор для интерьера и другое. Использование пигментов и красителей позволяет имитировать любой натуральный камень — от гранита, до мрамора или фарфора.

Что такое кевларобетон. Принципиальная схема производства

Секрет гладкой глянцевой бетонной поверхности кевларобетона, похожей на натуральный камень, заключена в водоцементном отношении (ВЦ) бетонной смеси. Оно показывает необходимое количество воды в литрах на 1 кг цемента. Так, у самых популярных марок бетона М300 и М400 водоцементное отношение равно 0,5 и 0,4 соответственно (при использовании цемента марки М400). Как видите, чем ниже ВЦ, тем прочнее бетон. У глянцевого бетона ВЦ должно составлять 0,2. Но, смесь с подобным водоцементным отношением невозможно качественно уплотнить даже вибросмесителем, также, такая смесь будет расслаиваться и плохо затворяться при традиционном способе приготовления бетона.

Поэтому при приготовлении кевларобетона используют иную технологию смесеобразования. Основа данного бетона — сферообразный окатыш. «Шарик» диаметром 2-5 см, сделанный из портлантцемента. Гранулирование цементной смеси в окатыши происходит в смесителе гравитационного типа, в народе называемый «Груша» из-за похожей формы. Он позволяет уплотнить окатыши особым образом, так, чтобы исключить весь лишний воздух из шариков. На ощупь такие окатыши упругие, словно сделаны из резины.

На срезе такого шарика можно увидеть, что ядром выступает крупная (4-5 мм) частица, которую окружают более мелкие (2-3 мм) частицы отсева, а тело окатыша состоит из плотного конгламерата портлантцемента, песка и мелких частиц наполнителя.

Далее, готовые окатыши из вибрационной бетономешалки выгружаются в гладкие прочные пластиковые (стеклопластиковые) формы, установленные на высокочастных резонаторах (вибростолах). С помощью вибрации достигается токсотропная текучесть смеси окатышей и увеличивается пвседопластичность. Благодаря этому бетонные шарики формируют прочный монолит и заполняют всю готовую форму.

Формы с бетоном накрывают полиэтиленовой пленкой, для того, чтобы в смесь не попал воздух, и отправляют на сушку, которая длится 20 часов (если использовать ускорители затвердения — 4-6 часов). После чего готовые изделия извлекаются из форм и сушатся еще 5 суток до полного высыхания.

Итак, принципиальная схема производства кевларобетона следующая:

Состав строительного материала ультрабетон

В состав ультрабетона не входит ничего необычного. Основным вяжущим данного материала являются портландцемент. Его необходимо использовать не ниже марки М500. К тому же необходимо закупать материал только у проверенных производителей, чтоб избежать некачественной продукции.

Вторым составляющим является гранитный отсев. При покупке отсева необходимо учитывать содержащуюся в нем влагу. Это выяснить  не сложно вычтя из общего веса вес тары и обозначенный вес самого материала. Получившаяся цифра представляет собой вес воды.

В состав обязательно включают пластификатор. Он необходим для формирования уже готового изделия. Иначе гранулы быстро затвердеют, не создав продукта, из-за которого велась вся работа.

Вода один из важнейших компонентов. Добавлять ее необходимо, на выход в 10 кг окатышей, примерно 0,3кг. При доливе воды необходимо учитывать жидкость, содержащуюся в отсеве.

Так же ультрабетон содержит пигменты. Их расход зависит от интенсивности окраски изделия, его размеров и цветовой гаммы.

Суть технологии.

    Технология Ультрабетон представляет собой оригинальный способ изготовления бетонной смеси, отличающийся от большинства привычных методов применяемых в такой сфере производства строительных материалов как вибролитье.

    Принцип данной технологии сводится к тому, что бетонная смесь на основе портландцемента, представляет собой плотно сжатые окатыши сферической формы, диаметр которых, как правило, варьируется от 2 до 5 сантиметров.

    Способ получения окатышей Ультрабетона был заимствован из области черной металлургии, где применяются схожие принципы окатышного гранулирования при окомкование шихты.

    Окатыши Ультрабетона формируются в барабане модифицированного гравитационного смесителя. Окомкование бетонной смеси в гравитационном смесителе позволяет получить окатыши высокой плотности с полным исключением воздуха из смеси. При пальпировании (на ощупь) созревший окатыш напоминает жесткую резину.

    Принципиально окатыш представляет собой шар, состоящий из плотного конгломерата строительного песка и зерен различной фракции гранитного (или аналогичного материала) отсева, сцепленных между собой портландцементом. В центре такого сферического образования находится ядро, состоящее из одного или нескольких крупных зерен (4-5мм) отсева. Рис.1

    После выгрузки созревших окатышей в формообразующую оснастку Ультрабетон подвергается воздействию высокочастотного резонатора, что позволяет придать псевдопластичность и тиксотропную текучесть окатышной смеси. При таких условиях окатыши стекаются в единый высокоплотный монолит, который приобретает заданную форму.
При этом крупные зерна минерального наполнителя, из которых состоят ядра, и тела окатышей образуют внутреннюю жесткую решетчатую структуру. Сформированный, таким образом, «скелет» отливки Ультрабетона придает повышенные показатели на такие эксплуатационные нормативы как излом и сжатие.

    Применение вышеописанного метода позволяет не только добиться отличных показателей в физико-механических свойствах отливки, но и получить монолитную с высоким глянцем, или без такового, поверхность с выдающимися декоративными качествами, но при низких расходах колерующих добавок.

    В качестве колера используются обычные светостойкие железооксидные и фталоцианиновые пигменты для бетона. Но данные пигменты расходуются в два-три раза меньше в сравнении с принятыми нормами. Здесь пигменты не прокрашивают все тело бетона, что в принципе и не нужно, а подаются небольшими, подобранными по рецептуре, дозами на поверхность созревших окатышей. В этом случае каждый шар Ультрабетона окрашивается неповторимо по своему и при дальнейшем формовании монолита дает свою линию («жилку») оттенка в поверхности изделия. В результате продукция из Ультрабетона имитирует натуральные камни со сложным природным рисунком под мрамор, гранит, янтарин и прочее.

Технология кевларобетон

Технология изготовления кевларобетона (его альтернативное название гранилит или же ультрабетон) подсмотрена в черной металлургии и удачно применена в новом производстве. Компоненты, формирующие данный вид материала, те же, что и в бетоне, только отличаются пропорции.

В центрифугу засыпается смесь для формирования гранул. Под воздействием гравитации в смесителе получаются окатыши. Основой структуры является ядро, состоящее из нескольких, до 5 шт, крупных продуктов отсева. Оболочкой является плотный бетон без пор и трещин. После обкатывания из центрифуги гранулы высыпаются в форму.

Форма, совершая колебательные движения высокой частоты, создает из отдельных гранул монолитную конструкцию. Пластичность, не успевших застыть компонентов, позволяет в короткие сроки и при наименьших затратах электроэнергии «вылить» готовое изделие.

Поверхность еще не высохшего элемента покрывается красящими пигментами. На этом же этапе создается текстура будущего продукта. Использование пигментирующих составов только для поверхностного окрашивания дает возможность сэкономить на них. К тому же минимальная окраска внутреннего содержания делает плотность бетонного основания выше.

Изделие, созданное на основе кевларобетонных гранул, отличается плотностью и морозостойкостью. Первое обеспечено прочным каркасом, состоящим из ядер бывших зерен. Так же при формировании смеси используется портландцемент марки 600, что является пределом прочности и соответствует бетону марки В45. Морозостойкость необходима при работе изделий в холодных районах в зимний период времени. Она, для гранилита, имеет показатель 700. Это число означает количество выдерживаемых цикличных воздействий.

Все излишки технологии связанны с использованием материала для изготовления изделий наружного использования. Это тротуарная и облицовочная плитки,  заборы и формы малой архитектуры, лавочки, урны для мусора и многое другое.