EA027676B1 - Полимербетонная смесь, полимербетонная деталь и способ ее изготовления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к полимербетонной смеси для изготовления полимербетонной детали (1), причем полимербетонная смесь состоит из 78-82 об.% наполнителя или смеси наполнителей и 18-22 об.% полимерной смеси, по меньшей мере, из смолы, одного отвердителя или одной смеси отвердителей и одного ускорителя или одной смеси ускорителей, причем полимерная смесь содержит 1,5-2 об.% отвердителя или смеси отвердителей и 0,8-1,4 об.% ускорителя или смеси ускорителей, причем наполнитель или смесь наполнителей образованы из высушенного осадка или содержат высушенный осадок. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления полимербетонной детали (1) и к полимербетонной детали (1).

Description

Изобретение относится к полимербетонной смеси для изготовления полимербетонной детали. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления полимербетонной детали и к изготовленной таким образом полимербетонной детали.

Обычный полимерный бетон содержит в качестве связующего полимер чаще всего с минеральным наполнителем, удерживаемым связующим. Полимербетон имеет меньшее время твердения (называемое также временем жизнеспособности) и меньшую плотность, чем чисто минеральный бетон, и лучшее демпфирование колебаний.

Из νθ 2009/071038 А1 известен полимербетон с размолотой горной породой любого вида, а также с песком с примесью вредных веществ и/или органических составных элементов. Основной структурный элемент определяется следующими количественными соотношениями: 76,5-83,5% - наполнителя, 16,020,0% - смолы/связующего, 0,2-2,0% - отвердителя, 0,2-1,5% - ускорителя. Изготовление осуществляется в обычном смесителе, причем сначала интенсивно перемешивают наполнитель со связующим, а затем с продолжением перемешивания добавляют химические добавки. После этого компаунд разливают в формы, встряхивают и вынимают из форм в соответствии с требуемой плотностью. В зависимости от рецептуры продолжительность цикла составляет 6-120 мин. Полученный таким образом бетон пригоден для изготовления таких стройматериалов, как плиты, кирпичи, столбы, трубы, индивидуальные фасонные детали и т.д., а также предметы широкого потребления всех видов, например, для огорода, кухни и бассейна или для декоративных элементов.

В основу изобретения положена задача создания усовершенствованной по сравнению с уровнем техники полимербетонной смеси, усовершенствованного способа изготовления полимербетонной детали и усовершенствованной полимербетонной детали.

Задача настоящего изобретения решается с помощью предлагаемых согласно изобретению полимербетонной смеси, полимербетонной детали и способа получения последней, как указано в независимых пунктах формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Полимербетонная смесь согласно изобретению для изготовления полимербетонной детали состоит из 78-82 об.% наполнителя или смеси наполнителей и 18-22 об.% полимерной смеси, по меньшей мере, из полимерной смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей. При этом доля отвердителя или смеси отвердителей относительно доли смолы составляет 1,5-2 об.%, а доля ускорителя или смеси ускорителей относительно доли смолы 0,8-1,4 об.%. Т.е. полимерная смесь, по меньшей мере, из полимерной смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей содержит 1,5-2 об.% отвердителя или смеси отвердителей, 0,8-1,4 об.% ускорителя или смеси ускорителей и соответственно 96,6-97,7 об.% смолы.

Наполнитель или смесь наполнителей образован(а) из высушенного осадка сточных вод и содержит высушенный осадок сточных вод. При этом под высушенным осадком сточных вод следует понимать составные элементы твердых веществ осадка, остающиеся после сушки осадка, по меньшей мере, до заданной остаточной влажности. Тем самым организуется использование осадка сточных вод, обычно утилизируемого с большим трудом, т.е. осадок сточных вод используется для изготовления полимербетонной детали на основе этой полимербетонной смеси. Благодаря этому отпадает затратная переработка или химическая обработка осадка, и это делает возможным особенно простое изготовление полимербетона, имеющего высокие значения прочности, модуля упругости, химической и/или механической устойчивости, прочности на истирание при отсутствии какого бы то ни было влагопоглощения или, по меньшей мере, при наличии влагопоглощения, стремящегося к нулю. В результате полимербетонные детали, изготовленные с помощью этой полимербетонной смеси, весьма предпочтительно используются также, например, в областях, подверженных затоплению. Кроме того, полимербетон, изготавливаемый с помощью полимербетонной смеси согласно изобретению, особенно коррозийно-устойчив, устойчив к старению и погодоустойчив, а также почти безусадочен.

Кроме того, в результате использования высушенного осадка сточных вод благодаря его структуре улучшаются звуко- и теплоизоляция полимербетона или изготавливаемой из него полимербетонной детали, поскольку благодаря структуре отдельных частиц осадка, сформированных пустотелыми, например трубчатыми, наподобие пеньковых стеблей, в полимербетоне получается структура, оказывающая теплои звукоизолирующее действие. Кроме того, полимербетонная деталь, выполненная из полимербетона, изготовленного с помощью высушенного осадка, имеет меньший вес, чем полимербетонная деталь, изготовленная только из кварцевого песка в качестве наполнителя. Это обстоятельство имеет преимущества, например, при транспортировке, а также при переработке полимербетонных деталей, поскольку для их транспортировки и переработки, например, не требуется никаких тяжелых машин, а в случае зданий или составных элементов зданий, изготавливаемых с помощью полимербетонных деталей, фундаментные стены, фундаментные плиты и опоры могут выполняться значительно меньших размеров.

Кроме того, под термином осадок сточных вод, или просто осадок, подразумевается обычный осадок, образующийся при очистке загрязненной воды любого вида и являющийся смесью воды с твердыми веществами. В случае твердых веществ речь идет о взвешенных веществах, тяжелых металлах и

- 1 027676 ядах, выделяющихся, например, в установке для очистки сточных вод, и осаждающихся на дно, т.е. седиментирующих или возникающих на механических ступенях очистки в виде осадка. При этом взвешенные вещества обычных сточных вод преимущественным образом образованы из фекалий и бытовых/коммунальных отходов, так что такой осадок большей частью состоит из таких фекалий и отходов, в которых содержатся также, например, медикаментозные отходы. По этой причине отходы ядовиты и классифицируются как спецотходы. В типичном осадке содержатся, например, следующие вещества: свинец, медь, никель, хром, кадмий, цинк, мышьяк, ртуть, марганец, алюминий, железо, азот и/или фосфор. Органические вредные вещества в осадке могут быть, например, канцерогенными, мутагенными и/или ядовитыми.

Этот осадок, как это уже описано выше, следует высушить так, чтобы высушенные твердые вещества осадка могли быть использованы для полимербетонной смеси согласно изобретению.

В отличие от вышеописанных веществ, содержащихся или могущих содержаться в осадке, известный из уровня техники песок, смешанный с вредными веществами и/или с органическими составными элементами, не имеет такого состава, а содержит лишь органические составные элементы на растительной основе и не содержит, в частности, никаких фекалий, никаких бытовых/коммунальных отходов, никаких медикаментозных отходов, никаких тяжелых металлов и никаких канцерогенных, мутагенных и/или ядовитых веществ. Поэтому переработка осадка требует иного способа переработки и, в частности, другого состава и другого соотношения компонентов полимерной смеси, по меньшей мере, из смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей. Благодаря комбинации по меньшей мере одной смолы с отвердителем или смесью отвердителей и с ускорителем или смесью ускорителей эта по меньшей мере одна смола приобретает в качестве связующего новые функциональные свойства. Последние противодействуют адсорбции частиц наполнителя, имеющей место из-за особенностей осадка, так что может произойти экзотермическая реакция.

Отвердитель или смесь отвердителей предпочтительно являются смешанным отвердителем, состоящим из системы МЕКР-ААР. При этом сокращение МЕКР означает пероксиды метилэтилкетона, а сокращение ААР - пероксид ацетилацетата. Ускорителем или смесью ускорителей предпочтительно является смешанный ускоритель, состоящий из системы кобальт-амин.

В другом предпочтительном варианте отвердителем является, например, оксидный отвердитель (например, бутанокс) или смесь отвердителей содержит такой отвердитель. Ускорителем в этом другом предпочтительном варианте является кобальтовый ускоритель, или смесь ускорителей содержит такой кобальтовый ускоритель.

Предпочтительным образом фасонные элементы, т.е. полимербетонные детали, из полимербетона, изготавливаемого с помощью полимербетонной смеси согласно изобретению, обладают особенно высокой устойчивостью к высоким температурам, температурным колебаниям, влажности и нападениям со стороны вредителей или вредных насекомых. Кроме того, такие фасонные элементы из полимербетона, т.е. полимербетонные детали, устойчивы к химикатам, в частности к солесодержащим или кислым окружающему воздуху, или осадкам, а также погодоустойчивы. Благодаря этому во время эксплуатации у фасонных элементов из полимербетона, т.е. у полимербетонных деталей, не происходит никакой потери стабильности, а обычные конструктивные элементы не нуждаются ни в каких периодических оздоровительных мероприятиях.

Для подмешивания в полимербетонную смесь следует использовать обычные дозировочные смесительные машины. Доля полимерной смеси и/или состав полимерной смеси каждый раз задаются и замешиваются целесообразным образом в соответствии с необходимыми и/или желательными значениями вязкости, жизнеспособности, устойчивости к ультрафиолетовому излучению и/или температуростойкости и/или в соответствии с желательными механическими свойствами полимербетонной детали, изготавляемой с помощью полимербетонной смеси.

Особенно предпочтительной является смесь, образованная из наполнителей с 77-83 об.% высушенного осадка, в которую добавлены 17-23 об.% кварцевой муки. При этом соотношение компонентов между высушенным осадком и кварцевой мукой устанавливается в зависимости от химических и/или физических свойств или состава высушенного осадка.

Для обеспечения процесса полимеризации и отверждения полимербетонной смеси и тем самым для образования полимербетона полимерная смесь целесообразным образом содержит полиэфирную или акриловую смолу.

Соотношение компонентов между смесью наполнителя и полимерной смесью полимербетонной смеси, т.е. соотношение таких компонентов смеси, как наполнитель, смола, отвердитель или смесь отвердителей и ускоритель или смесь ускорителей целесообразным образом устанавливается в зависимости от химических и/или физических свойств высушенного осадка, а также целесообразным образом каждый раз тоже в зависимости от изготавливаемой полимербетонной детали и от предъявляемых к ней требований. В зависимости от исходной ситуации и требований к полимербетонной детали, изготавливаемой с помощью полимербетонной смеси, целесообразным образом могут примешиваться дополнительные добавки и/или ингибиторы.

При этом примешивании добавок и/или ингибиторов речь идет, в частности, об управлении внут- 2 027676 ренней текучестью полимербетонной смеси и/или отвердевающего полимербетона, например, за счет использования тиксотропных средств и/или отвердевающего бетона, и/или об увеличении значения НбТ, т.е. теплостойкости полимербетонной смеси и/или отвердевающего полимербетона, а также об использовании противоусадочных добавок для предотвращения усадки или, по меньшей мере, чрезмерной усадки полимербетонной смеси и/или отвердевающей полимербетонной смеси. Кроме того, за счет примешивания добавок и/или ингибиторов должна повышаться устойчивость изготовленной полимерной детали к ультрафиолетовому излучению.

Это воздействие вышеуказанных факторов достигается, например, за счет следующих добавок/ингибиторов, которые могут добавляться в отдельности или в комбинации из нескольких нижеупомянутых добавок/ингибиторов:

реактивные разбавители, как-то: стирол-винил-толуол или диэтиленовый гликолеводивиниловый эфир, сопряженные двухсвязные системы, как-то: бензилиден камфора сульфоновая кислота, изоприл бензил салицилат, 4-метилбензилиден камфора, неорганическая пигментация, как-то: оксид титана в виде типа рутила или анатаса, поливинилацетаты, высокодисперсная кремниевая кислота, метилцеллюлозные волокна, полисилоксаны.

Для достижения больших прочностей полимербетона в одном из предпочтительных вариантов осуществления в наполнитель или в смесь наполнителей введены искусственные и/или натуральные волокна. При этом речь может идти, например, о стекловолокнах, бамбуковых волокнах, промышленной пеньке и/или о льне. Они могут заделываться в полимербетон в процессе изготовления полимербетонной детали согласно изобретению, подробно описанном ниже. Эти искусственные и/или натуральные волокна образуют арматуру полимербетона, или полимербетонной детали, изготовленную из полимербетонной смеси. Благодаря этому улучшаются свойства полимербетона, например прочность при изгибе и/или при растяжении и/или жесткость.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления искусственные и/или натуральные волокна могут быть связаны в нервущуюся ткань, например в мат, и таким образом вводиться в полимербетон, или в полимербетонную смесь.

В способе изготовления полимербетонной детали согласно изобретению вышеупомянутая полимербетонная смесь производится путем смешивания 78-82 об.% наполнителя или смеси наполнителей с 18-22 об.% полимерной смеси, по меньшей мере, из смолы, отвердителя или смеси отвердителей с ускорителем или смесью ускорителей. При этом, как уже упоминалось, доля отвердителя или смеси отвердителей составляет относительно смоляной доли 1,5-2 об.%, а доля ускорителя или смеси ускорителей относительно смоляной доли 0,8-1,4 об.%. Т.е. полимерная смесь, по меньшей мере, из смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей содержит 1,5-2 об.% отвердителя или смеси отвердителей, 0,8-1,4 об.% ускорителя или смеси ускорителей и соответственно 96,6-97,7 об.% смолы.

Наполнитель или смесь наполнителей, как уже упоминалось, образованы из высушенного осадка или содержат высушенный осадок. При этом под высушенным осадком следует понимать доли твердых веществ осадка, которые остаются после предпочтительно полного высушивания осадка или после высушивания осадка, по меньшей мере, до заданной остаточной влажности. Эта полимербетонная смесь для изготовления полимербетонной детали полимеризуется и отверждается, так что из полимербетона образуется полимербетонная деталь.

Отверждение происходит автоматически после полимеризации. Это отверждение может быть подвержено воздействию, в частности, за счет состава полимерной смеси, т.е. за счет используемой каждый раз смолы, а также отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей и их соответствующих долей.

Способ согласно изобретению обеспечивает преимущества, уже упомянутые выше. Так, например, с помощью способа согласно изобретению предпочтительным образом организуется использование осадка, обычно утилизируемого с большим трудом. Благодаря этому, как это уже описано выше, отпадает затратная переработка или химическая обработка осадка, и обеспечивается особенно простое изготовление полимерного бетона, имеющего высокие значения прочности, модуля упругости, химической и/или механической устойчивости и/или стойкости, прочности на истирание при отсутствии какого бы то ни было влагопоглощения или, по меньшей мере, при наличии влагопоглощения, стремящегося к нулю. Благодаря этому полимербетонные детали, изготовленные с помощью этого способа, весьма предпочтительны для использования, например, в областях, подверженных затоплению. Кроме того, полимербетон полимербетонной детали, изготовленный с помощью способа согласно изобретению, особенно коррозийно-устойчив, устойчив к старению и погодоустойчив, а также почти безусадочен.

Кроме того, в результате использования высушенного осадка благодаря его структуре улучшаются звуко- и теплоизоляция полимербетона, или изготавливаемой из него полимербетонной детали, поскольку благодаря структуре отдельных частиц осадка, сформированных пустотелыми, например трубчатыми, наподобие пеньковых стеблей, в полимербетоне получается структура, оказывающая тепло- и звукоизо- 3 027676 лирующее действие. Кроме того, полимербетонная деталь, выполненная из полимербетона, изготовленного с помощью высушенного осадка, имеет меньший вес, чем полимербетонная деталь, изготовленная только из кварцевого песка в качестве наполнителя. Это обстоятельство имеет преимущества, например, при транспортировке, а также при переработке полимербетонных деталей, поскольку для их транспортировки и переработки, например, не требуется никаких тяжелых машин, а в случае зданий или составных элементов зданий, изготавливаемых с помощью полимербетонных деталей, фундаментные стены, фундаментальные плиты и опоры могут выполняться значительно меньших размеров.

Полимербетонные детали, изготавливаемые с помощью способа согласно изобретению, обладают особенно высокой устойчивостью к высоким температурам, температурным колебаниям, влажности и нападениям со стороны вредителей или вредных насекомых. Кроме того, такие полимербетонные детали, изготовленные с помощью этого способа, устойчивы к химикатам, в частности к солесодержащим или кислым окружающему воздуху, или осадкам, а также погодоустойчивы. Благодаря этому во время эксплуатации у полимербетонных деталей не происходит никакой потери стабильности, а обычные конструктивные элементы не нуждаются ни в каких периодических оздоровительных мероприятиях.

Способ может осуществляться весьма эффективно, экономично и экономно. Кроме того, он экологичен, поскольку осадок используется разумно и поскольку по сравнению со способом изготовления полимербетона, известным из уровня техники, выбросы углекислого газа снижены. Это достигается за счет того, что ускоритель или смесь ускорителей в результате экзотермической реакции выделяют тепло для процесса полимеризации. Благодаря этому никакого подвода тепла извне не требуется, так что выбросы углекислого газа, которые возникли бы при производстве тепла для эндотермической реакции, предотвращаются. Кроме того, в результате переработки осадка описанным образом нет необходимости в затратных и связанных с выбросами углекислого газа переработке и помещении осадка на хранение.

Отвердитель или смесь отвердителей предпочтительно представляют собой смешанный отвердитель, состоящий из системы МЕКР-ААР. При этом сокращение МЕКР означает пероксиды метилэтилкетона, а сокращение ААР - пероксид ацетилацетата. Ускорителем или смесью ускорителей предпочтительно является смешанный ускоритель, состоящий из системы кобальт-амин.

В другом предпочтительном варианте отвердителем является, например, оксидный отвердитель (например, бутанокс) или смесь отвердителей содержит такой отвердитель. Ускорителем в этом другом предпочтительном варианте является кобальтовый ускоритель, или смесь ускорителей содержит такой кобальтовый ускоритель.

Соотношение компонентов между наполнителем и добавляемыми материалами полимербетонной смеси, т.е. соотношение таких компонентов смеси, как наполнитель, смола, отвердитель или смесь отвердителей и ускоритель или смесь ускорителей целесообразным образом устанавливается в зависимости от химических и/или физических свойств высушенного осадка, а также целесообразным образом каждый раз тоже в зависимости от изготавливаемой полимербетонной детали и от предъявляемых к ней требований. В зависимости от исходной ситуации и требований к изготавливаемой полимербетонной детали целесообразным образом могут примешиваться дополнительные добавки и/или ингибиторы.

При этом примешивании добавок и/или ингибиторов речь идет, в частности, об управлении внутренней текучестью полимербетонной смеси и/или отвердевающего полимербетона, например, за счет использования тиксотропных средств и/или отвердевающего бетона, и/или об увеличении значения НбТ, т.е. теплостойкости полимербетонной смеси и/или отвердевающего полимербетона, а также об использовании противоусадочных добавок для предотвращения усадки или, по меньшей мере, чрезмерной усадки полимербетонной смеси и/или отвердевающей полимербетонной смеси. Кроме того, за счет дополнения добавок и/или ингибиторов должна повышаться устойчивость изготовленной полимерной детали к ультрафиолетовому излучению.

Это воздействие вышеуказанных факторов достигается, например, за счет следующих добавок/ингибиторов, которые могут примешиваться в отдельности или в комбинации из нескольких нижеупомянутых добавок/ингибиторов:

реактивные разбавители, как-то: стирол-винил-толуол или диэтиленовый гликолеводивиниловый эфир, сопряженные двухсвязные системы, как-то: бензилиден камфора сульфоновая кислота, изоприл бензил салицилат, 4-метилбензилиден камфора, неорганическая пигментация, как-то: оксид титана в виде типа рутила или анатаса, поливинилацетаты, высокодисперсная кремниевая кислота, метилцеллюлозные волокна, полисилоксаны.

Для достижения больших прочностей полимербетона в наполнитель или в смесь наполнителей вводятся искусственные и/или натуральные волокна. При этом речь может идти, например, о стекловолокнах, бамбуковых волокнах, промышленной пеньке и/или о льне. Они заделываются в полимербетон. Эти искусственные и/или натуральные волокна образуют арматуру полимербетона или полимербетонной детали. Благодаря этому улучшаются свойства полимербетона, например, прочность при изгибе и/или при растяжении и/или жесткость.

- 4 027676

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления искусственные и/или натуральные волокна могут связываться в нервущуюся ткань, например в мат, и таким образом вводиться в полимербетон.

Перед полимеризацией и отверждением полимербетонная смесь целесообразным образом вводится в форму. Этим обеспечивается образование изготавливаемой полимербетонной детали в соответствующем желательном виде за счет предшествующего выполнения соответствующей формы, в которую полимербетонная смесь должна вводиться для полимеризации и отверждения.

Предпочтительным образом на всю поверхность формы, т.е. на поверхность формы, к которой полимербетонная смесь прилегает после помещения в форму, перед внесением полимербетонной смеси наносится материал покрытия. Материал покрытия наносится на поверхность формы предпочтительным образом, например, намазывается или разбрызгивается, в вязкотекучем состоянии. После того, как он немного подсохнет, оставаясь эластичным, в форму вводится полимербетонная смесь. Целесообразным образом этот материал покрытия изготовлен из синтетической смолы, обычно из полиэфирной смолы, точнее говоря, из ненасыщенного полиэфира, загущенного с помощью кремниевой кислоты. Такой материал покрытия целесообразным образом является бесцветным, однако в порядке альтернативы он может быть выполнен также цветным. В результате обеспечивается, например, соответствующее цветное исполнение поверхности полимербетонной детали. Материал покрытия предпочтительным образом имеет высокие прочность от истирания и/или погодоустойчивость и образует тем самым поверхностный слой полимербетонной детали с высокой механической и/или химической устойчивостью, который после извлечения полимербетонной детали из формы пристает к полимербетону, поскольку он гомогенно соединен с последним.

Предпочтительно после фазы подсушки полимербетонной смеси, находящейся в форме, материал покрытия наносится на поверхность полимербетонной смеси, не прилегающей к поверхности формы, т.е. на открытую сторону формы полимербетонной смеси, находящейся в форме, которая для полимеризации изготавливаемой полимерной детали полимеризуется и отверждается. В случае материала покрытия речь целесообразным образом идет о том же самом материале покрытия, который наносится на поверхность формы. Таким образом, полимербетон полностью облицован материалом покрытия. Тем самым устранен всякий непосредственный контакт с высушенным осадком, так что обеспечено особенно гигиеничное использование осадка и, в частности, предотвращен всякий выход ингредиентов осадка из полимербетона полимербетонной детали.

Процесс полимеризации и отверждения, при котором из полимербетонной смеси образуется полимербетон полимербетонной детали, предпочтительным образом происходит при окружающем давлении. В результате по сравнению с процессами полимеризации и отверждения обычного полимербетона стоимость изготовления и вытекающего из него энергопотребления значительно сокращается.

Процесс полимеризации и отверждения, при котором из полимербетонной смеси образуется полимербетон полимербетонной детали, целесообразным образом происходит при окружающей температуре, так что полимербетон, или полимербетонная смесь, во время процесса полимеризации и отверждения не нуждаются в нагреве или разогреве. Это обеспечивается ускорителем или смесью ускорителей, точнее говоря, за счет вызываемой ими экзотермической реакции. Тепло, выделяемое ускорителем или смесью ускорителей, используется для процесса полимеризации, так что никакого дополнительного подвода тепла не требуется.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления способа полимербетон, образованный в результате полимеризации и отверждения или, по меньшей мере, частичного отверждения полимербетонной смеси, после удаления формы полностью облицовывается материалом покрытия. При этом удаление формы может происходить также еще во время процесса отверждения, т.е. полного отверждения полимербетона в форме не требуется. Извлечение полимербетона, точнее говоря, полимербетонного изделия, образованного из него, из формы в этом случае происходит уже после частичного отверждения, если полимербетон уже является достаточно твердым для извлечения из формы. Затем отверждение продолжается за пределами формы до тех пор, пока процесс отверждения не закончится полностью. Нанесение материала покрытия может осуществляться, например, путем обрызгивания. При этом речь идет предпочтительно о вышеописанном материале покрытия, именуемом также гелевым покрытием (Сс1соа1). При этом в порядке альтернативы речь также может идти о гелевом покрытии (Се1соа1), однако в другом составе, чем в вышеописанном первом слое материала покрытия. Т.е. в этом случае, если наносятся оба слоя, для первого слоя, наносимого на полимербетонную смесь вышеописанным образом с помощью формы и/или наносимого на поверхность полимербетонной смеси, не прилегающую к поверхности формы, используется первый материал покрытия, а для второго слоя, которым полимербетон после удаления формы облицовывается полностью, второй материал покрытия.

Оба материала покрытия могут быть соответственно образованы в виде гелевого покрытия (Ое1соа£), однако с разными составами. Тем самым речь при обоих материалах покрытия целесообразным образом идет о полиэфирной смоле, загущенной с помощью кремниевой кислоты. Первый материал покрытия, кроме того, предпочтительно содержит стирол и метилметакрилат, в то время как второй материал покрытия предпочтительно содержит стирол и кобальт-(111)-до(2-этилгексанол). Кроме того, второй

- 5 027676 материал покрытия может дополнительно содержать, например, гелевое покрытие на основе изофталевой кислоты-неопентилгликоля (Ιδο-ΝΡΟ). Если этот второй слой не используется, то второй материал покрытия для первого слоя уже также может дополнительно содержать это гелевое покрытие (Сс1еоа1) на основе изофталевой кислоты-неопентилгликоля (Ιδο-ΝΡΟ).

При этом облицовка полимербетона может происходить в порядке альтернативы или дополнения к нанесению материала покрытия на поверхность формы и к его последующему переносу на полимербетонную смесь, заполняющую затем форму, и/или в порядке альтернативы или дополнения к нанесению материала покрытия на поверхность полимербетонной смеси, не прилегающую к поверхности формы.

Тем самым вышеописанные преимущества достигаются в одном из альтернативных вариантов осуществления. В частности, благодаря облицовке предотвращается всякий непосредственный контакт с высушенным осадком, так что обеспечивается особенно гигиеничное использование осадка и, в частности, предотвращается всякий выход ингредиентов осадка из полимербетона полимербетонной детали.

В одном из дополнительных вариантов осуществления соответствующая облицовка образована двумя слоями материала покрытия, благодаря чему обеспечивается особенно надежная и плотная облицовка полимербетона. При этом с помощью проведенной после удаления формы дополнительной облицовки материалом покрытия, который в этом случае наносится на первый слой материала покрытия, непосредственно прилегающий к полимербетону и гомогенно связанный с ним, закрываются также, например, возможные дефекты первого слоя. Благодаря этому добиваются того, чтобы из полимербетона полимербетонной детали предотвращался выход вредных и/или ядовитых субстанций, содержащихся в осадке.

При дополнительной облицовке целесообразным образом осуществляется нанесение материала покрытия в рамках временного окна, во время которого еще не закончено химическое твердение материала покрытия, нанесенного на полимербетон с помощью поверхности формы, и на поверхность полимербетонной смеси, не прилегающую к поверхности формы. Таким образом, достигается однородность соединения между обоими слоями материала покрытия. В результате предпочтительным образом создается однородный поверхностный слой. Для обеспечения этого целесообразным образом осуществляется удаление формы, прежде чем процесс отверждения закончится полностью. Это отверждение может продолжаться часы или дни, причем полимербетон уже через короткое время затвердевает в достаточной степени для того, чтобы избавиться от формы. Таким образом, обеспечивается создание вышеупомянутого временного окна, во время которого должно было бы осуществляться нанесение материала покрытия для дополнительного наслоения так, чтобы между обоими слоями материала покрытия достигалось однородное соединение.

Самый верхний слой материала покрытия образуется в зависимости от соответственно предусмотренного использования изготавливаемой полимербетонной детали, так что этот слой обладает соответствующими необходимыми свойствами. Например, этот самый верхний слой может выполняться особенно устойчивым к истиранию, например, в случае полимербетонной детали, выполненной в качестве мостового камня, или он может быть выполнен особенно устойчивым к фекалиям, например, в случае полимербетонной детали, предусмотренной для содержания животных. В порядке альтернативы или дополнения этот самый верхний слой может быть выполнен, например, цветным и/или с блестящей поверхностью.

В материал покрытия для образования поверхностного слоя, т.е. в материал покрытия, наносимый на поверхность формы, который затем пристает к полимербетонной смеси, заполняющей форму, или к полимеризованному и отвердевшему полимербетону и гомогенно соединяется с ним, и/или в материал покрытия, наносимый на поверхность полимербетонной смеси, не прилегающую к поверхности формы, и/или в материал покрытия, которым полимербетон или уже покрытый облицовочным материалом элемент формы после удаления формы облицовывается полностью, могут вводиться органические и/или неорганические частицы, в частности цветные частицы, осколки стекла, обрезки и/или частицы пластмассы, металлическая стружка и/или обломки камней, так что достигается визуально привлекательная декоративная отделка поверхности полимербетонной детали. При этом заделка в материал покрытия целесообразным образом происходит с таким расчетом, чтобы частицы фиксировались или удерживались в материале покрытия, а со стороны поверхности облицовывались материалом покрытия.

Полимербетонная деталь согласно изобретению изготавливается с помощью вышеописанного способа и/или из вышеописанной полимербетонной смеси. Полимербетонная деталь согласно изобретению обладает вышеописанными преимуществами. Так, например, в результате переработки в полимербетонную деталь согласно изобретению предпочтительным образом может использоваться осадок, утилизация которого обычно является трудоемкой. Благодаря этому, как уже было описано, отпадает трудоемкая переработка или химическая обработка осадка и обеспечивается особенно простое изготовление полимербетона, обладающего высокими значениями прочности, модуля упругости, химической и/или механической устойчивости и/или стойкости, устойчивости к истиранию при отсутствии влагопоглощения или, по меньшей мере, при наличии влагопоглощения, стремящегося к нулю. В результате такие полимербетонные детали весьма предпочтительно используются также, например, в областях, подверженных затоплению. Кроме того, полимербетон из полимербетонной смеси согласно изобретению особенно кор- 6 027676 розийно-устойчив, устойчив к старению и погодоустойчив, а также почти безусадочен.

Кроме того, в результате использования высушенного осадка благодаря его структуре улучшаются звуко- и теплоизоляция полимербетона, или изготавливаемой из него полимербетонной детали, поскольку благодаря структуре отдельных частиц осадка, сформированных пустотелыми, например трубчатыми, наподобие пеньковых стеблей, в полимербетоне получается структура, оказывающая тепло- и звукоизолирующее действие. Кроме того, полимербетонная деталь, выполненная из полимербетона, изготовленного с помощью высушенного осадка, имеет меньший вес, чем полимербетонная деталь, изготовленная только из кварцевого песка в качестве наполнителя. Это обстоятельство имеет преимущества, например, при транспортировке, а также при переработке полимербетонных деталей, поскольку для их транспортировки и переработки, например, не требуется никаких тяжелых машин, а в случае зданий или составных элементов зданий, изготавливаемых с помощью полимербетонных деталей, фундаментные стены, фундаментальные плиты и опоры могут выполняться значительно меньших размеров.

Полимербетонная деталь согласно изобретению обладает особенно высокой устойчивостью к высоким температурам, температурным колебаниям, влажности и нападениям со стороны вредителей или вредных насекомых. Кроме того, полимербетонная деталь согласно изобретению устойчива к химикатам, в частности к солесодержащим или кислым окружающему воздуху, или осадкам, а также погодоустойчива. Благодаря этому во время эксплуатации полимербетонной детали не происходит никакой потери стабильности, а обычные конструктивные элементы не нуждаются ни в каких периодических оздоровительных мероприятиях.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления полимербетон полимербетонной детали полностью облицован по меньшей мере одним поверхностным слоем из материала покрытия. Этот материал покрытия целесообразным образом изготовлен из синтетической смолы, обычно из полиэфирной смолы, точнее говоря, из ненасыщенного полиэфира, загущенного с помощью кремниевой кислоты. Такой материал покрытия называется также гелевым покрытием (Сс1соа1). Материал покрытия целесообразным образом является бесцветным, однако в порядке альтернативы он может быть также выполнен цветным. В результате обеспечивается, например, соответствующее цветное исполнение поверхности. Он предпочтительным образом имеет высокие прочность от истирания и/или погодоустойчивость и образует тем самым поверхностный слой с высокой механической и/или химической устойчивостью.

Тем самым делается возможным защитный поверхностный слой, окружающий или охватывающий фасонный элемент с особенно высокой химической и/или механической устойчивостью, образованный из полимербетона. Кроме того, тем самым предотвращается всякий непосредственный контакт с высушенным осадком, так что обеспечивается особенно гигиеничное использование осадка и, в частности, предотвращается всякий выход ингредиентов осадка из полимербетона.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления в поверхностный слой, образованный предпочтительно из так называемого гелевого покрытия (Ое1соа1), введены органические и/или неорганические частицы, в частности цветные частицы, осколки стекла, металлическая стружка и/или обломки камней, так что достигается визуально привлекательная декоративная отделка поверхности полимербетона полимербетонной детали.

Полимербетонная смесь согласно изобретению и способ изготовления полимербетонной детали согласно изобретению предпочтительно могут использоваться для изготовления фасонных, структурных и конструктивных элементов для использования во внутренней и в наружной областях, т.е. полимербетонная деталь согласно изобретению предпочтительно образована в качестве такого фасонного, структурного и конструктивного элемента для использования во внутренней и в наружной областях в виде мостового камня, тротуарной плиты, фасадной плитки, половой плитки, облицовки стен или кормового желоба, или стока для фекалий при содержании животных.

Ниже более подробно поясняются примеры выполнения изобретения со ссылкой на чертеж, на котором схематично изображена полимербетонная деталь в разрезе.

На чертеже схематично изображена полимерная деталь 1 в разрезе. Такая полимерная деталь 1 образована по меньшей мере из двух слоев и содержит по меньшей мере один поверхностный слой 1 из материала покрытия и слой полимербетона 3. При этом фасонный элемент, по существу, образован из полимербетона 3, образованного из полимербетонной смеси. Полимербетон 3 со стороны поверхности облицован поверхностным слоем 2. При этом такое поверхностное покрытие полимербетона 3 охватывает фасонный элемент полностью.

В одном из альтернативных не изображенных вариантов осуществления изобретения между поверхностным слоем 2 и полимербетоном 3 может быть расположен цветной или несущий слой.

Поверхностный слой 2 является слоем обычного бесцветного или цветного, так называемого гелевого покрытия (Се1соа1) с толщиной слоя предпочтительно 0,8-1,0 мм. Поверхностный слой 2 обладает особенно высокой механической и/или химической устойчивостью и является, например, особенно устойчивым к истиранию и погодоустойчивым. Под понятием гелевого покрытия (Се1соа1) следует понимать материал покрытия. Этот материал покрытия состоит из синтетической смолы, обычно из полиэфирной смолы, точнее говоря, из ненасыщенного полиэфира, загущенного с помощью кремниевой ки- 7 027676 слоты.

В гелевое покрытие (Се1соа1) поверхностного слоя 2 в не показанных вариантах осуществления могут вводиться не показанные органические и/или неорганические частицы, так что достигается визуально привлекательная отделка поверхности полимербетонной детали 1.

При этом в виде частиц в поверхностный слой 2 могут заделываться, например, обычные осколки стекла, обломки камней, обрезки или частицы пластмассы и/или металлическая стружка. При этом заделка происходит таким образом, чтобы частицы гелевого покрытия (Се1соа1) поверхностного слоя 2 фиксировались или удерживались, а со стороны поверхности имели гелевое покрытие (Се1соа1).

Полимербетон 3 образуется полимеризованной и высушенной полимербетонной смесью, состоящей из 78-82 об.% наполнителя или смеси наполнителей и из 18-22 об.% полимерной смеси, по меньшей мере, из смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей. При этом доля отвердителя или смеси отвердителей относительно доли смолы составляет 1,5-2 об.%, а доля ускорителя или смеси ускорителей относительно доли смолы составляет 0,8-1,4 об.%. Т.е. полимерная смесь, по меньшей мере, из смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей содержит 1,5-2 об.% отвердителя или смеси отвердителей, 0,8-1,4 об.% ускорителя или смеси ускорителей и соответственно 96,6-97,7 об.% смолы.

Смесь наполнителей образована из 77-83 об.% высушенного осадка, в который добавлены 17-23 об.% кварцевой муки. При этом соотношение компонентов между высушенным осадком и кварцевой мукой устанавливается в зависимости от химических и/или физических свойств или состава высушенного осадка.

При этом в качестве осадка используется обычный осадок, получающийся при очистке загрязненной воды любого вида и являющийся смесью воды и твердых веществ. В случае твердых веществ речь идет о взвешенных веществах, осаждающихся, т.е. седиментирующих из воды, например, в очистительной установке, и опускающихся на дно. При этом преобладающая доля взвешенных веществ обычных сточных вод образована из фекалий, так что такой осадок большей частью состоит из фекалий.

Для изготовления полимербетона 3 осадок размельчается до задаваемой крупности или, точнее говоря, до задаваемой крупности частиц, размалывается и/или просеивается и высушивается до задаваемой остаточной влажности.

Предпочтительно осадок высушивается полностью.

Для обеспечения процесса полимеризации и отверждения полимербетона 3 полимерная смесь содержит полиэфирную и/или акриловую смолу.

Соотношение компонентов между смесью наполнителей и добавками полимербетона 3, в частности полимерной смесью, отвердителем или смесью отвердителей, ускорителем или смесью ускорителей, устанавливается в зависимости от химических и/или физических свойств или состава высушенного остатка.

При этом в качестве отвердителя используются обычный отвердитель или смесь из множества отвердителей, причем химический состав отвердителя адаптирован к высушенному остатку в качестве наполнителя или смеси наполнителей.

В качестве ускорителя используются обычный ускоритель или смесь из множества ускорителей, причем химический состав ускорителя адаптирован к высушенному остатку в качестве наполнителя или смеси наполнителей.

Соотношения компонентов отдельных добавок, т.е. смолы, отвердителя и ускорителя, устанавливаются на основе достигаемых химико-физических свойств изготавливаемого полимербетона 3, требуемого гидромодуля и в зависимости от химических и/или физических свойств или состава высушенного осадка в качестве наполнителя.

Для достижения больших прочностей полимербетона 3 в наполнитель или в смесь наполнителей в качестве арматурного материала вводятся искусственные и/или натуральные волокна. При этом речь может идти, например, о стекловолокнах, бамбуковых волокнах, промышленной пеньке и/или о льне.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления искусственные и/или натуральные волокна могут быть связаны в нервущуюся ткань, например в мат, и таким образом вводиться в полимербетон 3 или в полимербетонную смесь.

В гелевом покрытии (Се1соа1) цветные пигменты и/или красители предпочтительно равномерно распределяются в виде узора или мраморного рисунка. Тем самым полимербетонные детали 1 из полимербетона 3 простым способом изготавливаются всех цветов или узоров.

Для изготовления полимербетонной детали 1 соответствующая форма снабжается гелевым покрытием (Сс1соа1). образующим поверхностный слой 2. По окончании фазы подсушки гелевого покрытия (Сс1соа1). т.е. когда будет образован твердый поверхностный слой 2, все добавки полимербетона 3 перемешиваются обычным образом и разливаются в формы. По окончании фазы подсушки полимербетона 3 полимербетон 3 полимербетонной смеси снабжается с верхней стороны гелевым покрытием (Се1соа1), так чтобы полимербетон 3 имел всестороннее покрытие.

Таким образом, создается поверхностный слой 2 с особенно высокой химической и/или механической устойчивостью, окружающий или охватывающий в целях защиты фасонный элемент, образованный

- 8 027676 из полимербетонной детали 1, который содержит защитную оболочку из гелевого покрытия (Сс1соа1). окружающую или охватывающую полимербетон 3 полимербетонной детали 1 в целях защиты. Кроме того, тем самым предотвращается всякий непосредственный контакт с высушенным осадком, так что обеспечивается особенно гигиеничное использование осадка и, в частности, всякий выход ингредиентов осадка из полимербетона 3.

Последующий процесс полимеризации и отверждения полимербетона 3 предпочтительным образом происходит при окружающих давлении и температуре, так что любое энергоемкое нагревание и/или повышение давления во время процесса полимеризации и отверждения предотвращаются.

По окончании процесса полимеризации и отверждения фасонный элемент может извлекаться из формы обычным способом. После этого может осуществляться полная облицовка материалом покрытия, при которой речь может идти о вышеописанном гелевом покрытии (Се1соа1) или о другом материале покрытия, например о гелевом покрытии (Се1соа1) иного состава. В этом случае поверхностный слой 2 образован из двух слоев: из гелевого покрытия (Ое1соа1), нанесенного вышеописанным способом, и из материала покрытия, нанесенного после удаления формы. При этом нанесение материала покрытия после удаления формы целесообразным образом происходит в рамках временного окна, во время которого химическое связывание первого слоя гелевого покрытия (Се1соа1) еще не закончено. Таким образом, достигается однородное соединение между обоими слоями материала покрытия. В результате образуется однородный поверхностный слой 2. Поэтому удаление формы целесообразным образом происходит еще до полного отверждения полимербетона 3. Т.е. удаление формы происходит тогда, когда полимербетон достаточно отвержден и тем самым достаточно прочен для извлечения из формы. Затем после удаления формы это продолжается до полного окончания.

Полимербетон 3, или полимербетонная смесь, и способ предпочтительно могут использоваться для изготовления фасонных, структурных или конструктивных элементов для использования во внутренней и наружной областях. В качестве таких полимербетонных деталей 1 изготавливаться могут, например, мостовые камни, тротуарные плиты, фасадные плитки, половые плитки, облицовки стен вплоть до кормовых желобов или стоков для фекалий при содержании животных.

Перечень позиций.

- Полимербетонная деталь,

- поверхностный слой,

- полимербетон.

Claims (11)

1. Полимербетонная смесь для изготовления полимербетонной детали (1), причем полимербетонная смесь состоит из 78-82 об.% смеси наполнителей и 18-22 об.% полимерной смеси, по меньшей мере, из полимерной смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей, причем полимерная смола представляет собой полиэфирную или акриловую смолу, где полимерная смесь содержит 1,5-2 об.% отвердителя или смеси отвердителей и 0,8-1,4 об.% ускорителя или смеси ускорителей и смесь наполнителей образована из 77-83 об.% высушенного осадка сточных вод, в который добавлены 17-23 об.% кварцевой муки, причем осадок сточных вод является высушенным полностью или, по меньшей мере, высушенным до заданной остаточной влажности.

2. Полимербетонная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в наполнитель или в смесь наполнителей введены искусственные и/или натуральные волокна.

3. Способ изготовления полимербетонной детали (1), где полимербетонную смесь по п.1 или 2 получают смешиванием 78-82 об.% смеси наполнителей и 18-22 об.% полимерной смеси, по меньшей мере, из полимерной смолы, отвердителя или смеси отвердителей и ускорителя или смеси ускорителей, где полимерная смола представляет собой полиэфирную или акриловую смолу, причем полимерная смесь содержит 1,5-2 об.% отвердителя или смеси отвердителей и 0,8-1,4 об.% ускорителя или смеси ускорителей, причем смесь наполнителей образована из 77-83 об.% высушенного осадка сточных вод, в который добавлены 17-23 об.% кварцевой муки, причем осадок сточных вод является высушенным полностью или, по меньшей мере, высушенным до заданной остаточной влажности, и полученную полимербетонную смесь полимеризуют и отверждают.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что полимербетонную смесь перед полимеризацией и отверждением заключают в форму.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что на всю поверхность формы перед вводом полимербетонной смеси наносят материал покрытия.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что по окончании фазы подсушки полимербетонной смеси, находящейся в форме, материал покрытия наносят на поверхность полимербетонной смеси, не прилегающую к поверхности формы.

7. Способ по одному из пп.3-6, отличающийся тем, что процесс полимеризации и отверждения происходит при давлении окружающей среды.

8. Способ по одному из пп.3-7, отличающийся тем, что процесс полимеризации и отверждения про- 9 027676 исходит при температуре окружающей среды.

9. Способ по одному из пп.4-8, отличающийся тем, что полимербетон (3), образованный в результате полимеризации и отверждения полимербетонной смеси, после удаления формы полностью облицовывается материалом покрытия.

10. Полимербетонная деталь (1), изготовленная с помощью способа по одному из пп.4-9 и/или изготовленная из полимербетонной смеси по п.1 или 2, причем полимербетон полимербетонной детали (1) полностью облицован по меньшей мере одним поверхностным слоем (2) из материала покрытия.

11. Полимербетонная деталь (1) по п.10, отличающаяся тем, что в поверхностный слой (2) введены органические и/или неорганические частицы.