Изготовления искусственного камня и его разновидности
Искусственным камнем обобщенно называется группа композитных материалов, своей текстурой повторяющих камень природный. Наибольшей популярностью пользуются текстуры, копирующие мрамор, гранит, оникс, дикий камень и некоторые другие. Искусственные материалы имеют различия по способу изготовления и составу.
Разновидности искусственного камня
По своему составу искусственный камень делится на:
- искусственный литьевой камень, называемый также полимерным, синтетическим, акриловым, мраморным, гранитным и так далее. При изготовлении этого материала в качестве вяжущего используются полимерные смолы. Основная область применения материала – внутренние интерьеры и отделка фасадов мебели;
- искусственный облицовочный камень, изготавливаемый на основе цементного раствора. Этот вид камня применяется для изготовления покрытий на открытом воздухе (мощение дорожек, отделка фасадов зданий).
Наибольшей популярностью пользуется изготовление искусственного камня на основе полимерных композитов.
Материал представляет собой многокомпонентное вещество, состоящие из синтетического вяжущего и натурального твердого наполнителя. Может поставляться как в форме готовых листов, так и в виде жидких составов для выполнения заливки по месту.
В качестве полимерной основы чаще всего применяются акрил, полиэфирные смолы, эпоксидные, формальдегидные вяжущие и другие. Наполнителем служат древесные стружки, стальная фибра, алюминиевая проволока, крошка мрамора, гранита, стекловолокно и прочие материалы.
В зависимости от вида полимерного вяжущего и наполнителя искусственный камень делится на три основные группы: акриловый, полиэстеровый (полиэфирный) и кварцевый. Материалы этих групп различаются степенью термопластичности и, соответственно, областью применения.
Полиэфирные смолы для изготовления искусственного камня придают готовому продукту наиболее высокие показатели термопластичности. Это накладывает некоторые ограничения на его применение в помещениях с наличием высоких температур (горячие цеха пищевого производства, кухонные плиты с нагревательными поверхностями).
Основным преимуществом кварцевого камня является его исключительная твердость и прочность. Материал изготавливается из натурального кварца на основе искусственных вяжущих, а для его обработки используются те же инструменты, что и для обычного камня (полировальные станки, камнерезные приспособления).
Акриловый камень является наиболее универсальной и повсеместно применяемой разновидностью искусственных камней. Материал поддается термической формовке и обработке при помощи инструментов для работы с деревом. Широко применяется для облицовки сложных криволинейных поверхностей.
Акриловый камень
Материал получил название вследствие применения в качестве вяжущей массы акриловой смолы. Технология производства акрилового композита была разработана и запатентована американским химическим производителем Du Pont в 1962 году.
Изначальной функцией искусственного камня являлось протезирование человеческих костей, однако наибольшее распространение он получил как материал для производства кухонных столешниц.
С тех пор, как срок действия патента американского концерна истек в 1982 году, производством искусственного камня занялись многие ведущие мировые химические концерны. Сегодня акриловый композит выпускается под различными торговыми марками: LG HIMAX, SAMSUNG, KARAT, CORIAN и многими другими. Основной формой выпуска искусственного камня являются листы толщиной от 6 до 25 миллиметров.
Технические характеристики искусственного камня
Важным отличием искусственного камня от природных материалов является его плотная монолитная структура без пор. Следствием этого являются высокие эксплуатационные характеристики и гигиенические качества синтетического композита. Основные достоинства материала такие:
- непроницаемая для бактерий поверхность, биологическая инертность. Искусственный камень широко применяется в медицине и пищевой индустрии;
- удобство в чистке и обеззараживании поверхности;
- не впитывает влагу, может контактировать с водой и другими жидкостями.
Применяется для облицовки мебели в ванных и кухнях; - хорошо поддается обработке и склеиванию. При склеивании поверхностей из искусственного камня не остается швов;
- в сравнении с натуральными материалами теплопроводность искусственного камня намного ниже;
- стойкость к воздействию большого количества химически активных веществ и агрессивных сред. Степень стойкости зависит от того, какие применяются материалы для изготовления искусственного камня;
- радиоактивная и химическая безопасность, отсутствие вредных выделений;
- высокие показатели механической прочности, стойкости к ударным воздействиям и нагрузкам;
- отличная ремонтопригодность;
- возможность изготовления материала в разных цветовых решениях. Могут быть однотонные варианты и композиции различной фактуры с декоративными включениями;
- возможность разработки материала с индивидуальной структурой и цветовым решением.
Применяется для облицовки мебели в ванных и кухнях;Сферы применения и особенности эксплуатации
Искусственный камень нашел широкое применение в сфере дизайна и отделки внутренних интерьеров помещений.
Из материала изготавливают барные стойки в ресторанах и кафе, детали торгового оборудования и административной мебели, элементы оформления медицинских учреждений.
Широко распространено изготовление столешниц из искусственного камня для интерьеров домашних кухонь. Из композитного материала производят также подоконники, элементы отделки ванных комнат, мебели для бань, бассейнов и других помещений с повышенной влажностью и резкой сменой температурного режима.
Для обеспечения долговечной и надежной эксплуатации искусственного материала не рекомендуется при чистке пользоваться моющими средствами с абразивными свойствами. Следует избегать контакта с ацетоном и кислотами. Мыть поверхности, отделанные искусственным камнем лучше всего раствором мыльной воды.
При резке продуктов на кухонных столешницах из синтетического материала необходимо использовать разделочные доски, так как лезвие ножа может повредить поверхность камня. Сильные удары твердыми предметами могут оставлять на ней вмятины и сколы.
Ставить горячие предметы непосредственно на поверхность столешниц также не рекомендуется.
Способы изготовления искусственного камня
Технология изготовления искусственного камня предусматривает два основных способа ведения работ: прямой и обратный. В обоих случаях используется жидкий композитный состав. При выполнении работ прямым способом состав наносится на поверхность ДСП, а после отвердевания подвергается обработке – шлифовке и полированию.
Поверхность ДСП при прямом способе изготовления искусственного камня должна быть не ламинированной для обеспечения надежного сцепления с жидким полимерным составом. При финальной механической обработке готового искусственного камня образуется большое количество пыли. В случае выполнения работ в домашних условиях это необходимо учитывать.
Обратный способ предполагает наличие готовой формы для изготовления искусственного камня. Форма выполняется по индивидуальному проекту фасада мебели на основании произведенных замеров.
Внутрь формы может вкладываться подложка из материалов ДСП или МДФ в зависимости от условий дальнейшей эксплуатации поверхности из искусственного камня.
Благодаря применению жидких композитных компонентов возможно изменение геометрических параметров ранее изготовленных поверхностей. Новые детали интерьера стыкуются с уже существующими при визуальном отсутствии швов. Если габариты изготовленных деталей превышают дверные проемы, их можно распилить на несколько частей при транспортировке и склеить непосредственно в месте установки.
Изготовление искусственного камня – новый этап в дизайне
Искусственный камень – это название объединяет целый ряд различных материалов, которые изготовлены по определенной технологии, а конечный результат практически полностью имитирует натуральный камень.
Первые удачные разработки в этой сфере были проведены в Америке в 60-х годах минувшего века.
На сегодняшний день существует целый ряд технологий для получения этого материала.
Для чего же он нужен? В первую очередь, он широко используется для внутренней отделки помещений, создавая неповторимый интерьер. Определенные сорта искусственного камня применяют для ландшафтного дизайна и отделки фасадов строений.
Изготовление искусственного камня возможно не только в условиях производства на сложном оборудовании, но так же несколько наиболее простых разновидностей можно получить и в домашних условиях.
Ключевые особенности и свойства
Широкое распространение искусственный камень получил именно в сфере дизайна интерьеров.
Главная особенность материала – невысокая стоимость и полная имитация внешнего вида дикого камня.
Кроме низкой цены материал обладает и другими полезными свойствами, благодаря которым он стал очень популярным:
- возможность изготовить фрагмент определенного размера и конфигурации;
- благодаря небольшой толщине материал обладает меньшей массой, чем натуральный камень и не создает существенной нагрузки на стены или пол;
- возможно производство непосредственно перед монтажом, что исключает затраты на транспортировку и возможные отходы;
- практически безграничное количество оттенков благодаря широкой гамме красителей;
- в зависимости от сырья некоторые разновидности искусственного камня не уступают по прочности натуральному аналогу, но гораздо легче обрабатываются и не скалываются.
Широкий спектр полезных потребительских свойств позволили искусственному камню занять прочную позицию в отрасли декорирования помещений и ландшафтного дизайна. Из отдельных видов материала изготавливают кухонные столешницы, подоконники, мойки, элементы декора для мебели, непосредственно, облицовочные плиты, статуэтки, различные поделки и даже мебель.
Основные разновидности
В зависимости от сырья, из которого изготавливается искусственный камень, он бывает следующих видов:
- гипсовый литой. Один из наиболее распространенных вариантов для декорирования помещения. Нельзя использовать на улице, так как материал не обладает морозостойкостью. Один из самых дешевых вариантов, подходит для изготовления в домашних условиях;
- керамический. Основное вещество – глина, которая проходит обжиг в соответствующих условиях. Изготовление возможно только при наличии специального оборудования. В процессе обжига тратится большое количество электроэнергии;
- бетонный монументальный и формовой. Первый вид подходит для изготовления валунов, плит и массивных конструкций. Используется непосредственно на месте изготовления. Второй вариант – для домашнего использования;
- полиэфирный. По своим свойствам может превосходить натуральный камень. Изготавливается только в условиях производства на специальном оборудовании. За счет горячего наполнителя затвердевание возможно только при больших температурах и в вакууме;
- акриловый или полимерный камень. Один из наиболее распространенных вариантов не только для промышленного производства, но и для изготовления в домашних условиях. По прочностным характеристикам не уступает природному аналогу;
- жидкий камень. В качестве основы используется акриловое вещество – гелькоут. По прочности уступает предыдущему варианту, но благодаря пластичности геля в домашних условиях есть возможность изготовить искусственный камень практически любой сложности и конфигурации.
Первый вид подходит для изготовления валунов, плит и массивных конструкций. Используется непосредственно на месте изготовления. Второй вариант – для домашнего использования;Немного об акриловом полимерном камне
Один из наиболее распространенных вариантов имитации натурального камня – его полимерный аналог.
Он обладает хорошей плотностью и минимальным впитыванием воды. Для сравнения, у жидкого акрилового камня этот показатель равен 0.02 %, а у натурального мрамора – 0.55% от собственного веса.
Промышленность изготавливает из него не только ванны, раковины и декоративные предметы, но и «каменные обои» — специальные полотна толщиной от 6 до 12 миллиметров, которые наклеиваются на стену для создания неповторимого декора.
В домашних условиях можно изготовить каменные плиты практически любой толщины и декоративной фактуры, что делает его незаменимым в качестве материала внутренней отделки. На ощупь жидкий камень очень теплый, что создает ощущение, будто прикасаешься к слегка нагретому на солнце граниту или базальту.
Разновидности форм
Формы для изготовления искусственного камня бывают трех основных разновидностей:
- одноразовые из глины. Обычно используются в качестве пробных вариантов для получения штучных образцов;
- силиконовые. Изготавливаются в домашних условиях. Ресурс – до 50-60 отливок. Прекрасный вариант для изготовления небольшой партии искусственного камня;
- полиуретановые. Изготавливаются в промышленных условиях. Не дешевый, но очень долговечный вариант. Подходит для изготовления большой партии искусственного камня в домашних условиях. Продаются в специализированных магазинах.
Ресурс – до 50-60 отливок. Прекрасный вариант для изготовления небольшой партии искусственного камня;Для изготовления формы из силикона в домашних условиях понадобятся образцы камней, которые послужат матрицей, ровный щит с бортиками (ДСП, металл, фанера) и силикон. Лоток с бортиками устанавливаем на ровную горизонтальную поверхность и укладываем вовнутрь камни – образцы, которые обильно смазываем солидолом.
Важно, чтобы по высоте камни были ниже на несколько сантиметров, чем борт лотка. Затем переходим к заполнению всего внутреннего пространства лотка силиконом. Аккуратно подаем субстанцию и следим, чтобы не образовывались пузырьки. После наполнения емкости силиконом до краев, разглаживаем поверхность шпателем, смоченным в любом моющем для посуды, и даем время на застывание.
Примерно через 2 недели можно пользоваться готовой формой, которая будет заполняться литьевыми составами для изготовления искусственного камня.
Процесс изготовления
Если не рассматривать некоторые нюансы, то процесс изготовления искусственного камня — это литье в форму. Специальный состав просто заливается в матрицу, где потом он затвердевает. Касаемо полимерных аналогов натурального камня, время застывания небольшое и зависит от характеристик основного компаунда, в основном это сутки, тогда как время схватывания около 30-40 минут.
Готовые компоненты для приготовления акрилового камня без труда можно найти на полках строительных магазинов, либо искать в продаже уже готовые наборы, в которые входит отвердитель, смола, пигмент и наполнитель. В зависимости от конечного результата, процентное соотношение наполнителя может быть разным и колебаться в пропорциях от 3:1 до 5:1, включая 2-4% пигментного красителя.
После завершения процесса изготовления можно приступать к монтажу, который не отличается сложностью и напоминает укладку кафельной настенной плитки.
Итоги
Искусственный камень – прекрасная альтернатива натуральному материалу, благодаря невысокой стоимости, богатству расцветок, размеров и фактур, а так же легкости монтажа. Возможность изготовления каменных плит и кусков необходимых размеров дома открывает широкие возможности для декорирования помещения и придания ему необычного внешнего вида.
Читайте также интересную статью полипропиленовое фиброволокно, или как сделать бетон крепче.
Процесс производства искусственного камня
Одним из важнейших факторов является наличие необходимого сырья в вашем регионе. Требуемые компоненты зависят от продукта, который вы планируете производить. Например, для производства «Мрамора из бетона» можно использовать крупнозернистый песок, керамзит или мраморную муку. Также можно использовать композиционные смолы в качестве связующего вещества.
Для производства искусственного камня мы используем:
- Портландцемент типа III
- Легкий заполнитель или крупнозернистый песок
- Добавки к цементу
- Железооксидный пигмент
Нижеследующий перечень материалов и оборудования, необходимых для производства искусственного (культивированного) камня. Эта таблица позволит вам самостоятельно произвести расчеты при составлении бизнес-плана и исследовании местного рынка материалов и оборудования.
Сырье, необходимое для производства 100 квадратных футов (10 м 2 ) искусственного камня:
| Name | Quantity | Price | Material Cost | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| lbs | kg | lbs | kg | ||||||||||
| Portland Cement | 280 lbs | 128kg | $0.10 | $ 0,22 | $ 28,00 | ||||||||
| Легкий агрегат | 750 фунтов | 340 кг | $ 0,02 | $ 0,04 | $ 15,009005 2 | $ 0,04 | . 0024 | Pigment | 9 lbs | 4kg | $1.11 | $2.44 | $10.00 |
| Cement Additives | 2¼ oz | 65gr | $0.05 | $0.11 | |||||||||
| Итого | 53,11 $ | ||||||||||||
Перечень оборудования, необходимого для строительства линии по производству искусственного камня:
| 9 куб. футов (0,25 м 3 ) электрическая растворомешалка | 2500 $ |
| Вибростол | 600 $ | s 4 (10M 2 ) Пакет | $ 4500 |
| Стойки и пиломатериалы | $ 600 |
| Электронные полы. и контейнеры | 175 $ |
| Тачка | 75 $ |
| Итого | 8975 $ |
Рекомендации для стартапов по производству искусственного камня:
Для стартапов рекомендуем приобрести не менее 100 кв.м. (10м 2 ) литейных форм. Типы пресс-форм вы можете выбрать сами.
Вы можете начать с меньшего размера с комплектом форм площадью 100 или 200 кв. футов. Вы можете самостоятельно выбрать любые формы из представленных в нашем каталоге форм для бетонного камня. По мере роста вашей деятельности вы можете легко расширяться для удовлетворения ваших будущих потребностей. Однако приобретение пресс-форм в упаковках дает возможность выполнять сложные задачи.
Если в нашем ассортименте нет нужных вам форм, мы можем изготовить их по вашему дизайну.
Пожалуйста, обратитесь к странице Формы для бетонных камней, чтобы узнать дополнительные цены на все наши формы.
Сценарий производства
Ниже приведен сценарий, основанный на производстве 200 кв. футов. (20m 2 ) одним работником в 8-часовую смену.
В большинстве случаев производственные линии имеют площадь 300-800 кв.м. искусственного камня в день и обслуживаются 2-4 работниками.
Для производства комплектования и литья на 200 кв.м. (20 м 2 ) пресс-форма одному сотруднику потребуется около 2 часов. Время отверждения бетонного камня составляет 12-16 часов в зависимости от температуры окружающей среды, используемых материалов и т.д. кв.фут (19 м 2 )
| Cost per 1 sq.ft (0,09м 2 ) | Стоимость за 200 кв.м. (19м 2 ) | |
|---|---|---|
| Розничная цена камня | $4,00 | $800,00 |
| Затраты на производство | $0. 85 | $170.00 |
| PROFIT | $3.15 | $630.00 |
| Profit per day 200 sq.ft (19m 2 ) | $630.00 | |
| Profit per week | $3,150.00 | |
| Profit per month | $12,600.0 | |
| Profit per year | $151,200.00 |
Представленная оценка не учитывает налоги, электроэнергию и т. д. Вы можете использовать эту оценку в качестве ориентира для собственных расчетов, которые должны учитывать налоги и другие расходы, характерные для вашего региона, а также конкретное оборудование и доступные для вас цены на материалы.
Бетонный камень
Насколько опасно воздействие на рабочих производства искусственного камня?
Искусственный камень все чаще используется для изготовления кухонных столешниц и столешниц для ванных комнат.
Искусственный камень предпочтительнее природного в основном из-за низкой цены. Однако мало кто из потребителей знает, что изготовление, отделка и установка искусственных камней отрицательно сказываются на здоровье работающих.
Искусственный камень содержит 93% кремнезема в виде минерального кварца, который в процессе производства образует высокую концентрацию кремнеземной пыли. Исследования показали, что рабочие, контактирующие с кварцевой пылью, подвержены высокому риску развития необратимого заболевания легких, называемого силикозом. На самом деле, случаи смерти от силикоза у работников искусственного камня также были зарегистрированы в США.
Силикоз возникает в результате попадания частиц кремнеземной пыли в легочную ткань. Это приводит к воспалению, рубцеванию и снижению способности легких поглощать кислород. Также называемая переносимым по воздуху кристаллическим кремнеземом, пыль увеличивает риск рака легких, хронической обструктивной болезни легких и заболеваний почек.
Хосе Мартинес, 37-летний мужчина из США, много лет занимался резкой и полировкой столешниц из искусственного камня. В мастерской кремнеземная пыль была бы повсюду. На теле, на одежде, на столах, на полу и даже в ванной. Сегодня у него развился силикоз. Он страдает от болей в груди, чувствует слабость и головокружение. По словам врачей, болезнь прогрессирует и единственным выходом является пересадка легких. Двое рабочих (в возрасте 30 лет) одной компании умерли от силикоза в прошлом году.
Случай с Мартинесом — лишь один из 18 случаев заболевания, зарегистрированных в США среди тех, кто в основном занимается изготовлением искусственного камня. Аналогично, в Австралии зарегистрировано 250 случаев силикоза у людей, работающих на производстве искусственного камня. Подобные вспышки также были выявлены в Израиле, Италии и Испании.
Меры по борьбе с воздействием кремнеземной пыли
Изделия после монтажа из искусственного камня не представляют опасности для потребителей.
Заболеванию подвержены только работники, занятые пылеобразующими операциями, такими как резка, шлифовка, обработка кромок и оконтуривание камня. Воздействие кварцевой пыли также может происходить при выполнении некоторых других задач. К ним относятся открытие мешков с молотым кварцем, перемещение или смешивание сырья и очистка запыленных цехов.
Очевидно, что работники, работающие с механическими ручными инструментами, подвергаются наибольшему риску воздействия кварцевой пыли. Некоторыми из этих инструментов являются пилы, шлифовальные машины и высокоскоростные полировальные машины.
Поэтому крайне важно, чтобы производители искусственного камня принимали строгие меры по контролю за кварцевой пылью. Необходимо реализовать сочетание инженерных средств контроля, защитного оборудования, обучения сотрудников и других мер. Чистая и безопасная рабочая среда обеспечивает хорошее здоровье сотрудников.
Рабочие, участвующие в работах, связанных с образованием пыли, должны использовать средства индивидуальной защиты, где это необходимо.
Надлежащие системы вентиляции вместе с распылителями воды могут обеспечить более чистый воздух для дыхания.
Полы можно содержать в чистоте с помощью машинных моющих средств и пылесосов. Было замечено, что новые системы обработки воздуха снижают концентрацию кремнезема в воздухе до неопределяемого уровня.
Сухой процесс по сравнению с мокрым
Согласно исследованиям, сухие методы резки и измельчения приводят к повышенному содержанию диоксида кремния в воздухе. Принимая во внимание, что мокрый процесс значительно снижает концентрацию в воздухе. Тем не менее, использование контурных лезвий в мокром процессе приводит к самому высокому уровню пылеобразования.
Самые низкие уровни кремнезема наблюдались при использовании компьютеризированных и механизированных методов обработки во время мокрого процесса. Поэтому производителям камня рекомендуется использовать новейшие технологии и передовое оборудование для придания формы конечным продуктам прямо из карьера.
Меры предосторожности
Рабочие, занятые в производстве искусственного камня более трех лет, должны пройти компьютерную томографию высокого разрешения. Это позволит контролировать здоровье легких или любое повреждение легких из-за воздействия кремнезема. Людям, занимающимся сухой переработкой более года, также необходимо пройти диагностику.
Количественный биометрический мониторинг функциональных и воспалительных параметров использовался для определения воздействия кремнезема на рабочих, занятых изготовлением искусственного камня, в Израиле. Полученные данные показали, что биометрические параметры полезны для мониторинга воздействия переносимого по воздуху диоксида кремния на рабочих, чтобы предотвратить ухудшение состояния с течением времени.
И последнее, но не менее важное: рекомендуется проводить операции перед установкой как можно чаще за пределами площадки. Внедрение влажной процедуры, работа в контролируемых рабочих условиях или выполнение операций на открытом воздухе — вот три варианта устойчивого развития.
Натуральный камень лучше искусственного
Состав кремнезема в натуральных камнях значительно ниже, чем в искусственных камнях. Гранит содержит менее 45% кремнезема, в то время как мрамор содержит менее 10%. Природные камни на основе кальция, такие как известняк и некоторые разновидности мрамора (оникс, доломит, кальцит), содержат от незначительного до 0% кремнезема.
Управление по охране труда и здоровья (OSHA) США собрало пробы воздуха в гранитных и мраморных мастерских. В мраморном цехе в процессе сухого помола было обнаружено очень низкое содержание кремнезема в воздухе. Несмотря на то, что не использовались никакие инженерные средства, такие как распылители воды, уровни были 39.и 45 мкг/м3 — ниже пределов безопасности.
В гранитном цехе воздействие кремнеземной пыли было относительно выше, при условии, что не применялся технический контроль. Уровни кремнезема колебались от 89 до 460 мкг/м3.
Таким образом, разумно доказано, что работники, занимающиеся натуральным камнем, подвергаются очень низкому риску по сравнению с искусственными камнями.