Из чего изготавливается искусственный камень

Постоянное совершенствование технологий дало новый толчок в оформлении домов разными материалами. На смену натуральному камню пришел искусственный, который уже в процессе эксплуатации доказал, что он намного практичнее, износоустойчивее и проще в обслуживании по сравнению с природным материалом. Если раньше для отделки приходилось применять тяжелый и непрактичный камень, то теперь искусственный аналог уверенно занял видное место на рынке отделочных материалов. В зависимости от технологии производства и состава он может быть гладким, текстурированным, мелким, как мозаика, или в больших плитах, матовым, глянцевым, любого оттенка и цвета.

Что такое искусственный камень?

В отличие от природного камня, искусственный создается человеком. Прогресс и новые технологии позволили сделать его более легким, прочным и долговечным. При этом в составе аналога объединена группа материалов из минерального наполнителя и полимерного связующего. Самые распространенные составы искусственного камня включают песок, цемент, пластификаторы, красители. В качестве минерального наполнителя может использоваться гранитная или мраморная крошка, кварцевый песок, кусочки природного камня. Остальное, из чего изготавливается материал — это:

Полиэфирные, эпоксидные смолы — связующий компонент, который служит для прочного скрепления всех компонентов между собой и придания камню формы. Производители могут добавлять разные пластификаторы, улучшающие физико-механические свойства. В результате, композит при нагревании становится очень податливыми и пластичным, а когда застывает — его прочность может посоревноваться с природным камнем. В зависимости от количества наполнителя определяется и плотность готового материала — чем больше добавить в его состав наполнителя, тем плотнее и тяжелее он становится.

Красящие пигменты — именно они придают нужный оттенок, помогают визуально точно передавать цвет гранита, мрамора и других природных материалов.

История создания

Впервые синтетические материалы появились еще до н.э., с тех пор, как люди стали стремиться сделать свое жилье комфортным, безопасным и эстетичным. История производства искусственного камня уходит глубоко корнями в Древнюю Грецию. Уже тогда мастера начали имитировать натуральный камень с помощью бетона — заливали его в железные и деревянные формы, а потом обжигали. Появившиеся изделия активно использовали для внутренней отделки фасадов, укладки на пол. Такой искусственный камень проявил себя намного лучше натурального не только в эксплуатации, но и в производстве — теперь не нужно было тратить много времени и сил, чтобы добыть тяжелый и массивный материал, а затем транспортировать его к месту строительства. И по цене искусственный аналог выходил намного дешевле.

В III в до н.э. при строительстве Великой Китайской стены архитекторы использовали материал, по своим характеристикам схожий с современным бетоном. Известный химик Иосиф Давидович из Франции выдвинул предположение, что пирамида Хеопса также была построена не из природных камней, а бетонных блоков сложного состава с примесью натуральных компонентов. Учитывая срок годности пирамиды, можно сделать заключение, насколько этот материал прочный и выносливый.

С течением времени в бетон стали добавлять гранитную крошку. Впервые такую технологию применили в Англии в средние века. Позже она была дополнена и снова усовершенствована — в раствор стали добавлять портландцемент.

В середине XIX века искусственный камень начали активно применять для облицовки памятников культуры, в состав добавляли новые компоненты, например, оксид железа, который был призван придать камню особенный состаренный облик. А уже в XX веке его использовали в массовом строительстве. Из известных памятников архитектуры тех времен можно назвать первый этаж Нового Эрмитажа. Он до сих пор радует своим видом, при этом сама облицовка сохранилась в превосходном состоянии.

В советское время учеными был дан новый толчок в развитии искусственного камня, а именно — создание полимербетонов. Впервые технологию предложили Итинский и Остер-Волков в 50-х годах. В 60-е уже стали активно проводиться комплексные исследования, в которых задействовались отечественные институты инженерии и строительства.

Постепенно налаживалось массовое производство полимербетона. Особенно активно его стали внедрять при возведении многоэтажных построек. Наряду с этим предпринимались новые попытки начать выпускать и декоративный камень, где присутствовали минеральные наполнители и красящие пигменты. На то время в отечественной строительной индустрии идея развития синтетического камня не нашла поддержки, а в США — наоборот. Все началось в 1963 году, когда американский концерн «DuPont» запатентовал свою разработку — искусственный камень для отделки. С этого времени начинается стремительное развитие природного аналога, он приобретает популярность и становится находкой для инженеров и архитекторов.

В России композит начал применяться только в 90-х годах, с временной приостановкой в 1998 году из-за назревшего кризиса. Но начало было уже положено, и отечественные дизайнеры также начали использовать композит в своих архитектурных проектах. Камень стал настоящим идейным вдохновителем, который позволял воплощать смелые мечты и фантазии. Вскоре его производство было освоено и в России.

Сейчас многие мировые компании по изготовлению природного аналога проводят доработки и совершенствуют технологию разработки, пытаясь воссоздать тот самый «идеальный камень». Всего известно около 100 способов изготовления искусственного камня, различных по технологии, составу, способу обработки и применяемому оборудованию. Интересно, но почти через 50 лет после появления именно полимербетон признан самым лучшим камнем для облицовки фасадов. И хоть идея его создания берет начало в России, сама технология вернулась на историческую родину от зарубежных компаний не более 20 лет назад.

Виды

В зависимости от количества и типа наполнителя выделяют несколько видов искусственного камня:

• литьевой — в этой категории выделяют кварцевый агломерат, больше всего приближенный к составу природного камня, и акрил;

• облицовочный — изготавливается на основе цементного раствора, используется для мощения дорожек, отделки фасадов, с декоративной целью на участке.

Рассмотрим состав и преимущества каждого композита.

Кварцевый агломерат

Синтетический камень изготовлен из натурального кварца и синтетических смол. Это листовой материал, который поставляется в слэбах. Процентная доля входящего в его состав кварцевого порошка или песка зависит от производителя и может составлять от 90% до 95%. В качестве связующего элемента выступает смола — до 9%, а для получения различных оттенков применяются пигменты — около 1%.

При смешивании всех этих компонентов удается получить желаемые оттенок и текстуру камня. В составе агломерата также могут быть другие добавки — гранит, мрамор, перламутр и др. Сухую смесь помещают в пресс-форму и кладут под вакуумный пресс. Под воздействием вибрационного поля, прессования и откачивания лишнего воздуха получается гомогенизированная смесь повышенной плотности. На следующем этапе происходит нагревание пресс-формы в полимеризационной камере. После того, как процесс завершен, готовую кварцевую плиту охлаждают, калибруют, подвергают шлифовке и калибровке. Кварцевый агломерат может иметь глянцевую, матовую и полуматовую поверхность, а также выпускаться в форме тиснения. Некоторые производители выпускают плиты с текстурированной поверхностью, нанесенными рисунками и т.д.

Содержание кварца в составе синтетического камня обеспечивает ему высокие прочностные качества, сравнимые с природным аналогом. По устойчивости к появлению царапин и сколов на поверхности с ним может сравниться только сапфир, алмаз и рубин. Показатель твердости камня достигает 8 баллов (для сравнения — у алмаза этот показатель равен 10 баллам). Это говорит о том, что даже спустя несколько лет использования его поверхность останется такой же гладкой и внешне привлекательной, как в первый день после монтажа. Агломерат выбирают не только из-за его твердости, но и благодаря другим преимуществам, которые он показывает в процессе эксплуатации:

• Устойчивость к повышенной влажности. При производстве камня в его структуре не образовываются поры и трещины, что не позволяет влаге проникать в глубокие слои при эксплуатации. Например, на столешницах из кварцевого агломерата не появляются пятна. Степень его водопоглощения составляет 0,13%, что даже меньше, чем у гранита.
• Стойкость к высоким температурам. Материал не изменяет физико-механические показатели при кратковременном воздействии открытого огня. Кварцевые плиты не плавятся и не горят, в отличие от сайдинга, сэндвич-панелей и др.
• Гигиеничность, абсолютная безопасность. Даже при нагревании агломерат не выделяет вредных веществ, в отличие от гранита, который имеет небольшой радиационный фон. Именно поэтому его можно спокойно использовать в жилых комнатах, кухнях, санузлах.
• Простой уход. За счет отсутствия пор в структуре материала, в них не будет забиваться грязь и накапливаться неприятный запах. Очистка агломерата выполняется очень просто.
• Низкий порог истираемости. Это параметр играет важную роль в отношении напольной и настенной плитки. Поверхность выдерживает значительные нагрузки, не портится и не разрушается под воздействием интенсивных регулярных воздействий.
• Эстетичность. По внешним параметрам материал очень сложно отличать от натурального. Тактильные качества делают его схожим с природным камнем. Добиться такого эффекта получилось благодаря вместимости определенного количества красящих пигментов в заданной пропорции.

Плитка из дробленого кварца вполне успешно заменит мраморные или гранитные аналоги. Фасады из такого искусственного камня будут смотреться очень эффектно при минимальном количестве швов между плитами.

Акрил

Акриловый камень востребован у производителей и у потребителей за счет малой себестоимости, наряду с привлекательными характеристиками этого материала.

В основе синтетического камня лежат акриловые смолы, пигменты и наполнитель — гидроксид алюминия (порошок белого цвета). Вторым базовым компонентом выступает метилметакрилат — маслянистая жидкость, которая и является акриловой составляющей. Вместе эти компоненты занимают 98% состава акрила. Остальные 2% — это добавки, вклинения натурального камня, отвечающие за структуру и цвет.

Метилметакрилат — самый дорогой компонент в составе акрилового камня, который отвечает за возможность придавать ему всевозможные формы при нагреве до 200⁰С.

Для изготовления искусственного камня используются автоматизированные линии. Тригидрат алюминия просеивается и смешивается с метилметакрилатом. После тщательного смешивания компонентов к ним добавляются пигменты. Полученная масса имеет консистенцию жидкого теста. Она заливается в формовочные линии и выравнивается, после отвердевания заготовки режутся и полируются.

Технологический процесс производства акрилового камня намного проще, чем кварцевого агломерата, поэтому и цена его меньше. Свойства изделий из этого материала целиком определены входящими в его состав компонентами — в нем успешно сочетается высокая прочность камня и современных полимеров. Такой симбиоз обеспечивает искусственному агломерату следующие преимущества:

• Прочность, мало чем уступающая натуральному природному аналогу. Несмотря на это, материал очень хорошо поддается обработке, любые царапины на поверхности можно устранить шлифовкой в домашних условиях. Этого удалось добиться за счет мелкой каменной крошки в составе.
• Однородная структура, без пор. В камне нет пор и трещин, поэтому в глубокие слои не проникают жидкость и грязь. Это также обеспечивает материалу высокую гигиеничность — на поверхности не скапливаются и не размножаются бактерии.
• Стойкость к любым внешним проявлениям, в том числе и агрессивным. Акриловый камень не выгорает под воздействием прямых солнечных лучей, сохраняя эстетическую привлекательность. Он не подвержен воздействию высоких температур, устойчив к бытовой химии.
• Целостность конструкции. Из акрила можно создавать плиты различных форм и размеров. Отдельно стоит отметить, что даже если изделие состоит из нескольких отдельных фрагментов, оно смотрится как цельная конструкция без швов — исходный состав камня прекрасно подходит для их маскировки.

Акриловый камень имеет меньшую термостойкость, чем у кварцевого агломерата. Структура материала также более мягкая — ее можно легко поцарапать абразивными частицами. За непродолжительное время своего существования камень эволюционировал до универсального материала, который активно используется для облицовки фасадов и наружных стен зданий, внутренней отделки интерьеров, производства стоек, столешниц.

Облицовочный камень

Искусственный аналог намного легче и удобнее в работе, чем природный камень. Цена его также значительно ниже. С его помощью можно воссоздавать не только красивые фасады загородных коттеджей, но и применять для отделки интерьеров квартир и офисов. Благодаря износостойкости камня такая отделка прослужит достаточно долго. В состав камня входит:

• портландцемент (М400/М500);
• кварцевый песок мелкой дисперсии;
• легкий наполнитель (пемза, керамзит, мелкая керамическая крошка);
• специальные добавки для повышения прочностных показателей и ускоренной стабилизации изделий;
• красящие пигменты.

После смешивания компонентов в заданных пропорциях, утрамбовки под воздействием вибрации и полного высыхания получается плитка. С одной стороны, ее поверхность ровная, а с другой — рельефная. Готовое изделие почти ничем не отличается от фактуры натурального камня. Пигменты добавляются еще на этапе смешивания компонентов, поскольку окрашивание поверхности уже после застывания неэффективно.

Искусственный камень классифицируется по форме:

• колотый — он не имеет строгой геометрической формы, поэтому максимально схож со своим природным аналогом;
• пиленный — нарезается правильной геометрической формы в виде квадратов или прямоугольников;
• слоеный — породы, состоящие из нескольких пластин, аккуратно наслоенных друг на друга.

По преобладающему в составе материалу выделяют искусственный камень:

• Керамический клинкер — получают при отжиге тугоплавкой глины, прочность которой сравнима с натуральным камнем. Его делают из песка, глины и шпагата. Необходимый цвет получают при добавлении красящих пигментов.
• На основе бетона — производится из бетонной смеси, имеет формат колотых плиток в сером оттенке. Такой камень достоверно точно имитирует текстуру натурального гранита или мрамора.
• Керамогранит — в нем преобладает глина и кварцевый песок. Такая плитка обладает низким уровнем водопоглощения — до 6%.
• Полимерпесчаный камень — применяется для облицовки цоколей и видимых частей фундамента. Материал имеет «мягкую» структуру, характеризуется устойчивостью к агрессивным погодным условиям.

Отделка частных домов искусственным камнем

Облицовка фасадов декоративным искусственным камнем дает возможности для воплощения необычных дизайнерских проектов. Это вполне реальная замена натуральному материалу — кроме меньшей стоимости такие панели не оказывают чрезмерной нагрузки на несущие элементы дома, обеспечивают дополнительную шумо- и теплоизоляцию. Искусственный камень создается по природным образцам с достоверной имитацией фактуры, цвета.

Такие поверхности выглядят очень реалистично, а отличить их от натурального камня даже с близкого расстояния, практически невозможно.