Minerální kompozit

Minerální kompozit je druh polymerbetonu, který se skládá z vytvrditelné organické matrice a anorganického plniva. Zhotovování výrobků z tohoto materiálu se provádí odléváním do rozebiratelných forem, které jsou z důvodů lepší zabíhatelnosti a vyššího zhutnění směsi umístěny na vibračních stolech. Během vytvrzování probíhá exotermická reakce, při níž dochází k ohřevu odlitku maximálně na teplotu 55 °C. Odlévání probíhá za pokojové teploty. Minerální kompozit je označován v zahraniční literatuře jako Mineralguss, Reaktionsharzbeton, mineral casting, či polymer concrete.

PlnivoEditovat

Plnivo tvoří přibližně 80 % celkového objemu. Používají se přírodní nebo umělé materiály různé zrnitosti. Mezi plnivem a matricí nesmí docházet k žádné chemické reakci. Jako plnivo se používají převážně minerální materiály – žula, křemenec, basalt, živec, čedič, které svými vlastnostmi ovlivňují výsledné materiálové charakteristiky kompozitu. Jako příměsi plniva lze použít moučky (filery)- kameniva, drobné částice kovů a skel, v množství, které nepříznivě neovlivní vlastnosti betonu.

K vytvoření odlitku s dobrými technickými parametry je třeba kompaktní struktura s co možná nejhrubšími zrny. Vzniklé dutiny jsou vyplněny jemnějšími částicemi a pojivem. Maximální velikost zrn plniva je ovlivněna rozměrem a tvarem odlitku.

MatriceEditovat

Matrice bývá dvou komponentní a skládá se z pryskyřice a tvrdidla. Nejčastěji používaná pryskyřice je epoxid. Epoxidová pryskyřice se oproti metacrylátové a nenasycené polyesterové pryskyřici vyznačuje menším objemovým smrštěním a delší dobou zpracovatelnosti. Materiály s těmito pryskyřičnými matricemi nejsou vhodné do provozů s teplotou vyšší než cca 80 °C.

Základní parametryEditovat

  • Vysoká statická i dynamická tuhost
  • Vysoká schopnost tlumení rázů – minerální kompozit tlumí rázy 6-10× rychleji než šedá litina, což má za následek vyšší životnost nástrojů o 20-30 % a vyšší kvalitu obráběné plochy
  • Nízká teplotní vodivost, vysoká tepelná kapacita – minerální kompozit téměř nereaguje na krátkodobé teplotní změny, čímž se zvyšuje přesnost obrobků
  • Odolnost proti abrazivním a agresivním mediím – chemická stálost při použití obvyklých chladicích a mazacích kapalin
  • Odolnost proti korozi
  • Vynikající teplotní bilance – při odlévání minerálního kompozitu nedochází k externímu přívodu tepla
  • Konstrukční variabilita
  • Možnost spojení dílů lepením
  • Integrace funkčních částí do odlitku - závitové vložky, kabely, nádrže, potrubí apod.
  • Rozměrová přesnost, minimální smrštění – díky této vlastnosti odpadá v mnohých případech dodatečné obrábění k dosažení požadovaných tolerancí
  • Nasákavost 0,13 % celkové hmotnosti
  • Likvidace/Recyklace – rozdrcený minerální kompozit se využívá jako stavební materiál


Porovnání materiálových charakteristik minerálního kompozitu, betonu, šedé litiny a oceli
- JEDNOTKY MINERÁLNÍ KOMPOZIT BETON ŠEDÁ LITINA OCEL
hustota kg/dm3 2,3 2,5 7,15 7,85
E-modul kN/mm2 30 - 40 35 - 45 80 - 140 210
pevnost v tahu N/mm2 10 - 15 0,8 - 5 150 - 400 400 - 1600
pevnost v tlaku N/mm2 110 - 125 10 - 35 600 - 1000 250 - 1200
pevnost v tahu při ohybu N/mm2 25 - 35 0,8 - 5 250 - 490 -
tlumení - log. dekrement - 0,02 - 0,03 - 0,003 0,002
tepelná vodivost W/mK 1,3 - 2 1,28 - 1,54 50 50
specifická tepelná kapacita kJ/kgK 1 - 0,5 0,5
koeficient teplotní roztažnosti K−1 14 - 16 - 11 12

VyužitíEditovat

První pokusy o využití minerálního kompozitu ve strojírenství se datují od 70. let 20. století. Jako u většiny nových materiálů, i zde panovala počáteční nedůvěra a to i přes nesporné výhody jak technické, tak ekonomické. Vynikající schopnost tlumení, teplotní stabilita, široká konstrukční variabilita a v neposlední řadě snížení nákladů, jsou základní důvody pro stále větší oblibu tohoto materiálu.

Široká paleta výrobků zahrnuje díly o hmotnosti několika kilogramů až několika tun. V současné době jsou z minerálního kompozitu vyráběny převážně podstavce pro obráběcí a měřící stroje, které se využívají ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském a chemickém průmyslu.

Externí odkazyEditovat