Використання і виготовлення геополимерного бетону

різновиди бетону

Неможливо уявити сучасне будівництво без використання такого матеріалу, як бетон. Він широко застосовується при будівництві будівель, фундаментів, споруд різної складності. Бетон - універсальний матеріал, тому він має різні склади і якість.

У звязку з постійним прогресом і розвитком нанотехнологій, вченими був розроблений інноваційний вид бетону - геополімерного бетон. Вартість такого матеріалу в рази, а то і в десятки разів нижче традиційного. Завдяки своїм складом він відрізняється своєю екологічністю (у виробництві використовуються тільки натуральні компоненти).

Розрізняють такі види бетону:

• в залежності від сфери використання (дорожні, звукопоглинальні, жаростійкі, декоративні, для промислових і житлових будівель);
• в залежності від щільності складу (особливо легкий - до 500 кг / м³, легкий - 500-1800 кг / м³, важкий - 1800-2500 кг / м³ і особливо важкий - понад 2500 кг / м³);
• в залежності від ступеня звязуючим (гіпсовий, силікатна, цементний, шлаколужне);
• в залежності від ступеня жорсткості, згідно ГОСТ: наджорсткі, жорсткі і рухливі.

Властивості і структура

Геополімерного бетон за своєю структурою дуже схожий на натуральний камінь, тому споруджувати будівлі з цього матеріалу своїми руками швидко і нескладно. До того ж з нього можна виливати різні фігури. В даний час геополімери, через його чудових властивостей, добре використовують в архітектурі та мистецтві для створення статуй і колон. Матеріал не схильний до корозії, розтріскування і не піддається руйнівному впливу навколишнього середовища.

Нижче приведені відмінності і переваги геополимерного бетону: висока міцність матеріалу, низька проникність (як у граніту), стійкість до високих температур - негорючий матеріал, висока швидкість затвердіння (в 2-3 рази вище в порівнянні зі звичайним), дешеве виробництво (в складі - зола), велика стійкість до низьких температур, заморожування і розморожування.

Рецепт геополимерного бетону своїми руками розробив учений Ерез Еллоче з університету Луїзіани.

Однак багато вчених стверджують, що він використовувався ще при будівництві єгипетських пірамід. Вчений-хімік Йосип Давидович розкрив і описав рецепт приготування єгипетського геополимерного бетону. До його складу входили: в рівних пропорціях розтерті в пил (близько 5%) мул з Нілу і гравій вапняку, кухонна сіль, зола та подрібнена вапно (в невеликій кількості). При додаванні в цемент навіть 1% органічного сполучного істотно збільшується міцність одержуваного розчину.

Так як вчені тільки досліджують і розробляють найбільш відповідний склад, точних пропорцій інгредієнтів в офіційних документах опубліковано не було. Однак досить велика кількість "самостійних" будівельників експериментують з тим, як можна виготовити геополімерного бетон з доступних компонентів своїми руками. Насправді це можливо, достатньо лише мати певні знання в області хімії, фізики та бажання експериментувати.

Рецепт геополимерного бетону

Цей рецепт добре зарекомендував себе.

Для приготування 1 літра суміші вам знадобляться:

1. 160 г гідроксиду калію (КОН).
2. 200 г рідкого скла 60% (K2SiO3).
3. 540 г золи ( "летюча зола").
4. 100 г води.

Використовувані інструменти і ємності:

• засоби захисту від агресивних речовин (рукавички, окуляри, халат, шапка, респіратор);
• ємність для змішування інгредієнтів (при змішуванні розчин виділяє тепло, тому найбільш оптимальним варіантом буде використання скляній ємності);
• деревяна лопатка для розмішування (або будь-яка палиця, що не вступає в реакцію з лугами);
• електронні ваги (дотримання правильних пропорцій дуже важливо, для виготовлення невеликих порцій можна використовувати звичайні кухонні ваги);
• форма для відливання бетону (для швидшого застигання бетону можна спорудити опалубку і протягнути в ньому електроліти).

Всі інгредієнти досить легко знайти в продажу. Більшість з них можна знайти в сільськогосподарських магазинах. Розглянемо, якими властивостями повинен володіти кожен з інгредієнтів і яка процедура приготування бетону своїми руками.

Змішування компонентів варто проводити акуратно, швидко, при низькій температурі.

Гідроксид калію - гігроскопічні безбарвні кристали, при попаданні повітря швидко "розпливаються". Тому зберігати потрібно їх у вологонепроникній захисній упаковці і розпаковувати перед самим використанням. Компонент дуже агресивний, негативно впливає на слизові оболонки, шкіру і всі матеріали органічного походження (залишає сильні опіки). Особливо небезпечний гідроксид калію попаданням навіть найменших частинок в очі і на слизові оболонки органів людини. Тому обовязково всі роботи з КОН необхідно проводити в спеціальних захисних окулярах і рукавичках.

Рідке скло (метасиликат калію) являє собою також гігроскопічні безбарвні кристали. Це неорганічна сполука, суміш лужного калію і метакремнієвої кислоти. Даний компонент можна без проблем придбати в сільськогосподарських магазинах, так як метасиликат калію активно застосовують для добрива різних культур.

Летюча зола є золу, що буря з топки продуктами згоряння твердого палива. Вченими доведено, що збільшення вмісту в бетоні золи до 75% покращує міцність і довговічність споруд. Золу можна без проблем придбати в сільськогосподарському магазині. Однак ця речовина викликає багато побоювань через свою екологічність.

Охолоджену воду, можна і кімнатної температури, слід акуратно і швидко влити в змішаний порошок, що складається з усіх інгредієнтів. Не забувайте постійно інтенсивно помішувати розчин до отримання однорідної маси. При змішуванні відзначається нагрів суміші і виділення невеликої кількості вуглекислого газу.

Якщо провести теплову обробку отриманого розчину, то склад при 80 градусах Цельсія за день затвердіє до 110 мПа. Якщо ж розчин залишити застигати без теплової обробки, то затвердіння до 100 мПа досягається за 7-10 днів. Для застигання звичайного бетонного розчину до такого стану знадобиться цілий місяць. Їли потрібно уповільнити швидкість схоплювання складу, застосовують речовина під назвою декагідрат тетрабората.

У підсумку, завдяки хімічним процесам, ми отримуємо дуже міцний моноліт, який за своїми властивостями і параметрами має міцність граніту, а також у багато разів перевершує звичайний портландцемент.

Ще одним плюсом виробництва геополимерного бетону є його склад. Роблячи бетон своїми руками, ви тим самим очищаєте навколишнє середовище від відходів різноманітних галузей промисловості і сільського господарства, які практично не переробляються і не утилізуються. Дані відходи завдають величезної шкоди навколишньому середовищу та екології в цілому. Тому сировину для виробництва такого бетону значно дешевше звичайного.

Геополімери володіє дуже хорошими і корисними якостями. Він дуже стійкий до корозії, виділяє і проводить в десяток разів менше газів, що сприяють виникненню "парникового ефекту". Геополімерного бетон має високу міцність при розтягуванні і стисненні, а, що найголовніше, вогнетривкість даного матеріалу становить понад 1000 градусів.

Відомі рецепти геополимерного матеріалу

Також широко використовується рецепт приготування геополимерного бетону своїми руками з використанням водорозчинних смол і полівінілового спирту. Щоб така суміш відповідала всім заявленим вимогам, маса полімерних органічних добавок повинна становити не менше 1/5 всієї маси цементу. В якості затверджувача в такому розчині використовується поліетилен-поліамінового затверджувач. Готуються такі розчини аналогічно звичайним сумішей із цементу. У ємність або бетономішалку закладаємо воду зі спеціальним цементом, призначеним для виробництва геополимерного бетону. Після цього в суміш додаються полімерні компоненти і все змішується до повної готовності. Виготовлення вимагає точного дотримання рецепта.

Для більш швидкого схоплювання геополимерного бетону використовують спеціальну опалубку з електродами. Розмір її може бути будь-який, але зручніше використовувати ємність обємом 1 м³. Після перемішування суміш слід залити в простір між опалубкою з електродами і залишити на годину. Тим часом від автономного електрогенератора через перетворювач електричного струму впливають на розчин. Після затвердіння можна діставати отриманий фрагмент і приступати до виготовлення нового.

У різних джерелах є згадки про виготовленні геобетона своїми руками з різних матеріалів і речовин. Найбільш часто використовують глину, гіпс і вапно. Для уповільнення зчеплення гіпсу застосовують водний розчин кісткового клею, луг і гашене вапно. Введення 1% такого речовини від маси бетону збільшує термін схоплювання розчину на цілу годину.

Дуже часто в якості вяжучих матеріалів використовують такі органічні речовини, як бітум, дьоготь, білок, яйця і гній. Ці матеріали здатні переходити в тверде і малопластічний стан в процесі поліконденсації і полімеризації. Такі продукти екологічно безпечні і мають високу міцність при розтягуванні, менш тендітні. Дані методи і матеріали використовувалися ще нашими предками при будівництві будинків і споруд.

Для використання запропонованого рецепта в будівництві будинків і інших житлових приміщень і його здешевлення в розчин "підмішують" деревину або деревна тирса. Деревина перед використанням ретельно очищається і подрібнюється, добре вимочується в воді або спеціальному розчині. Після обробки озонатором отриману масу змішують з компонентами суміші і закладають в бетономішалку. Замість деревини можна використовувати подрібнений гравій або щебінь. Після приготування отриману суміш заливають у форму і залишають до повного застигання.

Наука не стоїть на місці, і вчені наполегливо працюють над створенням особливого рецепту геополимерного бетону, який вразить усіх своїми властивостями і способами застосування. Секрет виробництва вже майже розкритий. Залишилося почекати рік-два, і геополімерного бетон заполонить вулиці нашої країни. У домашніх же умовах виробництво геополимерного бетону своїми руками - досить трудомісткий і кропіткий процес.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!