Przez cały czas naukowcy przeprowadzali eksperymenty i eksperymenty, które badały mieszanki, które łączą składniki naturalne i sztuczne. Taki tandem umożliwił uzyskanie materiałów o wyższej wydajności, ponieważ elementy sztucznego pochodzenia wzmacniały wszystkie wskaźniki tych składników, które dała natura. Otrzymane w ten sposób materiały nazwano kompozytem lub polimerem. Jednym z nich jest beton geopolimerowy, który jest najnowszym ekologicznym i bezpiecznym materiałem budowlanym. Przedrostek „geo” (po grecku „ziemia”) jest potwierdzeniem, że nowy materiał zawiera wyłącznie naturalne składniki.
Innowacyjna mieszanka betonowa nie jest niczym nowym - była znana człowiekowi już w starożytności: przy budowie piramid w Egipcie wykorzystano podobny materiał budowlany. Niestety, jego dokładna receptura pozostawała dla współczesnego człowieka tajemnicą, ale dzięki wprowadzeniu najnowszych technologii naukowcom udało się przywrócić przybliżony skład, technologię i uzyskać prawie taki sam analog, jak beton geopolimerowy był w starożytności. Ale to tylko fakthistoryczne i tylko częściowo dotyczy nowoczesnego budownictwa.
Opis innowacyjnego rozwiązania
Jedną z najważniejszych właściwości innowacyjnej mieszanki betonowej jest to, że osiąga ona maksymalną wytrzymałość w krótkim czasie: pełne utwardzenie zajmuje tylko tydzień, podczas gdy tradycyjna zaprawa trwa dokładnie 4 razy dłużej.
Beton geopolimerowy, podobnie jak cement portlandzki, składa się z kilku składników, ale ich skład znacznie się różni. Nowe rozwiązanie składa się głównie z popiołu i żużla - odpadów z różnych gałęzi przemysłu. Wcześniej takie odpady w ogóle nie były poddawane recyklingowi, a jedynie zanieczyszczały środowisko. Oczywiście produkcja innowacyjnych materiałów budowlanych nie rozwiąże tego problemu od razu, ale popiół i żużel staną się istotną bazą surowcową do ich wytwarzania.
Korzyści z aplikacji
Według ekspertów beton geopolimerowy to produkt z wielką przyszłością: w przeciwieństwie do cementu portlandzkiego jest on używany do produkcji lekkich konstrukcji. Ale to nie wszystko: pod względem właściwości termoizolacyjnych nowa mieszanka betonowa znacznie przewyższa inne materiały budowlane stosowane przy budowie budynków. Na przykład ściana z tego geopolimeru o grubości zaledwie 30 cm zatrzymuje ciepło w taki sam sposób jak ściana ceglana, ale o grubości 1,25 m.
W związku z tym, używając innowacyjnej zaprawy budowlanej, możesz znacznie zaoszczędzić pieniądze:
- Możesz budować budynki przy mniejszej ilości materiałów budowlanych.
- Dzięki niskiemuprzewodność cieplna geopolimerowych materiałów budowlanych obniży koszty ogrzewania w nich pomieszczeń.
Kluczowe funkcje
Według ekspertów beton geopolimerowy to materiał budowlany przyszłości, ponieważ ma doskonałe właściwości użytkowe, takie jak:
- Mały skurcz.
- Wysoka wytrzymałość na ściskanie.
- Odporny na kwasy.
- Niska przepuszczalność. Ten wskaźnik jest prawie równy wskaźnikowi granitu.
- Doskonała odporność na wysokie temperatury do +1300°. Naukowcy przeprowadzili eksperyment: przez 120 minut wystawili panele z betonu geopolimerowego i cementu portlandzkiego na działanie bardzo wysokich temperatur. Po tym czasie produkty z innowacyjnej mieszanki pozostały całkowicie nienaruszone, a płyty cementu portlandzkiego wykazywały wiele pęknięć i odprysków.
Ale najcenniejszą właściwością rozwiązania, które rozważamy, jest to, że emituje minimalną ilość gazów cieplarnianych.
Jeżeli porównamy strukturę nowego materiału budowlanego, to przypomina on kamień naturalny, dzięki czemu ma wyższe właściwości niż zwykła zaprawa. Ale co najważniejsze, możesz przygotować beton geopolimerowy własnymi rękami, ponieważ wcale nie jest to trudne. Konieczne jest jedynie przygotowanie komponentów niezbędnych do pracy.
Funkcja kompozycji
Receptura jest dość prosta, a składniki są niedrogie: popiół lotny, woda, wodorotlenek potasu,płynne szkło i żużel. Ostatni składnik jest niezbędny do nadania siły i trwałości. Ale on sam nie może ochronić gotowych produktów przed pękaniem, które jest nieuniknione podczas skurczu. Ta wada eliminuje obecność popiołu lotnego. Co więcej, oba składniki wzmacniają mieszankę betonową i będą w stanie oprzeć się wszelkim negatywnym czynnikom.
Dlaczego lotny popiół? Ponieważ już sam ten składnik ma wysokie właściwości technologiczne i fizyczne, więc dodanie go do składu pomaga podnieść właściwości wytrzymałościowe gotowych produktów (do poziomu granitu).
Ponadto zawarte w składzie krzemiany glinu mają na celu wzmocnienie wytrzymałości materiału budowlanego. Reagując z alkaliami, polimeryzują. W rezultacie powstaje solidny monolit. To właśnie ta reakcja składników dała początek innej nazwie materiału – nazywana jest mieszanką żużlowo-alkaliczną.
Przygotowanie do pracy
Przed rozpoczęciem pracy należy przygotować:
- Pojemności.
- Narzędzia.
- Kombinezony.
- Respirator.
- Punkty.
- Rękawiczki.
- Wagi do kontrolowania proporcji.
- Szalunek lub forma, w której zostanie odlana gotowa zaprawa.
Ważny szczegół: do mieszania musisz wziąć szpatułkę wykonaną z materiału, który nie będzie reagował z alkaliami. Najlepsze jest narzędzie do drewna.
Co ważne: po zmieszaniu składniki wytwarzają ciepło, dlatego do mieszania należy wziąć pojemnik odporny na podwyższone temperatury. Jeślikonieczne jest szybsze twardnienie gotowego roztworu, elektrolity można ułożyć w szalunku. W takim przypadku należy je również przygotować wcześniej.
Przepis na gotowanie
Domowych rzemieślników, którzy decydują się na wykonanie geopolimerowego betonu własnymi rękami, interesuje przede wszystkim dokładny skład mieszanki. W sieci nie ma gotowego przepisu, ponieważ producenci trzymają go w tajemnicy, a naukowcy nadal pracują nad ulepszaniem innowacyjnych materiałów budowlanych. Można znaleźć wiele odmian przepisu, ale jednocześnie początkowo proponowany główny skład pozostaje prawie niezmieniony.
Następnie do wyprodukowania 1,0 l roztworu geopolimeru należy przygotować:
- 550 g popiołu lotnego i taka sama ilość żużla;
- 110g wody;
- 240 g szklanka na wodę;
- 180g 45% CON.
Wszystkie komponenty są dostępne w handlu i łatwe do znalezienia. Oczywiście koszt powstałych produktów będzie wyższy niż analogów ze zwykłego cementu portlandzkiego, ale ich wytrzymałość znacznie przewyższa elementy betonowe.
Technologia gotowania
Jeżeli posiadasz wszystkie niezbędne komponenty i narzędzia, możesz samodzielnie przygotować beton geopolimerowy. Technologia jest dość prosta, ale wystarczy ściśle przestrzegać wszystkich zaleceń:
- W pomieszczeniu, w którym wykonywane są prace, musi być niska wilgotność, aby wodorotlenek potasu nie „pływał”. Ze względu na tę cechę wodorotlenek jest zwykle rozpakowywany tylko przed wprowadzeniem do roztworu.
- KOH tomateriał dość agresywny, więc trzeba z nim pracować przy użyciu sprzętu ochronnego - rękawic i okularów.
- Szkło w płynie jest również uważane za higroskopijne i agresywne - trzeba z nim być nie mniej ostrożnym.
- Wszystkie prace związane z wyrabianiem ciasta muszą być wykonane szybko.
Jeśli używasz betoniarki, pracuj w następującej kolejności:
- Wlej wodę. Nie używaj zimnego płynu - musi być ciepły.
- Wlej żużel i popiół.
- Gdy wszystko będzie dobrze wymieszane, dodaj polimery.
- Wymieszaj ponownie, aż do uzyskania jednorodnego roztworu.
- Wlej mieszankę do foremek.
Ważny szczegół: popiół lotny jest substancją o dość wątpliwej reputacji środowiskowej, ale dzięki jej zastosowaniu mieszanka betonowa zyskuje wyższą wytrzymałość, którą zachowuje przez bardzo długi czas. Dlatego, jeśli ważne jest uzyskanie trwałego materiału, można również użyć popiołu, ale jeśli ważniejsza jest przyjazność dla środowiska, można zbierać mniej popiołu, a część można zastąpić cementem.
Formowanie produktu
Aby wyprodukować części o pożądanym rozmiarze i kształcie, można użyć tego samego szalunku, co w przypadku zwykłego cementu portlandzkiego. Należy je wcześniej wyczyścić i nasmarować używanym lub innym (nawet roślinnym) olejem. Następnie montuje się zbrojenie (jeśli to konieczne), a dopiero potem formę wypełnia się zaprawą betonową. Podczas wylewania należy uważać, aby nie pozostawić wewnątrz pustek, dzięki którym płyty z betonu geopolimerowego mogąprzyszłe pękanie.
Już w ciągu jednego dnia wykroje twardnieją: na ich powierzchni tworzy się film. Jego obecność zwiększy solidność materiałów i będą w stanie wytrzymać większe obciążenia.
Opcje rozwiązania
Dla miłośników eksperymentów ten materiał to szerokie pole do realizacji dowolnych pomysłów: podczas tworzenia mieszanki betonowej można użyć dowolnych substancji organicznych. Tak więc żywice rozpuszczalne w wodzie mogą służyć jako składniki ściągające. Inną opcją jest zastosowanie w zamian żywic PVA, wtedy emulgatorem będzie polialkohol winylowy, który jest w jego składzie.
Niektórzy używają do ich produkcji rozdrobnionego drewna. Nasączany jest wodą i uzdatniany ozonatorem, a następnie umieszczany w betoniarce w celu połączenia z innymi składnikami w celu uzyskania betonu geopolimerowego. Jak sprawić, by powstałe rozwiązanie, po uzyskaniu pożądanego kształtu, twardniało szybciej? Aby to zrobić, wlewa się go do szalunku z elektrodami, przez które są następnie poddawane działaniu prądu elektrycznego przez 60 minut. Ponadto energia elektryczna nie jest pobierana bezpośrednio z sieci, ale przechodzi przez konwerter. Po stwardnieniu obrabianego fragmentu zdejmuje się z niego szalunek i wykonuje kolejny element.
Zakup gotowych mieszanek
Nie każdy konsument lub mistrz lubi eksperymentować - wielu woli nie robić betonu budowlanego, ale kupować gotowy beton, zwłaszcza że nie ma trudności ze znalezieniem składu: od ponad 4 lat w RosjiBetony geopolimerowe produkowane są na bazie surowców ilastych Republiki Tatarstanu. Producenci oferują różne marki, których koszt zależy od ilości komponentów i ich proporcji. Możesz kupić materiały budowlane w postaci suchych mieszanek, w których nie ma utwardzacza.
W sprzedaży dostępne są gotowe kompozycje produkcji rosyjskiej i zagranicznej. Różnice między nimi to koszt i szybkość krzepnięcia.
Interesujące są produkty następujących rosyjskich marek:
- "Kamienny Kwiat".
- Sebryakovcement.
- "Grupa Eurocement".
Od firm zagranicznych popularne są materiały takich firm:
- Niemiecki cement Heidelberger.
- Hiszpański GRUPOSUBDI.
- Francuski LAFARGE.
Godność gotowych materiałów
Dzisiaj możesz kupić gotowe wykroje betonowe różnych marek. Wykonuje się je z uwzględnieniem następujących wskaźników:
- Wodoodporność - klasy W 2-W 12.
- Mrozoodporność - stopnie od F 50 do F 300.
- Siła - oceny od M 50 do M 500.
Ponadto w gotowych mieszankach - dla łatwości użycia - objętość części każdego rodzaju wypełniacza może się różnić w zależności od pożądanego efektu końcowego. Cement jest również zawarty w betonie geopolimerowym, ale jego część zastępuje popiół lotny. Jego ilość powinna być równa sumie części tłucznia, piasku i cementu.
