Геополимерный бетон на основе известняка
Геополимерный бетон на основе известняка
Чтобы приготовить данную строительную смесь, вам потребуется:
Геополимерный бетон, изготовленный согласно технологии, лучше сопротивляется воздействию кислот и химических реагентов, чем его традиционные аналоги. Время застывания тоже берется в расчет. Если у классического цемента срок твердения составляет более месяца, то композитные смеси обретут максимальную устойчивость уже через неделю. Срок проведения начальных отделочных работ таким образом снизится до двух дней после заливки.Геополимеры, применяемые в монтаже, также обладают большим уровнем сцепления с несущими поверхностями даже при сравнении с портландцементом. Если сделать стяжку с соблюдением норм строительства, бетон будет хорошо сопротивляться изгибу и растяжению, снижая расходы на повторную отделку.
Преимущества
Решая проблемы утилизации строительных отходов, ведущие изготовители стройматериалов стали выпускать продукцию на основе природных компонентов. Эксплуатационные качества полученного вещества составили конкуренцию традиционным смесям на основе портландцемента. Из списка преимуществ, которыми обладает геополимерный бетон, стоит выделить:- низкую степень усадки, позволяющую начать отделку поверхности сразу после высыхания;
- высокую прочность сжатия, дающую возможность строительства крупных многосекционных зданий;
- малое количество парниковых газов, выделяемое готовым материалом;
- стойкость к перепадам температур окружающей среды и экстремальным атмосферным показателям;
- низкую паропроницаемость, сравнимую с параметрами натурального камня;
- простоту обработки, позволяющую вести резку своими руками с помощью алмазного круга.
Если произвести тепловую обработку полученного раствора, то состав при 80 градусах Цельсия за день отвердеет до 110 мПа. Если же раствор оставить застывать без тепловой обработки, то отвердевание до 100 мПа достигается за 7-10 дней. Для застывания обычного бетонного раствора до такого состояния понадобится целый месяц. Ели нужно замедлить скорость схватывания состава, применяют вещество под названием декагидрат тетрабората.
Использование и изготовление геополимерного бетона
Невозможно представить современное строительство без использования такого материала, как бетон. Он широко применяется при постройке зданий, фундаментов, сооружений различной сложности. Бетон – универсальный материал, поэтому он имеет различные составы и качество.
Геополимерный бетон имеет ряд преимуществ перед обычным бетоном, прежде всего это экологически чистый строительный материал.В связи с постоянным прогрессом и развитием нанотехнологий, учеными был разработан инновационный вид бетона – геополимерный бетон. Стоимость такого материала в разы, а то и в десятки раз ниже традиционного. Благодаря своему составу он отличается своей экологичностью (в производстве используются только натуральные компоненты).Различают следующие виды бетона:
- в зависимости от сферы использования (дорожные, звукопоглощающие, жаростойкие, декоративные, для промышленных и жилых зданий);
- в зависимости от плотности состава (особо легкий – до 500 кг/м 3 , легкий – 500-1800 кг/м 3 , тяжелый – 1800-2500 кг/м 3 и особо тяжелый – свыше 2500 кг/м 3 );
- в зависимости от степени связуемости (гипсовый, силикатный, цементный, шлакощелочной);
- в зависимости от степени жесткости, согласно ГОСТ: сверхжесткие, жесткие и подвижные.
Свойства и структура
Геополимер состоит из смеси зольной пыли, шлака, жидкого стекла и других реагентов.Геополимерный бетон по своей структуре очень похож на натуральный камень, поэтому сооружать здания из этого материала своими руками быстро и несложно. К тому же из него можно выливать различные фигуры. В настоящее время геополимер, из-за его замечательных свойств, хорошо используют в архитектуре и искусстве для создания статуй и колонн. Материал не подвержен коррозии, растрескиванию и не поддается разрушительному воздействию окружающей среды.Ниже приведены отличия и преимущества геополимерного бетона: высокая прочность материала, низкая проницаемость (как у гранита), устойчивость к высоким температурам – негорючий материал, высокая скорость отвердевания (в 2-3 раза выше по сравнению с обычным), дешевое производство (в составе – зола), большая устойчивость к низким температурам, замораживанию и размораживанию.
Рецепт геополимерного бетона своими руками разработал ученый Эрез Эллоче из университета Луизианы.
Египетский геополимер имел следующий состав: ил из Нила, гравий известняка, поваренная соль, зола и дробленая известь.Однако многие ученые утверждают, что он использовался еще при строительстве египетских пирамид. Ученый-химик Иосиф Давидович раскрыл и описал рецепт приготовления египетского геополимерного бетона. В его состав входили: в равных пропорциях растертые в пыль (около 5 %) ил из Нила и гравий известняка, поваренная соль, зола и дробленая известь (в небольшом количестве). При добавлении в цемент даже 1% органического связующего существенно увеличивается прочность получаемого раствора.Так как ученые только исследуют и разрабатывают наиболее подходящий состав, точных пропорций ингредиентов в официальных документах опубликовано не было. Однако довольно большое количество “самостоятельных” строителей экспериментируют с тем, как можно изготовить геополимерный бетон из доступных компонентов своими руками. В действительности это возможно, достаточно только иметь определенные знания в области химии, физики и желание экспериментировать.
Рецепт геополимерного бетона
Схема опалубки для бетонной плиты: 1 — поперечный брус, 2 — продольный брус, 3 — фиксирующий паз, 4 — клин, 5 — металлическая скоба, 6 — дно.Этот рецепт хорошо зарекомендовал себя.Для приготовления 1 литра смеси вам понадобятся:
- 160 г гидроксида калия (КОН).
- 200 г жидкого стекла 60% (K2SiO3).
- 540 г золы (“летучая зола”).
- 100 г воды.
- средства защиты от агрессивных веществ (перчатки, очки, халат, шапка, респиратор);
- емкость для смешивания ингредиентов (при смешивании раствор выделяет тепло, поэтому наиболее оптимальным вариантом будет использование стеклянной емкости);
- деревянная лопатка для размешивания (или любая палка, не вступающая в реакцию с щелочами);
- электронные весы (соблюдение правильных пропорций очень важно, для изготовления небольших порций можно использовать обычные кухонные весы);
- форма для отливания бетона (для более быстрого застывания бетона можно соорудить опалубку и протянуть в нем электролиты).
Схема опалубки для фундамента.Гидроксид калия – гигроскопичные бесцветные кристаллы, при попадании воздуха быстро “расплываются”. Поэтому хранить нужно их во влагонепроницаемой защитной упаковке и распаковывать перед самым использованием. Компонент очень агрессивен, негативно воздействует на слизистые оболочки, кожу и все материалы органического происхождения (оставляет сильные ожоги). Особенно опасен гидроксид калия попаданием даже малейших частиц в глаза и на слизистые оболочки органов человека. Поэтому обязательно все работы с КОН необходимо проводить в специальных защитных очках и перчатках.Жидкое стекло (метасиликат калия) представляет собой также гигроскопичные бесцветные кристаллы. Это неорганическое соединение, смесь щелочного калия и метакремниевой кислоты. Данный компонент можно без проблем приобрести в сельскохозяйственных магазинах, так как метасиликат калия активно применяют для удобрения различных культур.
Геополимерный бетон затвердевает в течение 28 дней.Летучая зола представляет собой золу, уносимую из топки продуктами сгорания твердого топлива. Учеными доказано, что увеличение содержания в бетоне золы до 75% улучшает прочность и долговечность сооружений. Золу можно без проблем приобрести в сельскохозяйственном магазине. Однако это вещество вызывает много опасений из-за своей экологичности.Охлажденную воду, можно и комнатной температуры, следует аккуратно и быстро влить в смешанный порошок, состоящий из всех ингредиентов. Не забывайте постоянно интенсивно помешивать раствор до получения однородной массы. При смешивании отмечается нагрев смеси и выделение небольшого количества углекислого газа.Если произвести тепловую обработку полученного раствора, то состав при 80 градусах Цельсия за день отвердеет до 110 мПа. Если же раствор оставить застывать без тепловой обработки, то отвердевание до 100 мПа достигается за 7-10 дней. Для застывания обычного бетонного раствора до такого состояния понадобится целый месяц. Ели нужно замедлить скорость схватывания состава, применяют вещество под названием декагидрат тетрабората.В итоге, благодаря химическим процессам, мы получаем очень крепкий монолит, который по своим свойствам и параметрам имеет прочность гранита, а также во много раз превосходит обычный портландцемент.Еще одним плюсом производства геополимерного бетона является его состав. Делая бетон своими руками, вы тем самым очищаете окружающую среду от отходов разнообразных отраслей промышленности и сельского хозяйства, которые практически не перерабатываются и не утилизируются. Данные отходы наносят огромный ущерб окружающей среде и экологии в целом. Поэтому сырье для производства такого бетона значительно дешевле обычного.Геополимер обладает очень хорошими и полезными качествами. Он очень устойчив к коррозии, выделяет и проводит в десяток раз меньше газов, способствующих возникновению “парникового эффекта”. Геополимерный бетон имеет высокую прочность при растяжении и сжатии, а, что самое главное, огнеупорность данного материала составляет более 1000 градусов.
Известные рецепты геополимерного материала
Из геополимера несложно делать различные фигуры, это очень прочный, но в то же время поддатливый материал.Также широко используется рецепт приготовления геополимерного бетона своими руками с использованием водорастворимых смол и поливинилового спирта. Чтобы такая смесь отвечала всем заявленным требованиям, масса полимерных органических добавок должна составлять не менее 1/5 всей массы цемента. В качестве отвердителя в таком растворе используется полиэтилен-полиаминовый отвердитель. Приготавливаются такие растворы аналогично обычным смесям из цемента. В емкость или бетономешалку закладываем воду со специальным цементом, предназначенным для производства геополимерного бетона. После этого в смесь добавляются полимерные компоненты и все смешивается до полной готовности. Изготовление требует точного соблюдения рецепта.Для более быстрого схватывания геополимерного бетона используют специальную опалубку с электродами. Размер ее может быть любой, но удобнее использовать емкость объемом 1 м 3 . После перемешивания смесь следует залить в пространство между опалубкой с электродами и оставить на час. Тем временем от автономного электрогенератора через преобразователь электрического тока воздействуют на раствор. После затвердения можно доставать полученный фрагмент и приступать к изготовлению нового.В различных источниках имеются упоминания о изготовлении геобетона своими руками из различных материалов и веществ. Наиболее часто используют глину, гипс и известь. Для замедления схватывания гипса применяют водный раствор костного клея, щелок и гашеную известь. Введение 1% такого вещества от массы бетона увеличивает срок схватывания раствора на целый час.Очень часто в качестве вяжущих материалов используют такие органические вещества, как битум, деготь, белок, яйца и навоз. Эти материалы способны переходить в твердое и малопластичное состояние в процессе поликонденсации и полимеризации. Такие продукты экологически безопасны и имеют высокую прочность при растяжении, менее хрупкие. Данные методы и материалы использовались еще нашими предками при строительстве домов и сооружений.Для использования предложенного рецепта в строительстве домов и других жилых помещений и его удешевления в раствор “подмешивают” древесину или древесные опилки. Древесина перед использованием тщательно очищается и измельчается, хорошо вымачивается в воде или специальном растворе. После обработки озонатором полученную массу смешивают с компонентами смеси и закладывают в бетономешалку. Вместо древесины можно использовать измельченный гравий или щебень. После приготовления полученную смесь заливают в форму и оставляют до полного застывания.Наука не стоит на месте, и ученые упорно трудятся над созданием особого рецепта геополимерного бетона, который поразит всех своими свойствами и способами применения. Секрет производства уже почти раскрыт. Осталось подождать год-два, и геополимерный бетон заполонит улицы нашей страны. В домашних же условиях производство геополимерного бетона своими руками – довольно трудоемкий и кропотливый процесс.
- Триста грамм зольной пыли.
- Триста грамм шлака.
- Восемьдесят грамм 45% КОН.
- Сто грамм воднощелочного раствора силикатов натрия и калия.
- Пятьдесят два грамма воды.
Рецепт смеси
Можно приготовить геополимерный бетон своими руками в домашних условиях, если иметь хорошее основание из знаний по химии и физике и достать нужные материалы. Рецепт для замеса 0,4 литра геобетона своими руками таков:- Триста грамм зольной пыли.
- Триста грамм шлака.
- Восемьдесят грамм 45% КОН.
- Сто грамм воднощелочного раствора силикатов натрия и калия.
- Пятьдесят два грамма воды.
Для затвердения бетона должен соблюдаться температурный режим + 80 градусов. За сутки состав затвердеет на 110 МПа. А для полного застывания может уйти от семи до десяти дней. У обычного бетона на это уйдёт до 28 дней. Изготовление геобетона своими руками аналогично приготовлению обычного бетона. В бетономешалку загружают небольшое количество цемента и воду.На следующем этапе в одинаковых пропорциях загружается шлак и зольная пыль, и все хорошо перемешивается. Затем добавляют полимерные материалы, и все опять перемешивается до достижения необходимой консистенции. В качестве полимерных составляющих могут служить водорастворимые смолы или ПВА определённой консистенции. Поливиниловый спирт, который входит в ПВА, является вяжущим составляющим.
При изготовлении геобетона самостоятельно можно добавлять органические полимеры, но не более пятой части от всей массы цемента. При введении в раствор смол, растворяемых в воде, геобетон получится лучшего качества. Все указанные составляющие свободно можно купить в строительных магазинах.
Если подогреть геополимерный состав до температуры 80С, то схватывание произойдет за сутки, без тепловой обработки понадобится не менее недели. Для ускорения процесса застывания в опалубку помещают электроды. После заливки раствора через них пропускают преобразованный ток.
- эффективно смешивайте составляющие, исключая образования в виде крупных включений;
- готовьтесь смесь небольшими порциями, исключительно, перед использованием в объеме, необходимом для непосредственного применения. Это вызвано наличием в составе жидкого стекла, вызывающего ускоренное твердения смеси;
- выполняйте работы в сухом, прохладном и проветриваемом помещении;
- снижайте концентрацию жидкого стекла, если состав должен некоторое время храниться;
- применяйте средства индивидуальной защиты, необходимые для работы с агрессивным калиевым гидроксидом;
- обеспечьте надежную вентиляцию помещения при смешивании ингредиентов. Она необходима для удаления углекислого газа, который выделяется в результате реакции при подготовке смеси.
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору: