Геополимерный бетон: состав, сфера применения, рецепт, технология изготовления

Содержание1 Рецепт замеса геополимерного бетона в домашних условиях1.1 Структура геополимерного бетона1.2 Рецепт смеси1.3 Преимущества материала1.4…

Из чего состоит геополимерный бетон

Геополимерный бетон – это материал, который на сегодняшний день считается самым надежным и экологически чистым (ведь не зря в его название входит приставка «гео»). Натуральными составляющими такого бетона являются: жидкое стекло, зола (если быть точнее, то зольная пыль или «летучая зола»), шлак (то есть отходы металлургического производства), вода и другие, связующие и закрепляющие компоненты (например, гидроксид калия). Для изготовления инновационного бетона, который по своим свойствам значительно превосходит традиционный портландцемент, достаточно смешать все указанные компоненты в определенных пропорциях.

Жидкое стекло – это водный щелочной раствор силикатов натрия или калия (часто его еще называют силикатным клеем), который применяется для изготовления кислотоупорного цемента, огнеупорных красок, покрытий по дереву, для пропитки тканей; а также для склеивания целлюлозных материалов.

Жидкое стекло часто называют силикатным клеем

«Летучая зола» – это несгораемый остаток в виде шлака, получающийся в результате сгорания растительного сырья или топлива (он накапливается на стенках). «Летучая зола» – это материал, который в изобилии имеется на промышленных предприятиях и в котельных. Чтобы получить геополимерный бетон наибольшей прочности, золу смешивают со шлаком в пропорции 1:1.

Зола образуется в результате сгорания растительного сырья

Гидроксид калия – это неорганическое соединение, представляющее собой мелкие бесцветные кристаллы, которые хорошо впитывают в себя воду и быстро тают под воздействием кислорода. KOH вступает в бурные реакции с кислотами и металлами, выделяя при этом водород. Ввиду того, что это соединение является очень едким, его относят к классу опасности 2 (при попадании на кожу и слизистую приводит к ожогам). Однако пищевая промышленность широко использует гидроксид калия в качестве добавки Е525; его применяют при изготовлении жидкого мыла и как электролит в щелочных батарейках.

Кристаллы гидроксида калия очень гигроскопичны

История создания

В 1978 году французу Джозефу Давидовичу удалось разработать бетон из геополимеров. Идея возникла в результате наблюдения за естественными процессами, происходящими в природе. Французский ученый заметил, что часть компонентов геологического происхождения полимеризуются, если начинают взаимодействовать с щелочными средами. Были проведены разнообразные опыты, задачей которых стало выявление поэтапного плана для обеспечения процесса получения геополимера. Материал известен именно под этим названием.

геополимерный бетон

По мнению изобретателя, монолитное строительство широко применялось для создания пирамид в Гизе. Ученый смог определить состав монолитных блоков, из которых выполнены пирамиды. Несмотря на то, что эту теорию стараются оспорить, великолепные свойства бетона из геополимеров обеспечивают ему огромную популярность. Рецептура с тех пор перетерпела некоторые изменения, современный геополимерный бетон является материалом, который безвреден для окружающих и представляет огромную конкуренцию для обычных бетонных составов.

Состав

Полибетон характеризуется низкой, по сравнению с традиционным бетоном, ценой, связанной с применением недорогих и доступных компонентов:

  • мелкодисперсной золы — продукта, вырабатывающегося при работе отопительных пунктов и производственных предприятий. Она применяется в качестве связующего вещества;
  • модификатора, обеспечивающего твердение полимерного массива;
  • кальциевого гидроксида, силиката, или жидкого стекла, используемых для обеспечения рабочих свойств массива;
  • шлаков, являющихся отходами ряда предприятий металлургической сферы.
  • воды, применяемой при смешивании ингредиентов.
Геополимерный бетон, как и портландцемент, состоит из нескольких компонентов, но их состав значительно разнится

Одно из самых важных свойств инновационной бетонной смеси – набор максимальной прочности за короткое время: чтобы полностью затвердеть, ей нужна всего неделя

Базовый состав остается неизменным, однако строители постоянно занимаются улучшением рецептуры, введением новых компонентов, улучшающих эксплуатационные характеристики геополимерного бетона. Не представляет сложности приобрести требуемые компоненты, что позволит легко сделать геополимерный бетон своими руками.

Область применения геополимерного бетона

Этот композитный материал можно широко применять в жилищном и промышленном строительстве: для возведения крупных многосекционных зданий, малоэтажных построек, несущих стен, облегченных конструкций; использовать в качестве отделки помещений. Он также будет очень востребован у владельцев загородной недвижимости. Творческим людям этот материал тоже придется по душе: с помощью него можно создавать различные статуи, барельефы, колонны и другие «шедевры».

Геополимерная технология производства бетона

Сырьем для производства строительного материала является зола и шлак, запасов которых на планете много.

В помещении, где проводится замешивание, в обязательном порядке нужно следить за влажностью, она должна быть низкая. Процесс смешивания компонентов проводят быстро, чтобы смесь не загустела. Сырья для производства бетона, такого как зола и шлак, у человечества неисчерпаемое количество, поэтому производство геобетона набирает обороты. Производство геополимерного бетона выполняется по следующему нормативному документу: ТУ 5870—006—30993911—2014 «Геополимер. Технические условия».

Посмотреть «ТУ 5870—006—30993911—2014» или cкачать в PDF (699.7 KB)

Достоинства геополимерного бетона

Данный материал обладает следующими преимуществами:

  • имеет маленький удельный вес;
  • низкое содержание токсичных веществ;
  • устойчив к коррозии, растрескиванию, высоким и низким температурам;
  • является негорючим;
  • обладает высокой прочностью на сжатие;
  • способность быстро набирать наибольшую прочность за короткий период;
  • имеет низкую теплопроводность;
  • отличается малой усадкой (то есть сразу же по окончании строительства можно приступать к отделочным работам);
  • устойчив к химическим реагентам;
  • скорость затвердевания в 3 раза выше, чем у бетона традиционного;
  • низкая паропроницаемость;
  • выделение парниковых газов минимальное;
  • экологически чистый;
  • долговечный;
  • невысокая стоимость составляющих материала;
  • прост в обработке.

Состав

Материал с названием геополимерный бетон состав имеет следующий:

  • Зольная пыль.
  • Шлак.
  • Жидкое стекло.
  • Гидроксид калия 200.
  • Вода.

изделия из бетонаШлак, присутствующий в составе бетона, добавляет смеси долговечности и прочности. Но во время усадки происходит растрескивание материала, для предотвращения чего надо предпринимать определенные меры. Чтобы растрескивания не происходило, к шлаку добавляют такое же количество зольной пыли. Их совместная работа помогает укрепить бетонный состав, придает ему стойкость к влиянию негативных факторов.

У зольной пыли удобные физические свойства и повышенные рабочие характеристики. Компонент оказывает влияние на качество получаемого состава. Ее применение обеспечивает получение смеси, которая по свойствам не уступает портландцементу. Бетон геополимерный по прочности сравнить можно с гранитом.

При смешивании алюминиевые силикаты вступают в реакцию со щелочью и превращаются в твердый монолит, похожий на натуральный камень. Методом отливки из него можно получить изделия разнообразной формы, которые применяют в декоративных целях. Рецепт получения геополимерного бетона окончательно не разработан – в данном направлении эксперименты продолжаются. Создано несколько вариантов составов, которые возможно применять для изготовления рабочих смесей.

Рецептура

При подборе компонентов следует руководствоваться проверенной рецептурой. Специалисты в строительной области постоянно трудятся над ее улучшением. Стандартов для пропорций нет – зависят они от особенностей составляющих и назначения компонентов. Но есть и хорошо себя зарекомендовавшие рецепты, применение которых позволяет подготовить геополимерный бетон своими руками даже в домашних условиях.

своими руками

Составляющие, которые используют вне промышленных условий, будут такими же. Но их берут в меньшем количестве, чтобы приготовить такой объем смеси, которого достаточно для выполнения нужных задач. Вот базовый рецепт, применение которого позволяет подготовить 20 кг полибетона:

  • Калия гидроксид – 1,8 кг.
  • Жидкое стекло – 4,0 кг.
  • Зола – 6,6 кг.
  • Шлак – 6,6 кг.
  • Вода — 11 л.

Такой рецепт неплохо зарекомендовал себя и часто применяется в домашних условиях.

Нюансы приготовления и использования

Свойства геополимерного бетонаРыночная оценка готовой смеси на основе полимеризации будет выше, чем у бетонного варианта из Portland cement. Раствор схватывается довольно быстро, а для замедления процесса в рецепт включают Тетраборат натрия. При смешивании составляющих геополимерного бетона выделяется тепло, и это нужно учитывать при подборе ёмкости для замеса. При необходимости быстрого застывания бетона в опалубке прокладывают электролиты.

Это уникальный материал, предназначенный для выполнения различных строительных работ. За несколько десятилетий он сумел отлично зарекомендовать себя на строительных площадках разной степени сложности.

Этот материал также помогает решить не менее важную задачу утилизации отходов производства. Благодаря геобетону изготовляются монолиты различной формы, не наносящие вреда окружающей среде.

Что необходимо для работы?

Желая приготовить геополимерный бетон своими руками, подготовьте следующее инструменты, защитные средства и емкости:

  • Тару, предназначенную для подготовки смеси, выделяющей тепло в процессе приготовления.
  • Электрическую дрель, оснащенную специальной насадкой для перемешивания, или шуруповерт.
  • Весы, позволяющие осуществить взвешивание ингредиентов в необходимых объемах.
  • Лопатку из древесины, позволяющую смешивать компоненты.
  • Емкость, необходимую для формования полибетона, соответствующую размерам и конфигурации отливаемого изделия.
  • Средства индивидуальной защиты, позволяющие предохранить слизистую оболочку и кожный покров от щелочной среды.
При заливке нужно следить, чтобы не осталось внутри пустот, из-за которых плиты из геополимерного бетона могут в будущем растрескиваться

Чтобы изготовить детали нужного размера и формы, можно использовать те же опалубки, что и для обычного портландцемента

Видео

Про геополимерный бетон смотрите в этом видео:

Рецепт


Затвердевает в течение 28 дней.
Рецепт экологически чистого бетона очень прост. Готовится он таким же способом, как и обычный. Необходимые ингредиенты помещаются в одну емкость, затем тщательно перемешиваются до однородной массы. Но делать все нужно при достаточно низкой температуре, придерживаясь указанной пропорции.

Итак, необходимо смешать:

  • 80 г гидроксида калия;
  • 300 г шлака;
  • 300 г зольной пыли;
  • 100 г жидкого стекла;
  • 52 г воды.

В итоге получится 400 грамм строительной смеси. Если вам нужно больше, рассчитывайте количество материала по данным пропорциям.

Вернуться к оглавлению

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...