Геополимерный бетон

Геополимерный бетон

Рецепт геополимерного бетона — из чего и как делать своими руками?

Композитный или геополимерный бетон стал актуальным в последнее время, так как экологическая обстановка в мире ухудшается и производители стараются выпускать продукцию, не оказывающую пагубного воздействия на окружающую среду. Такой вид материала, как геополимер, относят к экологически чистому, состоящему из натуральных материалов. В сравнении со стандартным видом, он имеет быстрый срок твердения (до 1-й недели) и более стойкий к влиянию кислот и других химических элементов.

Что собой представляет геополимерный материал?

Появление рецепта связано с полимеризацией компонентов геологического происхождения в процессе реакции материала и щелочной среды. При правильном соединении и пропорциях они составляют монолит. Этот процесс проводят при низких температурах, за счет которой происходят химические связи. Шлак придает прочность, а зола повышает запас стойкости на сжатие.

Рецепт геополимера

Инновационный материал в своем составе, вместо песка, гравия и щебня, включает также такие компоненты, как:

  • Зольная пыль — диспергированные частицы.
  • Шлак — побочный продукт от производства металла.
  • Вяжущие вещества, с помощью которых частицы пигмента скрепляются между собой. Вещества представлены жидким стеклом и гидроксидом калия.
  • Инертный заполнитель. Занимает большую часть основы полимерного бетона.
  • Минеральная крошка, кварцевый песок, деревянная стружка, перлит.

Количество и вид наполнителя оказывают влияние на несущие и изоляционные качества, поэтому для тяжелых типов конструкций используют зерна до 4 мм.

Свойства цемента

Особое внимание исследователей в области строительства было обращено на изучение характеристик геополимерного бетона. Во время испытаний было выявлено, что геополимер устойчив к коррозии. Выделяемый углекислый газ при производстве, по сравнению с другими типами, на 90% меньше, что снижает показатели «парникового эффекта». По результатам испытаний в лаборатории на огнеупорность, материал выдерживает до 1316 °C. В процессе проведения эксперимента на образец геобетона 2 суток воздействовали высокой температурой в 230 °C. После оценки состояния был сделан вывод, что исходник не только не воспламенился, но также не дал трещин или сколов по всей его поверхности.

Зольная пыль в составе бетона обеспечивает свойства материала, по которым он не уступает портландцементу, а даже превосходит его. Для него характерно быстрое твердение и множественная цикличность «замораживания-оттаивания». Среди его основных преимуществ выделяют такие, как:

  • высокая прочность (как натуральный, природный камень глубинной горной породы — гранит);
  • отсутствие продольной и осевой деформации;
  • низкая, близкая к нулю, проницаемость;
  • высокая эластичность.

Геополимерная технология производства бетона

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».

Области применения

Ранее геобетон использовали для укладки дорожек, но с изучением материала возможности расширились. Например, в Австрии создали аэропорт с техническими постройками из такого материала. Геополимерный бетон используют для сложных конструкций: сверхпрочных балок и панелей, ж/д шпал и труб канализации. Кроме этого, из него возводят мосты и различные объемные сооружения за счет эластичности и устойчивости. А в архитектуре он целесообразен для изготовления колонн, создания скульптур или памятников. Геобетон можно использовать практически во всех элементах и изделиях, в которых применяют классический тип.

Как сделать геобетон своими руками?

Геополимерный бетон находится в стадии разработки, состав и расчет количества ингредиентов для его изготовления найти в документации сложно, поэтому предприятия опираются на ТУ. Рецепт приготовления 1 кг монолитного строительного материала своими руками следующий (компоненты указаны в граммах):

  • зола — 330;
  • стекло жидкое кристаллообразное — 200;
  • 40% гидроксид калия, полученный электролизом— 90;
  • шлаковый остаток после сжигания металла — 330;
  • холодная вода — 55.

В состав геополимерного бетона для необходимой эластичности входят специальные полимерные добавки: клей ПВА, эпоксидная или полиамидная смола.

Подготовка к работе

Для начала стоит уделить внимание средствам защиты, так как ингредиенты для замешивания агрессивны и могут вызвать ожоги слизистых. Подготавливается следующий инвентарь:

  • резиновые перчатки;
  • защита для глаз;
  • спецодежда;
  • респиратор.

При смешивании химические элементы выделяют большое количество тепла, поэтому при работе с ними используют таз или другую емкость, которая устойчива к высокой температуре. Для быстрого затвердевания теста к опалубке прикладывают электролиты. Чтобы самостоятельно в домашних условиях сделать геополимерный бетон, потребуются такие инструменты и материалы:

  • бадья;
  • деревянная лопатка при работе со щелочью;
  • портативные весы;
  • электролиты;
  • форма.

Замешивание раствора

Сухие компоненты и воду помещают в бетономешалку. Добавляют золу и шлак в соотношении 50:50. Следующим этапом добавляют полимеры, и тщательно вымешивают смесь. Полимерными компонентами могут быть клей ПВА, смола с водорастворимыми свойствами. Составные элементы клея заменяют вяжущее вещество. А древесина, измельченная до стружки и добавленная в смесь, позволяет добиться однородного заданного цвета после затвердевания. Ее отмачивают в воде и поддают обработке озоном, затем включают в раствор. Для снижения высокой скорости твердения при замесе применяется соль борной кислоты (Na2B4O7).

Заливка смеси в формы

Опалубку смазывают маслом и устанавливают при необходимости арматуру. Далее форму заполняют подготовленным раствором. С помощью инвертора в течение одного часа на массу воздействуют током, после предварительного затвердевания опалубку снимают. Бетон набирает прочность в зависимости от температурных условий, и этот процесс ускоряется при прогреве электродами. При заливке отслеживают и устраняют наличие пустот, из-за которых конструкция из геополимера может в дальнейшем растрескиваться. Затвердение и образование поверхностной пленки происходит в течение суток. Пленка повышает монолитность и способность выдерживать сильные эксплуатационные нагрузки.

Преимущества и недостатки

Геополимерный бетон прост в изготовлении. Важное качество геобетона — создание гладкой поверхности, которая набирает прочность в зависимости от времени. Нужные ингредиенты для приготовления раствора легко найти и цена их невелика. При использовании инновационного раствора сокращают расходы на строительные работы, возводят сооружения с меньшим количеством исходных строительных материалов. Низкая теплопроводность геополимерного материала снижает затраты на отопление производственных помещений.

Среди преимуществ геополимерных бетонов выделяют такие, как:

  • малая усадка;
  • высокие показатели прочности бетона на сжатие;
  • пожаробезопасность;
  • низкая воздухо- и паропроницаемость;
  • экологичность и безопасность;
  • производство с добавлением отходов;
  • быстрое затвердевание;
  • податливость к механическим воздействиям, например, алмазными кругами;
  • невысокая стоимость;
  • возможность изготовить смесь за счет распространения компонентов в рецепте.

Плюсом геобетона считают стойкость к коррозии и быстрое затвердевание раствора. Через 2 суток после заполнения формы можно совершать обработку, а процесс полного затвердения происходит за 7 дн., в то время как классический вид бетона имеет срок твердения 28 дней. Геополимерный бетон — экологически безопасен с высокой степенью адгезии с материалами, выдерживает колебания температуры, не склонен к деформационным процессам и растрескиванию. Но имеет один недостаток — несовершенная технология производства (на стадии разработки). Массовое производство в связи с этим затруднено.

Как сделать геополимерный бетон своими руками в домашних условиях: технология и область применения

Геополимерный бетон – это инновационный материал, который популярность получил не так давно. Его широко применяют для строительных нужд как надежный и удобный вариант.

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.

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.

Особенности материала и сфера использования

У полимерного бетона структура напоминает природный камень. Благодаря этому раствор можно применять для строительных целей, а также выполнять отливку изделий декоративного назначения. Полимербетон за счет хороших прочностных свойств отлично подойдет для архитектурных целей.

Характеристики материала позволяют использовать его для строительства высотных зданий. Компоненты, присутствующие в составе смеси, обеспечивают поддержку благоприятного климата внутри помещения. Структура конечного материала позволяет вдвое или втрое снижать толщину стен при осуществлении строительства, на комфорт в помещении это не повлияет.

Достоинства

Подготовка особой рецептуры для геополимерных композитных материалов обеспечивает им немало преимуществ.

Можно перечислить следующие положительные характеристики:

  • Малая усадка, что обеспечивает возможность укорачивания времени, требующегося для строительства. Отделку можно будет выполнить сразу же, как окончится возведение стен.
  • Во время строительного процесса будут сохранены габариты всех изделий, которые соприкасаются с раствором.
  • Отмечается высокая стойкость к сжатиям, поэтому можно использовать геополимеры для постройки высотных зданий.
  • Может сохранять целостность при многократных оттаиваниях и замораживаниях.
  • Парниковые газы выделяются в незначительных количествах.
  • Хорошо переносит воздействие агрессивных веществ.
  • Пожаростойкость, которая даже при температуре 900 градусов позволяет полимербетону сохранить структуру и целостность.
  • Сниженная паропроницаемость, коэффициент близок к тому, что присутствует у естественного камня.
  • Может обрабатываться с использованием ручного инструмента, который оснащен алмазными элементами.
  • Экологичность, безопасность для окружающих.
  • Возможно использование промышленных отходов для производства полимербетон. Это может улучшить экологическую ситуацию любого района.
  • Отвердевание состава происходит вдвое быстрее, чем в случае с простым бетоном.
  • Доступная стоимость позволяет приобретать материал заказчикам с не особенно высоким доходом.
  • Стойкость к коррозии, которая может разрушающе повлиять на простой железобетон.
  • Возможно изготовить геополимерный бетон своими руками в домашних условиях.

Благодаря обширному набору положительных характеристик полибетон заметно отличается от обычного раствора бетона.

Материал с названием геополимерный бетон состав имеет следующий:

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

Шлак, 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.

Читать еще:  Асбестоцементные листы - что это такое, для чего применяются

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.

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.

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.

Как сделать своими руками

Компоненты, перечисленные в рецептах, вполне доступны и могут быть без проблем закуплены в торговой сети. Но следует принять во внимание, что по цене бетон, изготовленный с задействованием полимеризации, получается выше, чем смесь из портландцемента. Поскольку схватывание состава происходит быстро, рецепт дополняют компонентом с названием декагидрат тетрабората. Могут быть добавлены смолы на воде, ПВА, латекс.

Что необходимо для работы

Для получения геобетона в домашних условиях надо подготовить:

  • Тару для замешивания раствора с учетом того, что во время приготовления он выделяет некоторое количество тепла.
  • Весы для подготовки нужной пропорции каждой из составляющих.
  • Электродрель с насадкой для замешивания.
  • Лопатку деревянную.
  • Емкость для формования бетона, которая по размерам и конфигурации соответствует изделию, получаемому путем отливки.
  • Защитные рукавицы и другие изделия для предотвращения вредного влияния щелочи на кожу и слизистые.

Стоит отметить, что состав для бетона агрессивен – если допустить контактирование со слизистой, кожей, можно заполучить сильные ожоги. Во время работы необходимо использовать перчатки и очки. Следует соблюдать осторожность и при работе с жидким стеклом, вещество отличается гигроскопичностью и обладает кристаллизированной структурой.

Технология приготовления

Геополимерный бетон – материал, технология которого разработана с учетом свойств каждого из компонентов. Процесс изготовления также обеспечивает утилизацию золы и шлаков. Летучая зола представляет отходы, образованные при сгорании твердого топлива – она может быть добавлена в смесь в количестве 75% от состава. Экологическая репутация данного вещества довольно сомнительна, но бетон с его применением получается более прочным и долговечным.

Закладка компонентов идет в такой последовательности:

  • Заливка воды.
  • Засыпание шлаков, летучей золы в нужном количестве.
  • Тщательное перемешивание до однородного состояния.
  • Добавление полимеров.
  • Перемешивание до готовности.

Заливку в формы выполнять надо в сухом месте. Во время смешивания раствора образуется пленка, которая из-за контактов с водой набухает. Чтобы предотвратить такую реакцию, следует после заливки раствора в формы принять меры по его защите от влажности.

Подводим итоги

Для изготовления материала с названием геополимерный бетон технология доработана таким образом, что затвердевание состава происходит примерно за день. Чтобы получить материал в нужном качестве, полностью отвердевший, потребуется неделя. Для того же процесса у простого бетона требуется 28 суток, поэтому при работе с геополимерным бетоном действовать следует быстро.

  • Повышенная стойкость к сжатиям.
  • Небольшая усадка.
  • По непроницаемости материал можно сравнить с гранитом.
  • Высокая стойкость к влиянию кислот и повышенных температур.

Проводить эксперименты, добиваясь идеального соотношения компонентов, нравится не всем. Для получения геополимерных материалов в некоторых случаях проще приобрести смесь в готовом виде, чем заниматься ее подготовкой. Стоимость будет определяться в зависимости от пропорций и объема компонентов. Продажа смеси проводится в виде сухого состава без использования отвердителя.

Можно ли приготовить геополимерный бетон своими руками в домашних условиях

Прогресс не стоит на месте: разработан новый вид бетона – геополимерный, при производстве которого используются исключительно натуральные компоненты (хотя в других странах его уже применяют в течение 50 лет). Да и стоит такой строительный материал намного меньше традиционных составов. Некоторые ученые утверждают, что Египетские пирамиды были сделаны из смеси каменной крошки и такого материала, как геополимерный бетон на основе известняка. Возможно, это правда: ведь не зря говорят «новое – это хорошо забытое старое».

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.

«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.

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.

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».

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.

Самостоятельное изготовление геополимерного бетона

Окончательного официального «вердикта» по поводу точных пропорций составляющих «бетона будущего» ученые пока не озвучили, так как исследования в этой области еще продолжаются. Многие пытаются сами «методом проб и ошибок» определить оптимальные пропорции компонентов материала и изготовить геополимерный бетон своими руками. Почему бы и нет, тем более что все необходимое для изготовления «материала будущего» есть в продаже.

В состав раствора (объемом 10 л) входят следующие ингредиенты:

  • гидроксид калия (1600 г) — КОН;
  • 60% жидкое стекло (2000 г) – К₂O(SiO₂);
  • зола (5500 г) — «летучая зола»;
  • шлак (5500 г);
  • вода (1 л).

Чтобы из этих составляющих приготовить бетон, понадобятся:

  • емкость, в которой производится смешивание всех компонентов (лучше, если материал емкости будет устойчив к повышенным температурам) или бетономешалка (для больших объемов);
  • весы, так как соблюдение всех пропорций крайне важно;
  • халат, шапка, очки, перчатки и респиратор (то есть индивидуальные средства защиты);
  • форма или опалубка, в которую вы планируете вылить приготовленную смесь;
  • деревянная лопатка для перемешивания, так как дерево нейтрально к щелочами (это важно).

Технология приготовления смеси

Технология приготовления раствора довольно проста: надо только строго следовать всем рекомендациям.

Общие требования

  • влажность помещения, в котором смешиваете составляющие бетона, должна быть небольшой (чтобы гидроксид калия не «поплыл»);
  • хранить гидроксид калия необходимо в запечатанной упаковке, исключив всякую возможность попадания в нее жидкости;
  • вскрывать упаковку непосредственно перед замешиванием;
  • все работы, связанные с гидроксидом калия и жидким стеклом, проводить, надев средства индивидуальной защиты, во избежание ожогов кожи и слизистой глаз (так как KOH является крайне агрессивным веществом);
  • проводить замешивание быстро, но аккуратно.

Процесс замешивания и изготовления бетона

Если вы используете бетономешалку, то алгоритм работ следующий:

  • Заливаем теплую воду.
  • Добавляем шлак и золу, все тщательно перемешиваем.

Совет! Если есть цель получить прочный бетон, то можно использовать только «летучую золу»; а если важнее изготовить экологичный материал, то содержание золы можно уменьшить, а недостающее количество заменить цементом.

  • Добавляем полимеры, снова мешаем.
  • Заливаем смесь в форму или опалубку.

Совет! Для ускорения процесса затвердевания в опалубку можно уложить специальные электроды и после заливки раствора пропустить через них ток в течение 1 часа. Причем электричество надо брать не от сети напрямую, а использовать преобразователь.

В заключении

Те, кто любит экспериментировать, могут поэкспериментировать с органическими веществами, входящими в состав бетонной смеси и получить свой рецепт. Так в качестве вяжущих компонентов можно использовать водорастворимые смолы или клей ПВА. Некоторые добавляют в смесь древесину, которую предварительно измельчают и вымачивают в воде.

Читать еще:  Газобетонные блоки: производители, рейтинг, сравнение газобетона

Что такое геополимерный бетон?

Содержание статьи:

Понятие геополимерного бетона не так давно возникло на рынке строительных материалов. Впервые данное словосочетание было употреблено в 1978 году Дж. Давидовичем. Впрочем, сама смесь была окончательно изобретена Эрезом Эллоче, который проработал формулу геополимерного состава, используя компоненты исключительно натурального происхождения.

Особенности рецептуры

Состав геополимерного бетона во многом похож на рецептуру полимерного аналога, однако с некоторыми поправками. Ключевыми компонентами продукции выступают:

  • шлак;
  • зольная пыль;
  • жидкое стекло;
  • гидроксид калия;
  • отвердитель;
  • вода.

При желании, все компоненты можно достать в свободном доступе, чтобы изготовить геополимерный раствор самостоятельно.

Технические характеристики и преимущества материала

Простота изготовления – не единственное достоинство геополимерного бетона. Благодаря своему составу, материал отличается следующими преимуществами:

  • повышенными показателями адгезии (сцепления с поверхностью);
  • устойчивостью к коррозии;
  • высокой скоростью застывания (процесс занимает 1 неделю в сравнении с 1 месяцем для обычного бетона);
  • выносливостью к перепадам температуры, воздействию химических реагентов и т. д.;
  • пожаробезопасностью;
  • экологической чистотой.

При этом, влагоустойчивость материала достаточно низкая. При застывании на поверхности геополимерного бетонного изделия образовывается своеобразная защитная пленка. При попадании воды, пленка вздувается, что нарушает целостность покрытия. Данную особенность важно учитывать при использовании продукции для возведения зданий.

Как следствие, подобный состав пользуется повышенной популярностью у застройщиков, существенно расширяя возможности при возведении различных построек. Впрочем, у материала есть один недостаток – сравнительно высокая стоимость.

Область использования

Эксплуатационные характеристики материала позволяют использовать его для различных целей, а в частности:

  • изготовления элементов ландшафтного дизайна;
  • создания предметов искусства (архитектура, скульптура и т. д.);
  • сооружения мостов и прочих габаритных строений.

Высокие показатели эластичности и износоустойчивости делают геополимерный бетон востребованным материалом для возведения, как частных, так и промышленных сооружений.

Читайте также

Существуют способы повышения прочности бетонных конструкций без добавления специальных примесей. Для этого используется технология нанесения смеси под названием торкретирование, которая позволяет получить сверхпрочную обновленную поверхность с оптимизированными механическими характеристиками.

Бетон – универсальный строительный материал, который используется, как для сооружения зданий различной ответственности, так и для декора уже готовых построек. Для последней цели применяется специальная смесь – архитектурный бетон, обладающий рядом особенностей и преимуществ.

Технология мытого (промывного) бетона появилась более 30 лет назад в декоративных целях имитации натурального камня. Особенно востребованной методика была в строительстве панельных домов, чтобы создавать на фасаде нарочито неровную, необработанную поверхность.

Бетонная смесь – строительная продукция, которая измеряется не по весу, а по объему. Соответственно, при доставке проверяется не масса раствора, а его кубатура. Контроль данного показателя осуществляется, исходя из нормативов ГОСТа 10181-2000, как правило, в лабораторных условиях. Впрочем, измерить количество бетона при доставке можно и самостоятельно.

Строительный песок – востребованный в строительстве материал. Выбор данной продукции требует особенной тщательности, ведь любая оплошность может негативно отразиться на эксплуатационных преимуществах возводимой конструкции.

Ваше сообщение успешно отправлено
Спасибо за проявленный интерес

В ближайшее время с вами свяжется наш менеджер

Геополимерный бетон, состав, рецепт и технология

Геополимерный бетон, состав, рецепт и технология.

Геополимерный бетон (геополимер) – строительный материал, известный с древних времен. Обладает уникальными характеристиками: высокой прочностью, долговечностью, быстрой схватываемостью, сокращенным временем набора прочности, низкой теплопроводностью и пр.

Геополимерный бетон – что это такое? Состав, технология и рецепт:

Геополимерный бетон (геополимер) – строительный материал, известный с древних времен. Обладает высокими прочностными характеристиками, производится из натурального сырья.

Структура геополимерного бетона напоминает структуру камня. А потому в конструкции такого бетона отсутствует металлическая арматура .

Одними из важнейших составляющих геополимерного бетона являются щелочные жидкости, а также наполнители и заполнители. Наиболее подходящими щелочными жидкостями для производства геополимербетона являются щелочи на основе натрия или калия. Заполнители и наполнители обязательно должны содержать в своем химическом составе алюмосиликатные компоненты (алюмосиликатное вяжущее), т.е. кремний (Si) и алюминий (Al). Такими материалами могут быть следующие природные компоненты: глина, кремнезем, летучая зола, рисовая шелуха, а также отходы производства – металлургический шлак и др.

Состав геополимерного бетона отличается от традиционного бетона, основанного на цементном вяжущем. Поскольку геополимерный бетон – это забытая технология древности, то его точный состав и рецептура со временем утрачены.

Ученые и исследователи всего мира проводят эксперименты с целью воссоздать состав компонентов геополимерного бетона и рецепт его получения.

Так, одним из ученых предложен следующий состав геополимерного бетона. Он включает в себя смесь:

– компонента силиката щелочного или щелочноземельного металла (натрия или калия, или обоих металлов),

– гидроксида щелочного или щелочноземельного металла (натрия или калия, или обоих металлов),

Другим ученым-исследователем предложен несколько отличающийся состав, включающий смесь:

– связующего вещества, содержащего один или более материалов, выбранных из группы, которая состоит из химически активного алюмосиликата и химически активного щелочноземельного алюмосиликата,

– щелочную активирующую присадку, содержащую водный раствор гидроокиси щелочных металлов и силиката щелочных металлов (натрия или калия, или обоих металлов);

– один или более заполнителей.

Отличие второго варианта от первого заключается в наличии в составе второго варианта щелочноземельного алюмосиликата.

Таким образом, если перевести вышеуказанный состав в понятные всем современные материалы, то состав геополимерного бетона выглядит следующим образом:

– зольная пыль (зола, “летучая зола”) – она же алюмосиликатный компонент (или алюмосиликат) и щелочноземельный алюмосиликат, а также основа для производства гидроксида калия. По своему химическому составу зольная пыль может содержать до 75 % SiO2 и Аl2О3, а также иные окислы CaO, Fe2O3, SO3, K2O, Na2O, MgO и хлориды. Доля K2O в золе может доходить до 25-35 % (зола от гречишной соломы, стеблей подсолнечника). Химический состав золы зависит от сжигаемого вида топлива. Оксид калия при взаимодействии с водой образует гидроксид калия;

– шлак, глина , кремнезем и пр. – алюмосиликатные компоненты, щелочноземельные алюмосиликаты и заполнители.

Кремнезем – соединение кремния с кислородом (SiO2), широко встречающееся в природе.

Шлак является побочным продуктом металлургического производства и представляет собой расплав окислов (CaO, MgO, MnO, FeO, SiO2, Р2O5, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3) с некоторым количеством сульфидов, а в ряде случаев фторидов;

– жидкое стекло. Жидкое стекло – это водный щелочной раствор силикатов натрия Na2O(SiO2)n и (или) калия K2O(SiO2)n. Жидкое стекло также широко известно по своему торговому названию как силикатный клей;

– гидроксид калия или гидроксид натрия (КОН или NaOH). Поскольку в обычной золе (зольной пыли) среди прочего содержится оксид калия (от нескольких процентов до десятков процентов), то при добавлении золы в воду образуется гидроксид калия;

Что касается рецептуры изготовления геополимерного бетона, то в настоящее время после проведения серии опытов и экспериментов для получения геополимерного бетона применяют различные соотношения указанных веществ (наполнителей и заполнителей, щелочных жидкостей, алюмосиликатных вяжущих).

Например, предлагается следующий рецепт:

зольная пыль – 330 гр., шлак – 330 гр., жидкое стекло – 200 гр., гидроксид калия – 90 гр., вода – 55 гр.,

зольная пыль – 750 гр., шлак – 750 гр., жидкое стекло – 250 гр., гидроксид калия – 200 гр., вода – 130 гр.

При смешивании указанных компонентов (наполнителей и заполнителей, щелочных жидкостей, алюмосиликатных вяжущих) происходит химическая реакция, в результате которой образуются полимерные двух-трехмерные алюмосиликатные структуры. При синтезе атомы кремния и алюминия образуют прочные разветвленные полимерные цепи -Si-O-Al-O-Si-O-Al-O-, благодаря которым получаемые геополимеры по физико-механическим свойствам сравнимым с горными породами.

Химическая реакция получения геополимерного бетона протекает в три стадии. На первой стадии происходит растворение оксидов кремния и алюминия в щелочной среде – концентрированном растворе NaOH или КOH . На второй – природные компоненты расщепляются на мономеры ( атомы , ионы). На третьей – происходит синтез мономеров в полимерные материалы (схватывание и уплотнение геополимербетона).

Свойства геополимеров, их структура и области применения геополимерного бетона зависят от соотношения Si/Al в исходном сырье. Чем больше это соотношение, тем более прочностными характеристиками и другими уникальными свойствами обладает геополимер. При соотношении 1 получаются обыкновенный кирпич, керамика и пр. При большем соотношении Si/Al получаются материалы для изготовления огнестойких и стойких к воздействию высоких температур материалов.

Свойства и преимущества геополимерного бетона:

– высокая прочность на сжатие (соответствует бетону марки М500 и более) и растяжение, которая со временем только повышается. Прочность геополимерного бетона сравнима с прочностью гранита,

геополимерный бетон позволяет строить многоэтажные здания,

– удобоукладываемость,

малая усадка, что не требует достаточно длительного времени для отвердения конструкции, не вызывает напряжение и не приводит к трещинам,

– морозостойкость,

устойчивость к неоднократным циклам заморозки и разморозки,

– устойчивость к перепадам температуры,

долговечность,

– химическая стойкость к кислотам и агрессивным жидкостям,

огнеупорность. Выдерживает нагрев до 1300 o C без потери прочностных характеристики,

– экологическая чистота производства. Производится из экологически чистых материалов,

геополимерный бетон безопасен для человека и окружающей среды,

– быстрая схватываемость и сокращенное время набора прочности по сравнению с традиционным бетоном на основе цементного вяжущего – в 3 раза. Время набора максимальной прочности 7-10 дней вместо 28 дней, время набора достаточной прочности 2 дня вместо 7-10 дней,

высокая антикоррозийная стойкость,

– низкая теплопроводность. Стена из геополимербетона толщиной 30 см. заменяет стену из традиционного бетона на цементном вяжущем толщиной 1,25 м.

Перспективы применения геополимерного бетона:

С каждым днем возрастает потребность в строительных материалах и прежде всего в бетоне , основным ингредиентом которого является обыкновенный портландцемент.

В настоящее время только производство цемента на территории Российской Федерации составляет более 68 млн. тонн в год, а бетонных изделий – 30 млрд. м 3 в год.

Читать еще:  Передаточная прочность бетона: что это такое, где применяется

Вместе с тем производство цемента отрицательно влияет на окружающую среду, способствует выбросам парниковых газов в атмосферу. Данный факт признается многочисленными экспертами и экологическими организациями.

В тоже время имеет место огромное количество промышленных отходов с присущими цементными свойствами. В первую очередь это касается отходов энергетической отрасли, в особенности, низкокальциевых зол-уноса, отходов металлургии – металлургического шлака. Данные материалы являются исходными компонентами геополимерных бетонов.

Сегодня в России уже накоплены сотни миллионов тонн указанных материалов (золы-уноса, металлургического шлака и пр.) в качестве отходов, которые имеют тенденцию к увеличению.

Применение геополимеров позволит в ближайшем будущем частично, а в среднесрочном периоде – полностью отказаться от цемента, тем самым сокращая отходы промышленности и снижая вредное воздействие на окружающую среду.

Постройки древности и дома из геополимерного бетона:

В древности технология геополимерного бетона использовалась широко. Это пирамиды Древнего Египта, древний город Мачу-Пикчу, мегалитические постройки в Перу и пр. В дореволюционной России по данной технологии изготовлены колонны в храмах и дворцах г. Санкт-Петербурга и пр. Однако с открытием и применением портландцемента технология получения геополимеров (точный состав и рецептура) была утрачена и забыта.

Исходя из того, что встречающиеся в каждой местности природные материалы – исходные компоненты геополимербетона имели свое уникальное соотношение и состав Si и Al, то и точный состав и рецептура приготовления геополимербетона также были уникальными для каждого народа, местности и эпохи.

Геополимерные стеновые плиты для домостроения

Геополимерный бетон (геополимер) – строительный материал, известный с древних времен. Обладает высокими прочностными характеристиками, производится из натурального сырья. + Структура геополимерного бетона напоминает структуру камня. А потому в конструкции такого бетона отсутствует металлическая арматура.

Геополимерное вяжущее, является новейшим экологически чистым и безопасным минеральным вяжущим веществом.

Данное вяжущее представляет собой неорганический материал полимерной структуры. Основной компонент — тонкоизмельченные горные породы алюмосиликатного состава, твердение которых активируется растворами силиката натрия либо калия.

Наноструктура камня на основе геополимеров схожа со строением органических веществ и представляет собой бесконечный трехмерный каркас из алюмо- и кремнекислородных соединений.

Такая структура придает камню на основе геополимера свойства, отличные от свойств обычных портландцементов.

Преимущества геополимерного вяжущего:

  • Высокая прочность;
  • Экологичность;
  • Легкая обрабатываемость;
  • Прекрасная удобоукладываемость;
  • Набор прочности за 1-е сутки до 30%;
  • Водонепроницаемость и стойкость к морской воде;
  • Высокая химическая устойчивость;
  • Высокое сопротивление хлоридам, сульфатам и кислотам;
  • Морозостойкость до 1000 циклов и более;
  • Высокая жаропрочность (до 1400°С, в отличие от обычного бетона — 300-400°С);
  • Увеличение срока эксплуатации конструкций;
  • Низкое воздействие на окружающую среду;
  • Уменьшение себестоимости конструкций.

Во все времена учеными проводились опыты и эксперименты, на которых исследовались смеси, сочетающие природные и искусственные компоненты. Такой тандем позволял получать материалы с более высокими эксплуатационными качествами, поскольку элементы искусственного происхождения усиливали все показатели тех составляющих, которые дала природа. Материалы, полученные таким путем, назывались композитными или полимерными. Один из них – геополимерный бетон, который является новейшим экологически чистым и безопасным стройматериалом. Приставка «гео» (на греческом – «земля») является подтверждением, что новый материал содержит только натуральные ингредиенты.

Инновационная бетонная смесь не является чем-то новым – она уже была известна человеку еще в древности: при строительстве пирамид в Египте использовался подобный стройматериал.

Описание инновационного раствора

Одно из самых важных свойств инновационной бетонной смеси – набор максимальной прочности за короткое время: чтобы полностью затвердеть, ей нужна всего неделя, тогда как традиционному раствору для этого понадобится ровно в 4 раза больше времени.

Преимущества применения

Как утверждают специалисты, геополимерный бетон – продукт с большим будущим: в отличие от портландцемента его используют при изготовлении облегченных конструкций. Но это не все: по своим теплосохраняющим характеристикам новая бетонная смесь намного превосходит другие стройматериалы, которые используются при возведении зданий. Например, стена из этого геополимера толщиной всего в 30 см сохраняет тепло так же, как кирпичная, но толщиной в 1,25 м. Соответственно, применяя для строительства инновационный раствор, можно значительно сэкономить средства:

Можно возводить здания, используя меньшее количество стройматериалов.

Благодаря низкой теплопроводности геополимерного стройматериала снизятся расходы на обогрев помещений в них.

Основные характеристики

По утверждению специалистов, геополимерный бетон является стройматериалом будущего, поскольку обладает прекрасными эксплуатационными характеристиками, такими как:

  • Малая усадка.
  • Высокая прочность на сжатие.
  • Устойчивость к кислотам.
  • Низкая проницаемость. Этот показатель почти равен аналогичному показателю гранита.
  • Отличная устойчивость против высоких температур – до +1300°. Ученые провели эксперимент: на протяжении 120 минут подвергали панели из геополимерного бетона и портландцемента воздействию очень высокой температуры. После этого изделия из инновационной смеси остались совершенно целыми, в то время как на панелях из портландцемента появилось много трещин и сколов.

Но самым ценным свойством рассматриваемого нами раствора является то, что он выделяет минимум парниковых газов.

Если сравнивать структуру нового стройматериала, то она напоминает таковую натурального камня, благодаря чему имеет более высокие свойства, чем обычный раствор.

Особенность состава

Рецептура является достаточно простой, а компоненты – доступными: каолин, метакалоин, вода, гидроксид калия, .

Почему именно каолин? Потому что основные свойства каолина — высокая огнеупорность, низкая пластичность и связующая способность. Массовое применение каолина: в косметологии, в фарфоре и посуде, в медицине, в бумажной промышленности.

Подробней о каолине (белая глина)

Очищающий мус для лица с применением каолина — это прекрасное, нежное пенистое очищающее средство. Обычно в подобных средствах применяют французскую зеленую глину, но её можно с легкостью заменить на каолин. Отличие лишь в том, что конечный продукт просто не будет зеленым, но он все равно будет отлично работать в качестве очищающего средства.

Использование белой глины в составе детской присыпки. Быстрый и легкий способ создания собственного детского порошка без талька. Абсорбирующие свойства этого минерала способствуют впитыванию влаги в местах опрелостей как у детей так и у взрослых. Используйте его после ванны для создания мягкой, матовой кожи. Или используйте летом, под юбками или шортами, чтобы победить потливость в проблемных местах.

Нежный вспенивающий скраб из глины Используя вспенивающееся поверхностно-активное вещество, каолиновую глину с некоторыми другими приятными для кожи лакомствами можно создать приятную скрабящую пенку. Применение её будет с достоинством оценено вашей собственной кожицей, ведь нежнее пены быть нечего не может.

Глинистое мыло — это одно из лучших средств для бритья. Применения глины в мыле обеспечивает изумительное скольжение, а также создает мягкий уход за кожей не только в процессе бритья, но и после окончания этой процедуры в течении длительного времени. Ощущения от использования такого мыла нельзя передать словами. Надо обязательно пробовать.

Глинистые ванны полезны в лечение некоторых заболеваниях кожи и нервной системы. Не плохого результата в лечении можно добиться, если принимать такие ванны на ночь, 2-3 раза в неделю. Курсом 10-12 ванн. 100-150г. глиненого порошка на ванну будет достаточно. В процессе растворения глины вода должна стать мутной. Лучшего результата от принятия глиняной ванны можно добиться, если использовать для этого случая банную бомбу (для ванны), с присутствием в составе каолиновой глины. Такие ванны хорошо расслабляют нервную систему, тонизируют кожу и улучшают кровообращение.

Срок годности каолина — неограничен.

Как мы уже говорили, что геополимерный бетон «Премикс» на много качественнее и экологически чистый материал.

Его свойства позволяют в кротчайшие сроки построить дом, сделать облегченный фундамент, так как наши панели: размером 2960х640х200 мм весом не более 220 кг. Кирпича на эти размеры нужно 210 шт. что весит 1050 кг, блока песчанника на эти размеры уходит 31 шт (вес ракушняка колеблется от 24 до 30 кг на штуку) итого 740-930 кг нагрузки на фундамент, без учета раствора для кладки песчаника а это минимум 150-200 кг. В итоге, что мы имеем, а имеем мы факт, что кирпичная кладка в 1,9 м2 весит 1200-1250 кг, ракушняк от 890-1130 кг. Разница в весе геополимерного бетона размером плиты 1.9м2 с кирпичем и песчаником в 5-7 раз.

Геополимерной плите толщиной в 20 см нужно только прикрепить штукатурную сетку и прошпаклевать, а кирпичу песчанику нужны (штукатурка, сетка, шпаклевка внутри и штукатурка, пенопласт, сетка, шпаклевка), что займет определенное время и финансы.

Установив дом в 100м2 за 3-5 рабочих дней, вы сразу можете заниматься отделкой дома наружных и внутренних стен.

Для сравнения можем взять пенобетон, газобетон и газосиликатный бетон.

Приемущество нашего геополимерного бетона с другими видами бетона:

  • Высочайшие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства (количество тепла, требуемое на обогрев помещения, в 4-5 раза меньше, чем у зданий построенных по традиционным технологиям, что позволяет уменьшить расходы на отопление в зимний период.)
  • Теплоизоляционные свойства домов позволяют в летнее время, особенно в южных регионах страны, значительно снизить потребление электроэнергии на кондиционирование воздуха; — Панели защищают от городского шума и оберегают от различных стрессов (акустическая изоляция от 46ДБ до 55ДБ);
  • Стойкость к температурным перепадам (по технологии, строительство можно вести круглый год практически во всех климатических зонах),.

что не скажешь о пенобетоне, газобетоне и газосиликатном бетоне

Самое главное, что все эти материалы имеют по кругу мостики холода, поэтому после укладки нужно обязательно утеплить пенопластом, что ведет к удорожанию строительства дома и объектов.

Наши панели имеют систему паз-гребень, что не дает воздуху и влаге прошивать сквозь швы во внутрь помещения.

Наша продукция сертифицирована сертификатом соответствия, санитарно-эпидемиологической экспертизой и сертификатом пожарной безопасности.

Панели из геополимерного бетона могут использоваться в гражданском строительстве, а так же медицинских и детских учреждений.

Так же наше предприятие выпускает геополимерный пенобетон, что на много лучше газобетонов и пенобетонов по их характеристикам, увеличенная прочность на сжатие, морозостойкость, водонепроницаемость и стойкость к морской воде, высокая химическая устойчивость, увеличение срока эксплуатации, высокая адгезия.

Приглашаем строительные организации, строительные бригады к сотрудничеству.

Специально для Вас будут определены договорные цены.

ООО АРМ-СТРОЙ Крым — 8 978 038 38 25

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector