Што такое геополимерный бетон?

Ва ўсе часы навукоўцамі праводзіліся досведы і эксперыменты, на якіх даследаваліся сумесі, якія спалучаюць прыродныя і штучныя кампаненты. Такі тандэм дазваляў атрымліваць матэрыялы з больш высокімі эксплуатацыйнымі якасцямі, паколькі элементы штучнага паходжання ўзмацнялі ўсе паказчыкі тых складнікаў, якія дала прырода. Матэрыялы, атрыманыя такім шляхам, называліся кампазітнымі або палімернымі. Адзін з іх - геополимерный бетон, які з'яўляецца найноўшым экалагічна чыстым і бяспечным будматэрыялам. Прыстаўка «гео» (на грэцкай - «зямля») з'яўляецца пацвярджэннем, што новы матэрыял ня толькі натуральныя інгрэдыенты.

Інавацыйная бетонная сумесь не з'яўляецца нечым новым - яна ўжо была вядомая чалавеку яшчэ ў старажытнасці: пры будаўніцтве пірамід у Егіпце выкарыстоўваўся падобны будматэрыял. На жаль, яго дакладная рэцэптура засталася таямніцай для сучаснага чалавека, але дзякуючы ўкараненню найноўшых тэхналогій навукоўцы змаглі аднавіць прыкладны склад, тэхналогію і атрымаць амаль такі ж аналаг, якім быў геополимерный бетон у старажытнасці. Але гэта факт толькі гістарычны і да сучаснага будаўніцтву ён ставіцца толькі часткова.

Апісанне інавацыйнага раствора

Адно з самых важных уласцівасцяў інавацыйнай бетоннай сумесі - набор максімальнай трываласці за кароткі час: каб цалкам зацвярдзець, ёй патрэбна ўсяго тыдзень, тады як традыцыйнаму раствору для гэтага спатрэбіцца роўна ў 4 разы больш часу.

Геополимерный бетон, як і портландцемент, складаецца з некалькіх кампанентаў, але іх склад значна адрозніваецца. Новы раствор складаецца ў асноўным з попелу і дзындры - адходаў розных галін. Раней падобныя адходы цалкам не перапрацоўваліся і толькі забруджвалі навакольнае асяроддзе. Вядома, выпуск інавацыйных будматэрыялаў не вырашыць гэтую праблему адразу, затое попел і дзындры стануць значнай сыравіннай базай для іх вырабу.

перавагі прымянення

Як сцвярджаюць спецыялісты, геополимерный бетон - прадукт з вялікім будучым: у адрозненне ад портландцемента яго выкарыстоўваюць пры вырабе палегчаных канструкцый. Але гэта не ўсё: па сваіх теплосохраняющим характарыстыках новая бетонная сумесь нашмат пераўзыходзіць іншыя будматэрыялы, якія выкарыстоўваюцца пры ўзвядзенні будынкаў. Напрыклад, сцяна з гэтага геополимера таўшчынёй усяго ў 30 см захоўвае цяпло гэтак жа, як цагляная, але таўшчынёй у 1,25 м.

Адпаведна, ужываючы для будаўніцтва інавацыйны раствор, можна значна зэканоміць сродкі:

1. Можна ўзводзіць будынка, выкарыстоўваючы меншае колькасць будматэрыялаў.
2. Дзякуючы нізкай цеплаправоднасці геополимерного будматэрыялу знізяцца выдаткі на абаграванне памяшканняў у іх.

асноўныя характарыстыкі

Па сцвярджэнні спецыялістаў, геополимерный бетон з'яўляецца будматэрыялам будучага, паколькі валодае выдатнымі эксплуатацыйнымі характарыстыкамі, такімі як:

1. Малая ўсаджванне.
2. Высокая трываласць на сціск.
3. Ўстойлівасць да кіслот.
4. Нізкая пранікальнасць. Гэты паказчык амаль роўны аналагічнага паказчыку граніту.
5. Выдатная ўстойлівасць супраць высокіх тэмператур - да + 1300 °. Навукоўцы правялі эксперымент: на працягу 120 хвілін падвяргалі панэлі з геополимерного бетону і портландцемента ўздзеянню вельмі высокай тэмпературы. Пасля гэтага вырабы з інавацыйнай сумесі засталіся зусім цэлымі, у той час як на панэлях з портландцемента з'явілася шмат расколін і сколаў.

Але самым каштоўным уласцівасцю разгляданага намі раствора з'яўляецца тое, што ён вылучае мінімум парніковых газаў.

Калі параўноўваць структуру новага будматэрыялу, то яна нагадвае такую натуральнага каменя, дзякуючы чаму мае больш высокія ўласцівасці, чым звычайны раствор. Але самае галоўнае - можна прыгатаваць геополимерный бетон сваімі рукамі, паколькі гэта зусім не складана. Неабходна толькі падрыхтаваць патрэбныя для працы складнікі.

асаблівасць складу

Рэцэптура з'яўляецца досыць просты, а кампаненты - даступнымі: зольных пыл, вада, гідраксід калія, вадкае шкло і дзындра. Апошні інгрэдыент неабходны для надання трываласці і даўгавечнасці. Але ён адзін не можа абараніць гатовыя вырабы ад парэпання, якія непазбежныя падчас ўсаджвання. Гэты недахоп ліквідуе наяўнасць зольных пылу. Больш за тое, абодва кампанента ўмацоўваюць бетонную сумесь, і яна зможа выстаяць перад любымі негатыўнымі фактарамі.

Чаму менавіта зольных пыл? Таму што нават сам па сабе гэты кампанент валодае высокімі тэхналагічнымі і фізічнымі ўласцівасцямі, таму ўвядзенне яго ў склад дапамагае павысіць трывальныя паказчыкі гатовых вырабаў (да ўзроўню граніту).

Таксама ўзмацніць трываласць будматэрыялу закліканы якія ўваходзяць у склад алюмініевыя сілікаты. Яны, уступаючы са шчолаччу ў рэакцыю, полимеризуются. Дзякуючы гэтаму утворыцца цвёрды маналіт. Менавіта гэтая рэакцыя кампанентаў паслужыла штуршком да з'яўлення іншага назвы матэрыялу - яго называюць шлакощелочной бетоннай сумессю.

Падрыхтоўка да працы

Перш чым прыступіць да працы, трэба падрыхтаваць:

1. Ёмістасці.
2. Інструменты.
3. Спецадзенне.
4. Рэспіратар.
5. Акуляры.
6. Пальчаткі.
7. Шалі, каб кантраляваць прапорцыі.
8. Апалубку або форму, куды будзе адліваць гатовы раствор.

Важная дэталь: для мяшання трэба ўзяць лапатку з такога матэрыялу, які не будзе ўступаць у рэакцыю з шчолачамі. Лепш за ўсё падыдзе інструмент з дрэва.

Што немалаважна: змешваючыся, кампаненты вылучаюць цяпло, таму для мяшання трэба ўзяць ёмістасць, устойлівую да падвышанай тэмпературы. Калі неабходна, каб гатовы раствор хутчэй застыў, можна пракласці электраліты ў апалубцы. У такім выпадку іх трэба таксама загадзя падрыхтаваць.

рэцэпт прыгатавання

Хатнія майстра, якія вырашылі зрабіць геополимерный бетон сваімі рукамі, цікавяцца ў першую чаргу дакладным складам сумесі. У Сеткі няма гатовага рэцэпту, паколькі вытворцы трымаюць яго ў таямніцы, а навукоўцы працягваюць працаваць над удасканаленнем інавацыйнага будматэрыялу. Можна знайсці шмат варыяцый рэцэптуры, але пры гэтым першапачаткова прапанаваны асноўны склад застаецца практычна нязменным.

Кіруючыся ёю, на выраб 1,0 л геополимерного раствора трэба падрыхтаваць:

• 550 г зольных пылу і столькі ж дзындры;
• 110 г вады;
• 240 г вадкага шкла;
• 180 г 45% КОН.

Усе кампаненты ёсць у продажы, і знайсці іх можна без праблем. Вядома, кошт атрыманых у выніку вырабаў будзе вышэй, чым аналагаў з звычайнага портландцемента, затое іх трываласць нашмат пераўзыходзіць бетонныя элементы.

тэхналогія прыгатавання

Калі ёсць усе неабходныя складнікі і інструменты, можна і самому прыгатаваць геополимерный бетон. Тэхналогія досыць простая, але толькі трэба строга выконваць усе рэкамендацыі:

1. У памяшканні, дзе праводзіцца работа, павінна быць нізкая вільготнасць, каб гідраксід калія не «паплыў». З-за гэтай асаблівасці гідраксід звычайна распакоўваюць толькі перад тым, як пакласці ў раствор.
2. КОН з'яўляецца досыць агрэсіўным матэрыялам, таму працаваць з ім трэба, выкарыстоўваючы ахоўныя сродкі - пальчаткі і акуляры.
3. Вадкае шкло таксама лічыцца гіграскапічным і агрэсіўным - з ім трэба быць не менш асцярожным.
4. Усе работы па замешвання трэба праводзіць хутка.

Калі выкарыстоўваецца бетонамяшалка, працаваць трэба ў наступнай паслядоўнасці:

1. Заліць ваду. Выкарыстоўваць халодную вадкасць нельга - яна павінна быць цёплай.
2. Засыпаць дзындра і попел.
3. Пасля таго як усё добра змяшаецца, дадаць палімеры.
4. Зноў змяшаць да атрымання аднастайнага раствора.
5. Заліць сумесь у формы.

Важная дэталь: Лятучая попел з'яўляецца рэчывам з досыць сумнеўнай экалагічнай рэпутацыяй, але дзякуючы яе ўжывання бетонная сумесь набывае больш высокую трываласць, якую захоўвае вельмі доўгі час. Таму калі важна атрымаць трывалы матэрыял, можна выкарыстоўваць і попел, але калі важней экалагічнасць, попелу можна ўзяць менш, а частка яе замяніць цэментам.

фармаванне вырабаў

Каб вырабіць дэталі патрэбнага памеру і формы, можна выкарыстоўваць тыя ж апалубкі, што і для звычайнага портландцемента. Іх неабходна загадзя ачысціць і вышмараваць адпрацаваным або любым іншым (нават раслінным) маслам. Пасля гэтага усталёўваецца арматура (калі гэта неабходна), і толькі затым форма запаўняецца бетонным растворам. Пры заліванні трэба сачыць, каб не засталося ўнутры пустэч, з-за якіх пліты з геополимерного бетону могуць у будучыні рэпацца.

Ужо праз суткі нарыхтоўкі затвердеют: на іх паверхні ўтворыцца плёнка. Яе наяўнасць павысіць маналітнасць матэрыялаў, і яны змогуць вытрымліваць больш высокія нагрузкі.

варыянты раствораў

Для аматараў эксперыментаў гэты матэрыял уяўляе шырокае поле для ўкаранення любых задумак: вырабляючы бетонную сумесь, можна выкарыстоўваць любыя арганічныя рэчывы. Так, звязальнымі кампанентамі могуць паслужыць водарастваральныя смалы. Яшчэ адзін варыянт - выкарыстаць замест смол ПВА, тады эмульгатары будзе полівінілавага спірт, які ёсць у яго складзе.

Некаторыя выкарыстоўваюць пры вырабе здробненую драўніну. Яе вымочваюць у вадзе і апрацоўваюць азанатар, пасля чаго закладваюць у бетонамяшалку для злучэння з іншымі кампанентамі, каб атрымаць у выніку геополимерный бетон. Як зрабіць так, каб атрыманы раствор, набыўшы патрэбную форму, хутчэй зацвярдзеў? Для гэтага яго заліваюць у апалубку з электродамі, праз якія затым на працягу 60 хвілін ўздзейнічаюць электратокам. Прычым электрычнасць бярэцца не ад сеткі наўпрост, а прапускаецца праз пераўтваральнік. Пасля таго як апрацоўваны фрагмент зацвярдзее, з яго здымаюць апалубку і вырабляюць наступны элемент.

Набыццё гатовых сумесяў

Далёка не кожнаму спажыўцу або майстру падабаецца эксперыментаваць - многія лічаць за лепшае не рабіць будаўнічы бетон, а набываць ужо гатовы, тым больш што ніякіх цяжкасцяў з пошукам складу не ўзнікае: ужо больш за 4 гадоў у Расіі выпускаюцца геополимерные бетоны на аснове гліністай сыравіны РТ. Вытворцы прапануюць розныя маркі, кошт якіх залежыць ад колькасці кампанентаў і іх прапорцый. Набыць будматэрыял можна ў выглядзе сухіх сумесяў, у якіх няма затвердителя.

У продажы ёсць гатовыя склады і расійскага, і замежнага вытворчасці. Іх адрознення - кошт і хуткасць зацвярдзення.

Ўяўляе цікавасць прадукцыя наступных гандлёвых марак Расіі:

1. «Каменная кветка».
2. «Себряковцемент».
3. «Еўрацэмент груп».

З замежных фірмаў карыстаюцца папулярнасцю матэрыялы такіх кампаній:

1. Нямецкая Heidelberger Cement.
2. Іспанская GRUPOSUBDI.
3. Французская LAFARGE.

Годнасці гатовых матэрыялаў

Сёння можна набыць ужо гатовыя бетонныя нарыхтоўкі розных марак. Яны вырабляюць з улікам наступных паказчыкаў:

1. Воданепранікальнасць - маркі W 2-W 12.
2. Марозаўстойлівасць - маркі ад F 50 да F 300.
3. Трываласць - маркі ад М 50 да М 500.

Акрамя таго, у гатовых сумесях - для выгоды ў працы - аб'ём частак кожнага віду напаўняльнікаў можа вар'іравацца ў залежнасці ад жаданага канчатковага выніку. Цэмент у геополимерный бетон таксама ўваходзіць, але яго частка замяняе зольных пыл. Яе колькасць павінна раўняцца суме частак друзу, пяску і цэменту.