Геополимерный бетон — особенности использования

Главная |Виды бетона |Как сделать геополимерный бетон своими руками?

Дата: 13 марта 2017

Коментариев: 0

Благодаря внедрению современных строительных технологий появляются новые материалы, имеющие уникальные свойства и эксплуатационные характеристики. В процессе изысканий перед строителями ставится задача создания надежных материалов, характеризующихся экологической чистотой. Геополимерный бетон — именно такой строительный материал. Его основа — ингредиенты природного происхождения, об этом говорит приставка «гео».

Секрет геополимерного материала имеет древнюю историю, берущую корни много столетий назад. В наше время специалисты усовершенствовали рецептуру и разработали технологию, позволившую создать безвредный для окружающих материал, который по ряду параметров может конкурировать с традиционным бетоном.

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

Изготовление экологически чистого состава производится промышленным путем, но зная рецептуру и соблюдая технологию, геополимерный бетон своими руками изготовить достаточно просто. Рассмотрим детально, что такое полибетон, уточним состав, изучим свойства материала и рецептуру.

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.

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.

Практические советы по применению и эксплуатации геополимерных составов

На фото — куб, отлитый из безцементного бетона

Для обеспечения оптимальных эксплуатационных свойств бетона, в смесь добавляются водорастворимые смолы, клей ПВА или латексные составы. Использование таких добавок позволяет добиться большей эластичности готового материала и упростить его механическую обработку.

Важно: Добавки в виде клея ПВА оправданы в том случае,если консистенция раствора содержит поливиниловый спирт, выступающий в качестве эмульгатора.

При изготовлении бетона своими руками необходимо проследить чтобы воздух в помещении был сухим. Опять же, строительство с применением этого материала целесообразно проводить в сухую теплую погоду. Дело в том,что по мере высыхания,на поверхности смеси образуется кристаллизующаяся тонкая твердая пленка, набухающая от избыточной влажности окружающей среды.

При приготовлении раствора своими руками целесообразно заливать в ёмкость воду и уже в нее добавлять золу, шлак, а потом и остальные ингредиенты. Такой подход позволяет не только добиться оптимальной однородности замеса, но и делает возможным экспериментальный подбор компонентов.

Особенности и сфера использования

Структура полимерного бетона близка к природному камню, что позволяет применять полимерный композит в строительной отрасли, а также использовать полимерный раствор для отливки изделий декоративного назначения. Высокие прочностные характеристики позволяют использовать полибетон для архитектурных целей.

Полимерный композит устойчив к воздействию коррозионных процессов, сохраняет целостность под воздействием природных факторов, не склонен к появлению трещин, не разрушается под воздействием агрессивных жидкостей. Указанные особенности материала значительно расширяют сферу использования.

Материал позволяет возводить высотные здания, применяется в специальных строительных конструкциях. Благодаря натуральности применяемых ингредиентов, внутри помещения создается благоприятный микроклимат. Особенности структуры позволяют при выполнении строительных работ в два-три раза уменьшать толщину возводимых стен с сохранением комфортной температуры помещения.

Как утверждают специалисты, геополимерный бетон – продукт с большим будущим: в отличие от портландцемента его используют при изготовлении облегченных конструкций

Устойчивость к возгоранию обеспечивает возможность строительства жилых зданий и помещений производственного назначения. Повышенная пластичность, ускоренное твердение полимербетона позволяют изготавливать скульптуры, барельефы, а также архитектурные памятники.

Свойства и структура геополимерной бетонной смеси

Структура геополимерного бетона, в отличии от гидробетона, напоминает натуральный камень, именно за счет этого смесь активно используется в строительстве, а также при выполнении декоративных изделий. Его основное отличие от обычных видов бетона заключается в легком весе. Содержащиеся в составе бетона компоненты способствуют поддержанию благоприятного микроклимата в помещении. Структура геобетона обеспечивает двух и трехкратное снижение толщины стен, что никак не влияет на теплоизоляционные свойства. Про финишную и латексную шпаклевку Текс читайте тут.

Другие свойства:

эластичность;
простота обработки, резки;
износостойкость;
водонепроницаемость бетона;
теплоизоляционные свойства — как у кирпича при толщине стен в 3-4 раза меньше кирпичных.

Специалисты многих стран продолжают работать над усовершенствованием свойств материала, чтобы он мог применяться не только при возведении зданий, но и в транспортном строительстве, других важных областях.

Достоинства

Геополимерный композит обладает множеством преимуществ по сравнению с традиционными материалами, благодаря уникальной рецептуре. Материал обладает следующими положительными характеристиками:

Сохранением габаритов изделий, контактирующих с раствором, при выполнении строительных работ.
Незначительной усадкой, обеспечивающей сокращение строительного цикла за счёт выполнения отделки сразу после возведения стен.
Повышенной устойчивостью к воздействию сжимающих усилий, что позволяет возводить объекты увеличенной этажности.
Стойкостью к воздействию колебаний температуры с сохранением целостности при глубоком замораживания и многократном оттаивании.
Уменьшенной концентрацией выделяемых парниковых газов.
Если сравнивать структуру нового стройматериала, то она напоминает таковую натурального камня, благодаря чему имеет более высокие свойства, чем обычный раствор
Устойчивостью при контакте с агрессивными жидкостями и химическими веществами.
Пожарной безопасностью, позволяющей полимербетону сохранять целостность и структуру при температуре более 900 градусов.
Пониженным коэффициентом паропроницаемости, который аналогичен натуральному камню.
Возможностью резки и обработки с использованием ручного механизированного инструмента, оснащенного алмазным рабочим органом.
Высокой экологичностью, безопасностью для окружающих, связанной с отсутствием в составе токсических веществ.
Применение в процессе производства промышленных отходов, что положительно влияет на экологическую ситуацию региона.
Ускоренным твердением состава, срок высыхания которого в 2 раза меньше, чем у традиционного бетона.
Доступной ценой, позволяющей заказчикам со средним доходом приобретать материал, и осуществлять строительство с применением геополимерного бетона.
Возможностью изготовить геополимерный бетон своими руками с применением доступных ингредиентов.
Устойчивостью к воздействию коррозионных процессов, постепенно разрушающих обычный железобетон.
Если имеются все необходимые составляющие и инструменты, можно и самому приготовить геополимерный бетон
Улучшенными теплосберегающими свойствами, позволяющими обеспечить комфортный температурный режим помещения.
Небольшой плотностью, облегчающей транспортировку материала и выполнение работ, связанных с кладкой.

Комплекс положительных характеристик значительно отличает полибетон от стандартного бетонного раствора.

Рецепт замеса геополимерного бетона в домашних условиях

В 78 году XIX века химик Joseph Davidovits ввёл понятие «геополимер». Вещество напоминает обычный цементный материал, но владеет более высокими эксплуатационными характеристиками. По своей структуре оно имеет большое сходство с природным камнем.
Этот материал для строительства применяется недавно, но такие исторические архитектурные строения, как Египетские пирамиды, выстроены из блоков, которые очень напоминают геополимерный бетон. Значит, рецепты геобетона знали ещё задолго до нашей эры.

Структура геополимерного бетона

Прежде чем перейти к рецепту геополимерного бетона, стоит разобраться в его структуре. Что входит в состав этого материала? На замену песку, щебню и гравию в качестве заполнителя пришли шлак и летучая зола, а связующими компонентами послужили жидкое стекло и разбавленный водой гидроксид калия.

Нужные составляющие:

Шлак — отходы от выплавки металла. При получении полибетона он является обязательным веществом.
Зольная пыль получается при сжигании твёрдого топлива. Добавление её в бетон намного увеличивает прочность возводимого строения.
Жидкое стекло — бесцветные кристаллы силикатов калия или натрия. При хранении очень важно оберегать от влаги. Контактируя с воздухом, водный щелочной раствор силикатов натрия и калия впитывает пар и расплывается.
Гидроксид калия, как и предыдущий компонент, при соприкосновении с воздухом тоже расплывается. По этой причине его нужно распаковывать перед тем, как начинать делать раствор. Так как это вещество очень вредное, работать с ним нужно только с применением средств защиты — респираторов, очков и рукавиц.

Большой вред материал принесёт при попадании на слизистые оболочки или в глаза.

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.

Преимущества материала

Основным плюсом геобетона является создание гладкой поверхности, прочность которой только увеличивается с годами.

Промышленный метод изготовления материала заключается в смешивании при низких температурах нужных составляющих в точных пропорциях, что позволяет геобетону иметь такие качества, как:

Устойчивость к коррозии.
Высокий уровень огнеупорности. Геобетон способен выдержать температуру до 1316 градусов.
Качественную устойчивость при растяжении и сжатии.
Стойкость к воздействию кислот и других агрессивных веществ.
Незначительная степень усадки.
Малый объем выделения газов, которые создают парниковый эффект.
Практически непаропроницаемый.
Податливость при механических воздействиях, даже алмазными кругами.

Все свойства этого вещества были получены при сравнении со стандартными бетонными материалами.

Нюансы приготовления и использования

Рыночная 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.

Источник: https://TvoiDvor.com/beton/retsept-zamesa-geopolimernogo-betona-v-domashnih-usloviyah/

Рецептура

Рецептура полибетона постоянно улучшается специалистами в области строительства. Отсутствует стандартная пропорция, зависящая от особенности применяемых компонентов и назначения материала. Однако имеются проверенные рецепты, позволяющие подготовить геополимерный бетон своими руками.

Применяемые в бытовых условиях ингредиенты не отличаются от промышленных. Они берутся в ограниченных объемах, необходимых для выполнения определённой задачи. Рассмотрим базовую рецептуру, позволяющую приготовить 20 килограмм полибетона.

Домашние мастера, которые решили сделать геополимерный бетон своими руками, интересуются в первую очередь точным составом смеси

Для приготовления смеси потребуется (в килограммах):

зола — 6,6;
жидкое стекло — 4,0;
гидроксид калия — 1,8;
шлак — 6,6;
вода — 11.

Указанный рецепт проверен домашними умельцами и положительно зарекомендовал себя для бытовых целей.

Состав и производство геополимерного бетона

Основные компоненты:

Зола (зольная пыль): образуется при сжигании угля и древесины. Этот материал придает максимальную прочность геополимерному бетону.
Шлак – это отходы с производства металла. Преимущественно используется для удешевления геобетона.
Жидкое стекло – щелочный раствор, состоящий из силиката натрия или калия. Используется в изготовлении кислотопрочных материалов.
Гидроксид калия – белые кристаллы, которые легко впитывают воду, тают от кислорода. Гидроксид калия вступает в реакции со шлаком.

Металлические отходы делают материал прочнее, однако при усадке бетон начинает трескаться. По этой причине используют смесь из золы и шлака. Алюминиевые силикаты и щелочь вступают в реакцию, образуя материал, похожий на камень.

Рецепт постоянно модернизируется и улучшается, в зависимости от задач. Чаще всего используются стандартные пропорции для приготовления 10 литров раствора:

6 литров воды;
3 килограмма шлака;
3 килограмма золы;
2 килограмма жидкого стекла;
900 грамм гидроксида калия.

Этот рецепт используется как в промышленных, так и в бытовых масштабах.

Необходимые инструменты для работы:

емкость. Необходимо учесть то, что раствор нагревается из-за протекающих в нем реакций;
весы: есть конкретные пропорции, которые нужно взвешивать;
понадобится дрель с соответствующей насадкой для смешивания раствора;
перчатки;
форма для отлива бетона.

Сохраняйте меры предосторожности:

Из-за протекающих реакций раствор может повредить слизистую и травмировать кожу.
Подготовку всех материалов нужно производить в максимально короткое время.
Гидроксид калия открывать непосредственно перед добавлением, так как при любой влажности он быстро расплывается.

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.

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

Технологические рекомендации

В целом, процесс подготовки в бытовых условиях полибетона заключается в тщательном смешивании компонентов до однородной консистенции. Производя изготовление геополимерного бетона, соблюдайте следующие рекомендации:

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.

Выполнение технологических требований позволит обеспечить высокие эксплуатационные характеристики геополимерного бетона.

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