Geopolymerní beton: receptura

Recept na geopolymerní beton – co a jak to udělat sami?

Kompozitní nebo geopolymerní beton je v poslední době aktuální, protože se situace životního prostředí ve světě zhoršuje a výrobci se snaží vyrábět produkty, které nemají škodlivý vliv na životní prostředí. Tento typ materiálu je jako geopolymer klasifikován jako ekologický, skládající se z přírodních materiálů. Oproti standardnímu typu má rychlou dobu vytvrzování (až 1 týden) a je odolnější vůči kyselinám a dalším chemickým prvkům.

Co je to geopolymerní materiál?

Vzhled receptury je spojen s polymerací složek geologického původu při reakci materiálu a alkalického prostředí. Při správném zapojení a proporcích tvoří monolit. Tento proces se provádí při nízkých teplotách, díky kterým dochází k chemickým vazbám. Struska dodává pevnost a popel zvyšuje pevnost v tlaku.

Recept na geopolymer

Inovativní materiál ve svém složení namísto písku, štěrku a drceného kamene obsahuje také takové komponenty, jako jsou:

  • Popílek jsou rozptýlené částice.
  • Struska je vedlejším produktem při výrobě kovů.
  • Adstringenty, které drží pigmentové částice pohromadě. Látky jsou zastoupeny kapalným sklem a hydroxidem draselným.
  • Inertní zástupný symbol. Zaujímá většinu základny polymerbetonu.
  • Minerální třísky, křemičitý písek, dřevěné hobliny, perlit.

Množství a druh plniva ovlivňuje nosné a izolační vlastnosti, proto se pro těžké typy konstrukcí používají zrna do 4 mm.

vlastnosti cementu

Výhodou geopolymerního betonu je jeho požární odolnost a vysoká teplotní odolnost.

Zvláštní pozornost výzkumníků v oblasti stavebnictví byla věnována studiu charakteristik geopolymerního betonu. Při testování bylo zjištěno, že geopolymer je odolný vůči korozi. Oxid uhličitý emitovaný při výrobě je oproti jiným typům o 90 % méně, což snižuje ukazatele „skleníkového efektu“. Podle výsledků laboratorních zkoušek na požární odolnost materiál vydrží až 1316 °C. Během experimentu byl vzorek geobetonu vystaven po dobu 2 dnů vysoké teplotě 230 °C. Po posouzení stavu se dospělo k závěru, že se zdroj nejen nevznítil, ale ani nepraskl a nepraskl po celém svém povrchu.

Popílek ve složení betonu poskytuje materiálové vlastnosti, ve kterých není horší než portlandský cement, a dokonce jej předčí. Vyznačuje se rychlým tvrdnutím a několika cykly zmrazování a rozmrazování. Mezi jeho hlavní výhody patří:

  • vysoká pevnost (jako přírodní, přírodní kámen z hluboké horniny – žula);
  • nedostatek podélné a axiální deformace;
  • nízká, téměř nulová, propustnost;
  • vysoká elasticita.
READ
Udělej si sám plot z vlnité lepenky: 57 fotografií, schémat a plán stavby

Technologie výroby geopolymerního betonu

Surovinou pro výrobu stavebního materiálu je popel a struska, jejichž zásoby jsou na planetě bohaté.

V místnosti, kde se provádí hnětení, je nutné sledovat vlhkost, měla by být nízká. Proces míchání složek se provádí rychle, aby směs nezhoustla. Lidstvo má nevyčerpatelné zásoby surovin pro výrobu betonu, jako je popel a struska, takže výroba geobetonu nabírá na obrátkách. Výroba geopolymerního betonu se provádí podle následujícího regulačního dokumentu: TU 5870-006-30993911-2014 „Geopolymer. Specifikace”.

Aplikace

Dříve se pro pokládku cest používal geobeton, ale se studiem materiálu se možnosti rozšířily. Například v Rakousku vytvořili letiště s technickými budovami z takového materiálu. Geopolymerní beton se používá pro složité konstrukce: nosné nosníky a panely, železniční pražce a kanalizační potrubí. Navíc se z něj kvůli pružnosti a stabilitě staví mosty a různé objemové konstrukce. A v architektuře se hodí k výrobě sloupů, tvorbě soch nebo pomníků. Geobeton lze použít téměř ve všech prvcích a výrobcích, ve kterých je použit klasický typ.

Jak vyrobit geobeton vlastníma rukama?

Geopolymerní beton je ve vývoji, je obtížné najít složení a výpočet množství přísad pro jeho výrobu v dokumentaci, takže podniky spoléhají na specifikace. Recept na přípravu 1 kg monolitického stavebního materiálu vlastníma rukama je následující (složky jsou uvedeny v gramech):

  • popel – 330;
  • kapalné krystalické sklo – 200;
  • 40% hydroxid draselný získaný elektrolýzou – 90;
  • zbytky strusky po spalování kovu – 330;
  • studená voda – 55.

Složení geopolymerního betonu pro potřebnou elasticitu zahrnuje speciální polymerní přísady: PVA lepidlo, epoxidovou nebo polyamidovou pryskyřici.

Příprava na práci

Před zahájením práce si nasaďte ochranné pomůcky, abyste se nepopálili.

Nejprve stojí za to věnovat pozornost ochranným prostředkům, protože přísady pro míchání jsou agresivní a mohou způsobit popáleniny sliznic. Připravuje se následující inventář:

  • gumové rukavice;
  • ochrana očí;
  • montérky;
  • Respirátor.

Při smíchání chemické prvky vydávají velké množství tepla, proto při práci s nimi používejte umyvadlo nebo jinou nádobu, která je odolná vůči vysokým teplotám. Pro rychlé ztuhnutí těsta se na bednění nanášejí elektrolyty. Chcete-li vyrobit geopolymerní beton sami doma, budete potřebovat následující nástroje a materiály:

  • vana;
  • dřevěná stěrka při práci s alkáliemi;
  • přenosné váhy;
  • elektrolyty;
  • tvar.
READ
Výběr okružní pily - zřejmé a nesamozřejmé možnosti nákupu

Míchání roztoku

Suché přísady a voda se umístí do míchačky na beton. Přidejte popel a strusku v poměru 50:50. Dalším krokem je přidání polymerů a důkladné hnětení směsi. Polymerní komponenty mohou být PVA lepidlo, pryskyřice s vlastnostmi rozpustnými ve vodě. Základní prvky lepidla nahrazují pojivo. A dřevo, rozdrcené na hobliny a přidané do směsi, umožňuje po vytvrzení dosáhnout jednotné požadované barvy. Je namočený ve vodě a ošetřen ozonem, poté zahrnut do roztoku. Sůl kyseliny borité (Na2B4O7) se používá ke snížení vysoké rychlosti tuhnutí během hnětení.

Nalévání směsi do forem

Hotová směs se nalije do forem, přičemž se sleduje a odstraňuje případné dutiny.

Bednění se namaže olejem a v případě potřeby se namontuje výztuž. Dále se formulář naplní připraveným roztokem. Pomocí invertoru se na hmotu aplikuje proud po dobu jedné hodiny, po předběžném vytvrzení se bednění odstraní. Beton získává pevnost v závislosti na teplotních podmínkách a tento proces se urychluje při zahřívání elektrodami. Při lití je monitorována a eliminována přítomnost dutin, kvůli kterým může geopolymerní struktura dále praskat. Vytvrzení a vytvoření povrchového filmu nastane během jednoho dne. Fólie zvyšuje pevnost a schopnost odolávat velkému provoznímu zatížení.

Výhody a nevýhody

Geopolymerní beton se snadno vyrábí. Důležitou kvalitou geobetonu je vytvoření hladkého povrchu, který časem nabývá na pevnosti. Potřebné přísady pro přípravu roztoku lze snadno najít a jejich cena je nízká. Při použití inovativního řešení snižují náklady na stavební práce, staví konstrukce s menším množstvím původních stavebních materiálů. Nízká tepelná vodivost geopolymerního materiálu snižuje náklady na vytápění průmyslových prostor.

Mezi výhody geopolymerních betonů patří:

  • malé smrštění;
  • vysoká pevnost betonu v tlaku;
  • požární bezpečnost;
  • nízká propustnost vzduchu a par;
  • šetrnost k životnímu prostředí a bezpečnost;
  • výroba s přídavkem odpadu;
  • rychlé kalení;
  • náchylnost k mechanickému namáhání, například diamantové kotouče;
  • nízké náklady;
  • schopnost vytvořit směs distribucí složek v receptuře.

Výhodou geobetonu je odolnost proti korozi a rychlé tvrdnutí roztoku. 2 dny po vyplnění formuláře lze provést zpracování a proces úplného vytvrdnutí nastane za 7 dní, zatímco klasický typ betonu má dobu vytvrzení 28 dní. Geopolymerní beton je šetrný k životnímu prostředí s vysokým stupněm přilnavosti k materiálům, odolává teplotním výkyvům, není náchylný k deformačním procesům a praskání. Má to ale jednu nevýhodu – nedokonalou technologii výroby (ve fázi vývoje). Hromadná výroba je proto obtížná.

READ
Koupelnu a toaletu zbavíme stop a rzi

Je možné připravit geopolymerní beton vlastníma rukama doma

Pokrok se nezastavil: byl vyvinut nový typ betonu – geopolymer, při jehož výrobě se používají pouze přírodní složky (ačkoli v jiných zemích se používá již 50 let). Ano, a takový stavební materiál stojí mnohem méně než tradiční kompozice. Někteří učenci tvrdí, že egyptské pyramidy byly vyrobeny ze směsi drceného kamene a materiálu, jako je geopolymerní beton na bázi vápence. Možná je to pravda: koneckonců ne nadarmo se říká „nové je dobře zapomenuté staré“.

Vědci tvrdí, že geopolymerní beton byl použit při stavbě egyptských pyramid

Z čeho je geopolymerní beton vyroben?

Geopolymerní beton je materiál, který je dnes považován za nejspolehlivější a nejšetrnější k životnímu prostředí (koneckonců, předpona „geo“ je součástí jeho názvu). Přírodními složkami takového betonu jsou: tekuté sklo, popel (přesněji popílek nebo „popel“), struska (tedy odpad z hutní výroby), voda a další pojivové a fixační složky (např. hydroxid). K výrobě inovativního betonu, který svými vlastnostmi výrazně převyšuje tradiční portlandský cement, stačí smíchat všechny tyto složky v určitých poměrech.

Tekuté sklo je vodný alkalický roztok sodných nebo draselných křemičitanů (často také nazývaných silikátové lepidlo), který se používá pro výrobu kyselinovzdorného cementu, žáruvzdorných barev, nátěrů na dřevo a impregnaci tkanin; i pro lepení celulózových materiálů.

Tekuté sklo se často nazývá silikátové lepidlo.

“Polétavý popílek” je nespalitelný zbytek ve formě strusky vznikající při spalování rostlinných surovin nebo paliva (hromadí se na stěnách). „Polétavý popílek“ je materiál, který se hojně vyskytuje v průmyslových závodech a kotelnách. Pro získání geopolymerního betonu nejvyšší pevnosti se popel smíchá se struskou v poměru 1:1.

Popel vzniká v důsledku spalování rostlinných surovin

Hydroxid draselný je anorganická sloučenina, což jsou malé bezbarvé krystaly, které dobře absorbují vodu a rychle tají pod vlivem kyslíku. KOH prudce reaguje s kyselinami a kovy a uvolňuje přitom vodík. Vzhledem k tomu, že tato sloučenina je velmi žíravá, je zařazena do třídy nebezpečnosti 2 (při kontaktu s kůží a sliznicemi způsobuje poleptání). Potravinářský průmysl však široce používá hydroxid draselný jako přísadu E525; používá se při výrobě tekutého mýdla a jako elektrolyt v alkalických bateriích.

Krystaly hydroxidu draselného jsou velmi hygroskopické

Rozsah geopolymerního betonu

Tento kompozitní materiál může být široce používán v bytové a průmyslové výstavbě: pro výstavbu velkých vícedílných budov, nízkopodlažních budov, nosných stěn, lehkých konstrukcí; použít jako dekoraci. Velká poptávka bude i mezi majiteli příměstských nemovitostí. Tento materiál se bude líbit i kreativním lidem: s ním můžete vytvářet různé sochy, basreliéfy, sloupy a další „mistrovská díla“.

READ
Zde je to, co potřebujete vědět pro výpočet radiátorů vytápění podle plochy v soukromém domě

Výhody geopolymerního betonu

Tento materiál má následující výhody:

  • má malou specifickou hmotnost;
  • nízký obsah toxických látek;
  • odolný vůči korozi, praskání, vysokým a nízkým teplotám;
  • je nehořlavý;
  • má vysokou pevnost v tlaku;
  • schopnost rychle získat největší sílu v krátkém období;
  • má nízkou tepelnou vodivost;
  • liší se nízkým smrštěním (to znamená, že ihned po dokončení stavby můžete zahájit dokončovací práce);
  • odolný vůči chemikáliím;
  • rychlost tvrdnutí je 3x vyšší než u tradičního betonu;
  • nízká propustnost par;
  • emise skleníkových plynů jsou minimální;
  • ekologicky šetrné;
  • trvanlivé
  • nízké náklady na komponenty materiálu;
  • snadno zpracovatelný.

Nezávislá výroba geopolymerního betonu

Vědci zatím neoznámili konečný oficiální „verdikt“ o přesných poměrech složek „betonu budoucnosti“, protože výzkum v této oblasti stále probíhá. Mnozí se snaží určit optimální poměry složek materiálu „pokusem a omylem“ a vyrobit geopolymerní beton vlastníma rukama. Proč ne, zvláště když vše, co potřebujete k výrobě „materiálu budoucnosti“, je v prodeji.

Složení roztoku (objem 10 l) obsahuje následující složky:

  • hydroxid draselný (1600 g) – KOH;
  • 60% tekuté sklo (2000 g) – KXNUMX (SiXNUMX);
  • popel (5500 g) – “popel”;
  • struska (5500 g);
  • voda (1 l).

K přípravě betonu z těchto složek budete potřebovat:

  • nádoba, ve které jsou smíchány všechny složky (je lepší, když je materiál nádoby odolný vůči zvýšeným teplotám) nebo míchačka na beton (pro velké objemy);
  • váhy, protože dodržování všech proporcí je nesmírně důležité;
  • plášť, čepice, brýle, rukavice a respirátor (tj. osobní ochranné prostředky);
  • forma nebo bednění, do kterého plánujete nalít připravenou směs;
  • dřevěnou špachtlí na míchání, protože strom je neutrální vůči zásadám (to je důležité).

Technologie míchání

Technologie přípravy řešení je poměrně jednoduchá: stačí přísně dodržovat všechna doporučení.

Obecné požadavky

  • vlhkost v místnosti, ve které mícháte betonové komponenty, by měla být malá (aby hydroxid draselný „neplaval“);
  • hydroxid draselný je nutné skladovat v uzavřeném obalu, aby se zabránilo vniknutí kapaliny do něj;
  • otevřete obal bezprostředně před smícháním;
  • všechny práce související s hydroxidem draselným a tekutým sklem by měly být prováděny s použitím osobních ochranných prostředků, aby nedošlo k popálení kůže a sliznic očí (protože KOH je extrémně agresivní látka);
  • hněteme rychle, ale jemně.
READ
DIY postele: krásné a praktické možnosti

Míchání musí být provedeno rychle a přesně.

Proces míchání a výroby betonu

Pokud používáte míchačku na beton, pak je pracovní algoritmus následující:

  • Nalijte teplou vodu.
  • Přidejte strusku a popel, vše důkladně promíchejte.

Rada! Pokud je cílem získat odolný beton, lze použít pouze „polétavý popílek“; a pokud je důležitější vyrobit materiál šetrný k životnímu prostředí, pak lze obsah popela snížit a chybějící množství nahradit cementem.

  • Přidejte polymery a znovu promíchejte.
  • Směs nalijte do formy nebo bednění.

Komponenty lze míchat ve vhodné nádobě nebo míchačce na beton

Rada! Pro urychlení procesu vytvrzování lze do bednění umístit speciální elektrody a po nalití roztoku jimi propouštět proud po dobu 1 hodiny. Elektřina by navíc neměla být odebírána přímo ze sítě, ale měl by být použit konvertor.

Na závěr

Ti, kteří rádi experimentují, mohou experimentovat s organickými látkami, které tvoří betonovou směs, a získat svůj vlastní recept. Jako pojiva lze tedy použít vodou rozpustné pryskyřice nebo PVA lepidlo. Někteří přidávají do směsi dřevo, které je předem rozdrcené a namočené ve vodě.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
postandbeam.cz
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: