Znanstveniki so ves čas izvajali poskuse in eksperimente, ki so raziskovali mešanice, ki združujejo naravne in umetne sestavine. Takšen tandem je omogočil pridobitev materialov z večjo zmogljivostjo, saj so elementi umetnega izvora izboljšali vse kazalnike tistih komponent, ki jih je dala narava. Tako pridobljene materiale so imenovali kompoziti ali polimeri. Eden izmed njih je geopolimer beton, ki je najnovejši okolju prijazen in varen gradbeni material. Predpona "geo" (v grščini - "zemlja") je potrditev, da novi material vsebuje samo naravne sestavine.
Inovativna betonska mešanica ni nekaj novega - človek jo je poznal že v antiki: pri gradnji piramid v Egiptu je bil uporabljen podoben gradbeni material. Na žalost je njegov natančen recept ostal skrivnost za sodobnega človeka, a zahvaljujoč uvedbi najnovejših tehnologij so znanstveniki lahko obnovili približno sestavo, tehnologijo in dobili skoraj enak analog, kot je bil geopolimerni beton v antiki. Ampak to je samo dejstvozgodovinsko in le delno velja za sodobno gradnjo.
Opis inovativne rešitve
Ena najpomembnejših lastnosti inovativne betonske mešanice je, da doseže največjo trdnost v kratkem času: za popolno strjevanje potrebuje le en teden, medtem ko bo tradicionalna m alta trajala natanko 4-krat dlje.
Geopolimerni beton, kot je portlandski cement, je sestavljen iz več komponent, vendar se njihova sestava močno razlikuje. Novo rešitev sestavljata predvsem pepel in žlindra – odpadki iz različnih industrij. Prej se takšni odpadki sploh niso reciklirali in so le onesnaževali okolje. Seveda proizvodnja inovativnih gradbenih materialov tega problema ne bo rešila takoj, vendar bosta pepel in žlindra postala pomembna surovina za njihovo izdelavo.
Ugodnosti aplikacije
Po mnenju strokovnjakov je geopolimerni beton izdelek z veliko prihodnostjo: za razliko od portlandskega cementa se uporablja pri izdelavi lahkih konstrukcij. A to še ni vse: nova betonska mešanica je po svojih toplotno-ohranjevalnih lastnostih veliko boljša od drugih gradbenih materialov, ki se uporabljajo pri gradnji stavb. Na primer, stena iz tega geopolimera, debela le 30 cm, ohranja toploto na enak način kot opečna stena, vendar debela 1,25 m.
V skladu s tem lahko z uporabo inovativne m alte za gradnjo znatno prihranite denar:
- Zgradbe lahko gradite z manj gradbenimi materiali.
- Hvala za nizkotoplotna prevodnost geopolimernih gradbenih materialov bo zmanjšala stroške ogrevanja prostorov v njih.
Ključne funkcije
Po mnenju strokovnjakov je geopolimerni beton gradbeni material prihodnosti, saj ima odlične lastnosti delovanja, kot so:
- Majhno krčenje.
- Visoka tlačna trdnost.
- Odporen na kisline.
- Nizka prepustnost. Ta kazalnik je skoraj enak kot pri granitu.
- Odlična odpornost na visoke temperature do +1300°. Znanstveniki so izvedli poskus: 120 minut so izpostavili plošče iz geopolimernega betona in portlandskega cementa zelo visokim temperaturam. Po tem so izdelki iz inovativne mešanice ostali popolnoma nedotaknjeni, medtem ko so portlandske cementne plošče pokazale številne razpoke in odrezke.
Toda najbolj dragocena lastnost rešitve, ki jo razmišljamo, je, da oddaja najmanj toplogrednih plinov.
Če primerjamo strukturo novega gradbenega materiala, je podoben naravni kamnu, zaradi česar ima višje lastnosti kot navadna m alta. Najpomembneje pa je, da lahko geopolimerni beton pripravite z lastnimi rokami, saj to sploh ni težko. Pripraviti je treba le komponente, potrebne za delo.
funkcija kompozicije
Recept je precej preprost, komponente pa so dostopne: elektrofilterski pepel, voda, kalijev hidroksid,tekoče steklo in žlindra. Zadnja sestavina je potrebna za moč in vzdržljivost. Toda sam ne more zaščititi končnih izdelkov pred razpokanjem, ki so med krčenjem neizogibne. Ta pomanjkljivost odpravlja prisotnost letečega pepela. Poleg tega obe komponenti krepita betonsko mešanico in se bo lahko uprla vsem negativnim dejavnikom.
Zakaj leteči pepel? Ker ima ta komponenta tudi sama po sebi visoke tehnološke in fizikalne lastnosti, zato njeno dodajanje v sestavo pomaga povečati trdnostne lastnosti končnih izdelkov (na raven granita).
Prav tako so aluminijevi silikati, ki so vključeni v sestavo, potrebni za krepitev trdnosti gradbenega materiala. V reakciji z alkalijo se polimerizirajo. Posledično nastane trden monolit. Prav ta reakcija komponent je povzročila drugo ime za material - imenuje se žlindra-alkalna betonska mešanica.
Priprava na delo
Pred začetkom dela se morate pripraviti:
- Zmogljivosti.
- Orodja.
- kombinezoni.
- Respirator.
- točke.
- rokavice.
- Tehtnice za nadzor razmerij.
- Opaž ali oblika, kjer se bo vlila končna m alta.
Pomembna podrobnost: za mešanje morate vzeti lopatico iz materiala, ki ne reagira z alkalijami. Leseno orodje je najboljše.
Kaj je pomembno: pri mešanju komponente proizvajajo toploto, zato morate za mešanje vzeti posodo, ki je odporna na povišane temperature. Čepotrebno je, da se končna raztopina hitreje strdi, v opaž je mogoče položiti elektrolite. V tem primeru jih je treba tudi vnaprej pripraviti.
Recept za kuhanje
Domače mojstre, ki se odločijo za izdelavo geopolimernega betona z lastnimi rokami, zanima predvsem natančna sestava mešanice. Na spletu ni pripravljenega recepta, saj ga proizvajalci skrivajo, znanstveniki pa si še naprej prizadevajo za izboljšanje inovativnih gradbenih materialov. Najdete lahko številne različice recepta, hkrati pa prvotno predlagana glavna sestava ostaja skoraj nespremenjena.
Po tem morate za izdelavo 1,0 l raztopine geopolimera pripraviti:
- 550 g letečega pepela in enako količino žlindre;
- 110g vode;
- 240 g kozarec za vodo;
- 180g 45% CON.
Vse komponente so komercialno na voljo in jih je enostavno najti. Seveda bodo stroški nastalih izdelkov višji od analogov iz navadnega portlandskega cementa, vendar njihova moč močno presega betonske elemente.
Tehnologija kuhanja
Če imate vse potrebne komponente in orodja, lahko geopolimerni beton pripravite sami. Tehnologija je precej preprosta, vendar morate le dosledno upoštevati vsa priporočila:
- Vlažnost v prostoru, kjer se izvajajo dela, mora biti nizka, da kalijev hidroksid ne "plava". Zaradi te lastnosti se hidroksid običajno šele razpakira, preden ga damo v raztopino.
- KOH jeprecej agresiven material, zato morate z njim delati z zaščitno opremo - rokavicami in očali.
- Tekoče steklo velja tudi za higroskopsko in agresivno - z njim morate biti nič manj previdni.
- Vsa dela gnetenja morajo biti opravljena hitro.
Če uporabljate mešalnik za beton, delajte v naslednjem zaporedju:
- Nalijte vodo. Ne uporabljajte hladne tekočine - mora biti topla.
- Vlijte žlindro in pepel.
- Ko je vse dobro premešano, dodajte polimere.
- Znova mešajte, dokler ne dobite homogene raztopine.
- Zmes vlijemo v kalupe.
Pomembna podrobnost: leteči pepel je snov s precej dvomljivim okoljskim slovesom, vendar zaradi njegove uporabe betonska mešanica pridobi večjo trdnost, ki jo ohranja zelo dolgo. Če je torej pomembno pridobiti trpežen material, lahko uporabimo tudi pepel, če pa je bolj pomembna prijaznost do okolja, lahko odvzamemo manj pepela, del pa ga nadomestimo s cementom.
ulivanje izdelka
Za izdelavo delov želene velikosti in oblike lahko uporabite enak opaž kot pri običajnem portlandskem cementu. Predhodno jih je treba očistiti in namazati z rabljenim ali katerim koli drugim (tudi rastlinskim) oljem. Po tem je nameščena armatura (če je potrebno) in šele nato se obrazec napolni z betonsko m alto. Pri vlivanju je treba paziti, da v notranjosti ne ostanejo praznine, zaradi katerih lahko geopolimer betonske ploščeprihodnje cracking.
Že v enem dnevu se obdelci strdijo: na njihovi površini nastane film. Njegova prisotnost bo povečala trdnost materialov in bodo lahko vzdržali večje obremenitve.
Možnosti rešitve
Za ljubitelje eksperimentov je ta material široko polje za izvajanje kakršnih koli idej: pri izdelavi betonske mešanice lahko uporabite poljubne organske snovi. Tako lahko vodotopne smole služijo kot adstringentne sestavine. Druga možnost je, da namesto tega uporabite PVA smole, potem bo emulgator polivinilalkohol, ki je v njegovi sestavi.
Nekateri pri izdelavi uporabljajo zdrobljen les. Namočimo v vodo in obdelamo z ozonatorjem, nato pa ga postavimo v mešalnik za beton, da se združi z drugimi komponentami, da na koncu nastane geopolimerni beton. Kako narediti, da se nastala raztopina, ko je pridobila želeno obliko, hitreje strdi? Da bi to naredili, se vlije v opaž z elektrodami, skozi katere so nato 60 minut izpostavljene električnemu toku. Poleg tega se električna energija ne jemlje neposredno iz omrežja, ampak se prenaša skozi pretvornik. Ko se obdelani fragment strdi, se z njega odstrani opaž in izdela se naslednji element.
Nakup pripravljenih mešanic
Ne mara vsak potrošnik ali mojster eksperimentirati - mnogi raje ne izdelujejo gradbenega betona, ampak kupujejo že pripravljen beton, še posebej, ker ni težav pri iskanju sestave: v Rusiji že več kot 4 letageopolimerni betoni se proizvajajo na osnovi glinenih surovin Republike Tatarstan. Proizvajalci ponujajo različne blagovne znamke, katerih stroški so odvisni od števila komponent in njihovih razmerij. Gradbeni material lahko kupite v obliki suhih mešanic, v katerih ni trdilca.
V prodaji so že pripravljene kompozicije tako ruske kot tuje proizvodnje. Njihove razlike so stroški in hitrost strjevanja.
Zanimivi so izdelki naslednjih ruskih blagovnih znamk:
- "Kamnita roža".
- Sebryakovcement.
- "Eurocement group".
Pri tujih podjetjih so materiali takšnih podjetij priljubljeni:
- nemški Heidelberger Cement.
- špansko GRUPOSUBDI.
- francoski LAFARGE.
Dostojanstvo končnih materialov
Danes lahko kupite že pripravljene betonske dele različnih blagovnih znamk. Izdelane so ob upoštevanju naslednjih kazalnikov:
- Vodoodporen - stopnje W 2-W 12.
- Odpornost proti zmrzovanju - stopnje od F 50 do F 300.
- Moč - ocene od M 50 do M 500.
Poleg tega se lahko v že pripravljenih mešanicah – zaradi lažje uporabe – količina delov posamezne vrste polnila razlikuje glede na želeni končni rezultat. Cement je vključen tudi v geopolimerni beton, vendar ga del nadomesti z letečim pepelom. Njegova količina mora biti enaka vsoti delov drobljenega kamna, peska in cementa.
