09.02.2022

Геополимерный бетон своими руками в домашних условиях

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:

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:

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.

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.

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

Достоинством геополимерного бетона является его огнеупорность и стойкость к высокой температуре.

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

Сырьем для производства строительного материала является зола и шлак, запасов которых на планете много.

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

Перед началом работы необходимо надеть средства защиты, чтобы избежать получения ожогов.

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

Готовую смесь разливают в формы, при этом отслеживая и устраняя пустоты, если таковы появляются.

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.

Все про геобетон или геополимерный бетон: как приготовить своими руками

Геобетон представляет собой относительно новый материал, при изготовлении которого применяются только натуральные компоненты. Во многих странах он используется в течение нескольких десятков лет. Геобетон считается строительным материалом будущего, что объясняется его многочисленными преимуществами. Он находит применение в самых разных областях. Раствор можно приготовить в домашних условиях, все компоненты доступны.

Что такое геобетон и его область применения

Геобетон идеально подходит для архитектурных целей, применяется при возведении высотных зданий. Строительный материал используется при возведении жилых зданий, построек промышленного назначения.

Пластичность позволяет использовать материал при строительстве барельефов, памятников, скульптур, элементов декора.

Другие сферы применения:

обустройство наливных полов;
гидроизоляция зданий;
компоненты атомных станций;
устойчивость к коррозии;
изготовление настенных панелей, подоконников.

Изготовление геобетона позволяет утилизировать отходы производства. Изготавливающиеся из него монолиты абсолютно безопасны для окружающей среды.

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.

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.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества геобетона:

низкая усадка — отделку следует начинать сразу после завершения строительства;
устойчивость к воздействию химических веществ;
устойчивость к атмосферным осадкам, перепадам температуры;
сниженная паропроницаемость;
возможность обработки с применением ручного инструмента;
простота обработки;
экологическая безопасность — достигается за счет отсутствия в составе вредных компонентов;
быстрое высыхание — занимает до 10 дней, в отличии от жидкого бетона для выравнивания бетонного пола;
доступная стоимость;
возможность изготовления в домашних условиях.

отсутствие установленного ГОСТа для изготовления раствора, существует риск приобретения некачественного раствора;
не на 100 % натуральный состав, на 10 % геополимерный бетон состоит из гидроксида калия, жидкого стекла.

Как приготовить своими руками

При необходимости архитектурную или геополимерную бетонную смесь можно приготовить в домашних условиях, все компоненты в свободной продаже. Про керамический кирпич и камень по ГОСТу 530 читайте здесь.

При изготовлении раствора в домашних условиях его стоимость значительно повышается.

Состав и рецепт приготовления

При изготовлении геополимерного бетона на производстве применяются следующие компоненты:

шлак (отходы предприятий) — 3,3 кг;
жидкое стекло — 2 кг;
зoльнaя пыль (с предприятий, котельных) — 3,3 кг;
вода — 5,5 л;
гидроксид калия — 0,9 кг.

Смешивание всех компонентов позволяет получить 10 кг полимерного геобетона. Соблюдение пропорций при приготовлении раствора обеспечивает прочность бетона после высыхания. При изготовлении раствора в промышленных условиях требуется понижение температуры. Про террасную доску из лиственницы расскажет этот материал.

Технология изготовления плит

Общие требования к помещению

Работы рекомендуется проводить в сухом, проветриваемом помещении, температура должны быть прохладной. При смешивании компонентов необходимо использовать вентиляцию, которая поможет вывести углекислый газ, выделением которого сопровождается химическая реакция. Про размеры обыкновенного красного кирпича читайте по этой ссылке.

Как правильно замешивать

Состав достаточно быстро застывает, поэтому его следует готовить небольшими порциями. Воду необходимо налить в емкость, добавить в нее все компоненты, смешать до однородной консистенции с применением шуруповерта или дрели. При приготовлении большого количества раствора следует использовать бетономешалку.
Существует другой рецепт, который предполагает добавление цемента для полимерных бетонов. В емкость с водой необходимо внести цемент (20% от веса всего раствора), добавить в одинаковых пропорциях основные компоненты. После этого смесь следует также перемешать до однородной консистенции, после чего она считается готовой.

Как правильно заливать

Опалубку необходимо смазать маслом, в некоторых случаях устанавливается арматура. Форму следует залить бетонной смесью, воздействовать инвертором на раствор в течение часа. Снять опалубку после предварительного затвердевания бетона. Скорость затвердевания зависит от температуры, процесс может быть ускорен при прогревании смесь электродами. В процессе заливки следует обращать внимание на пустоты, которые могут привести к дальнейшему растрескиванию конструкции.

Сушка

Твердение и формирование поверхностной пленки происходит через 24 часа. Она способствует повышению монолитности, в результате бетон обретает прочность, устойчивость к повышенным эксплуатационным нагрузкам. Про финишную однокомпонентную шпаклевку для автомобиля узнайте в этой статье.

Видео

Про геополимерный бетон смотрите в этом видео:

Приготовление геополимерного бетона в домашних условиях

Материалы

Геополимерный бетон – материал инновационный и, в известном сейчас виде, относительно новый. Хотя его аналоги использовали ещё в древнем мире, например, при строительстве пирамид в Египте и других мегалитов. В отношении его также применяют термины природный или композитный бетон. Из-за натурального состава, широкой применимости в разных сферах и остальных преимуществ, такой бетон считается материалом будущего.

Что такое геобетон – в чём его особенности

Строительство всё больше набирает свои темпы, а поэтому увеличивается и потребность в строительных материалах, например, таких как бетон. Портландцемент – основной компонент для его приготовления. Производство цемента пагубно воздействует на экологию, т. к. в его процессе в атмосферу выбрасывается большой объём парниковых газов, в т. ч. – СО₂.

Промышленные отходы металлургии и энергетической отрасли: шлаки, зола-уноса и т. д. – имеют цементные свойства. Как раз они и вошли в основу геобетона.

Геополимер – постепенно полностью вытеснит обычный бетон, а поэтому и цемент, что благотворно повлияет на экологическую ситуацию, а также будет содействовать рациональному использованию отходов промышленности.

Важно. Пыль от производства цемента вредна для человека, животных и растений. Даже рабочая одежда у сотрудников цементных заводов «рассыпается» через пару месяцев эксплуатации.

Особенности, характерные для геополимерного бетона:

имеет увеличенные параметры прочности: на изгиб – от 13 МПа; на сжатие – от 100 МПа;
конструкции из геобетона имеют небольшой вес, что имеет значение при монтаже и доставке;
морозостойкий, может применяться даже при условии длительного глубокого промерзания;
не подвержен коррозии;
огнеупорный, выдерживает от 1000 о С;
по износоустойчивости сравним с гранитом;
смесь эластичная, это делает возможным создавать разные по форме изделия;
теплопроводность сравнима с показателями кирпича;
усадку имеет небольшую;
устойчив к влаге, т. к. имеет очень мелкую пористость.

Конструкции, сделанные из геополимера:

не токсичны;
легко поддаются резке и обработке;
стоят не очень дорого;
технология приготовления не сложная, геополимерный бетон можно сделать своими руками;
устойчивы к негативным химическим воздействиям.

Важно. Учёные приходят к выводу, что из аналога полимерного бетона были построены пирамиды в Гизе.

Основные преимущества, сфера применения

Композитный бетон, в отличие от обычного, имеет дополнительные преимущества, благодаря своему рецепту. Среди его главных достоинств отмечают следующее:

безопасный экологический материал, т. к. его состав нетоксичен;
во время строительства изделия, контактирующие с раствором, сохраняют габариты;
возможность возводить здания большей этажности, благодаря увеличенной прочности на сжатие;
для обработки и резки достаточно ручного механического инструмента;
доступные компоненты и инструменты, что даёт возможность самостоятельно изготовить материал в домашних условиях, соблюдая технологию и пропорции;
застывает геополимерный бетон в два раза быстрее обычного;
изделия не подвержены коррозии, в отличие от железобетонных;
к отделке стен можно приступать сразу после их возведения, т. к. усадка незначительна;
материал по цене доступен заказчикам среднего уровня доходов;
относительная лёгкость доставки и монтажа, из-за небольшой массы;
паропроницаемость сравнима с показателями натурального камня;
по структуре материал напоминает натуральный камень;
производство геополимера положительно влияет на экологию, т. к. в нём используются отходы промышленности;
сооружения устойчивы к температурным колебаниям: промерзанию и размораживанию;
у таких объектов выше пожарная безопасность, т. к. геобетон способен выдержать более 900 о С;
устойчивость материала к агрессивным химическим воздействиям;
хорошо удерживает тепло, создавая комфортную температуру внутри объекта.

Геополимерный бетон широко применяется в разных сферах:

3Д-печать (строительная);
изготовление отделки: внешняя, внутренняя, а так же подоконников и столешниц;
применение в качестве теплоизоляции, штукатурки или гидроизоляции (требуется добавить цемент);
производство плитки для тротуара и покрытий для пола;
создание декоративных элементов, рельефа, скульптуры и т. п.;
строительство сооружений и зданий, в т. ч. несущих конструкций;
устройство элементов сооружений атомных станций и раковин в химических лабораториях.

Из чего состоит геополимерный бетон, компоненты

Рецепт для создания полимербетона продолжает дополняться и дорабатываться. Есть несколько вариантов рецептур, применяющихся для производства рабочей смеси.

Компоненты состава геобетона:

Вода.
Жидкое стекло (K₂O(SiO₂)).

Силикатный клей. Применяют в производстве огнеупорных и кислотоустойчивых материалов.

Зольная пыль («летучая» зола). Смешиваясь со шлаком, придаёт особую прочность геополимеру.
Калия гидроксид (KOH).

Мелкие прозрачные кристаллы – органическое соединение. Реагирует с кислотой и металлом. Применяют для изготовления батареек и жидкого мыла, кроме того и в пищевой промышленности – добавка Е525.

Шлак (промышленные отходы).

Придаёт бетонной смеси прочностные характеристики и увеличивает срок эксплуатации. В сочетании с «летучей» золой добавляет устойчивость к негативным факторам.

Важно. Если нужно изготовить не столько прочный, сколько экологичный бетон, то объём зольной пыли нужно сократить, заменив её недостаток на цемент.

Как сделать композитный материал своими руками

Геополимерный бетонный состав вполне возможно сделать самостоятельно. Все компоненты для приготовления можно приобрести в строительных магазинах.

Для изготовления одного литра геоплимерной смеси своими руками используются следующие пропорции:

вода: 0,13 л;
жидкое стекло: 0,2 кг;
зольная пыль: 0,75 кг;
калия гидроксид: 0,75 кг;
шлак: 0,25 кг.

Можно дополнить состав латексами, водными смолами и ПВА.

Важно. Раствор делают небольшими частями, т. к. он очень быстро застывает.

Для приготовления композитной бетонной смеси понадобятся:

бетоносмеситель или ёмкость – для смешивания компонентов;
весы – для выдерживания нужных пропорций;
лопатка из дерева, т. к. оно не вступает в реакцию с щёлочью – для перемешивания;
опалубка (форма) – для заливания раствора;
респиратор, халат, очки – для защиты.

Важно. Во время замеса происходит термическая реакция, т. е. будет выделяться тепло, выбирая ёмкость, это необходимо иметь в виду.

Технология приготовления смеси в домашних условиях

Технология для изготовления геополимерного бетона относительна проста, и её вполне по силам выполнить самостоятельно. Она состоит из следующих основных этапов:

замешивание раствора;
устройство опалубки;
сушка.

Перед началом работы, нужно подготовить материалы и инструменты, которые могут понадобиться. Затем замешивается раствор: вода и остальные компоненты тщательно перемешиваются до однородной массы. Это можно сделать, например, дрелью. Однако если нужен большой объём бетонной смеси, то стоит использовать бетоносмеситель. В него засыпают составляющие поочерёдно:

сначала нужно залить воду;
затем засыпать зольную пыль со шлаком и хорошо размешать;
после этого добавить полимеры и смешивать раствор до готовности.

Важно. Допускаются некоторые эксперименты с составом, чтобы наделить бетон нужными свойствами.

Есть также вариант рецептуры с применением цемента. В этом случае добавляется цемент в размере 20% от общего веса раствора (основные элементы – в одинаковых пропорциях). Далее состав замешивается до полной однородности, и смесь готова.

Смешивать компоненты следует быстро, а влажность воздуха нужна низкая, чтобы KOH не «поплыл».

Работать с гидосксидом калия, так же как и с жидким стеклом, нужно осторожно. К тому же нужно пользоваться средствами для защиты, т. к. KOH может вызвать ожог, попав на кожу или слизистую.

Важно. При изготовлении геобетона компоненты вступают в реакцию, и выделяется углекислый газ, поэтому помещение должно быть хорошо проветриваемым.

Опалубку или форму сначала смазывают. Иногда усиливают арматурой, если это требуется. Затем заливают бетон и около 60 минут воздействуют на раствор инвертором. Заливая раствор, нужно смотреть, чтобы не образовывались пустоты, т. к. они могут в будущем привести к трещинам конструкции.

Заливать надо в сухом месте, т. к. плёнка, которую образует геобетон, от воды набухает. Залитую опалубку также нужно беречь от излишней влаги.

Время отвердевания бетонной смеси зависит от температуры. При прогревании раствора, например, проложив в опалубке электроды, и пустив по ним ток после заливки, этот этап пройдёт быстрее. Электричество для этого нужно брать не напрямую в сети, а применять преобразователь.

Состав начнёт твердеть и образует плёнку через 24 часа. После бетон наберёт прочность и станет устойчив к повышенным нагрузкам. Для полного затвердевания геобетону требуется 7 дней, тогда как для обычного бетона на это нужно 28 суток.

Геополимерный бетон – натуральный материал, в производстве которого используют отходы промышленности. По структуре геобетон похож на природный камень. Широко применяется – от возведения зданий до изготовления отделки. Все компоненты его состава доступны, а технология несложная, поэтому его можно изготовить самостоятельно.

Геополимерный бетон своими руками

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

Что собой представляет геополимерный материал?
Рецепт геополимера
Свойства цемента
Геополимерная технология производства бетона
Области применения
Как сделать геобетон своими руками?
Подготовка к работе
Замешивание раствора
Заливка смеси в формы
Преимущества и недостатки

Из чего состоит геополимерный бетон

Состав и свойства природного бетона

Схема опалубки для геополимерных блоков.

Современная разработка состава геополимерной бетонной смеси была произведена несколькими десятилетиями позже после введения профессором Давидовичем понятия «геополимер». Профессор Луизианского технологического университета Эрез Эллоч совместно с группой ученых озвучил миру полный состав бетонного геополимера. Это следующие натуральные компоненты природного происхождения:

летучая зола уноса, она же зольная пыль;
жидкое стекло;
шлак;
45% КОН (гидроксид калия);
вода.

Шлак в составе полимера придает бетонной смеси высокую прочность, однако не защищает от появления трещин при усадке. Поэтому его необходимо наполовину смешивать с летучей золой в пропорциях 1:1, тогда состав приобретет необходимые укрепляющие свойства. В связи с добавлением в состав полимерного бетона шлака такой состав получил второе название шлакощелочной. Это объясняется происходящим при производстве полимеризационным процессом, в котором алюминиевые силикаты вступают в реакцию со щелочью.

Промышленный способ изготовления природного бетона заключается в смешивании при низкой температуре всех необходимых его элементов в точных пропорциях. Это позволяет приобрести монолиту такие физические свойства, как:

Окончательное затвердевание геополимерного бетона происходит через 28 дней.

антикоррозийная устойчивость;
огнеупорность высокого уровня (выдержка до 1316 градусов);
устойчивость к сжатию и растяжению;
низкая отзывчивость на различные кислоты и другие воздействия агрессивных сред;
маленький уровень усадки;
небольшой объем выделения газов, создающих парниковый эффект, с поверхности каменных пород;
низкая паропроницаемость;
легкость и податливость при применении механического воздействия (даже алмазными кругами).

Вышеприведенные свойства геополимерного бетона в процессе его исследований сравнивались с иными видами стандартных бетонных материалов.

Помимо этого, природный вид бетона имеет маленький удельный вес по сравнению с обычным монолитом и высокую безопасность за счет низкого содержания токсичных веществ.

Это лишний раз может убедить применять его в любом виде строительства и промышленности.

Преимущества геополимерных блоков.

При изготовлении геополимерного блока используется измельченная древесина. Ее сильно вымачивают в воде и обрабатывают озонатором. Обработанную древесину добавляют в бетономешалку к бетонному раствору и уже готовой геополимерной массой заливают в опалубку-электрод. В такой опалубке в течение часа на нее воздействует через преобразователь ток. Когда блок затвердевает, становится однородного цвета, опалубку с него снимают. После полного затвердевания готовый геобетон цвет не меняет.

Узнав подробнее о полезных физико-химических качествах геополимера, ученые на мировом уровне продолжают их совершенствовать, чтобы в полной мере использовать их в жилищном, транспортном и промышленном строительстве. Тем более что этот экологически чистый материал еще достаточно дешев и может изготавливаться за счет отходов промышленного производства. Что, в свою очередь, в положительном ключе сказывается на экологической ситуации.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества геобетона:

низкая усадка — отделку следует начинать сразу после завершения строительства;
устойчивость к воздействию химических веществ;
устойчивость к атмосферным осадкам, перепадам температуры;
сниженная паропроницаемость;
возможность обработки с применением ручного инструмента;
простота обработки;
экологическая безопасность — достигается за счет отсутствия в составе вредных компонентов;
быстрое высыхание — занимает до 10 дней, в отличии от жидкого бетона для выравнивания бетонного пола;
доступная стоимость;
возможность изготовления в домашних условиях.

отсутствие установленного ГОСТа для изготовления раствора, существует риск приобретения некачественного раствора;
не на 100 % натуральный состав, на 10 % геополимерный бетон состоит из гидроксида калия, жидкого стекла.

Как сделать своими руками

Технология создания искусственного камня включает использование уже известных компонентов. Домашние мастера используют такие пропорции:

жидкое стекло – 250 г;
гидроксид калия – 200 г;
шлак и зольная пыль – по 750 г;
вода – 130 г.

А вот какой пескобетон лучше всего использовать для стяжки пола можно узнать здесь из статьи.

Рецепт рассчитан на приготовление 1 литра бетонной смеси. Проведя расчеты можно получить расход компонентов для создания нужного количества экологически чистого бетона. На сегодняшний день нет научных публикаций с точным составом. При создании бетонной смеси по этому рецепту, возможно, понадобятся некоторые изменения в его количественном составе.

На видео рассказывается, как сделать геополимерный бетон своими руками:

Все указанные компоненты без труда можно купить в торговой сети. Однако следует учесть, что стоимость готового бетона на основе технологии полимеризации будет выше, чем у бетонной смеси из портландцемента. Смесь схватывается очень быстро. Чтобы замедлить этот процесс в рецептуру вводят декагидрат тетрабората. Дополнительно в состав могут добавлять смолы на водной основе, латексы и ПВА.

Технология приготовления

Для начала нужно приготовить инструменты и емкости. Понадобятся:

перчатки, очки, спецодежда, респиратор и другие средства защиты от действия агрессивных веществ;
емкость для смешивания;
инструмент для перемешивания, не вступающие в реакцию со щелочами (деревянная лопатка);
весы для контроля за соблюдением пропорций;
формы для отлива (опалубка).

Из статьи можно узнать какой бетон можно использовать для фундамента дома.

При смешивании компонентов геополимерного бетона выделяется тепло. Это нужно учесть при выборе емкости для перемешивания. Если есть необходимость ускорить застывание смеси, в опалубке можно проложить электролиты, но это важно учесть при расчете пропорции бетона для фундамента дома.

Все компоненты нужно смешивать быстро. Работы нужно проводить при низкой влажности воздуха. Гидроксид калия представляет собой бесцветные гранулы, которые при повышенной влажности просто «плывут». Их распаковывают перед самым приготовлением смеси.

КОН довольно агрессивен. При контакте с кожей, и особенно слизистой, он вызывает серьёзные ожоги. Работать с ним нужно в очках и перчатках. Не менее осторожно нужно работать и с метасиликатом калия (жидким стеклом). Оно также имеет кристаллизованную структуру и очень гигроскопично.

Из статьи можно узнать каков ГОСТ у бетона 26633 2012.

Композитный бетон – один из немногих существующих способов утилизации шлаков и золы. Летучая зола – это отходы сгорания твёрдого топлива. Этот компонент может составлять до 75% в составе геополимерной бетонной смеси. Вещество имеет сомнительную экологическую репутацию. Но его применение делает бетон долговечным и прочным.

Все компоненты смешивают в бетономешалке в такой последовательности:

заливают воду;
засыпают шлак и летучую золу;
компоненты хорошо перемешивают;
добавляют полимеры;
перемешивают бетон до готовности.

Заливать формы нужно в сухом месте. Застывая, этот вид бетона образует плёнку. Она имеет свойство набухать при контакте с водой. Чтобы этого не случилось, нужно оградить залитые формы от повышенной влажности.

Затвердевает геополимерный бетон за день. Для полного застывания ему понадобится неделя. Этот срок значительно меньше, чем у обычного бетона, которому нужно 28 дней. Работать с геополимерным бетоном нужно быстро.

Но если всё сделать правильно, то в результате вы получите материал:

с высокой прочностью на сжатие;
с низкой усадкой;
с устойчивостью к действию высоких температур и кислот;
сравнимый с гранитом по непроницаемости.

Из статьи можно узнать чем отличается газобетон от пенобетона.

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.

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.

Новое — это хорошо забытое старое

Появление безопасных для окружающей среды строительных материалов обусловлено загрязнениями и нелицеприятными видами полуразвалившихся старых строений.

Правительство с неохотой идет на снос старых зданий и сооружений – весь процесс демонтажа отнимает очень много времени и средств.

Работа производится в несколько этапов, которые предусматривают снос, вывоз, переработку и утилизацию отходов. С устаревшими зданиями из геополимерного бетона таких проблем можно избежать.

Строительные материалы, созданные на природной основе, не требуют дорогостоящей утилизации, что позволяет сэкономить много времени и денег.

Преимущества материала

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

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.

Области применения

Широко используется в строительстве. Из геополимера возводятся различные облегченные и несущие конструкции. Прочность и характеристики материала позволяют делать стены тоньше. Материал можно использовать как в малоэтажном, так и в многоэтажном строительстве. Отлично подходит как для строительства жилых, так и общественных зданий.

Натуральные материалы помогают в создании комфортного микроклимата внутри помещений. Иногда применяются для отделки внутренней или внешней части зданий. Реже из геополимеров создают элементы декора: вазы для растений, статуи и прочие украшения.