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».

Ученые утверждают, что геополимерный бетон применялся при строительстве Египетских пирамид

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.

Жидкое стекло часто называют силикатным клеем

«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.

Зола образуется в результате сгорания растительного сырья

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.

Кристаллы гидроксида калия очень гигроскопичны

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

Это важно:

  • 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.

Проводить замешивание надо быстро и 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.

Компоненты можно перемешать в подходящей емкости или бетономешалке

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.