Πάντα, οι επιστήμονες διεξήγαγαν πειράματα και πειράματα, τα οποία διερεύνησαν μείγματα που συνδυάζουν φυσικά και τεχνητά συστατικά. Μια τέτοια σειρά κατέστησε δυνατή την απόκτηση υλικών με υψηλότερη απόδοση, καθώς τα στοιχεία τεχνητής προέλευσης ενίσχυσαν όλους τους δείκτες αυτών των συστατικών που έδωσε η φύση. Τα υλικά που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο ονομάζονταν σύνθετα ή πολυμερή. Ένα από αυτά είναι το γεωπολυμερές σκυρόδεμα, το οποίο είναι το πιο πρόσφατο φιλικό προς το περιβάλλον και ασφαλές δομικό υλικό. Το πρόθεμα "geo" (στα ελληνικά - "γη") είναι μια επιβεβαίωση ότι το νέο υλικό περιέχει μόνο φυσικά συστατικά.
Το καινοτόμο μείγμα σκυροδέματος δεν είναι κάτι νέο - ήταν ήδη γνωστό στον άνθρωπο στην αρχαιότητα: στην κατασκευή των πυραμίδων στην Αίγυπτο, χρησιμοποιήθηκε ένα παρόμοιο οικοδομικό υλικό. Δυστυχώς, η ακριβής συνταγή του παρέμεινε μυστήριο για τον σύγχρονο άνθρωπο, αλλά χάρη στην εισαγωγή των πιο πρόσφατων τεχνολογιών, οι επιστήμονες μπόρεσαν να αποκαταστήσουν την κατά προσέγγιση σύνθεση, τεχνολογία και να αποκτήσουν σχεδόν το ίδιο ανάλογο με το γεωπολυμερές σκυρόδεμα στην αρχαιότητα. Αλλά αυτό είναι απλώς ένα γεγονόςιστορικό και ισχύει μόνο εν μέρει για τις σύγχρονες κατασκευές.
Περιγραφή της καινοτόμου λύσης
Μία από τις πιο σημαντικές ιδιότητες ενός καινοτόμου μίγματος σκυροδέματος είναι ότι φτάνει στη μέγιστη αντοχή σε σύντομο χρονικό διάστημα: χρειάζεται μόνο μία εβδομάδα για να σκληρύνει πλήρως, ενώ το παραδοσιακό κονίαμα θα χρειαστεί ακριβώς 4 φορές περισσότερο.
Το γεωπολυμερές σκυρόδεμα, όπως και το τσιμέντο Portland, αποτελείται από πολλά συστατικά, αλλά η σύνθεσή τους ποικίλλει σημαντικά. Η νέα λύση αποτελείται κυρίως από στάχτη και σκωρία - απόβλητα από διάφορες βιομηχανίες. Προηγουμένως, τέτοια απόβλητα δεν ανακυκλώνονταν καθόλου και μόνο ρύπωναν το περιβάλλον. Φυσικά, η παραγωγή καινοτόμων δομικών υλικών δεν θα λύσει αμέσως αυτό το πρόβλημα, αλλά η τέφρα και η σκωρία θα αποτελέσουν σημαντική βάση πρώτης ύλης για την κατασκευή τους.
Πλεονεκτήματα εφαρμογής
Σύμφωνα με τους ειδικούς, το γεωπολυμερές σκυρόδεμα είναι ένα προϊόν με μεγάλο μέλλον: σε αντίθεση με το τσιμέντο Portland, χρησιμοποιείται στην κατασκευή ελαφρών κατασκευών. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό: όσον αφορά τα χαρακτηριστικά διατήρησης της θερμότητας, το νέο μείγμα σκυροδέματος είναι πολύ ανώτερο από άλλα δομικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κτιρίων. Για παράδειγμα, ένας τοίχος αυτού του γεωπολυμερούς πάχους μόνο 30 cm διατηρεί τη θερμότητα με τον ίδιο τρόπο όπως ένας τοίχος από τούβλα, αλλά πάχος 1,25 m.
Συνεπώς, χρησιμοποιώντας ένα καινοτόμο κονίαμα για την κατασκευή, μπορείτε να εξοικονομήσετε σημαντικά χρήματα:
- Μπορείτε να χτίσετε κτίρια με λιγότερα οικοδομικά υλικά.
- Ευχαριστώ στο χαμηλόΗ θερμική αγωγιμότητα των δομικών υλικών γεωπολυμερών θα μειώσει το κόστος θέρμανσης χώρου σε αυτά.
Βασικά χαρακτηριστικά
Σύμφωνα με τους ειδικούς, το γεωπολυμερές σκυρόδεμα είναι το δομικό υλικό του μέλλοντος, καθώς έχει εξαιρετικά χαρακτηριστικά απόδοσης, όπως:
- Μικρή συρρίκνωση.
- Υψηλή αντοχή σε θλίψη.
- Ανθεκτικό στα οξέα.
- Χαμηλή διαπερατότητα. Αυτός ο δείκτης είναι σχεδόν ίσος με αυτόν του γρανίτη.
- Εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες έως +1300°. Οι επιστήμονες διεξήγαγαν ένα πείραμα: για 120 λεπτά εξέθεσαν πάνελ από γεωπολυμερές σκυρόδεμα και τσιμέντο Πόρτλαντ σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Μετά από αυτό, τα προϊόντα από το καινοτόμο μείγμα παρέμειναν εντελώς άθικτα, ενώ τα πάνελ τσιμέντου Portland παρουσίασαν πολλές ρωγμές και τσιπς.
Αλλά η πιο πολύτιμη ιδιότητα της λύσης που εξετάζουμε είναι ότι εκπέμπει ελάχιστα αέρια θερμοκηπίου.
Αν συγκρίνουμε τη δομή του νέου οικοδομικού υλικού, μοιάζει με αυτή της φυσικής πέτρας, λόγω της οποίας έχει υψηλότερες ιδιότητες από το κοινό κονίαμα. Αλλά το πιο σημαντικό, μπορείτε να προετοιμάσετε γεωπολυμερές σκυρόδεμα με τα χέρια σας, καθώς δεν είναι καθόλου δύσκολο. Είναι απαραίτητο μόνο να προετοιμάσετε τα απαραίτητα εξαρτήματα για την εργασία.
Δυνατότητα σύνθεσης
Η συνταγή είναι αρκετά απλή και τα συστατικά είναι προσιτά: ιπτάμενη τέφρα, νερό, υδροξείδιο του καλίου,υγρό γυαλί και σκωρία. Το τελευταίο συστατικό είναι απαραίτητο για να δώσει δύναμη και αντοχή. Αλλά μόνος του δεν μπορεί να προστατεύσει τα τελικά προϊόντα από το ράγισμα, το οποίο είναι αναπόφευκτο κατά τη συρρίκνωση. Αυτό το μειονέκτημα εξαλείφει την παρουσία ιπτάμενης τέφρας. Επιπλέον, και τα δύο συστατικά ενισχύουν το μείγμα του σκυροδέματος και θα είναι σε θέση να αντισταθεί σε τυχόν αρνητικούς παράγοντες.
Γιατί ιπτάμενη τέφρα; Επειδή ακόμη και από μόνο του αυτό το συστατικό έχει υψηλές τεχνολογικές και φυσικές ιδιότητες, επομένως η προσθήκη του στη σύνθεση συμβάλλει στην αύξηση των χαρακτηριστικών αντοχής των τελικών προϊόντων (στο επίπεδο του γρανίτη).
Επίσης, τα πυριτικά άλατα αλουμινίου που περιλαμβάνονται στη σύνθεση καλούνται να ενισχύσουν την αντοχή του δομικού υλικού. Αυτοί, αντιδρώντας με αλκάλια, πολυμερίζονται. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένας συμπαγής μονόλιθος. Ήταν αυτή η αντίδραση των συστατικών που έδωσε ένα άλλο όνομα για το υλικό - ονομάζεται μίγμα σκωρίας-αλκαλικού σκυροδέματος.
Προετοιμασία για εργασία
Πριν ξεκινήσετε την εργασία, πρέπει να προετοιμάσετε:
- Χωρητικότητα.
- Εργαλεία.
- Ολόσωμες φόρμες.
- Respirator.
- Points.
- Γάντια.
- Κλίμακες για τον έλεγχο των αναλογιών.
- Ξυλότυπος ή φόρμα όπου θα χυθεί το έτοιμο κονίαμα.
Μια σημαντική λεπτομέρεια: για την ανάμειξη, πρέπει να πάρετε μια σπάτουλα από υλικό που δεν αντιδρά με αλκάλια. Ένα ξύλινο εργαλείο είναι το καλύτερο.
Τι είναι σημαντικό: όταν αναμειγνύονται, τα συστατικά παράγουν θερμότητα, επομένως για την ανάμειξη πρέπει να πάρετε ένα δοχείο που να είναι ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες. Αν έναείναι απαραίτητο το τελικό διάλυμα να σκληραίνει πιο γρήγορα, να μπορούν να τοποθετηθούν ηλεκτρολύτες στον ξυλότυπο. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει επίσης να προετοιμαστούν εκ των προτέρων.
Συνταγή μαγειρικής
Οι οικιακές τεχνίτες που αποφασίζουν να φτιάξουν γεωπολυμερές σκυρόδεμα με τα χέρια τους ενδιαφέρονται πρωτίστως για την ακριβή σύνθεση του μείγματος. Δεν υπάρχει έτοιμη συνταγή στον Ιστό, καθώς οι κατασκευαστές την κρατούν μυστική και οι επιστήμονες συνεχίζουν να εργάζονται για τη βελτίωση των καινοτόμων δομικών υλικών. Μπορείτε να βρείτε πολλές παραλλαγές της συνταγής, αλλά ταυτόχρονα, η αρχικά προτεινόμενη κύρια σύνθεση παραμένει σχεδόν αμετάβλητη.
Ακολουθώντας αυτό, για την παρασκευή 1,0 λίτρου διαλύματος γεωπολυμερούς, πρέπει να προετοιμάσετε:
- 550 g ιπτάμενη τέφρα και ίδια ποσότητα σκωρίας;
- 110g νερό;
- 240 g ποτήρι νερού;
- 180g 45% CON.
Όλα τα εξαρτήματα είναι διαθέσιμα στο εμπόριο και είναι εύκολο να τα βρείτε. Φυσικά, το κόστος των προϊόντων που θα προκύψουν θα είναι υψηλότερο από τα ανάλογα από το συνηθισμένο τσιμέντο Portland, αλλά η αντοχή τους υπερβαίνει κατά πολύ τα στοιχεία σκυροδέματος.
Τεχνολογία μαγειρέματος
Αν διαθέτετε όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα και εργαλεία, μπορείτε να προετοιμάσετε μόνοι σας το γεωπολυμερές σκυρόδεμα. Η τεχνολογία είναι αρκετά απλή, αλλά χρειάζεται μόνο να ακολουθείτε αυστηρά όλες τις συστάσεις:
- Η υγρασία πρέπει να είναι χαμηλή στο δωμάτιο όπου εκτελούνται οι εργασίες, ώστε το υδροξείδιο του καλίου να μην «επιπλέει». Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, το υδροξείδιο συνήθως αποσυσκευάζεται μόνο πριν τεθεί σε διάλυμα.
- KOH είναιμάλλον επιθετικό υλικό, επομένως πρέπει να το δουλέψετε χρησιμοποιώντας προστατευτικό εξοπλισμό - γάντια και γυαλιά.
- Το υγρό γυαλί θεωρείται επίσης υγροσκοπικό και επιθετικό - δεν πρέπει να είστε λιγότερο προσεκτικοί μαζί του.
- Όλες οι εργασίες ζύμωσης πρέπει να γίνουν γρήγορα.
Εάν χρησιμοποιείται μπετονιέρα, δουλέψτε με την ακόλουθη σειρά:
- Ρίξτε νερό. Μην χρησιμοποιείτε κρύο υγρό - πρέπει να είναι ζεστό.
- Ρίξτε σκωρία και στάχτη.
- Αφού όλα αναμειχθούν καλά, προσθέστε πολυμερή.
- Ανακατεύουμε ξανά μέχρι να ληφθεί ένα ομοιογενές διάλυμα.
- Αδειάζετε το μείγμα σε φορμάκια.
Μια σημαντική λεπτομέρεια: η ιπτάμενη τέφρα είναι μια ουσία με μάλλον αμφίβολη περιβαλλοντική φήμη, αλλά χάρη στη χρήση της, το μείγμα σκυροδέματος αποκτά υψηλότερη αντοχή, την οποία διατηρεί για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Επομένως, εάν είναι σημαντικό να αποκτήσετε ένα ανθεκτικό υλικό, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί τέφρα, αλλά εάν η φιλικότητα προς το περιβάλλον είναι πιο σημαντική, μπορεί να ληφθεί λιγότερη τέφρα και μέρος της μπορεί να αντικατασταθεί με τσιμέντο.
Χύτευση προϊόντος
Για να παράγετε μέρη με το επιθυμητό μέγεθος και σχήμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ίδιο ξυλότυπο με το συμβατικό τσιμέντο Portland. Πρέπει να καθαρίζονται και να λιπαίνονται με χρησιμοποιημένο ή οποιοδήποτε άλλο (ακόμη και φυτικό) λάδι εκ των προτέρων. Μετά από αυτό, τοποθετείται οπλισμός (εάν είναι απαραίτητο) και μόνο τότε η φόρμα γεμίζεται με κονίαμα σκυροδέματος. Κατά την έκχυση, πρέπει να προσέχετε να μην αφήνετε κενά στο εσωτερικό, λόγω των οποίων οι πλάκες σκυροδέματος γεωπολυμερούς μπορούνμελλοντικό σπάσιμο.
Ήδη σε μια μέρα, τα κενά θα σκληρύνουν: σχηματίζεται μια μεμβράνη στην επιφάνειά τους. Η παρουσία του θα αυξήσει τη στερεότητα των υλικών και θα μπορούν να αντέξουν υψηλότερα φορτία.
Επιλογές λύσης
Για τους λάτρεις των πειραμάτων, αυτό το υλικό είναι ένα ευρύ πεδίο για την υλοποίηση οποιωνδήποτε ιδεών: όταν κάνετε ένα μείγμα σκυροδέματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιεσδήποτε οργανικές ουσίες. Έτσι, οι υδατοδιαλυτές ρητίνες μπορούν να χρησιμεύσουν ως στυπτικά συστατικά. Μια άλλη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε αντ' αυτού ρητίνες PVA, τότε ο γαλακτωματοποιητής θα είναι πολυβινυλική αλκοόλη, η οποία είναι στη σύνθεσή του.
Μερικοί χρησιμοποιούν τεμαχισμένο ξύλο στην κατασκευή τους. Μουλιάζεται σε νερό και επεξεργάζεται με οζονιστή και στη συνέχεια τοποθετείται σε μπετονιέρα για να συνδυαστεί με άλλα συστατικά για να καταλήξει σε γεωπολυμερές σκυρόδεμα. Πώς να κάνετε το διάλυμα που προκύπτει, έχοντας αποκτήσει το επιθυμητό σχήμα, να σκληρύνει πιο γρήγορα; Για να γίνει αυτό, χύνεται σε ξυλότυπο με ηλεκτρόδια, μέσω του οποίου στη συνέχεια εκτίθενται σε ηλεκτρικό ρεύμα για 60 λεπτά. Επιπλέον, η ηλεκτρική ενέργεια δεν λαμβάνεται απευθείας από το δίκτυο, αλλά διοχετεύεται μέσω του μετατροπέα. Αφού το επεξεργασμένο θραύσμα σκληρύνει, ο ξυλότυπος αφαιρείται από αυτό και γίνεται το επόμενο στοιχείο.
Αγορές έτοιμων μιγμάτων
Δεν αρέσει σε κάθε καταναλωτή ή πλοίαρχο να πειραματίζεται - πολλοί προτιμούν να μην κάνουν οικοδομικό σκυρόδεμα, αλλά να αγοράζουν έτοιμο σκυρόδεμα, ειδικά επειδή δεν υπάρχουν δυσκολίες στην εύρεση της σύνθεσης: για περισσότερα από 4 χρόνια στη ΡωσίαΤα γεωπολυμερή σκυρόδεμα παράγονται με βάση τις πρώτες ύλες αργίλου της Δημοκρατίας του Ταταρστάν. Οι κατασκευαστές προσφέρουν διαφορετικές μάρκες, το κόστος των οποίων εξαρτάται από τον αριθμό των εξαρτημάτων και τις αναλογίες τους. Μπορείτε να αγοράσετε οικοδομικά υλικά με τη μορφή ξηρών μιγμάτων στα οποία δεν υπάρχει σκληρυντικό.
Στην πώληση υπάρχουν έτοιμες συνθέσεις τόσο ρωσικής όσο και ξένης παραγωγής. Οι διαφορές τους είναι το κόστος και η ταχύτητα στερεοποίησης.
Τα προϊόντα των ακόλουθων ρωσικών εμπορικών σημάτων παρουσιάζουν ενδιαφέρον:
- "Πέτρινο λουλούδι".
- Sebryakovcement.
- "Ομάδα Eurocement".
Από ξένες εταιρείες, τα υλικά τέτοιων εταιρειών είναι δημοφιλή:
- Γερμανικό Τσιμέντο Χαϊδελβέργης.
- Ισπανικό GRUPOSUBDI.
- Γαλλική LAFARGE.
Αξιοπρέπεια τελικών υλικών
Σήμερα μπορείτε να αγοράσετε έτοιμα τεμάχια σκυροδέματος διαφορετικών μάρκων. Κατασκευάζονται λαμβάνοντας υπόψη τους ακόλουθους δείκτες:
- Αδιάβροχο - βαθμοί W 2-W 12.
- Αντοχή στον παγετό - βαθμοί από F 50 έως F 300.
- Δύναμη - βαθμοί από M 50 έως M 500.
Επιπλέον, στα έτοιμα μείγματα - για ευκολία στη χρήση - ο όγκος των εξαρτημάτων κάθε τύπου πληρωτικού μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το επιθυμητό τελικό αποτέλεσμα. Το τσιμέντο περιλαμβάνεται επίσης στο γεωπολυμερές σκυρόδεμα, αλλά μέρος του αντικαθίσταται από ιπτάμενη τέφρα. Η ποσότητα του πρέπει να είναι ίση με το άθροισμα των μερών της θρυμματισμένης πέτρας, της άμμου και του τσιμέντου.
