Geopolymerní beton: technologie, použití

Geopolymerní beton je inovativní materiál, který si v poslední době získal popularitu. Je široce používán ve stavebnictví jako spolehlivá a pohodlná varianta.

historie

V roce 1978 se Francouzovi Josephu Davidovičovi podařilo vyvinout beton z geopolymerů. Nápad vznikl v důsledku pozorování přírodních procesů probíhajících v přírodě. Francouzský vědec si všiml, že některé složky geologického původu polymerují, pokud začnou interagovat s alkalickým prostředím. Byly provedeny různé experimenty, jejichž úkolem bylo identifikovat postupný plán pro zajištění procesu získávání geopolymeru. Materiál je známý právě pod tímto názvem.

Podle vynálezce byla monolitická konstrukce široce používána k vytvoření pyramid v Gíze. Vědec byl schopen určit složení monolitických bloků, ze kterých byly pyramidy vyrobeny. Navzdory skutečnosti, že je tato teorie zpochybňována, vynikající vlastnosti geopolymerního betonu mu zajišťují obrovskou popularitu. Receptura od té doby prošla několika změnami, moderní geopolymerní beton je materiál, který je pro ostatní neškodný a představuje obrovského konkurenta pro konvenční betonové kompozice.

Vlastnosti materiálu a rozsah použití

Struktura polymerbetonu připomíná přírodní kámen. Díky tomu lze tento roztok použít jak pro stavební účely, tak i pro odlévání dekorativních předmětů. Polymerbeton se díky svým dobrým pevnostním vlastnostem perfektně hodí pro architektonické účely.

Vlastnosti materiálu umožňují jeho použití pro výstavbu výškových budov. Složky obsažené ve směsi podporují příznivé klima uvnitř prostor. Struktura výsledného materiálu umožňuje dvojnásobné až trojnásobné snížení tloušťky stěn během výstavby, aniž by to ovlivnilo komfort bydlení v prostorách.

Díky své vysoké odolnosti vůči ohni je geopolymerní beton ideální pro stavbu obytných budov a průmyslových prostor. Díky své zvýšené plasticitě a schopnosti rychlého vytvrzování se používá také k výrobě basreliéfů a soch, různých památníků.

Hodnota

Příprava speciální receptury pro geopolymerní kompozitní materiály jim poskytuje mnoho výhod.

Lze uvést následující pozitivní vlastnosti:

• Nízké smrštění, což umožňuje kratší dobu výstavby. Dokončovací práce lze provést ihned po dokončení stěn.
• Během procesu výstavby budou zachovány rozměry všech výrobků, které přicházejí do styku s roztokem.
• Je zaznamenána vysoká odolnost vůči stlačení, takže geopolymery lze použít pro stavbu výškových budov.
• Dokáže si zachovat integritu i po opakovaném rozmrazování a mrazení.
• Skleníkové plyny se uvolňují v malém množství.
• Dobře snáší účinky agresivních látek.
• Ohnivzdornost, která i při teplotě 900 stupňů umožňuje polymerbetonu zachovat si svou strukturu a celistvost.
• Snížená paropropustnost, koeficient se blíží koeficientu přírodního kamene.
• Lze zpracovávat ručními nástroji vybavenými diamantovými prvky.
• Šetrné k životnímu prostředí, bezpečné pro ostatní.
• Průmyslový odpad je možné využít k výrobě polymerbetonu. To může zlepšit ekologickou situaci v jakékoli oblasti.
• Složení tvrdne dvakrát rychleji než u jednoduchého betonu.
• Dostupná cena umožňuje zákazníkům s nízkými příjmy zakoupit materiál.
• Odolnost proti korozi, která může mít destruktivní vliv na jednoduchý železobeton.
• Geopolymerní beton si můžete vyrobit sami doma.

Díky široké škále pozitivních vlastností se polybeton výrazně liší od běžné betonové malty.

Struktura

Materiál zvaný geopolymerní beton má následující složení:

• Popelový prach.
• Struska.
• Tekuté sklo.
• Hydroxid draselný 200.
• Voda.

Struska přítomná v betonu dodává směsi trvanlivost a pevnost. Během smršťování však materiál praská, čemuž je třeba zabránit přijetím určitých opatření. Aby se zabránilo praskání, přidává se do strusky stejné množství popelového prachu. Jejich společné působení pomáhá zpevnit složení betonu a činí ho odolným vůči vlivu negativních faktorů.

Popílek má výhodné fyzikální vlastnosti a vylepšené výkonnostní charakteristiky. Tato složka ovlivňuje kvalitu výsledného složení. Jeho použití zajišťuje výrobu směsi, která svými vlastnostmi není horší než portlandský cement. Geopolymerní beton lze svou pevností srovnat s žulou.

Po smíchání hlinitokřemičitany reagují s alkáliemi a přeměňují se na pevný monolit podobný přírodnímu kameni. Jeho odléváním lze získat výrobky různých tvarů, které se používají k dekorativním účelům. Recept na získání geopolymerního betonu nebyl dosud plně vyvinut – experimenty v tomto směru probíhají. Bylo vytvořeno několik variant složení, které lze použít k výrobě pracovních směsí.

Recept

Při výběru komponentů byste se měli řídit osvědčeným receptem. Stavební odborníci neustále pracují na jeho vylepšování. Neexistují žádné normy pro poměry – závisí na vlastnostech komponent a jejich účelu. Existují však i osvědčené recepty, jejichž použití umožňuje připravit geopolymerní beton vlastníma rukama i doma.

Komponenty používané mimo průmyslové podmínky budou stejné. Používají se však v menším množství, aby se připravil objem směsi dostatečný k provedení požadovaných úkolů. Zde je základní recept, jehož použití umožňuje připravit 20 kg polybetonu:

• Hydroxid draselný – 1,8 kg.
• Tekuté sklo – 4,0 kg.
• Popel – 6,6 kg.
• Struska – 6,6 kg.
• Voda – 11 litrů.

Tento recept se osvědčil a často se používá doma.

Jak si vyrobit vlastní ruce

Komponenty uvedené v receptech jsou celkem dostupné a lze je snadno zakoupit v maloobchodní síti. Je však třeba vzít v úvahu, že cena betonu vyrobeného polymerací je vyšší než směsi portlandského cementu. Vzhledem k tomu, že složení rychle tuhne, je receptura doplněna složkou zvanou tetraboritan dekahydrát. Lze přidat pryskyřice na vodní bázi, PVA, latex.

Co je nutné pro práci

Pro získání geobetonu doma je třeba připravit:

• Nádoba pro míchání roztoku s ohledem na to, že během přípravy uvolňuje určité množství tepla.
• Váhy pro přípravu požadovaných poměrů každé z ingrediencí.
• Elektrická vrtačka s míchacím nástavcem.
• Dřevěná špachtle.
• Nádoba na formování betonu, která má stejnou velikost a konfiguraci jako produkt získaný odléváním.
• Ochranné rukavice a další produkty k prevenci škodlivých účinků alkálií na kůži a sliznice.

Komponenty by měly být připraveny v co nejkratší možné době. Doporučuje se pracovat se směsí při nízké vlhkosti vzduchu. Hydroxid draselný je bezbarvý granulát, který se rozpíjí, pokud se vlhkost mírně zvýší. Vybalují se bezprostředně před přípravou směsi.

Za zmínku stojí, že složení betonu je agresivní – pokud dovolíte kontakt se sliznicemi, kůží, můžete se vážně popálit. Během práce musíte používat rukavice a brýle. Při práci s tekutým sklem byste měli být také opatrní, látka je hygroskopická a má krystalizovanou strukturu.

Technologie přípravy

Geopolymerní beton je materiál, jehož technologie byla vyvinuta s ohledem na vlastnosti každé ze složek. Výrobní proces také zajišťuje likvidaci popela a strusky. Popílek je odpad vznikající při spalování pevného paliva – do směsi lze přidat v množství 75 % složení. Environmentální pověst této látky je poněkud pochybná, ale beton s jejím použitím je pevnější a odolnější.

Míchání složek se provádí v míchačce betonu nebo speciální nádobě pomocí elektrického nářadí s nástavcem.

Komponenty jsou uspořádány v následujícím pořadí:

• Naplnění vodou.
• Zasypání struskou a popílkem v požadovaném množství.
• Důkladně promíchejte, dokud nevznikne hladká směs.
• Přidání polymerů.
• Míchejte, dokud nebude hotovo.

Nalévání do forem by mělo probíhat na suchém místě. Během míchání roztoku se vytvoří film, který v důsledku kontaktu s vodou bobtná. Aby se takové reakci zabránilo, je třeba po nalití do forem přijmout opatření k ochraně roztoku před vlhkostí.

Sčítání

Technologie výroby materiálu zvaného geopolymerní beton byla vylepšena tak, že složení vytvrdne přibližně za den. K dosažení materiálu v požadované kvalitě, zcela vytvrzeného, bude trvat týden. Pro stejný proces potřebuje běžný beton 28 dní, takže při práci s geopolymerním betonem byste měli jednat rychle.

Pokud plánujete vyrobit geopolymerní beton sami, striktním dodržováním receptu získáte materiál s následujícími výkonnostními vlastnostmi:

• Zvýšená odolnost vůči kompresi.
• Mírné smrštění.
• Z hlediska nepropustnosti lze materiál přirovnat k žule.
• Vysoká odolnost vůči kyselinám a vysokým teplotám.

Ne každý rád experimentuje, aby dosáhl ideálního poměru složek. V některých případech je snazší koupit hotovou směs pro získání geopolymerních materiálů, než ji připravit. Cena bude určena v závislosti na poměrech a objemu složek. Směs se prodává jako suchá směs bez použití tvrdidla.