Geopolymer, hoặc như nó còn được gọi là, bê tông composit tự nhiên là vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường mới nhất. Tiền tố “Geo”, nói rằng trong sản xuất của nó chỉ sử dụng các thành phần tự nhiên. Vào năm 1978, Joseph Davidovec giới thiệu khái niệm geopolymer tại Louisiana University of Technology, và một vài thập kỷ sau đó, một nhóm các nhà khoa học dưới sự lãnh đạo của Giáo sư Erez Elloche đã phát triển và nghiên cứu thành phần của hỗn hợp bê tông sáng tạo này.
Thành phần và tính chất
Thành phần của bê tông geopolymer chỉ bao gồm các thành phần tự nhiên, như thủy tinh lỏng, tro bay, cái gọi là “fly ash”, xỉ và các thành phần khác được sử dụng để liên kết và cố định hỗn hợp. Nó được thực hiện bằng cách trộn các thành phần này với tỷ lệ được xác định rõ, ở nhiệt độ rất thấp. Do các quá trình hóa học xảy ra trong hỗn hợp như vậy, tạo ra đá nguyên khối, có các tính chât nó là vượt trội hơn nhiều lần so với xi măng Portland thông thường.
Theo nghiên cứu, geopolymer rất có khả năng chống ăn mòn, và cũng phát ra các loại khí khác nhau góp phần vào “hiệu ứng nhà kính” ít hơn 90% so với bê tông tiêu chuẩn. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cũng cho thấyvật liệu này có khả năng chống cháy lớn – có thể chịu được tới 1.316 °C, cũng như có cường độ chịu kéo và nén.
Ngoài ra, nó rất có khả năng chống lại các tác động của môi trường ăn mòn khác nhau, bao gồm các tác động của axit. Không giống như bê tông thông thường, ví dụ, đối với tác phẩm điêu khắc, geopolymer có độ thẩm thấu rất thấp, tương đương với độ thấm của đá granite tự nhiên và độ co ngót ít hơn nhiều.
Ngoài độ thẩm thấu thấp và độ bền cao, sức đề kháng tuyệt vời với tác dụng của nhiệt độ và axit, co ngót không lớn, geopolymer có khả năng đông cứng nhanh và chống lại các chu kỳ tan bang-đóng băng lặp đi lặp lại. Ngoài ra, không giống như bê tông thông thường, nó có khối lượng thấp hơn đáng kể.
Các nhà khoa học ở các quốc gia khác nhau tiếp tục cải thiện và hoàn thiện các tính chất để nó có thể được sử dụng trong cả xây dựng dân dụng và giao thông. Sản xuất geopolymer phát triển ở Nga. Khi kết hợp bê tông và gỗ thân thiện với môi trường, vật liệu này khá rẻ.
Đối với sản xuất, sử dụng gỗ băm, sau đó được ngâm trong nước và xử lý bằng ozonizer. Sau khi xử lý tương tự, khối lượng gỗ tạo ra được cho vào trong máy trộn bê tông và kết hợp với các thành phần kết dính của hỗn hợp. Sau khi trộn, hỗn hợp được đổ vào không gian giữa ván khuôn, và chính ván khuôn này đồng thời cũng là các điện cực.
Kích thước của nó là mét x mét. Từ một nguồn năng lượng tự trị thông qua một bộ chuyển đổi, trong một giờ, hỗn hợp này phải chịu dòng điện qua các ván khuôn-điện cực. Sau khi làm đông cứng mảnh đã xử lý, ván khuôn được loại bỏ và tiếp tục được xếp lại.
Chuẩn bị
Sau khi biết những tính chất độc đáo, nhiều người trong số những người tự học xây dựng cố gắng tìm kiếm thông tin về cách làm bê tông geopolymer bằng chính bàn tay của mình và từ những vật liệu sẵn có. Quả thực điều này là có thể. Thực tế là ở chỗ cần có kiến thức tốt về tính chất lý hóa và những đặc điểm của các thành phần, cũng như khả năng thử nghiệm, vì không có công thức chính xác và tỷ lệ các thành phần tạo nên bê tông loại geopolymeric.
Nói đúng hơ, các nhà khoa học và nhà sản xuất có công thức, nhưng không ai lại vội vàng chia sẻ nó và công nghệ sản xuất bê tông tổng hợp với người khác. Điều này có nghĩa là để có thể nhận được kết quả tốt thì chỉ bằng phương pháp “làm thử và sai lầm”.
Nếu bạn vẫn muốn thử nghiệm, thì hãy nhớ rằng các thành phần kết dính thường sử dụng nhựa hòa tan trong nước hoặc PVA, một sự nhất quán đặc biệt. Rượu polyvinyl chứa trong PVA này đóng vai trò như chất nhũ hóa cho hỗn hợp.
Để hỗn hợp bê tông bạn tạo ra có chất lượng cao, polyme hoặc bất kỳ chất phụ gia hữu cơ nào khác nên chiếm khoảng 20% tổng khối lượng xi măng. Khối lượng chất lượng tốt nhất thu được bằng cách đưa vào thành phần nhựa polyamide hoặc epoxy hòa tan trong nước, tiếp theo là việc bổ sung chất làm cứng polyethylene-polyamine.
Các dung dịch bê tông geopolymer được chuẩn bị tương tự như hỗn hợp xi măng tiêu chuẩn. Nước được đổ vào máy trộn bê tông với một lượng xi măng nhỏ đặc biệt dùng cho bê tông polyme. Sau khi xi măng, tro bay và xỉ được đưa vào hỗn hợp trong các tỷ lệ bằng nhau. Tất cả được trộn kỹ, sau đó cho them các thành phần polymer vào, và toàn bộ hỗn hợp được khuấy cho đến khi sẵn sàng.
Bê tông geopolymer
Hỗn hợp bê tông, thu được bằng cách tạo ta và làm đông cứng các thành phần của nguồn gốc tự nhiên, được gọi là bê tông composit hoặc geopolymer. Bê tông geopolymer trong thời cổ đại được sử dụng để dựng lên các vật thể (kim tự tháp Ai Cập, tác phẩm điêu khắc cổ ở St. Petersburg, mộ đá và nhiều tác phẩm khác) đã tồn tại cho đến ngày nay.
Là chuyên gia trong lĩnh vực sản xuất bê tông, chúng tôi sẽ cho bạn biết thêm về các tính năng đặc biệt, thành phần và phạm vi áp dụng của hỗn hợp bê tông này.
Các tính năng đặc biệt của bê tông geopolymer:
- độ bền;
- đặc tính công nghệ cao;
- khối lượng riêng nhỏ;
- không bị ăn mòn;
- không tạo thành vết nứt trên bề mặt;
- độ dẫn nhiệt thấp;
- chỉ riêu mật độ cao bằng granit;
- vật liệu có tính chất chịu lửa;
- độ đàn hồi;
- cường độ nén và độ bền kéo;
- vật liệu không dễ bị tác động của hóa chất;
- dễ dàng chịu được thay đổi nhiệt độ;
- giá cả phải chăng.
Nếu giữ đúng tỷ lệ nghiêm ngặt, bạn có thể nhận được một khối đá có độ bền cao. Nghiên cứu cải tiến tính chất của hỗn hợp bê tông này vẫn đang tiếp tục. Các nhà khoa học trên thế giới đang cố gắng tìm ra công thức tối ưu cho bê tông composit.
Thành phần của hỗn hợp geopolymer
- nước;
- thủy tinh lỏng;
- kali hydroxit;
- xỉ;
- tro.
Thành phần polymer cho liên kết và gia cố
Bê tông geopolymer không được sử dụng rộng rãi như các hỗn hợp khác. Nhưng chúng ta có thể nói với sự tự tin rằng đây là vật liệu xây dựng của tương lai. Do chi phí thấp của nó, cũng như hiệu suất cao, hỗn hợp là khá thiết thực và theo yêu cầu. Hơn nữa, để sản xuất vật liệu xây dựng người ta sử dụng và xử lý chất thải.
Mác Độ kháng giá Độ không thấm nước Giá m3 (Rúp)
м100 – B7,5 F 75-100 W 2-4 2 340
м150 – B10 F 75-100 W 2-4 2 400
м150 – B 12.5 F 75-150 W 2-4 2 450
м200 – B 15 F 75-150 W 2-6 2 600
M250 – B 20 F 100-200 W 2-6 2 720
м300 – B 22.5 F 100-200 W 4-8 2 950
M350 – B 25 F 100-300 W 4-10 3 050
м400 – B 30 F 100-300 W 6-12 3 200
М450 – В 35 F 100-300 W 4-12 3 300
M500 – B 40 F 100-300 W 4-12 3 420
