Как сделать бетон без цемента

Обновлено: 14.05.2024

Достаточно соединить летучую золу, образуемую при сжигании угля, с небольшой порцией химикатов, чтобы получить прочный и экологичный бетон. К такому выводу в ходе экспериментов пришли ученые из Университета Райса (США). Свое исследование они опубликовали в Journal of the American Ceramic Society.

Основу бетонных смесей в большинстве стран составляет портландцемент — вяжущее вещество на основе силикатов. Обычно при производстве в него добавляют небольшое количество летучей золы, содержащей кремний и алюминий. Ее получают при сжигании угля на электростанциях. Как сообщает New Atlas, в некоторых случаях частицы золы собирают и направляют на переработку, но чаще всего ее отправляют на свалку. Считается, что добавление золы в цемент делает производство более экологичным, хотя угольной пыли отводится лишь 5-20% от общего состава смеси.

Группе инженеров из Университета Райса удалось увеличить этот показатель до 100%. Полученное ими вяжущее вещество не содержит цемент, но при этом позволяет создавать прочный и износоустойчивый бетон.

Ученые пытались заменить портландцемент золой и раньше, но для этого им приходилось добавлять в состав большое количество дорогостоящего активатора на основе натрия. В результате такой метод приносил экологии больше вреда, чем пользы. К тому же полученная смесь стоила дороже обычного цемента.

Для разработки оптимальной технологии производства инженеры применили метод Тагучи и машинную оптимизацию. Это позволило им рассчитать идеальный «рецепт» смеси.

В ходе экспериментов авторы исследования получили вещество, которое на 85% состоит из золы и на 10% — из наносиликата и оксида кальция. Долю активатора на основе натрия при этом свели всего к 5%.

Полученное вещество по структурным и механическим свойствам не уступает цементу, но требует меньше сложностей при производстве и его не нужно подвергать воздействию высоких температур. Эксперимент показал, что спустя семь дней после формовки бетон на основе искусственного цемента обладал той же прочностью, что и обычный бетон .

Ученые планируют оценить свойства материала спустя какое-то время, чтобы проверить его качество и прочность. Они также собираются применить похожую методику для превращения в цемент других промышленных отходов, включая доменный шлак и рисовую шелуху.

Стремление свести к минимуму выбросы CO2 и наладить более экологичные промышленные методы приводит к новым технологическим прорывам. Так, недавно в Швеции начали тестировать систему выплавки стали без эмиссии углекислого газа. В процессе производства ископаемое топливо заменяют водородом, в результате фабрики выбрасывают в атмосферу только водяной пар.

Всем вам прекрасно известно, что бетон - это самый часто применяемый строительный материал в мире. И все бы хорошо, но цемент, который используется в бетоне в качестве связующего вещества, в процессе производства довольно сильно загрязняет окружающую среду.

Имеет так называемый сильный углеродный след. Так вот ученым из Токийского университета удалось создать альтернативную версию бетона, в котором не используется цемент, а в качестве связующего вещества применяется спирт и катализатор. Вот про это необычное открытие я и хочу сегодня вам рассказать.

Образец нового бесцементного бетона, полученного путем связывания песка непосредственно через спирт и катализатор. Токийский университет

В чем вред цемента

Итак, если говорить вкратце, то бетон состоит из обыкновенного песка, гравия и цемента, выполняющего роль связующего вещества в бетоне. Так вот во время производства самого цемента на заводах происходит достаточно сильные выбросы углекислого газа в атмосферу. Так при производстве одного килограмма цемента выделяется в воздух примерно 1 кг углекислого газа. И совокупно цементные заводы по всему миру выбрасывают порядка 8% CO2 в год.

И ученые по всему миру обеспокоены этим фактом и находятся в поисках альтернативных технологий производства необходимых для человечества материалов. И японским ученым удалось найти довольно оригинальное решение.

Новая технология производства бетона с помощью спирта

Так вот в ходе многочисленных экспериментов ученые выяснили, что если смешать вместе кварцевый песок, этанол, гидроксид калия и 2,2-диметоксипропан и затем все это разогреть в медном сосуде, то по истечению определенного времени (были опробованы интервалы от 24 до 72 часов) песок склеится.

При этом в зависимости от вариации смеси и продолжительности нагрева прочность полученного бетона разнится. И в ходе огромного числа повторений было найдено такое сочетание, при котором получался относительно прочный бетонный материал.

Конечно, продемонстрированная прочность еще достаточно далека от показателей классического бетона, но ученые намерены продолжить эксперименты в данном направлении и все-таки получить способный конкурировать с классическим вариантом бетон без использования цемента.

Ну что ж, получится ли у ученых создать действительно хороший бетон без цемента покажет только время. Ну а если вам понравился материал, то оцените его и не забудьте подписаться на канал.

Найти дешевые аналоги цемента для строительства – это не проблема на современном рынке. Даже при максимальной схожести с цементом по свойствам, хорошего качества вы не дождетесь, и строительные эксперименты обречены на провал в большинстве случаев.

Но, в одном из университетов США недавно сделали настоящее прорывное открытие. В производстве бетона цемент вполне можно заменить без потери качества. Вместо него подойдет вполне обычная зола, которая характеризуется гидравлической активностью и рядом плюсов.

Полученная смесь будет очень долговечной и жаропрочной, и при этом, вы сможете существенно снизить расходы на ремонт. Еще одним плюсом является полная экологичность золы, которая еще и улучшит структуру готовой смеси.

В производстве зольного кирпича такой раствор подойдет идеально, так как зола имеет в своем составе оксид кальция, показывающий замечательные цементирующие свойства в эксплуатации.
В результате, потратив намного меньше, вы получите прочную, надежную и высококачественную смесь, которую применяют для разных строительных задач, включая кирпичную кладку. Она легко простоит в течение сотен лет без деформации и разрушения.

Такой технологией наши деды и прадеды пользовались с большим удовольствием, а потом бездушный маркетинг, нацеленный только на прибыль, отправил её в забвение.

Как приготовить зольный раствор для строительства?

Раствор на золе будет даже лучше смеси, которая создается с применением портландцемента. Приготовить его совсем не трудно, и никакие дорогие компоненты и технологии здесь не нужны.
Зольный раствор быстро затвердевает, демонстрирует отличную адгезию и сцепляемость с любыми поверхностями.

Состоит он из таких компонентов:

Шесть литров золы;
Пять литров гашеной извести в жидком виде;
850 граммов обычной соли любого размера.

Перед смешиванием, золу надо просеять, чтобы в растворе не было мусора. Аналогичным образом поступаем с солью. Затем к смеси из золы и соли необходимо добавить жидкую известь. Замес осуществляется плавно, пока не получится однородная консистенция, очень похожая на цемент.

Использовать раствор можно для монтажа тротуарной плитки, для замазывания трещин, для штукатурки, в ремонте печей и каминов. Замазать зазоры тоже можно при помощи этой простой смеси. А чтобы смесь со временем не усаживалась слишком сильно, её можно делать с высокой концентрацией мелкофракционного песка.

Бетон обыкновенный – это искусственный каменный строительный материал, получаемый в итоге формирования смеси из минерального или органического вещества, заполнителя и воды. На протяжении многих столетий бетон остается одним из важнейших строительных материалов. Однако, он не лишен ряда недостатков. В первую очередь следует вспомнить о том, что классический бетон нельзя использовать при минусовых температурах. Кроме того, материал может наносить повреждения деревянным и металлическим конструкциям при контакте с ними.

1. Что такое заменитель бетона?

Как уже можно было догадаться из вступления, заменитель бетона – это та штука, которая приходит на помощь хозяевам и позволяет нивелировать большинство недостатков классического бетона. Сразу стоит отметить: отказаться от обычного бетона в процессе строительства и использовать только заменитель – не получится. Последний является крайне специфической и очень полезной вещью, способной облегчить жизнь, а возможно и спасти строительные работы в ряде обстоятельств. Поэтому знать про заменитель полезно каждому хозяину.

Заменитель бетона – это композитный состав из двух элементов: основы и отвердителя. Когда основа и отвердитель смешиваются, готовый материал сначала значительно увеличивается в объемах, а сразу после этого начинает стремительно твердеть. И то, и другое важно учитывать при выполнении строительных работ.

Особенности материала: можно использовать при минусовой температуре до -25 С, материал имеет минимальную плотность, легок и прост в эксплуатации, очень быстро твердеет, в целом отличается высоким показателем прочности и надежности.

2. Где используется заменитель бетона?

Область применения заменителя бетона не слишком широка. Однако, он в ряде ситуаций без него не обойтись. В частном строительстве заменитель используется тогда, когда обычную бетонную смесь использовать нельзя из-за погодных условий. Важно еще раз подчеркнуть: для массивного бетонирования заменитель категорически не подходит! Используется он в первую очередь при возведении опорных конструкций, которые не будет подвергаться капитальным, серьезным нагрузкам.

Применить заменитель бетона можно для: укрепления столбов ограждений, создание горизонтальных конструкций трубопроводов, установка дорожных конструкций, установка опорных узлов (беседок, навесок, фонарей и т.п.)

3. Плюсы и минусы заменителя бетона

Как и любой другой материал, заменитель бетона имеет свои плюсы и минусы. Все это важно учитывать прежде, чем браться за смешивание композита.

Плюсы материала по сравнению с обычным бетоном: высокая скорость монтажа, отсутствие грязи, можно работать небольшой бригадой, в среднем обладает заметно большей прочностью, заливка не требует спецтехники или опалубки, легкость в использовании, защита материалов от коррозии и гниения, возможность работать на морозе до -25 С.

Минусы материала по сравнению с обычным бетоном: очень высокая цена.

А вот интересное видео с нашего канала:

В продолжение темы читайте о том, зачем в Советском Союзе клеили старые газеты на стены.

Сегодня, когда нет никаких гарантий в качестве строительного материала, все больше мастеров и хозяев вспоминают «опыт предков». Бетон для кладки является одним из древнейших изобретений человеческой цивилизации. Однако, почему-то лишь немногие задумываются над тем, что приготовить добротный раствор для кладки и штукатурки можно при желании вообще без использования магазинных ингредиентов. Во всяком случае можно совершенно точно отказаться от приобретения цемента. Его преотлично сможет заменить древесная зола.

В чем сила цемента? Сила в оксидах! Минеральные вяжущие вещества, в том числе устойчивые к воздействию воды люди открыли еще в древности. В разных уголках планеты и в разных цивилизациях в качестве цемента использовались самые разные минералы. При кажущемся отличие друг от друга, все они имели кое-что общее: содержали в своем составе оксиды кремния, алюминия или железа. При взаимодействии с водой и известью происходила кристаллизация о оксидов кальция, в результате чего получался хорошо знакомый нам бетон.

Древесная зола является одним из тех самых древних цементирующих ингредиентов. Для создания цемента и производства бетона ее использовали еще со времен Древнего Рима. Сила золы в том, что в ее составе имеется сразу три «вяжущих» оксида: оксид кальция, оксид фосфора и оксид калия. Соотношение веществ может сильно меняться в зависимости от породы дерева, которое было превращено в золу. Однако, как правило преобладают калий и кальций.

Вообще, если есть много свободного времени, то можно вообще не ходить в строительный магазин! Однако, едва ли у кого-то есть желание ползать по берегам рек с корзиной в поисках известняка. И вряд ли у кого-то на даче есть высокотемпературная печь для его обжигания и производства извести. Поэтому известь придется купить, столько чтобы из нее можно было приготовить 4-5 литров гашеной извести. Помимо этого, понадобится обычная пищевая соль – 800-850 грамм. Наконец нужна зола. Много золы – 6 литров древесной или угольной.

Готовится раствор несложно. Сначала берем сито и просеиваем над ведром всю золу от крупного мусора. Желательно сделать это несколько раз. Затем над отдельной емкостью то же самое делаем с солью. Только после этого смешиваем и основательно перемешиваем в одной емкости два сухих элемента. После этого берем приготовленную гашеную известь и добавляем ее в перемешенную золу с солью. Долго и основательно мешаем массу, пока не получим кашу необходимой консистенции. Собственно на этом приготовление раствора готово. Дальше его можно использовать как в качестве цемента для кладки, так и в качестве гидрофобного, жаростойкого отделочного материала, например, для покрытия печи или плиты.

Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать про как сделать крепкий раствор для кладки кирпича без добавок и ПВА , который не возьмет даже перфоратор.

Читайте также: