Geopolymer – syntetický kámen - návod, jak jej vyrobit

Zajímá vás, jak s pomocí lehko dostupných materiálů a snadného postupu vznikne umělý kámen tvrdší než ocel a většina používaných betonů? Tento syntetický materiál – geopolymer odolává žáru, odolává vlhkosti a odolává času. Bez potřeby cementu a dalších průmyslových příměsí.

 Podstatou je jev, zdokumentovaný nezávisle na sobě po více než 100 let od jeho uveřejnění na různých místech Evropy. Písek, když zkombinujete se správnou zásaditou látkou a dostatečným teplem, se rozpustí ve viskózní kapalinu. Tato kapalina, jakmile vychladne a vystaví se kyselině, ztuhne ve skelně kamennou hmotu. Alchymisté tomu říkali liquer silicium, tekutý křemík, kapalný kámen. Moderní chemie tomu říká vodní sklo nebo křemičitan sodný či křemičitan draselný v závislosti na použité zásadě. A ta kyselina, která spouští konečné vytvrzení v kámen, ta byla dostupná v každé kuchyni na planetě.

Zde je návod známý již od roku 1627, který můžete ověřit v domácích podmínkách.

Potřebujete:

Křemičitý písek (nebo obyčejný písek), dřevěný popel z ohniště, vodu, ocet.

Postup má 3 kroky.

1. krok je výroba roztoku křemičitanu draselného, což je vodní sklo, kapalný kámen.

Vezměte 2 až 3 hrnky dřevěného popela z jakéhokoliv tvrdého dřeva. Dub, buk, habr, jasan, javor, ovocné dřeviny. Ty produkují nejvyšší obsah uhličitanu draselného.

Rozpusťte popel ve 2 hrncích vody. Důkladně míchejte po dobu 2 minut a nechte pevné částice usednout na dno (asi 30 minut). Přefiltrujte kapalinu přes plátno nebo hustou tkaninu do čisté nádoby. Tohle je váš surový roztok louhu - roztok hydroxidu draselného, který se používá při výrobě mýdla a konzervaci potravin více než 2000 let.

Zahřejte přefiltrovanou kapalinu v nerezovém nebo smaltovaném hrnci (nikdy ne v hliníkovém, protože louh hliník napadá) na mírný var a udržujte ve varu po dobu 30 až 45 minut. Cílem je koncentrovat hydroxid draselný a snížit objem vody zhruba na polovinu. Odstavte z ohně a nechte vychladnout na pokojovou teplotu.

2. krok:

Do vychladlého roztoku louhu přidejte čistý suchý křemičitý písek. Zhruba 2 díly písku na 1 díl roztoku louhu a za stálého míchání zahřívejte směs k varu. Nechte vařit po dobu 20 až 30 minut. Louh začne rozpouštět povrchovou vrstvu oxidu křemičitého ze zrn písku a křemík přejde do roztoku jako křemičitan draselný. Směs mírně zhoustne a získá lehce jantarový nádech. Odstavte z ohně. Přeceďte kapalinu přes plátno a nechte vychladnout. Právě jste vyrobili roztok křemičitanu draselného - vodní sklo, kapalný kámen držený v suspenzi.

3. krok:

Vezměte suchý písek. Čím jemnější zrno, tím lépe a smíchejte ho s vaším roztokem vodního skla, dokud nebude každé zrnko potažené a směs bude mít konzistenci vlhkého plážového písku, který drží tvar, když ho stisknete v dlani. Poměr zhruba 3 až 4 díly písku na 1 díl vodního skla dává zpracovatelnou směs, která drží tvar při stlačení.

Kvalita písku je zásadní. Čistý křemenný písek nebo říčný písek s vysokým obsahem oxidu křemičitého produkuje výrazně pevnější matrici než písek s příměsí bahna, hlíny nebo jílu.

Vtlačte tuto směs do jakékoliv formy, kterou zvolíte (např. 25 cm x 40 cm x 5 cm). Směs pevně upěchujte, abyste eliminovali vzduchové kapsy. Jakmile je písek upěchovaný ve formě, nastříkejte nebo natřete štětcem povrch velkoryse bílým destilovaným octem, standardním 5% roztokem kyseliny octové, který najdete v každém obchodě s potravinami. Nešetřete. Namočte povrch, dokud nebude viditelně mokrý. a nechte ocet proniknout do struktury. Nechte první vrstvu schnout 30 minut, pak aplikujte druhou vrstvu, pak třetí. Při každém nanesení kyselina octová proniká hlouběji do hmoty a posunuje srážení křemičitanu dále do nitra bloku. Ocet neřeďte, aplikujte ho v několika vrstvách a nechte každou vrstvu úplně zaschnout před nanesením další, abyste dali kyselině čas dosáhnout postupně hlubších vrstev materiálu. Po zaschnutí třetí vrstvy ponechte formu v klidu 24 hodin při pokojové teplotě.

Odstraňte formu. Blok bude pevný a bude držet svůj tvar. Nechte ho dozrát na otevřeném vzduchu dalších 24 až 48 hodin pro maximální pevnost. Výsledek po 72 hodinách kompletního vytvrzení. Vyrobili jste syntetický kámen – geopolymer. Materiál vhodný na stavbu opěrné zdi na zahradě, ohraničení vyvýšených záhonů, zahradní chodníky, venkovní schody, obklady ohnišť aj.

Můžete provést i kontrolu kvality tohoto materiálu.

Porovnejte náš geopolymer s kusem běžného betonu. Zkuste jej poškrábat nožem – nůž po povrchu klouže a nezanechá rýhu na rozdíl od betonu. Udeřte do něj kladivem, nerozpadne se, neodštípne se, drží pohromadě jako monolit. Proveďte stejný test s kusem betonu. Betonový vzorek v testu dopadne hůře. Polijte na oba testované materiály trochou kyseliny sírové. Beton začne reagovat, povrch se rozpouští, materiál slábne. Náš geopolymer nereaguje, jako by se nic nedělo. Vystavte oba vzorky cyklům mrazu a tání – opakovaně je namočte, nechte zmrznout a roztát. Beton po několika cyklech začne praskat a drolit se. Náš kámen drží.

A nyní se zamysleme nad tím, co tohle všechno znamená pro dnešek. Toto není technologie z budoucnosti. Je to technologie, která byla pohřbena pro přítomnost. Průmyslem, který potřeboval, aby minulost byla zapomenuta. A moderní věda se k principu geopolymerů vrací. Ne proto, že by ho nově objevila, ale proto, že tlak na snížení uhlíkové stopy konečně překročil práh, který byrokratická a finanční moc cementářského průmyslu dokáže udržet. Římané mimochodem stavěli z betonu, který také nebyl na bázi portlandského cementu. Jejich směs sopečný popel, vápno a mořská voda, vytváří struktury, které stojí 2000 let. Panteon v Římě má největší nearmovanou betonovou kupoli na světě a stojí od roku 128 n. l. Římský beton časem sílí, protože mořská voda reaguje s minerály v sopečném popelu a vytváří stále hustší krystalickou síť. Portlandský beton časem slábne a přesto jsme si jako civilizace vybrali ten slabší materiál, protože ten silnější nedokázal nikdo prodat za 400 miliard dolarů ročně.  

Ještě pár otázek na závěr.

Pokud jeden zapomenutý recept  z roku 1627 dokáže vyrobit materiál tvrdší než ocel a pevnější než standardní beton, kolik dalších takových receptů jsme ztratili? Kolik znalostí leží pohřbeno ne v zemi, ale v normách, předpisech a vynechaných kapitolách učebnic? A kolik z nich by mohlo změnit svět, kdyby se k nim někdo vrátil se současnými nástroji a metodami?

Lada

🍀  Lidové shromáždění živých lidí Bohemia:  https://www.novabohemia.cz/

🍀  Email:  bohemia@novabohemia.cz

🍀  YouTube:  https://www.youtube.com/@bohemia1418

🍀  UNC:  https://www.unitednewschannel.net/