Гуру красокСтроительные смесиЦемент и бетон

Огнеупорный (жаростойкий) бетон – особенности, свойства и технические характеристики

Жаростойкий бетон – это высококачественный стройматериал, который длительное время не подвергается растрескиванию и крошению под влиянием огня и повышенных температур.

Обычные бетонные стены выдерживают воздействие пламенем совсем недолго, тогда как уровень огнестойкости данного материала на порядок выше. Жаропрочный бетон, как правило, не используется для масштабного строительства, зато из него делают отдельные элементы зданий и конструкций.

Изделия из жаропрочного бетона

к содержанию ↑

Состав огнеупорного бетона

Конкретный состав материала может меняться в зависимости от его назначения. К примеру, термостойкие смеси для сооружения дымоходов могут быть не схожи по составу с растворами для предприятий химической индустрии.

Важно! Жаростойкий бетон производится согласно ГОСТу 20910-90 и содержит вяжущее, наполнитель и целевые добавки.

Компоненты жаропрочного бетона

к содержанию ↑

Вяжущие вещества

Для производства огнестойкого бетона чаще всего используют портландцемент – самое популярное вяжущее вещество, которое не вызывает значительного удорожания смеси, характеризуется прочностью, надежностью, имеет годами отработанную технологию применения.

Огнеупорный бетон на основе цемента марки М400 и выше подходит для устройства дымовых труб, тепловых агрегатов. Класс его прочности соответствует В15-В40, а в состав обязательно включаются мелкозернистый наполнитель (тонкомолотая добавка) и активная минеральная составляющая – шамотная глина, доменный шлак.

Шамотная глина КБС 20 кг
Шамотная глина КБС 20 кг

Прочие разновидности вяжущих веществ для жаропрочного бетона:

  1. Шлакопортландцемент. Кроме портландцемента включает небольшое количество доменного шлака. Используется для приготовления бетонов, которые выдерживают максимальную температуру до +700 градусов.
  2. Жидкое стекло (натриевые или калиевые составы). Готовый огнеупорный бетон с таким вяжущим может эксплуатироваться при температурах в пределах +800…+1600 градусов, а также в нагревающейся газовой среде. По структуре жидкое стекло бывает высокомодульным, среднемодульным, низкомодульным. Оно долго отверждается, поэтому в бетонный раствор дополнительно вводят ускорители реакции: кремниефторид натрия, фторсиликат щелочных металлов, феррохром, ферромарганец, нефелиновый шлам.
  3. Глиноземистый или высокоглиноземистый цемент. Применяется в качестве вяжущего, если жаростойкий бетон будет эксплуатироваться в водородной, углеродной, фосфорной среде при температурах до +1300 градусов. Основной минеральной составляющей данного типа бетона должен выступать моно- или диалюминат кальция. При дополнительном введении корунда, оксида алюминия термостойкость бетона возрастет до +1650 градусов. Конструкции на основе глиноземистого цемента отличаются минимальной усадкой, малым линейным расширением при нагреве, большой прочностью, стабильностью при температурных перепадах. Для еще большего упрочнения их структуры в состав дополнительно вводят андезит, шамотную крошку, доменный шлак.

Глиноземистый цемент

Повысить жаростойкость бетона можно путем замены части вяжущего вещества на силикатные или фосфатные составы. Готовый раствор будет лучше схватываться с основанием, быстрее затвердевать и обретать окончательную прочность. Кроме того, он лучше подходит для применения в условиях кислотной среды.

к содержанию ↑

Заполнители

Большую роль в обретении стойкости к действию высоких температур при изготовлении бетона играют наполнители.

Важно! Они должны быть правильно подобраны: равномерно расширяться при повышении и снижении температур, выдерживать действие огня. Обычные наполнители переносят нагрев максимум до +200 градусов, а уже при +600 полностью разрушаются.

Шлак гранулированный доменный
Шлак гранулированный доменный

Для жаростойкого раствора подходят лишь специальные заполнители, которые не размягчаются под действием высоких температур и не вызывают излишнего напряжения в монолите. Таковыми могут быть:

  • базальт, андезит, диабаз (выдерживают до +600…+800 градусов);
  • кирпичный бой, керамзит, перлит, шлаковая пемза, доменный шлак в гранулах (не портятся при температурах до +1200…+1700 градусов).

В качестве наполнителей можно использовать шамотный кирпич, корунд, обожженный каолин, хромит, хромомагнезиты, алюмосиликаты.

к содержанию ↑

Основные характеристики материала

Самый важный параметр, который стоит уточнить при покупке готовой смеси, — жаропрочность. В зависимости от точного состава она может составить +700…+1800 градусов и выше, причем нагрев не должен вызывать потерю механических и эксплуатационных свойств. По достижении предельной температуры даже жаростойкий бетон начнет сохнуть, трескаться и разрушаться.

Характеристики жаропрочных бетонов

Прочие технические характеристики материала:

  • прочность на сжатие и растяжение – от В15 до В40;
  • плотность – до 1100 кг/м³ (раствор применяется для теплоизоляции конструкций без высокой нагрузки), до 1400 кг/м³ (состав подходит для ограждающих и несущих конструкций жилых зданий), около 1500 кг/м³ (бетон пригоден для любых конструкций);
  • уровень предельных температур нагрева – от М13 до И18;
  • водонепроницаемость – до W8;
  • морозостойкость – до F75.
к содержанию ↑

Классификация бетонов

В зависимости от степени стойкости к нагреву все жаростойкие бетоны можно разделить на такие группы:

  1. Жароупорные. Переносят температуры до +700 градусов и не портятся от кратковременного нагрева до +1500 градусов. Обычно в их состав входят портландцемент, шлакопортландцемент.
  2. Огнеупорные. Предназначены для конструкций, служащих при температурах до +1000 градусов. Выдерживают краткосрочный нагрев до +1800 градусов. В состав вводят жидкое стекло, глиноземистые вещества.
  3. Высокоогнеупорные. Могут применяться при температурах до +1800 и более. Среди составляющих присутствуют крошка шамотного кирпича, диатомовый бой и т.д.

Виды жаропрочных бетонов

Существует классификация бетонов по их структуре:

  1. Легкие поризованные (марки D300-D1800). Наполнители в таких материалах: пористое сырье типа перлита, керамзита, вулканического туфа. Еще в состав могут вводиться пенообразователи, уменьшающие массу монолита.
  2. Ячеистые. Обычно применяются в качестве жаропрочной теплоизоляции. Реализуются в форме блоков или готовых конструкций.
  3. Плотные. Представляют собой разновидность тяжелых бетонов с повышенной жаростойкостью.

Ячеистый огнеупорный бетон

По предназначению материал может быть конструкционным (прочностью около М50), теплоизоляционным (прочностью в пределах М14-М25) и теплоизоляционно-конструкционным (прочность – минимум М35).

При покупке смеси стоит обратить внимание и на ее маркировку по входящим в состав компонентам:

  • ВГБС – высокое содержание глиноземных веществ;
  • ШБ-Б – бетон с шамотным боем;
  • САБТ — бутан-пропан техническая смесь;
  • СБК – состав с корундом;
  • ССБА – арматурная огнеупорная смесь;
  • АСБС – алюмосиликатный бетон.
к содержанию ↑

Сфера применения

Жаростойкий бетонный раствор весьма популярен при постройке жилых и промышленных объектов.

Основные области его использования:

  • конструкции в тепловой энергетике, металлургии, рекуператоры доменных печей, отдельные элементы печей для обжига кирпича, дымовые трубы;
  • внутренние поверхности ковшей для разлива горючих материалов;
  • футеровка печей, других тепловых агрегатов;
  • сооружения в химической промышленности;
  • мангалы, сауны, бани, камины;
  • выводы труб, отопительные контуры;
  • армирование бетонных плит.
Печи из огнеупорного бетона
Печи из огнеупорного бетона
к содержанию ↑

Технология приготовления

В ходе изготовления материала с жаропрочными свойствами важно, чтобы эксплуатационная влажность конструкции была неизменной даже при нагреве до определенных пределов. Добиться такого эффекта поможет введение в состав специальных добавок и тонкодисперсных наполнителей, которые будут препятствовать перегреву и термическому разрушению объекта.

Важно! Нужно заранее подготовить выбранное связующее и наполнитель, которые уже подвергались жесткой термообработке и не испытывают морфологических или химических изменений.

Производственный цикл при создании данного типа материалов будет стандартным:

  • подбор состава;
  • отмеривание компонентов;
  • замешивание;
  • выкладка;
  • сушка изделия.

Есть лишь одно отличие: стоит применять лопастную мешалку, которая лучше вымешивает тонкодисперсные фракции. При ее отсутствии используют обычную бетономешалку. Также пригодится тачка для подвоза составляющих и инструменты, емкости для отмеривания компонентов.

к содержанию ↑

Состав и пропорции

При желании можно использовать уже готовую смесь для изготовления огнеупорного бетона, в составе которой есть все нужные вещества. Найти материал можно в любом строительном магазине, обратив внимание на пометку с соответствующей аббревиатурой.

При самостоятельном замешивании жаропрочные добавки вводятся в хорошо измельченном виде. В зависимости от предназначения раствора их дробят до порошкового состояния или щебневой фракции.

Классический рецепт для смешивания раствора:

  • 3 части жаростойкого наполнителя;
  • 2 части песка;
  • 2 части цемента;
  • 0,5 части гашеной извести (для усиления вязкости смеси).

Важно! Норма воды – примерно 7,5 литра на 22 кг сухой смеси. Объем жидкости может меняться в зависимости от потребностей пользователя.

Пропорции огнеупорного состава

к содержанию ↑

Особенности замешивания

Вначале вымешивают цементную основу и наполнители, потом вводят известь, улучшающие добавки. Понемногу вливают воду. Состав вымешивают до ровной, однородной тестообразной массы. Она не должна расплываться или крошиться в руке.

Готовую конструкцию после заливки сушат в проветриваемом, но влажном помещении. Опалубку сверху обязательно накрывают крышкой, пленкой, чтобы предотвратить неравномерное испарение влаги. Строго исключают нагрев изделия или воздействие пламени, напротив, периодически сбрызгивают поверхность водой.

Замешивание огнеупорного раствора

к содержанию ↑

Производство в домашних условиях

Технология домашнего изготовления жаропрочных бетонных конструкций практически не отличается от описанной выше. При отсутствии механического приспособления для смешивания можно готовить раствор в лотке при помощи лопаты.

Все сухие компоненты в строго отмерянных пропорциях соединяют между собой, разводят водой. Заранее подготавливают формы, дно которых застилают пленкой или смазывают специальными жирными составами.

Раствор закладывают в формы лопатой или совком, хорошо его распределяют. Уплотнение производят с помощью перфоратора или отбивного молотка, погружая насадку непосредственно в толщу раствора (это поможет убрать лишний воздух).

Сбрызгивают поверхность изделия водой в течение трех суток, каждый раз прикрывая ее пленкой. Готовые блоки извлекают из формы через 25-28 дней.

При следовании технологии жаростойкий бетон прослужит не один десяток лет, не снижая своей прочности и других эксплуатационных свойств.

Добавить комментарий

Adblock
detector