Как сделать огнеупорный (жаростойкий, жаропрочный) бетон своими руками — состав
Огнеупорный бетон – жаропрочный материал, который способен на протяжении достаточно длительного времени не менять своих характеристик под воздействием огня и высоких температур. Такой бетон применяется в самых разных сферах, но всегда там, где есть риск воспламенения или необходимость обеспечить стойкость конструкции к огню, повышенной температуре.
Уровень огнестойкости материала определяется такими параметрами, как: скорость горючести, теплопередачи при переменных условиях (вентиляция, температура огня, наличие/отсутствие источников топлива в здании). Бетонные стены из обыкновенного материала способны продержаться до 4 часов. Горит бетон без выделения токсинов, жидких частиц, дыма.
В частном строительстве зданий жаропрочный бетон используется редко – лишь отдельных конструкций. Свойства такого раствора актуальны при возведении туннельных аварийных выходов, конструкций инфраструктуры, производств, специальных сооружений для спасения членов правительства и т.д.
Общие сведения: материалы и характеристики жаростойких бетонов
Жаростойкий бетон – особый вид бетонного материала, который способен долго выдерживать воздействие температуры в диапазоне +1580-1770С максимум без потери эксплуатационных и механических свойств (огнеупорный бетон, в свою очередь, выдерживает недолговременный нагрев и до температуры максимум +200С).
Бетон используют в строительстве жилых и промышленных объектов. Из огнеупорного и жаропрочного бетона делают мангалы, домашние отопительные печи, сауны, бани, дымовые трубы, камины и т.д.
Жаростойкий бетон может быть конструкционным и теплоизоляционным. По структуре бывает легким поризованным, плотным, ячеистым.
Состав плотных огнестойких растворов
Плотный тяжелый жаростойкий бетон (состав может быть разным) обычно используется в создании огнестойких конструкций, а также в виде жаростойкой футеровки в тех или иных тепловых агрегатах: на производствах химической промышленной сферы, рекуператоров доменных печей, в специальных печах обжига кирпича, в процессе строительства дымовых труб.
Вяжущие
Жаростойкие бетоны производятся в соответствии с ГОСТ 20910 90. Данный документ предполагает возможность использования различных вяжущих в приготовлении раствора.
В нейтральной/щелочной среде обычно применяют смесь на шлакопортландцементе и портландцементе. Для газовой кислой среды подойдет жидкое стекло. Для водородной, фосфорной, углеродной среды лучше выбирать глиноземистые и высокоглиноземистые цементы.
Заполнители
Огнеупорные бетоны предполагают введение в состав не только специальных вяжущих, но и правильных заполнителей, которые должны равномерно расширяться и таким образом выдерживать воздействие огня и высоких температур. Обыкновенные заполнители гарантируют стойкость при максимум +200С, дальше они становятся менее прочными и при +600С полностью деформируются.
Когда готовят огнеупорный бетон, состав предполагает в качестве заполнителей использование материала, который не будет разрушаться/размягчаться при высоких температурах, а также не станет причиной появления высоких напряжений во внутренней структуре монолита.
Технические требования
Марка огнестойкого бетона должна включать такие параметры:
Что касается плотности, то материал с показателем 1100 кг/м3 применяют в качестве теплоизоляции для ограждающих конструкций ненагруженного типа, >1400 – для возведения ограждающих несущих конструкций общественных/жилых зданий. По уровню предельной температуры бетоны могут принадлежать к одному из 18 классов: И13-И18 используют лишь для ненесущих конструкций.
Если плотность бетона составляет 1500 кг/м3, он должен обладать водонепроницаемостью в диапазоне W-W8. Морозостойкость находится на уровне F-F75. Остаточная прочность и показатель температуры деформации при воздействии механической нагрузки напрямую зависят от вида вяжущих и точной температуры нагрева.
Что касается класса прочности, то для напряженных жаростойких конструкций показатель должен быть минимум В30, без нагрузки – допускается минимум В12.5.
Основные виды тяжелого огнестойкого бетона
Состав огнеупорного бетона может быть разным, что зависит от нужных характеристик, используемых материалов и их пропорций. Тяжелых бетонов существует несколько видов, ниже рассмотрены основные из них.
Бетон на портландцементе и шлакопортландцементе
Это самый распространенный вид жаростойких бетонов, отличающийся невысокой стоимостью, отработанной технологией приготовления и использования, хорошей прочностью. Обычно такой бетон выбирают для сооружения дымовых труб, тепловых агрегатов, создания огнестойких конструкций атомных электростанций и т.д.
Класс прочности должен быть в диапазоне В15-В40. В приготовлении используют цемент М400 и выше, добавляют лишь активные минеральные вещества (топливная зола, шамот, доменный шлак и т.д.). Наиболее прочный бетон получается с включением в состав шамотной добавки тонкого помола.
На глиноземистом алюминатном цементе
Из этих веществ готовят бетоны с классом термостойкости в диапазоне И8-И18. Основным минеральным составляющим такого цемента является моноалюминат кальция, высокоглиноземистого – диалюминат кальция. Если не вводить в состав никаких дополнительных добавок, бетон выдержит максимум +1300С, если включить заполнитель из корунда и оксида алюминия, можно повысить температурный режим до +1650С и больше.
Жидкое стекло в качестве вяжущего жаростойких бетонов
До того, как приготовить жаропрочный бетон из жидкого стекла, необходимо тщательно изучить состав смеси. Применяют калиевые/натриевые составы, благодаря которым огнеупорные бетоны могут эксплуатироваться при температуре +800-1600С.
По структуре жидкое стекло может быть высокомодульным (обозначается буквой В), среднемодульным (Б) и низкомодульным (буква А).
Другие виды бетонов, стойких к огню
В производстве легких ячеистых/поризованных бетонов используются те же вяжущие, но пористые заполнители или пенообразователи, которые уменьшают вес.
Легкие поризованные бетоны
Классификация поризованных бетонов по сфере эксплуатации:
Легкие бетоны, приготовленные на базе портландцемента или глиноземистого цемента, демонстрируют высокий уровень огнестойкости. Если использовать керамзитовый щебень в качестве заполнителя, то морозостойкость вырастает до F25-100.
Ячеистые бетоны
Данный тип раствора применяется в теплоизоляции и в качестве жаростойкого материала. Часто ячеистые бетоны выбирают для частного строительства в виде заводских конструкций либо блоков.
Данный тип бетонов может выдерживать воздействие открытого огня в течение 5-7 часов без изменения структуры. При нагревании до +400С отмечается повышение прочности материала, до +1000С – разрушение структуры.
Применение
Обычно огнеупорный и жаростойкий бетон актуален для использования в возведении химических, энергетических, металлургических сооружений. Материал подходит для сооружения плавилен, доменных печей, теплоцентралей.
В быту необходимость приготовления термостойкого бетона появляется при строительстве печей, котлов отопления, каминов. Также из раствора делают выводы труб, выкладывают отопительные контура. В частном строительстве бетон готовят своими руками, используя специальные компоненты и точно следуя инструкции, соблюдая указанные пропорции.
Новые конструкции вводятся в эксплуатацию минимум после 3 суток (быстротвердеющий цемент, глиноземистый, жидкое стекло), 7 суток (портландцемент) или после набора проектной прочности монолитом. До нагрева конструкции просушивают для полного удаления свободной воды в составе. Разогревают по специальным режимам, в соответствии с технологическими инструкциями.
Производство в домашних условиях
Проще всего сделать жаростойкий бетон своими руками – купить готовую смесь и замесить раствор по инструкции (обычно находится на оборотной стороне тары). Все очень просто: сухая смесь высыпается в бетономешалку, мешается в течение 1 минуты, затворяется обычной водой или жидким стеклом.
Бетонные работы в условиях сухого и жаркого климата
В условиях жаркого, сухого климата температура воздуха может подниматься до +40С, влажность обычно не превышает 25%, наблюдаются ветры и сильная солнечная активность. Все это плохо сказывается на бетонной смеси, провоцирует быстрое испарение воды, понижение прочности.
Приготовленный по всем правилам жаростойкий или огнеупорный бетон будет демонстрировать все заявленные характеристики и позволит реализовать любой проект, гарантируя высокое качество и оптимальные свойства, надежность и долговечность конструкции.
Свойства огнеупорного бетона, его состав и приготовление
Для подготовки бетонных элементов печей, каминов, отопительных элементов, также в производственных помещениях металлургических и химических комбинатов применяют жаро- и огнеупорные цементные смеси. Они способны выдержать жесткое термическое воздействие. Свойства, которыми должен обладать огнеупорный бетон, достигаются добавлением ряда компонентов в его состав.
Что такое огнеупорный бетон?
Жаропрочный бетон — специфический вид строительного материала, способный выдерживать длительное воздействие предельно высоких температур без потери прочности и снижения основных эксплуатационных характеристик. В зависимости от состава огнеупорный бетон выдерживает нагревание от 750 до 1800 градусов, а также воздействие открытого пламени.
Основное отличие огнеупорного состава от других бетонных смесей состоит в высоком содержании тонкодисперсных и пористых компонентов. Также включении в состав просева горных пород с низким содержанием кварца. При сильном нагревании материала главной проблемой выступает его обезвоживание, растрескивание и потеря связной прочности. Глиноземные компоненты, в силу предельно малой размерности частиц, позволяют добиться присутствия влаги в бетоне в связном состоянии. Они предотвращают иссушение и препятствуют утрате пластичных и прочностных свойств.
Огнестойкость бетона, изготовленного с использованием глиноземных материалов, достигается также переходом его в керамическое состоянии при длительном воздействии открытого пламени. Перечисленные особенности материала делают его незаменимым при строительстве как промышленных, так и частных объектов.
Виды и применение
Жаростойкий бетон – это общий подкласс материалов, который внутри разделяется на массу видов по нескольким критериям. По весу и структуре выделяют:
В состав любой бетонной смеси входит вяжущий компонент, обеспечивающий целостность затвердевшей смеси, и наполнитель. По типу вяжущего элемента жаропрочный бетон можно разделить на следующие кластеры:
Сфера применения жаро- и огнеупорного бетона весьма обширна, но в первую очередь затрагивает металлургические, энергетические и химические промышленные сооружения. Здесь – в доменных печах, плавильнях и на теплоцентралях востребован огнеупорный химически-нейтральный материал, который в течение длительной эксплуатации выдерживает высокие температуры.
В быту такой бетон чаще используют в конструкции котлов отопления, печей (наряду с кирпичом) и домашних каминов. Широко применяется для вывода труб и при выкладке отопительных контуров. В случае частного строительства огнеупорный бетон возможно изготовить своими руками, однако требуются особые компоненты и точное соблюдение пропорций.
Технология изготовления
При приготовлении жароустойчивых и огнеупорных смесей нужно добиться такой внутренней структуры, при которой содержащаяся влага, не будет испаряться при длительном воздействии высокой температуры. Речь здесь идет не о воде, использованной при замешивании, а об эксплуатационной влажности бетона. Достичь необходимого эффекта позволяют тонкодисперсные материалы и спектр добавок, обеспечивающие повышение теплопроводных и теплоизоляционных свойств бетонного изделия. Первый пункт способствует задержанию влаги, второй – препятствует перегреву и термическому разрушению конструкции из-за частого перепада температур.
Добавки, обеспечивающие термическую стабильность бетона:
Все популярные наполнители объединяет одно основное свойство – все они уже подверглись жесткой термической обработке (при производстве или формировании). В силу этого они не будут испытывать ни морфологических, ни химических изменений в бетоне при воздействии высоких температур.
Для изготовления жаростойкого бетона своими руками необходимо следовать стандартному производственному циклу – подбор состава, замешивание, выкладка, сушка. К специфическим рекомендациям можно отнести только использование лопастной мешалки для полного вымешивания тонкодисперсных фракций, четкое соблюдение пропорций состава и особое внимание при сушке.
Состав и пропорции
Для приготовления своими руками огнеупорного бетона, в составе которого будут все необходимые элементы, используют готовую цементную смесь. Нужную основу можно найти под аббревиатурами АСБС (алюмосиликатный), ШБ-Б (огнеупорный шамотный кирпич), ВГБС (с повышенным содержанием глинозема) или СБК (с корундовой присадкой). Помимо перечисленных подвидов к классу огнеупорного бетона относятся изделия ССБА, ТИБ и САБТ. Огнеупорные компоненты добавляются в цемент в измельченном виде. В зависимости от назначения их дробят либо до щебнистой фракции, либо до порошкового состояния.
Для смешивания своими руками вам понадобится стандартный набор средств: вода, песок или гравий, лоток или бетономешалка, мастерок, распылитель и огнеупорная цементная смесь. Классический рецепт-соотношение частей – 3 части гравия, 2 – песка, 2 – цементной смеси. Также для большей вязкости добавляют 0,5 части гашеной извести. Воду добавляют из расчета 7,5 литров на 22 килограмма смеси, однако это количество может изменяться. Ваша цель – достижение однородного тестообразного состава.
Особенности замешивания
При работе с жаропрочным бетоном и изготовлении его своими руками внимание уделяют двум моментам:
Из-за того, что жаростойкий бетон содержит глиноземные, тонкодисперсные компоненты и шлаковые добавки, перемешивание его в обыкновенной бочковой бетономешалке может не дать нужного результата. Лучше использовать лопастную или лоток с лопатой. Сначала насыпьте в нужной пропорции песок и гравий, затем добавьте цемент и известку и понемногу приливайте воду. Когда комок смеси не будет рассыпаться или расплываться в руке – необходимая консистенция достигнута.
При сушке огнеупорного бетона необходимо уделить внимание его гидратации, то есть итоговому распределению влаги в готовом, просушенном изделии. Сушить огнеупорный бетон лучше в проветриваемом, но влажном помещении, накрыв опалубку крышкой – это замедлит процесс, но предотвратит неравномерное иссушение. Не следует подвергать еще не затвердевший раствор нагреву и, тем более, воздействию открытого пламени. Также рекомендуют периодически обрызгивать поверхность конструкции водой, чтобы добиться полностью равномерной гидратации.
Соблюдая рекомендации производителя смесей и используя полученную информацию, вы сможете своими руками изготовить огнеупорные бетонные элементы для печных, отопительных и других конструкций.
Огнеупорный бетон
Огнеупорный бетон – это отдельный вид данного стройматериала. Он разработан для сооружения конструкций, которые эксплуатируются при повышенных температурах: промышленные и бытовые печи, камины и другие объекты. От обычных бетонов материал отличают высокая прочность, увеличенная плотность, огнестойкость и жаропрочность. Для придания ему этих характеристик используют специальные компоненты. Производство материала регламентировано ГОСТ Р 52541-2006. Норматив определяет виды, их технические характеристики, порядок испытаний. С официальным текстом национального стандарта можно ознакомиться ЗДЕСЬ.
Состав огнеупорного бетона
В состав бетонного огнеупора включены особенные ингредиенты, которые придают материалу жаростойкие качества. В качестве основы используют смесь цементов, ее можно найти в продаже под такими маркировками:
В цементную смесь добавляются компоненты в дробленом виде. Наполнители измельчают либо до консистенции порошка, либо до определенных размеров. В состав раствора огнеупорного бетона могут входить такие ингредиенты:
Важно! Если вы хотите самостоятельно приготовить материал, и ищите рецепты, как сделать огнеупорный бетон своими руками, в первую очередь следует определиться какие именно технологические и эксплуатационные параметры он должен иметь, чтобы обеспечить должное качество конкретной конструкции.
Основные характеристики
Бетонные огнеупоры по своим параметрам подразделяются на несколько групп, материалы каждой из них отличаются своими техническими параметрами:
На заметку! Наполнители огнестойких бетонов рекомендуется добавлять при сооружении любых конструкций, которые регулярно или кратковременно испытывают воздействие открытого огня и/или повышенных температур. Применение в строительстве жаропрочных смесей целесообразно в тех случаях, где потенциально возможно разрушение несущих частей при возгорании, что чревато трагическим последствиям.
Особенности приготовления
Если вы хотите приготовить огнеупорный бетон своими руками, его состав можно собрать ингредиенты самостоятельно. Или приобрести готовый продукт в строительном магазине. На заводской упаковке размещают инструкцию по приготовлению, которой нужно строго придерживаться. Если компоненты приобретены по отдельности, приготовление выполняется в два этапа:
Определить готовность материала к работе можно по такому признаку. Если вы берете комок раствора в руку, и он не рассыпается и не растекается, можно приступать к строительству.
Обратите внимание! В процессе приготовления бетонного раствора следует вымешивать раствор до однородности. А после использования материала в строительстве конструкции, нужно точно выдержать режим сушки.
Практика показывает, что замес лучше делать не в бочке или бетономешалке, а в обычном строительном лотке с помощью лопаты. Во время сушки следите за распределением влажности в конструкции. Для равномерного высыхания необходим постоянный приток и отток свежего воздуха. Саму конструкцию лучше накрыть, чтобы замедлить процесс сушки и обеспечить равномерность выхода влаги. Целесообразно периодически смачивать поверхности. Нагрев или воздействие огня допустимо только после полного высыхания.
Области применения по маркам
| Марка огнеупора и форма поставки | Сфера использования |
| Сухая смесь АСБС. В марку включены несколько подвидов, такие как: П, АСБС30, Л, 70 и 80. | Тепловая энергетика и металлургические предприятия |
| Бетонная смесь с высоким содержанием глинозема ВГБС. | Ей покрывают внутренние поверхности ковшей для разлива горячих материалов и выполняют футеровку пода и стенок топок. Выдерживает температуры до +1800 градусов С. |
| Смесь с корундовым заполнителем СБК. | Применение аналогично ВГБС. |
| Бетон с высокими теплоизоляционными параметрами ТИБ. | С помощью ТИБ осуществляется футеровка тепловых установок. |
| Смесь саморастекающаяся СБС. | Для конструкций, используемых при температурах до +1500 градусов С: печи, тепловые установки. |
| Смесь с шамотным наполнителем ШБ-Б. | Для покрытия частей горелок, используемых при температурах до +1300 градусов С. |
| Сухая сметь ССБА арматурная. | Применение аналогично ВГБС и СБК. |
Металлургическая печь из огнеупорного бетона
Требования ГОСТ
Госстандарт 52541-2006 был введен в обращение в России с 2007 года. Преимущественно он направлен на методику испытаний, выполнение расчетов и составление отчетов. ГОСТ базируется на нескольких нормативах. Единственный термин, который определяет стандарт – консистенция. Для проведения испытаний рекомендуется такой инструментарий и оборудование:
Внимание! Образцы подготавливаются в определенном порядке: отбор, анализ консистенции, приготовление массы для исследований, создание формы, определение плотности образцов, высушивание, обжиг. Хранить образцы после обжигания до начала испытаний можно не более 3 суток. Если исследования проводятся над необожженными образцами, то работы выполняются сразу после сушки. Такие изделия хранить нельзя.
По результатам испытаний в обязательном порядке составляется протокол, в котором должны быть отражены такая информация:
Посмотреть испытания огнеупорного бетона можно на этом видео:
Резюмируем
В интернете можно найти множество рецептов приготовления огнеупорного бетона, как сделать его своими руками. Но при самостоятельных работах у мастера не будет гарантий, что материал соответствует необходимым для объекта параметрам. Лучше купить сертифицированные растворы у производителя. Материалы заводского приготовления будет иметь более высокую цену, но они имеют гарантии и рекомендации по хранению и использованию. Чаще их указывают на упаковке. Правильно выдержав технологии, пользователь получит бетон с нужными техническими параметрами.
Жаростойкий бетон: характеристики, применение
Жаростойкий бетон представляет собой специальный вид материалов, которые под воздействием высоких температур (до 1800°С) способны сохранять в установленных границах собственные физико-механические характеристики. Жаростойкие смеси с успехом применяются во всех сферах промышленного строительства, ни в чем не уступая мелкоштучным огнеупорным материалам.
Так, например, жаростойкие бетоны ГОСТ 20910–90, в сравнении с обычными огнеупорными материалами, не нуждаются в специальном предварительном обжиге. Термообработку (обжиг), жароупорный бетон, проходит при первом нагреве готовой конструкции, в момент пуска теплового агрегата.
Общие сведения, материалы и характеристики жаростойких бетонов
По функциональному назначению жаростойкие изделия делятся на теплоизоляционные и конструкционные, а по своей структуре на следующие виды жаростойкого бетона:
Состав плотных огнестойких растворов
Плотные тяжелые жаростойкие бетоны применяются для изготовления огнестойких строительных конструкций, и в качестве жаростойкой футеровки в тепловых агрегатах: рекуператоров доменных печей, на предприятиях химической промышленности, в печах для обжига строительного кирпича, при строительстве дымовых труб и др. Применение тяжелых термостойких растворов позволяет значительно сократить сроки ремонта и строительства тепловых агрегатов, и при этом снизить себестоимость и трудоемкость процессов.
Вяжущие
Согласно ГОСТ 20910 90 — жаростойкие бетоны, с учетом требований документа и условий эксплуатации конструкций, могут изготавливаться на следующих видах вяжущих:
В щелочной и нейтральной среде рекомендуется применять бетон на шлакопортландцементе и портландцементе; в кислой газовой среде — смеси на жидком стекле; углеродная, фосфорная и водородная среда требует применения растворов на глиноземистых и высокоглиноземистых цементах.
Для совершенствования структуры цементного состава и повышения прочности конструкций, в вяжущее добавляют минеральные компоненты (бой магнезитового или шамотного кирпича, андезит, доменный гранулированный шлак, лессовидный суглинок, золу-унос и др.), обладающие необходимыми показателями огнеупорности.
Заполнители
При нагревании железобетонных конструкций, деструктивные процессы протекают не только в цементных вяжущих, но и в применяемых заполнителях. Возникновение этих реакций объясняется неравномерным тепловым расширением минеральных заполнителей. Поэтому, нужно внимательно подходить к вопросу выбора заполнителей для конкретной марки жаростойкого бетона.
Обычные заполнители можно использовать при температуре не более 200°С. При повышении температуры более этого минимума, наблюдается снижение прочностных характеристик. А при температуре 600°С и выше, обычные заполнители распадаются.
Заполнители для жаростойких бетонов не должны размягчаться или разрушаться при продолжительном влиянии повышенных температур, и не должны служить источником высоких внутренних напряжений в структуре конструкций вследствие нагревания.
Применение того или иного вида заполнителей зависит от установленного температурного режима их эксплуатации:
Технические требования к жаростойким растворам
Технологические требования к основным видам термостойких смесей, используемых в строительстве, и приготовленных на основе алюминатных (глиноземистых) цементов, шлакопортландцементе или портландцементе, жидком стекле, выглядят следующим образом:
Подсказки: например: обозначение жаростойкого бетона на портландцементе класса прочности В20 с допустимой температурой использования 1200°С будет выглядеть так — BR Р В20 И12.
Основные виды тяжелого огнестойкого бетона
Как уже говорилось, что в зависимости от материалов и назначения жаростойких конструкций, применяются различные виды огнестойких бетонов. Для примера рассмотрим несколько основных, наиболее распространенных видов огнеупорных материалов.
Термостойкий бетон на портландцементе и шлакопортландцементе
Бетонные растворы на шлакопорландцементе и портландцементе — самый первый и наиболее распространенный класс жаростойких бетонов. Сравнительно низкая цена, отработанные технологии производства строительных и промышленных конструкций термического назначения, достаточно высокие прочностные характеристики, позволяют им с успехом конкурировать с другими аналогичными материалами.
Термостойкие бетоны данного типа применяют для строительства тепловых агрегатов, дымовых труб, возведения огнестойких конструкций АЭС, и других сооружений с высокими температурными показателями.
Плотные жаростойкие смеси на шлакопортландцементе и портландцементе должны соответствовать классам прочности В15–В40.
Бетоны на основе портландцемента (марка цемента 400 и выше) изготавливают только с активными минеральными добавками (доменный шлак, шамот, топливная зола и др.). Самые высокие прочностные показатели удается получить при введении в состав бетонных растворов шамотной тонкомолотой добавки.
Шлакопортландцемент уже имеет в своем составе добавку доменного металлургического шлака, и может благополучно использоваться для приготовления бетонов, работающих при температурах, не превышающих 700°С.
Бетон на глиноземистом (алюминатном) цементе
На алюминатных, высокоглиноземистых и глиноземистых цементах, приготавливают бетоны высоких классов термостойкости (И8–И18). Высокая огнестойкость алюминатных цементов объясняется их минералогическим составом.
Главным минеральным компонентом глиноземистого цемента выступает моноалюминат кальция (СаО·Аl2O3). Высокоглиноземистых цементов — диалюминат кальция (СаО·2Аl2O3).
Жаростойкие бетонные конструкции на алюминатных цементах без специальных добавок способны выдерживать температуры до 1300°С, а при добавлении заполнителей из оксида алюминия и корунда, температурный режим повышается до 1600°С и более.
Основные характеристики изделий, приготовленных на глиноземистых цементах:
Огнестойкие конструкции, приготовленные с применением глиноземистых цементов, могут подвергаться воздействию высоких температур уже по истечению суток после изготовления. Оптимальные составы термостойких бетонов на алюминатных цементах приведены ниже в таблице (см. фото).
Жидкое стекло в качестве вяжущего жаростойких бетонов
Для производства огнеупорных бетонов с максимальной температурой использования 800°С–1600°С применяются натриевые или калиевые составы (жидкое стекло). Калиевое жидкое стекло изготавливают плотностью 1,4–1,56 кг/см3, натриевое жидкое стекло плотностью 1,36–1,45 кг/см3.
Жидкое стекло, в зависимости от своей структуры, разделяется на:
В состав бетонных смесей на жидком стекле, кроме отвердителей могут включаться: тонкомолотые добавки, пластификаторы, заполнители, регуляторы процесса твердения. А так же — прочие компоненты, улучшающие удобоукладываемость бетонного раствора, и повышающие конечные эксплуатационные свойства готовых конструкций.
Примерный расход вяжущего на 1м3 бетонной смеси составляет 250–400 кг/м3. Объем отвердителя зависит от объема жидкого стекла, и в среднем составляет 0,1–0,2 частей от массы вяжущего. Расход заполнителей — 0,12–0,3 частей от расхода жидкого стекла.
Бетонные растворы на жидком стекле обычно готовят по месту применения, так как время заливки смеси в конструкцию не должно превышать 30 мин. Процесс укладки бетона в естественных условиях должен проходить при температуре воздуха не менее 15°С, и влажности не более 70%.
Легкие поризованные и ячеистые жаростойкие бетоны
Для производства поризованных и ячеистых легких бетонов могут использоваться те же вяжущие, что для изготовления тяжелых бетонов (в основном — портландцемент и глиноземистый цементы). При употреблении пористых специальных заполнителей получаются легкие жаростойкие бетоны, а при введении в состав бетонных смесей газообразователей или специальной пены — ячеистые бетоны.
Легкие поризованные бетоны
В качестве заполнителей для таких бетонов применяют пористые материалы, устойчивые к воздействию повышенных температур (700°С—1000°С):
Для легких бетонов, с учетом средней плотности материала, устанавливают марки: D300…D1800.
По способу применения легкие поризованные бетоны подразделяются на следующие классы:
Легкие бетоны на глиноземистом цементе и портландцементе обладают высокой огнестойкостью, а при использовании в качестве заполнителя керамзитового щебня — значительно возрастает морозостойкость материала (F25–100).
Ячеистые бетоны
В масштабном строительстве ячеистые легкие бетоны применяют в основном для теплоизоляции (ввиду низкой теплопроводности) и как жаростойкие материалы. Их огнестойкость значительно выше данного показателя у обычных составов.
Ячеистые бетоны широко распространены в индивидуальном строительстве где применяются в качестве блоков (автоклавной и неавтоклавной обработки), и в качестве элементов бетонных конструкций заводского изготовления.
По своему назначению ячеистые легкие бетоны делятся на четыре категории:
Ячеистые бетоны (газобетоны, пенобетоны) в течении 3–7 часов способны выдерживать влияние открытого огня без видимых разрушений конструкций. При нагревании обычных изделий из газобетона до температуры 400°С наблюдается увеличение прочности материала, а вот при повышении температуры до 1000°С, наблюдалось полное разрушение структуры ячеистых бетонов.
При необходимости, предел огнестойкости ячеистых бетонных конструкций можно увеличить за счет применения следующих вяжущих:
Применение термостойких бетонов
Жаростойкие бетоны применяются в основном в промышленном строительстве для возведения специальных огнестойких конструкций. Для сооружения конструкций из жаропрочного бетона применяются сборные изделия, произведенные на специализированных предприятиях, либо бетонные жаростойкие смеси изготовленные по месту применения огнеупорных конструкций.
Ввод в эксплуатацию новых бетонных конструкций происходит после достижения жаростойким бетоном проектной прочности — но не ранее 3 суток для изделий на быстротвердеющем цементе, жидком стекле, глиноземистом цементе; и не менее 7 суток для изделий на портландцементе.
Перед нагревом конструкций котлов и агрегатов из жаростойкого бетона, затвердевшие смеси просушивают с целью удаления из их состава свободной воды. А последующий разогрев, в зависимости от вида вяжущих, проводят по специальным режимам, предусмотренным технологической инструкцией для каждого агрегата.
Производство огнестойких бетонов в домашних условиях
В индивидуальном строительстве жаропрочный бетон применяется при сооружении печей, каминов, дымовых труб и других конструкций, подвергающихся постоянно или временно воздействию высоких температур.
Поэтому, выбрав одну из перечисленных выше конструкций для обустройства своего жилища, можно столкнуться с таким вопросом: как приготовить жаростойкий бетон своими руками. Первый и самый простой способ изготовления огнестойких растворов — это использование готовых сухих, устойчивых к высоким температурам смесей, которые свободно можно приобрести в строительных магазинах любого города.
Инструкция по приготовлению таких бетонов обычно расположена на упаковке приобретенного вами продукта. А сам принцип заключается в следующем: готовую сухую смесь высыпаем в бетоносмеситель и перемешиваем (1 мин). Затем, в зависимости от состава будущей смеси, затворяем раствор разбавленным жидким стеклом или обычной водой.
Приготовление жаростойких бетонов из отдельных компонентов тоже не представляет особой сложности, и сводится к следующим операциям:
Подсказки: при изготовлении бетонного жаростойкого раствора на жидком стекле, рекомендуется вначале проводить замес тонкомолотой добавки и отвердителя.
Производство бетонных работ в условиях сухого и жаркого климата
Бетонирование в условиях жаркого климата характеризуется температурой воздуха 35–40°С и относительной влажностью 10–25%, частыми ветрами и высокой солнечной активностью.
При производстве бетонных работ в таких условиях, все эти факторы негативно влияют на состояние бетонной смеси и приводят к обезвоживанию (осушению) бетона, что замедляет процесс гидратации цемента. Прочность бетона в этом случае снижается до 50% в сравнении с бетонными смесями, твердеющими в стандартных температурных условиях.
Заливка бетона в жару ухудшает капиллярную структуру твердеющей бетонной смеси, что значительно влияет на качество изделия, а впоследствии и на долговечность готовых бетонных конструкций. Резкое обезвоживание бетонных растворов приводит к образованию усадочных трещин, а в период эксплуатации — к шелушению бетонных поверхностей.
Для качественной укладки бетонных смесей в жаркую погоду (см. видео в этой статье), необходимо применять технологические меры по сохранению необходимой консистенции бетонного раствора — вплоть до укладки его в опалубку.
Бетоны жаростойкие, приготовленные согласно стандартным технологическим требованиям и установленным нормам, обеспечат вашему жилищу надежную пожарную безопасность и долголетие.
