Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Железобетонные конструкции кажутся нам надежными преградами огню, но обычные бетонные смеси, используемые при их создании, часто не выдерживают резкого нагрева до высокой температуры, становятся хрупкими, начинают быстро разрушаться. Поэтому при возведении ряда объектов, для защиты оборудования необходим жаропрочный бетон.

Содержание

Классификация

Жаростойкий бетон решил проблему пониженных прочностных характеристик традиционного цемента, разрушающегося при повышенной температуре. Известны различные разновидности огнеупорного состава, включающие специальные модификаторы, повышающие температурную стойкость массива более 1800 °С.

Жаропрочный композит классифицируются согласно различным критериям:

  • структуре, определяющей температурный режим эксплуатации;
  • области применения, согласно которой определяется назначение материала;
  • разновидности компонентов, применяемых в качестве наполнителя;
  • применяемым вяжущим веществам.

Огнеупорный бетон для печей, а также других объектов, работающих при повышенной температуре, делится на следующие виды:

  • Жаростойкие, устойчивые к постоянному воздействию температуры до 800 °С, но воспринимающие кратковременное увеличение температуры до 1,5 тыс. °С.
  • Жаропрочные, сохраняющие целостность при постоянном нагреве до 1 тыс.°С с повышением порога терморежима до 1, 8 тыс.°С.

    В особенности для печей, каминов, дымоходов невозможно представить возведение без жаростойкого бетона

  • Огнеупорные композиты, эксплуатирующиеся в экстремальных условиях при температуре выше 1, 8 тыс.°С.

В зависимости от назначения огнеупоры делятся на следующие типы:

  • конструкционные материалы, подвергающиеся нагреву одновременно с восприятием значительных нагрузок;
  • теплоизоляционные композиты, используемые для обеспечения надежной тепловой изоляции нагревающихся конструкций и сооружений.

Определяет высокие эксплуатационные характеристики, которые имеют огнеупорный бетон состав. Рассмотрим, какие компоненты используются при изготовлении огнеупоров.

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:

  • плотные;
  • легкие поризованные;
  • ячеистые.

Состав плотных огнестойких растворов

Материалы для термостойких смесей

Материалы для термостойких смесей

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

Вяжущие для термобетонов

Вяжущие для термобетонов

Согласно ГОСТ 20910 90 — жаростойкие бетоны, с учетом требований документа и условий эксплуатации конструкций, могут изготавливаться на следующих видах вяжущих:

  • Портландцемент с присутствием тонкомолотой добавки (микронаполнителя).
  • Шлакопортландцемент с микронапонителями.
  • Глиноземистый и высокоглиноземистый цемент.
  • На жидком стекле.

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.

Бетон жаростойкий состав

Бетон жаростойкий состав

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

Огнестойкие заполнители

Огнестойкие 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:

  • При температурном режиме от 600°С до 800°С, в роли заполнителей могут использоваться горные породы (базальт, андезит, диабаз), доменные гранулированные шлаки, пористые заполнители из вулканических горных пород, кирпичный бой, пористые искусственные заполнители (керамзит, вермикулит, вспученный перлит, шлаковая пемза и др.).
  • Для эксплуатации бетонных конструкций в пределах 1200°С–1700°С, цементные жаростойкие растворы изготавливают с добавлением дробленных огнеупорных материалов (магнезит, шамотный кирпич, хромит, обожженный каолин, корунд).
  • Кроме того, применяются специальные заполнители, изготовленные путем высокотемпературного обжига смеси магнезита и огнеупорной глины — алюмосиликаты магния, характеризующиеся низкой температурной деформацией, высокой огнеупорностью в широком интервале температур.

Технические требования к жаростойким растворам

Огнестойкий бетон

Огнестойкий бетон

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:

  • Марка бетона (согласно гост жаростойкие бетоны), должна включать следующие основные характеристики: тип бетона (BR — жаростойкий); тип вяжущих (Р — на портландцементе, А — алюминатный (глиноземистый) цемент, S — на силикатных вяжущих).
  • Класс бетонов по прочности на растяжение–сжатие (Bl В40).
  • Допустимая температура использования материала (ИЗ И18).

Подсказки: например: обозначение жаростойкого бетона на портландцементе класса прочности В20 с допустимой температурой использования 1200°С будет выглядеть так — BR Р В20 И12.

  • Изделия со средней плотностью 1100 кг/м3 и ниже, применяются как теплоизоляционный материал для ненагруженных ограждающих конструкций.
  • Изделия, плотностью >1400 кг/м3, используются для строительства несущих ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
  • По предельной температуре использования бетоны делятся на 18 классов. Жаростойкие классы И13–И18 рекомендовано применять только для ненесущих конструкций.

Бетоны жаростойкие: классы, допустимая температура использования

Бетоны жаростойкие: классы, допустимая температура использования

  • Для бетонов, средняя плотность которых составляет 1500 кг/м3, и определенных для изготовления бетонных конструкций, установлены следующие стандарты водонепроницаемости: W8, W6, W4 и W
  • Бетонные изделия этих же марок должны обладать следующей морозостойкостью: F75, F50, F35, F25 и F
  • Наравне с вышеперечисленными параметрами материалы классифицируются по остаточной прочности и температуре деформации под механической нагрузкой. Эти показатели зависят от температуры нагрева и вида вяжущих в составе материала.
  • Для термостойких изделий предусмотрены следующие классы по прочности: B1–B Для предварительно напряженных жаростойких конструкций, применяемых в условиях действия высоких температур, класс прочности на растяжение–сжатие должен быть B30 и выше. Для конструкций без нагрузки — более B12,5.

Обзор видов

Огнестойкий бетон – особый материал, который не боится негативного воздействия повышенных температур. В свою очередь, подобный бетон делится на группы, определяемые посредством создания определенных классификаций.

По весу и структуре

Если рассматривать деление огнестойкого бетона по весу и структуре, то в этой категории можно выделить несколько типов материалов.

  • Тяжелый бетон. Его используют для возведения фундаментных конструкций.
  • Легкий. Часто используется для формирования перекрытий, укладки труб и возведения других объектов, имеющих весовые ограничения по эксплуатации.
  • Пористый. Материал также называют ячеистым. Выступает в качестве теплоизолятора.

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

По типу вяжущего элемента

Вне зависимости от категории, состав любой бетонной смеси содержит вяжущий компонент, который отвечает за целостность затвердевающей консистенции. В качестве вяжущего элемента могут выступать различные вещества и материалы.

  • Основа с использованием портландцемента высоких марок. Применение подобного сырья позволяет добиться также высокой прочности смеси. Портландцемент со шлаком повышает вязкость смеси.
  • Глиноземный цемент или жидкое стекло. Подходит, если возникает необходимость повышения огнеупорных свойств бетона.
  • Алюмофосфаты. Бетон может быть также на фосфатных связках, что улучшает его вяжущие свойства.

Существует еще одна классификация бетона по техническим параметрам. В этом случае материал принято подразделять на несколько видов.

  • Жароупорный. Смеси без потерь выдерживают нагрев до 700 градусов по Цельсию. Для создания бетона используют портландцементы и шлакопортландцементы.
  • Огнеупорный. Материалы такого типа используют для возведения строительных или промышленных объектов, которые подвергаются температурам в 1000 градусов. В смесь зачастую внедряют жидкое стекло для достижения необходимых характеристик.
  • Высокоогнеупорные. Используются для объектов, эксплуатация которых проходит в максимально горячих условиях. Чтобы улучшить прочностные характеристики бетона, в смесь добавляют портландцементы высоких марок или шамотный кирпич. А также могут использовать другие компоненты, улучшающие свойства материала. Бетон такого типа часто используют при возведении жаропрочных конструкций: каминов, печей, габаритных котлов.

Помимо прочего, бетон востребован в строительстве промышленных зданий.

Свойства


Жаростойкий бетон обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Главные свойства:

  • Повышенная устойчивость к воздействию открытого огня и повышенной температуры.
  • Высокие прочностные характеристики (до 500 мПа/см²), позволяющие использовать состав в качестве конструкционного материала.
  • Улучшение рабочих свойств массива в процессе эксплуатации.
  • Доступность технологического процесса изготовления, исключающего стадию высокотемпературного обжига.

Неоспоримые достоинства огнестойкого композита позволяют применять материал в различных областях.

Идеальным образом подходит для печей бытового и промышленного назначения, каминов, возведения различных сооружений

Тяжелый жаростойкий бетон: применение и состав

Тяжелые термостойкие смеси востребованы для футерования агрегатов, эксплуатируемых при высоких температурах, на предприятиях химиндустрии, при сооружении дымоходов. Конкретная область применения определяется компонентами смеси.

Портландцемент и шлакопортландцемент с микродобавками

Такой материал устойчив в нейтральных и щелочесодержащих средах. Это наиболее востребованная группа жаростойких бетонов.

Популярность объясняется сравнительно невысокой стоимостью сырьевых материалов, отработанной технологией изготовления, хорошими эксплуатационными характеристиками готового продукта.

Такие бетонные смеси востребованы при сооружении теплоагрегатов, труб атомных электростанций и других объектов, эксплуатируемых при повышенных температурах.

Таблица составов жаростойких бетонов на портландцементе и шлакопортландцементе

Расход материалов, т/м

3

Тонкомолотая добавка

Заполнители

Максимальная рабочая температура, °C

Цемент

Тонкомолотая добавка

Заполнители

Мелкий

Крупный

0,35

0,12

0,5-0,9

0,6-1,0

Зола-унос, пемза, глиняный кирпич, доменный шлак в гранулах

Андезитовый, базальтовый, диоритовый, диабазовый, туфовый, доменный шлак

700

0,35

0,12

0,5

0,6

Топливный шлак

Топливный шлак

800

0,35

0,12

0,5

0,6

Бой глиняного кирпича

Бой глиняного кирпича

900

0,35

0,12

0,65

0,6

Зола-унос, шамот класса В

Шамот класса В

1000-1100

0,35

0,7

0,65

0,65-0,75

Шамот класса В

Шамот класса В

1100-1200

Самые высокие прочностные характеристики имеет материал с шамотными тонкомолотыми компонентами.

Алюминатный, глиноземистый и высокоглиноземистый цемент

Смеси на их основе используются в углеродной, водородной и фосфорной средах. Классы термостойкости – И8-18. Жаростойкие конструкции на основе алюминатного цемента без специальных добавок устойчивы к температурам до +1300°C, с добавками – до +1700°C.

Для конструкций из глиноземистых и высокоглиноземистых жаростойких бетонов характерны:

  • хорошие механические свойства;
  • стабильность характеристик при резких температурных перепадах;
  • невысокая термическая усадка;
  • малое линейное расширение;
  • низкий коэффициент теплопроводности.

Жидкое стекло

Востребовано для бетонных смесей, устойчивых к кислым газообразным средам. Для изготовления огнестойких бетонов, предназначенных для эксплуатации при температурах +800…+1600°C, используется калиевое или натриевое стекло.

Максимальная температура применения, °C, допустимая при одностороннем нагреве

Тонкомолотая добавка

Мелкий и крупный заполнители

Состав, т/м

3

Жидкое стекло

Минеральная добавка

Песок

Щебень

+1400

Магнезит

Битый магнезитовый кирпич

0,35

0,6

0,6

1,15

+1000

Хромит

Хромит

0,3

0,7

0,8

1,25

+900

Шамот

Шамот

0,4

0,5

0,5

0,75

+600

Шамот, андезит, диабаз

Диабаз, андезит, базальт

0,35

0,5

0,7

0,9

Твердение смесей на силикатах – процесс медленный. Для повышения его интенсивности в состав вводят кремнефторид натрия и фторсиликаты щелочных металлов. Эти отвердители инициируют выделение кремниевой кислоты, которая способствует уплотнению и упрочнению бетона.

Ускорить твердение бетонной смеси могут: нефелиновый шлам, ферромарганцевые и феррохромовые шлаки.

Что необходимо для работы?

Для того чтобы изготовить жаропрочный бетон своими руками, подготовьте необходимые материалы и инструменты:

  • бетоносмеситель, используемый для смешивания ингредиентов;
  • вяжущее вещество согласно применяемой рецептуре;
  • необходимые заполнители и жаропрочные добавки, количество которых определено в соответствии с температурным режимом эксплуатации материала;
  • совковую лопату и мастерок;
  • тачку, необходимую для доставки смеси;
  • емкости для заполнения или щитовую опалубку.

Если всё готово, можно приступать к изготовлению.

Дополнительные рекомендации по технологии

огнеупорный бетон своими руками

Огнеупорный бетон, состав которого описывается в статье, может иметь определенную марку. Каждая разновидность предполагает добавление своего пластификатора, магнезитовых порошков и феррохромовых шлаков. Если есть цель приготовить легкий бетон, то следует использовать вспученные материалы по типу:

  • вермикулита;
  • керамзита;
  • перлита.

Если вы решили заказать изготовление смеси у профессионала, то соотношение компонентов они подберут сами, в соответствии с вашим проектом. Состав подбирается по эксплуатационной температуре и условиям службы.

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

Поризованные легкие бетоны

Поризованные легкие бетоны

В качестве заполнителей для таких бетонов применяют пористые материалы, устойчивые к воздействию повышенных температур (700°С—1000°С):

  • вспученный перлит;
  • керамзит;
  • вулканический туф;
  • вермикулит.

Для легких бетонов, с учетом средней плотности материала, устанавливают марки: D300…D1800.

По способу применения легкие поризованные бетоны подразделяются на следующие классы:

  • Теплоизоляционные. Плотность материала должна составлять 500 кг/м3 и ниже, теплопроводность максимум 0,14 Вт/м*К, прочность М14–М25.
  • Конструкционно-теплоизоляционные: плотность 500–800 кг/м3, теплопроводность — 0,14–0,54 Вт/м*К, прочность М35 и более.
  • Конструкционные — плотность должна соответствовать 1400–1800 кг/м3, прочность М50 и более. Теплопроводность для конструкционных бетонов не нормируется.

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

Ячеистые легкие бетоны

Ячеистые легкие 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.

  • теплоизоляционные (до 500 кг/м3);
  • теплоизоляционно-конструкционные (500–900 кг/м3);
  • конструкционные (1000–1400 кг/м3);
  • жаростойкие (800–1200 кг/м3), с температурой использования до 800°С.

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.

Пожарные сертификаты на газобетон

Пожарные сертификаты на газобетон

При необходимости, предел огнестойкости ячеистых бетонных конструкций можно увеличить за счет применения следующих вяжущих:

  • известково-белитовые (800°С);
  • топливные золы и металлургические шлаки;
  • щелочные алюмосиликатные вяжущие.

Дополнительно о составе по виду заполнителя

огнеупорный бетон своими руками состав

Если вы решили изготовить огнеупорный бетон своими руками, то вами могут использоваться разные заполнители, а именно:

  • динасовые;
  • корундовые;
  • кварцевые;
  • готовые смеси.

Рассматривая бетоны по составу, следует выделить марки. Например, АСБГ представляет собой огнеупорную сухую алюмосодержащую смесь, которая используется в цветной и черной металлургии, а также теплоэнергетике. Высокоглиноземистая бетонная смесь с огнеупорными характеристиками обозначается аббревиатурой ВГБС и предназначается для создания монолитной футеровки сталеразливочных ковшей, стен и при устройстве днища.

Эксплуатироваться такой состав может при температуре до 1800 °C. Арматурная сухая высокоглиноземистая смесь обозначается буквами ССБА. Она предназначается для тепловых агрегатов, печей, а также устройства арматурного слоя. Воздействующая температура может достигать отметки в 750 °C.

Инструменты и материалы

Прибегая к собственноручному изготовлению огнеупорного бетона, можно заметно сэкономить, отказавшись от услуг мастеров. Однако прежде чем приступать к изготовлению смеси, рекомендуется подготовить необходимые инструменты и материалы. Здесь потребуется следующее:

    оборудование для смешивания компонентов бетона;лопатка-кельма;тачка для транспортировки материалов;совковая лопата;распылитель для воды;деревянная опалубка, формы для разливки;песок, гравий, гашеная известь, жаропрочные компоненты;портландцемент.

Виды

по физическим свойствам

По физическим свойствам, области применения огнеупорные бетоны подразделяют на два вида:

  • Тяжелые или конструкторские, используемые для отливки строительных конструкций, подовых оснований печей, котлов.
  • Легкие (ячеистые) или теплоизоляционные, применяемые для футеровки стенок, сводов корпусов печного оборудования, торкретирования внутренней поверхности аппаратов химической промышленности.

от рабочей температуры

В зависимости от рабочей, пиковой температуры эксплуатации различают три вида огнестойких бетонов:

  • Жаропрочный с рабочей температурой до 1000 ℃, выдерживающий кратковременный нагрев до 1500 ℃.
  • Огнеупорный, эксплуатирующийся в температурном диапазоне от 1500 до 1800 ℃.
  • Высоко огнеупорный с температурой эксплуатации до 1800℃, выдерживающий пиковый нагрев до 2300 ℃.

Отечественная продукция в виде сухих готовых смесей на рынке представлена следующими товарными марками:

  • АСБС – алюмосиликатные огнеупорные бетоны.
  • СБК – с корундовыми добавками.
  • ШБ-Б – с шамотным боем.
  • «БОСС-200» – бетонная огнеупорная сухая смесь.
  • ТИБ – теплоизоляционный бетон.
  • ВГБС – с высоким содержанием огнестойкого глиноземистых цементов.
  • ССБА – смесь сухая бетонная армирующая.
  • СБС – самовыравнивающая бетонная смесь.

От зарубежных компаний производителей:

  • Pro cast 12 – наливной бетон для доменных печей.
  • Calcestruzzo refrattario.
  • Promacret-PF.
  • Rath CARATH.

Приготовление собственноручно

Схема бетономешалки для приготовления бетона.

Жаростойкий бетон можно приготовить своими руками, однако он потом должен выполнять все возложенные задачи. Также при работе с жаропрочным бетоном нужно выполнять рекомендации и придерживаться инструкции, которая, в свою очередь, должна соответствовать требованиям и технологическим нормам. В результате изготовления огнеупорного компонента своими руками должен получиться бетон, который, так же как и заводской, устойчив к температурным перепадам, обладает термоизоляционными функциями. При нагревании он не должен утрачивать свои свойства и форму. Собственноручное приготовление жаростойкого бетона позволит уменьшить расходы на строительство.

Сейчас читают: Характеристика бетона М400

Изготавливая жаростойкий материал в домашних условиях, нужно запастись жидким стеклом, бариевым цементом, асбестом. Эти компоненты придадут бетону те характеристики, которые позволят использовать материал при строительстве сооружений с высоким температурным режимом.

Чтобы сделать жаростойкий материал собственноручно, нужно поместить в мешалку для бетона цемент и песок в соотношении один к четырем. После тщательного перемешивания вливается вода до тех пор, пока консистенция не будет похожа на тесто. Получившийся раствор заливают в формы, а после — в опалубку. Чтобы удалить появившийся воздух, в растворе используют уплотнители.

Огнеупорные бетоны: классификация, состав и свойства

Производство огнеупорных бетонов регламентируется ГОСТом 34470-2018. Эти жаропрочные бетоны востребованы для формования огнеупорных изделий, изготовления и ремонта футеровочного слоя печей и других теплоагрегатов. В соответствии с нормативом огнеупорные бетонные смеси разделяют по следующим параметрам:

  • По процентному содержанию CaO – бесцементные, ультранизкоцементные, низкоцементные, среднецементные.
  • По типу вяжущего – на глиноземистом и высокоглиноземистом цементе, полимеризационных и коагуляционных вяжущих. Еще один вид – керамобетоны с высококонцентрированной вяжущей суспензией.
  • По максимальному размеру заполнителя, применяемому в составе огнеупорного бетона, – грубозернистые (до 40 мм), крупнозернистые (до 10 мм), среднезернистые (до 5 мм), мелкозернистые (до 2 мм), тонкозернистые (до 0,5 мм).
  • По максимальной рабочей температуре – для умеренных (до +1100°C), средних (+1400°C), высоких (+1700°C), особо высоких (выше +1700°C) температур.
  • По назначению – для изготовления и ремонта, футеровки тепловых агрегатов, огнеупорных бетонных изделий различных форм.

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

По необходимой температуре термообработки изделия из огнеупорных материалов разделяют на следующие виды:

    • Безобжиговые. Требуемые характеристики такие строительные материалы приобретают уже при температуре +200°C.
    • Термообработанные. Для получения нужных свойств требуется термообработка при температурах +200…+800°C.

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

  • Обожженные. Для получения заданных характеристик необходима обработка при температурах более +800°C.

Огнеупорные бетоны обычно изготавливают в заводских условиях.

Как приготовить состав?

Изготавливая в домашних условиях жаропрочный бетон своими руками, выполняйте работы, соблюдая последовательность операций:

  • Засыпьте в бетоносмеситель измельченный базальт (гравий), просеянный песок, огнестойкий цемент и известь, соблюдая следующую пропорцию – 6:4:4:1.
  • Дополнительно введите измельченный до пылеобразного состояния доменный шлак и пемзу, а также добавьте зольную пыль.

    Предлагаются два варианта приготовления жароупорного бетона: из сухой смеси или путем смешивания набора ингредиентов

  • Добавляйте воду ограниченными объемами, осуществляя смешивание. Перемешивайте до обеспечения однородности состава и требуемой консистенции.

На этом этап подготовки смеси закончен. Следующая стадия – заливка.

Жаростойкий бетон, эксплуатируемый при повышенном температурном режиме, разливайте в установленную щитовую опалубку или заливайте в формы, соответствующие размерам и конфигурации необходимого изделия.

Процесс заливки достаточно простой:

  • заполните смесью опалубку или форму, производя непрерывную заливку;
  • уплотните массив, удалите воздушные пузыри. Производя вибрационное уплотнение, ограничьте продолжительность работы, не позволяя наполнителю осесть на дно формы.
  • спланируйте поверхность массива, удаляя излишки смеси мастерком.

Заключительный этап по изготовлению продукции из жаростойких композитов – сушка. Огнестойкие материалы обладают повышенной чувствительностью к процессу гидратации. Для обеспечения нормального протекания гидратации следует обеспечить минимальное испарение влаги, накрыв поверхность формы или опалубки. Это позволит снизить тепловые потери, замедлит темпы испарения влаги.

К демонтажу опалубки приступайте после остывания и окончательного твердения массива. Желательно на протяжении нескольких дней увлажнять готовое изделие, повышая его механические свойства.

Направления использования

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Основные направления применения огнеупорного высокоглиноземистого цемента следующие:

  • футеровка нагреваемого пространства в отопительных комплексах и агрегатах;
  • изготовление жаростойких конструкций из железобетона;
  • производство огнеупорных панелей, кирпичей, блоков, растворов;
  • составление клеевых композиций для нефтяных и химических установок;
  • изготовление печей для плавления стеклянных изделий;
  • производство сооружений в теплоэнергетике;
  • сооружение дымоходов, домашних печей, каминов.

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Огнеупорные виды цемента востребованы в горной, металлургической промышленности, а также при строительстве тоннелей, подложек для мощных тепловых установок в любых сферах.

Сфера применения

Огнеупорный бетон пользуется популярностью не только в строительной сфере, но и в специальных областях. В зависимости от вида выпущенного производителем материала определяется направленность применения изделия.

  • Смесь сухая АСБС. Востребована в тепловой энергетике и для сборки помпейских печей в металлургии.
  • Бетонная смесь с содержанием большого количества глинозема ВГБС. Предназначена для покрытия внутренних поверхностей ковшей, которые занимаются разливом горючих материалов. А также выступает в роли футеровки пода печей. Особенность заключается в том, что материал способен пережить воздействие температуры в 1800 градусов по Цельсию.
  • Смесь с большим количеством корундового заполнителя СБК. Применение такое же, как у второго варианта.
  • Бетон, в составе которого присутствуют теплоизолирующие добавки. Востребован для футеровки тепловых установок в промышленной сфере.
  • Смесь СБС, особенностью которой является саморастекание. Применяют при возведении конструкций, подвергающихся воздействию температур до 1500 градусов по Цельсию. В основном это печи и тепловые установки.
  • Смесь ШБ-Б, в составе которой присутствует шамотный наполнитель. Предназначена для покрытия частей горелок, эксплуатация которых проходит при высоких температурах. Величина температур достигает 1300 градусов по Цельсию.
  • Сухая смесь ССБА для армирования плиты. Применение такое же, как во втором варианте.

Применение жаропрочного бетона с различными свойствами делает более безопасной эксплуатацию зданий, сооружений и всевозможного оборудования.

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:

  • весы с гирями;
  • цилиндр мерный;
  • полиэтиленовая пленка;
  • термометр;
  • газовая или электрическая печь;
  • смеситель механического типа;
  • штангенциркуль;
  • чашка сферической формы;
  • резиновые перчатки;
  • шпатель или кельма;
  • вода;
  • пластина из стального листа;
  • шкаф для сушки;
  • вибрационная площадка;
  • камера для увлажнения;
  • форма с покрытием, защищающим от коррозии;
  • секундомер.

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:

  • обозначается Госстандарт, по которому проводились исследования;
  • указывается организация, выполнявшая работы;
  • указывается дата, когда проведены исследования;
  • определяется марка материала, согласно нормативу;
  • кажущие показатели плотности отобранных образцов;
  • размеры и конфигурации образцов;
  • время хранения от выемки из печи для обжига до начала испытаний;
  • параметры испытаний: скорость нагрева, предельная температура, продолжительность воздействия;
  • объемы использованной воды;
  • время размешивания, промежуток от размешивания до завершения исследований;
  • высота формы;
  • для плотных материалов указывается индекс растекаемости;
  • для теплоизоляционных бетонных огнеупоров – полное время исследований.

Посмотреть испытания огнеупорного бетона можно на этом видео:

Основные характеристики

Бетонные огнеупоры по своим параметрам подразделяются на несколько групп, материалы каждой из них отличаются своими техническими параметрами:

  • Жароупорный. Бетоны стабильно выдерживают нагрев до +700 градусов С, и кратковременное превышение – до 1500 градусов С. Для замеса используется шлакопортланцементы или портландцементы.
  • Огнеупорный. Материал предназначен для сооружения объектов, которые нагреваются до +1000 градусов С. Возможно временное увеличение – до 1800 градусов С. В них часто добавляют жидкое стекло для стойкости к коррозийным процессам и глиноземные компоненты.
  • Высокоогнеупорный. Этот огнеупор потребуется для объектов, которые эксплуатируются при чрезвычайно высоких температурах – свыше 1800 градусов С. В них добавляют дробленный шамотный кирпич, портландцементы, диатомовой бой, глинозем и другие компоненты.

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.

Основные параметрыОсновные параметры

Стоимость продукции разных марок

Цена жаростойких материалов зависит от разных факторов, включая сезонный. Если они выпускаются в летний период, их стоимость повышается, поскольку объемы строительных работ стремительно растут. Зимой цемент более дешевый и продается как в розницу, так и оптом.

Таблица стоимости выглядит таким образом:

  • 50 кг цемента ГЦ-40 обойдется по цене 1,3-1,4 тыс. рублей.
  • 50 кг цемента Gorkal 40, производимого польской компанией, будут стоить 1,4-1,5 тыс. рублей.
  • Российский цемент ВГЦ-50 продается по цене 1,8 рубля за 20 кг.

Перед тем как приобрести смесь, нужно ознакомиться с наличием сертификатов качества и ее маркой.

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.

Садовая печь из сборного жаростойкого бетона

Садовая печь из сборного жаростойкого бетона

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.

Огнеупорная сухая смесь

Огнеупорная сухая смесь

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:

  • Оптимальный состав материалов для приготовления бетонной смеси на портландцементе, сверяем по таблице «Примерный состав бетонов на портландцементе с минеральными лигатурами», размещенной выше по тексту статьи, в главе: «Термостойкий бетон на портландцементе и шлакопортландцементе».
  • Вначале, в бетоносмеситель, заливаем 90% необходимого количества воды или разбавленного жидкого стекла.

Заливаем воду в бетоносмеситель

Заливаем воду в бетоносмеситель

  • Засыпаем тонкомолотую добавку. Далее добавляем, половину от общего объема, заполнитель и цемент. Тщательно перемешиваем загруженную смесь, и не выключая бетономешалку, постепенно загружаем оставшееся количество заполнителя, и доливаем остаток воды или жидкого стекла.

Перемешиваем смесь

Перемешиваем смесь

  • Время замеса смеси не должно быть менее 5 минут.

Подсказки: при изготовлении бетонного жаростойкого раствора на жидком стекле, рекомендуется вначале проводить замес тонкомолотой добавки и отвердителя.

  • Готовую бетонную смесь выгружают из бетономешалки и транспортируют для укладки в подготовленные формы или опалубку.

Требования нормативных документов (норм)

Изложены в следующих государственных стандартах:

  • ГОСТ 28874-2004 – о классификации огнеупоров, дающий определение огнеупорной бетонной массе, как смечи огнеупорного цемент, наполнителей, добавок и жидкости, готовой к использованию.
  • ГОСТ Р 52541-2006 – о регламенте подготовки образцов огнеупорных бетонов для сертификационных испытаний.
  • ГОСТ 24830-81 – о применении ультразвукового метода контроля качества огнеупорных бетонных изделий.

Кроме того, с 01.04.2019 года вступит в действие ГОСТ 34470-2018, который установит технические условия для огнеупорных бетонов.

Как сделать своими руками?

Сегодня многие производители занимаются выпуском огнеупорного бетона. Однако при желании приготовить бетонную смесь высокой устойчивости к огню можно самостоятельно, если правильно подобрать ингредиенты и наполнители. Примечательно, что на многих упаковках продукции некоторых заводов-изготовителей есть инструкция по приготовлению жаропрочного бетона, которой стоит придерживаться при организации самостоятельного процесса.

Если компоненты приобретаются не одним комплектом, то приготовление окончательной бетонной смеси проводится в два этапа.

  • Сначала замешивают цементную основу. Приготовление происходит в лотке или бетономешалке. Для создания смеси потребуется подготовить воду, песок или гравий. А также может потребоваться мастерок и огнеупорная смесь для придания необходимых характеристик основанию. Классическим соотношением пропорций для будущей основы считается 3 части гравия на 2 части песка и 2 части огнеупора. При желании закрепить свойства основы можно посредством добавления 0,5 части извести, предварительно погашенной.
  • Затем добавляют в нее наполнители с целью замешивания огнеупора. Проверить готовность можно посредством взятия из смеси комка. Если в руке он не рассыпается и не растекается, тогда смесь считается готовой, и ее можно использовать для возведения строительного объекта.

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Необходимо обратить внимание на то, что в процессе замешивания основы важно добиться однородности раствора. В противном случае не удастся получить требуемые свойства бетона. Как показывает практика, замес лучше выполнять в строительном лотке, используя классическую лопату. Что касается сушки материала, то при проведении данного процесса необходимо следить за тем, как распределяется влажность, образующаяся в конструкции. Чтобы обеспечить равномерное высыхание бетона, потребуется организовать качественную вентиляцию. При этом конструкцию во время сушки рекомендуется закрыть, чтобы сделать процесс выхода влаги из материала более равномерным и не таким быстрым. Это необходимо для получения прочной конструкции.

Есть много способов и рецептов приготовления жаропрочного бетона своими руками. Главное, что нужно учитывать при проведении самостоятельных работ, – это соблюдение требований ГОСТов и других нормативных документов. Если подойти к процессу безответственно, не будет никаких гарантий, что удастся получить желаемые параметры материала. Если нет уверенности в том, что получится приготовить бетонную смесь самостоятельно, лучше отдать предпочтение сертифицированным растворам надежных производителей. Материал, созданный на заводе, стоит недешево, но при этом он учитывает требования строительных нормативов. Конструкции из бетона, который сделали на заводе, точно прослужат долго. Применение бетонных смесей этого типа возможно при возведении промышленных объектов, зданий и сооружений.

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

О том, как сделать огнеупорный раствор и поштукатурить дровяную печь, смотрите в следующем видео.

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.

Укладка бетона в жаркую погоду

Укладка бетона в жаркую погоду

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.

А именно:

  • В первую очередь, необходимо внимательно отнестись к выбору всех компонентов бетонной смеси. В этих условиях, в качестве вяжущего рекомендуется использовать портландцемент.
  • В качестве заполнителей должны применяться материалы с одинаковым температурным расширением, и близкие по параметрам к применяемому цементу.
  • Заполнители перед применением необходимо подвергать влажной обработке.
  • Для увеличения подвижности бетонной смеси и снижения водоцементного соотношения, в бетонную смесь добавляют пластификаторы.
  • Время замеса бетонного раствора необходимо увеличить на 35–50%.
  • Транспортировку готовой бетонной смеси осуществлять только автобетоносмесителями. Причем, в миксер загружают сухую бетонную смесь, а разбавление ее водой происходит только в момент укладки в опалубку. Это снижает риск обезвоживания смеси в период доставки ее на строительный участок.
  • Перед укладкой бетона необходимо проверить герметичность опалубки, и увлажнить ее внутреннюю поверхность.
  • Для подачи бетонной смеси к месту укладки, целесообразно использовать бетононасосы или специальные бадьи.
  • Бетонирование при жаркой погоде обязательно проводить с использованием глубинных вибраторов.
  • В период набора прочности бетон накрывают увлажненными: мешковиной, рогожей, соломенными матами и др. Каждые 3–4 часа бетонную поверхность поливают водой, а с учетом жаркого климата, время поливки бетона увеличивается до 28 суток.

Уход за бетоном в условиях жаркого климата

Уход за бетоном в условиях жаркого климата

Бетоны жаростойкие, приготовленные согласно стандартным технологическим требованиям и установленным нормам, обеспечат вашему жилищу надежную пожарную безопасность и долголетие.

Маркировка и состав

Жаропрочный цемент производится следующих видов, которые отличаются наносимой на упаковку маркировкой:

  • ГЦ40-ГЦ60, которой маркируются глиноземистые составы, используемые в энергетической, топливной, строительной отраслях;

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Огнеупорные материалы находят применение при создании монолитных сооружений, специальных мертелей и сухих смесей

  • ВГЦI-ВГЦIII, а также ВГЦ 70-ВГЦ 75 – аббревиатуры высокоглиноземистых цементов, отличающихся повышенными огнеупорными параметрами, не выделяющие запахов при нагреве.

Применение сырья на базе глинозема, измельченного до порошкообразного состояния, обеспечивает эффективное твердение жаростойких растворов. Приобретение прочностных характеристик обусловлено керамическим контактом частиц цемента. Это отличает смесь от традиционных марок цемента, при затвердевании которых обеспечивается гидравлическое сцепление составляющих.

Материал включает различные компоненты:

  • Гранулированные шлаки объёмом от 50 до 90%.
  • Специальные добавки, обеспечивающие устойчивость к повышенным температурам – от 5 до 40%.
  • Разнообразные щелочные соединения металлов – 5-20%.

При необходимости обеспечения повышенной до 1,6 тысячи градусов Цельсия температуры эксплуатации цемента, в его состав входят алюминаты кальция с концентрацией более 75%, являющиеся шлаками алюмотермического происхождения.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий