Огнеупорный бетон своими руками состав

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 15.09.2024

Жаростойкий бетон: приготовление своими руками

При выполнении строительства, возникает необходимость обеспечить устойчивость возводимых конструкций и сооружений к воздействию повышенной температуре. Для этих целей применяются защитные составы, сохраняющие форму и эксплуатационные характеристики при температуре более 1000 °С. Огнеупорный бетон — один из таких материалов.

Особенности состава и специфика технологии изготовления позволяют жаропрочному материалу воспринимать значительную температуру, сохраняя прочность. Незаменим огнеупорный бетон для печей, применяемый при кладке каминов, монтаже дымоходов, а также для промышленных целей, когда необходимо обеспечить стойкость конструкций к воздействию открытого огня и нагреву.

Рассмотрим детально жаростойкий бетон, остановимся на свойствах, составе, классификации, области использования. Расскажем, как в бытовых условиях сделать жаропрочный бетон своими руками.

Строительный материал, сохраняющий свои механические и эксплуатационные свойства при длительном использовании в спектре экстремально высоких температур до 1700 °C – огнеупорный бетон

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

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.

Особенности состава

Для бытового использования, решения задач, связанных с ремонтом отопительных систем, устройством дымоотводящих магистралей потребуется жаростойкий бетон, воспринимающий температурное воздействие до 1200 °С.

Именно особенности состава композита определяют его устойчивость, способность сохранять целостность массива при значительных температурах. До рассмотрения состава разберемся, почему разрушается обычный бетон:

Это связано со значительным испарением при нагреве влаги, содержащейся в массиве.

В состав бетона входят базовые ингредиенты (цемент, наполнитель, вода) и добавки – они и определяют огнеупорные свойства конечного продукта

В результате материал теряет эксплуатационную прочность из-за активной дегидратации.
Из-за необратимости реакции невозможно сохранить стойкость массива, теряющего свойства в результате разрушения.

Именно поэтому, чтобы сохранить целостность композита, важно сохранить влагу внутри массива. Для этого добавляют вяжущие компоненты и специальные добавки. В качестве вяжущего вещества применяется:

портландцемент высоких марок;
шлакопортландцемент, обладающий высокой вяжущей способностью;
цемент, отличающийся повышенной концентрацией глинозема.

Также, водятся жидкое стекло, обладающее вяжущими свойствами.

В качестве компонентов, повышающих температурную устойчивость массива, водятся измельченные ингредиенты:

Керамзитный наполнитель.
Кирпичный бой изделий, содержащих магнезит, шамот, доломит.
Руда с высоким содержанием хромита.
Зольная пыль.
Пемза.
Шлаки доменного производства в гранулированном или измельченном виде.

Присадки обеспечивают лучшее затвердевание состава и превращение в монолитную жаростойкую основу

Дополнительно водятся прочные минеральные материалы, включающие базальт и диабаз. В зависимости от особенности рецептуры состав может включать перлитовый наполнитель, туф или вермикулит. Размер фракции заполнителя зависит от назначения огнеупорного материала и составляет:

для мелкого заполнителя не более 5 мм;
для крупной фракции до 2,5 см.

При необходимости, может вводиться гравий в дробленом виде, что значительно повышает прочность, затрудняет обработку затвердевшего массива.

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

Сфера применения

Жаростойкий бетон, благодаря повышенной температурной устойчивостью, используется в различных областях. Он незаменим для выполнения следующих задач:

сооружения промышленных отопительных систем и конструкций теплового назначения;
строительства печей, каминов, предназначенных для бытовой эксплуатации;
формирования внутренней поверхности камер сгорания;
изготовления коллекторов и термостойкой керамики.

Сфера применения огнестойкого композита не ограничивается конструкциями, воспринимающими повышенные температуры. Он широко используется в строительной отрасли, энергетике, химической сфере. Небольшой удельный вес жаростойкого массива позволяет уменьшить массу возводимых конструкций до 40% с одновременным сохранением прочности.

Применение огнеупорного композита позволяет осуществить:

Возведение фундаментов.
Сооружение мостов.
Изготовление плавучих сооружений.
Строительство перекрытий.

Использование при изготовлении ячеистых наполнителей значительно расширяет область применения огнестойкого композита.

Стоит отметить, что огнеупорный бетон значительно облегчает конструкции, так как имеет в своем составе пористые ингредиенты, что на 40 % снижает нагрузку на основание

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.

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

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.

Итоги

Тщательный подбор рецептуры, соблюдение технологии, использование качественного сырья позволят самостоятельно изготовить жаростойкий бетон, необходимый для бытовых целей и решения промышленных задач.

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.

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.

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

Прочие разновидности вяжущих веществ для жаропрочного бетона:

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.

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

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.

Основные характеристики материала

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.

Классификация бетонов

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

Существует классификация бетонов по их структуре:

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.
Ячеистые. Обычно применяются в качестве жаропрочной теплоизоляции. Реализуются в форме блоков или готовых конструкций.
Плотные. Представляют собой разновидность тяжелых бетонов с повышенной жаростойкостью.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Жаростойкий бетон: виды, состав, характеристики, применение, технология приготовления Жаростойкий бетон: виды, состав, характеристики, применение, технология приготовления

Материалы

Огнеупорный бетон – один из лучших строительных материалов с точки зрения пожарной безопасности. В отличие от обычного, он не разрушается от высоких температур и открытого пламени. Огнеупорный состав подходит для конструкций, которые будут работать в горячих и огнеопасных условиях.

Что такое огнеупорный бетон

Бетон – негорючий материал, но при нагревании он теряет прочность и связи с арматурой, трескается, а при длительном нагревании – полностью разрушается. Перепад температур во время тушения огня разрушает бетонные конструкции еще быстрее. С обычным составом такой процесс происходит при 200°С. Жаропрочным считается бетонный блок, который выдерживает более высокие температуры – 2200°С и воздействие открытого пламени.

Квалификационные признаки, назначение

Жаростойкий бетон разрушается при нагреве от 1580°. Составы более высокого класса выдерживают нагрев до 1770° и 2200°. Потери прочности не происходит ни при нагреве, ни при резком охлаждении. Способность выдерживать высокие температуры позволяет относить смесь к тому или иному классу жаропрочности.

Из жаропрочных бетонных смесей делают печи, камины, дымоходы и бани – домашние и промышленные. Им укрепляют стены и пол частных жилых домов, чтобы избежать разрушения при пожаре. В промышленности из огнестойкого материала делают стены печей для обжига кирпича и других материалов, дымовые трубы, вентиляцию в горячих цехах.

Использовать жаропрочный бетон в строительстве вместо обычного нецелесообразно. Он значительно дороже и сложнее в производстве, хуже выдерживает морозы, а способность выдерживать нагрев выше 200° нужна крайне редко.

Виды, какой бывает

Разновидности огнестойкого бетона отличаются по составу, свойствам и рабочей температуре. Это накладывает отпечаток на их использование. По химическому составу составы делят на бесцементные, ультранизкоцементные, низкоцементные и среднецементные. Высокоцементных смесей среди огнеупорных составов не бывает. Это объясняет более низкую прочность и устойчивость к холодам.

Термостойкий бетон приобретает огнеупорные свойства не сразу при замешивании, а под воздействием высоких температур. Безобжиговая разновидность становится огнеупорной при 200°, которая разрушает обычный бетон. Такой материал хорошо использовать для небольших печей и дымоходов – он приобретает нужные свойства во время работы. Термообработанному составу требуется обжиг при температуре до 800°. Это делается на предприятиях, которые поставляют готовые бетонные блоки. Обожженным считается материал, который прошел обработку при температуре выше 800°.

По физическим свойствам

Физические свойства бетона зависят от его состава. Максимальное содержание цемента невысокое, применяются негорючие вяжущие составы и заполнители – именно они создают нужные огнеупорные свойства.

По цели применения и физическим свойствам бетон разделяют на:

Конструкционный (тяжелый). Обладает относительно низкой жаростойкостью, но выдерживает значительные механические нагрузки. Используется для создания опорных конструкций, обычно внутри помещения, заливки оснований печей и котлов, в том числе промышленных. Если предполагается использование при сверхвысоких температурах, требуется дополнительная изоляция.
Изоляционный (легкий). Обладает высокими огнеупорными свойствами, но низкой прочностью. Применяется для того, чтобы обезопасить от огня конструкции из других материалов, которые принимают на себя основную нагрузку.
Конструкционно-изоляционный (средний). Обладает средними огнеупорными качествами и умеренной механической прочностью. Может использоваться как для изоляции, так и для создания некоторых опорных конструкций.

Общая черта всех жаропрочных бетонов – низкая теплопроводность. Материал не только сохраняет свои свойства при высоких температурах и пожаре, но и не позволяет нагреваться другим конструкциям, менее устойчивым к огню. При работе с высокими температурами это снижает риск пожара и делает условия работы людей более комфортными. При пожаре – сдерживает распространение огня.

В зависимости от рабочей температуры эксплуатации

Типы огнеупорных составов по температурному режиму:

Умеренно жаропрочный (умеренные температуры) – до 1100°;
Жаропрочный (средние температуры) – до 1400°;
Огнеупорный (высокие температуры) – до 1700°;
Высокоогнеупорный (особо высокие температуры) – выше 1700°.

Эксплуатационные характеристики, состав по ГОСТ 20910-90

В состав жаростойкого бетона входят 3 основных компонента – вяжущее средство, заполнитель и вода. Задача заполнителя – создать прочную основу бетонного блока, которая будет противостоять механическим нагрузкам. Для жаропрочных бетонов подходят:

Шамотный песок;
Доменные шлаки;
Магнезит;
Пыль хромитовой руды;
Корунд;
Щебень;
Пемза.

Чем мельче элементы заполнителя, тем пластичнее бетон, а чем грубее – тем более он устойчив к нагрузкам.

Вяжущее вещество соединяет частицы заполнителя между собой, дает дополнительную пластичность. Жаропрочность и устойчивость к морозам зависят от вида вяжущего. Для термоустойчивых бетонов применяются:

Глинозем (соединения алюминия);
Силикаты;
Портландцемент;
Жидкое стекло;
Пластификаторы.

Смеси для приготовления бетона продаются в строительных магазинах. Пропорции заполнителей и вяжущих веществ подобраны заранее, и хозяину или работникам остается только растворить смесь в воде и размешать ее. На упаковке указан состав и максимальные температуры, которые выдержит смесь.

Внимание! Портландцемент хорошо выдерживает нейтральную или щелочную среду, но плохо взаимодействует с кислой средой. Жидкое стекло без добавок портится от воды. Жидкое стекло с алюмосиликатами устойчиво к любым воздействиям.

Точный состав смеси регулирует ГОСТ. Он же определяет признаки, по которым готовый раствор можно отнести к жаропрочному или огнеупорному классу. Для этого измеряется деформация бетонного изделия при заданной температуре. Чем она сильнее, тем хуже теплозащитные свойства.

Как сделать своими руками

Проще всего сделать огнеупорный бетон из готовой сухой смеси. Тогда он будет сразу иметь нужные свойства, которые указаны на упаковке. Для приготовления достаточно развести смесь водой в заданных пропорциях. Добавлять какие-либо другие компоненты не нужно – это ухудшит свойства готовой смеси.

Если по каким-либо причинам нет возможности купить смесь в магазине, придется готовить ее самостоятельно из тех компонентов, которые имеются в распоряжении. Это менее желательный вариант – всегда есть риск ошибиться с пропорциями и получить недостаточно огнеупорный или недостаточно прочный бетон.

Состав и пропорции, особенности замешивания

Чтобы приготовить огнеупорный бетон своими руками, потребуются:

Заполнитель – керамзит, доменный шлак, кирпичный бой, базальт. Подойдет любой доступный негорючий твердый материал.
Вяжущее соединение – для печей и дымоходов в доме подойдет жидкое стекло, для бани и домашней печи – портландцемент. Сочетание жидкого стекла и алюмосиликатов подойдет для агрессивной среды;
Вода.

Измельчить частицы заполнителя. Для этого подойдет любая высокая емкость и тяжелый предмет в качестве пестика. Получившиеся частицы должны быть не больше 25 мм, относительно одинакового размера. Чтобы получить результат, близкий к заводскому, нужно добиться 0,1-1 мм.
Высушить заполнитель. Рассыпать частицы по ровному неглубокому строительному лотку. Если на улице сухо, тепло и безветренно, можно оставить лотки во дворе. Если погода не позволяет, лучше занести их в сухое теплое помещение. Обязательно исключить доступ детей и домашних животных. Заполнитель готов, когда при прикосновении к нему не мажется, сухой на ощупь.
Внести вяжущее и тонкомолотые добавки. Их количество заранее отмеряется и вносится в заполнитель небольшими порциями. Работать нужно в респираторе и очках, чтобы бетонная пыль не попала в легкие.
Внести воду и тщательно размешать. Воду отмеряют заранее, вливают кружкой. Для размешивания подойдет длинная деревянная палка. Размешивают плавными круговыми движениями в одну сторону, в перчатках, респираторе и очках. Готовая смесь должна быть однородной.

Раствор остается жидким сутки. Если в помещении холодно и сухо, он твердеет быстрее, если жарко и влажно – медленнее. Замешивать раствор лучше прямо перед началом работы и в том количестве, которое будет потрачено за день.

Огнеупорный бетон – полезный, но сложный в изготовлении материал. Он подойдет для обустройства печи в частном доме или бане, но не годится в качестве основы для стен и потолка здания.

Классификация

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.

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.

Огнестойкость ячеистых бетонов

Как уже было сказано выше, чем меньше плотность материала, тем он более устойчивый к воздействию пожара. Поэтому предел огнестойкости газобетонных блоков и других изделий из ячеистого бетона более высокий.

Согласно многочисленным исследованиям, которые были проведены шведским техническим университетом, а также и финским техническим центром, при нагревании,прочность ячеистого бетон аизменяется следующим образом:

Повышение температуры до 400 градусов –прочность материала увеличивается до 85 процентов.
Разогрев до 700 градусов – прочность снижается до первоначальных показателей.
Разогрев до 1000 градусов –прочность падает на 86 процентов и этот показатель стабилизируется.

Таким образом, предел огнестойкости пенобетонных блоков составляет около 900 градусов. Для сравнения, обычный бетон при температуре около 400-700 градусов теряет основную часть своей прочности.

Поэтому данный материал получил широкое распространение при строительстве зданий, в которых планируется повышенный уровень пожароопасности.

Особенности состава

Для бытового использования, решения задач, связанных с ремонтом отопительных систем, устройством дымоотводящих магистралей потребуется жаростойкий бетон, воспринимающий температурное воздействие до 1200 °С.

Это связано со значительным испарением при нагреве влаги, содержащейся в массиве.

В результате материал теряет эксплуатационную прочность из-за активной дегидратации.
Из-за необратимости реакции невозможно сохранить стойкость массива, теряющего свойства в результате разрушения.

портландцемент высоких марок;
шлакопортландцемент, обладающий высокой вяжущей способностью;
цемент, отличающийся повышенной концентрацией глинозема.

Также, водятся жидкое стекло, обладающее вяжущими свойствами.

В качестве компонентов, повышающих температурную устойчивость массива, водятся измельченные ингредиенты:

Керамзитный наполнитель.
Кирпичный бой изделий, содержащих магнезит, шамот, доломит.
Руда с высоким содержанием хромита.
Зольная пыль.
Пемза.
Шлаки доменного производства в гранулированном или измельченном виде.

Присадки обеспечивают лучшее затвердевание состава и превращение в монолитную жаростойкую основу

для мелкого заполнителя не более 5 мм;
для крупной фракции до 2,5 см.

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.

Сфера применения

сооружения промышленных отопительных систем и конструкций теплового назначения;
строительства печей, каминов, предназначенных для бытовой эксплуатации;
формирования внутренней поверхности камер сгорания;
изготовления коллекторов и термостойкой керамики.

Сфера применения огнестойкого композита не ограничивается конструкциями, воспринимающими повышенные температуры. Он широко используется в строительной отрасли, энергетике, химической сфере. Небольшой удельный вес жаростойкого массива позволяет уменьшить массу возводимых конструкций до 40% с одновременным сохранением прочности.

Применение огнеупорного композита позволяет осуществить:

Возведение фундаментов.
Сооружение мостов.
Изготовление плавучих сооружений.
Строительство перекрытий.

Что необходимо для работы?

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.

Замес в бетономешалке

Бетономешалку устанавливают не далее, чем в 40 метрах от рабочей площадки, желательно рядом с песком и щебнем. Это позволит быстрее выполнять работу и облегчит процесс доставки раствора. Теперь можно приступать к замесу:

в бетономешалку льют чуть меньше воды, чем нужно;
засыпают необходимое количество цемента;
добавляют песок и перемешивают около 3 минут;
всыпают, если нужно, пластификаторы и другие добавки;
последним всыпают щебень и перемешивают 10 минут.

Если полученный бетон слишком густой, в оставшуюся воду добавляют немного цемента, хорошо перемешивают и вливают в бетономешалку. Мешать раствор больше 10 минут не рекомендуется, иначе цемент начнет схватываться. Готовый бетон выливают сразу на площадку или в тачку, если бетономешалка находится на расстоянии. Желательно вылить весь раствор сразу, но если так не получается, часть массы оставляют во включенной бетономешалке. Использовать ее следует как можно скорее.

Как приготовить состав?

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.

Материалы и инструменты

Для создания жароустойчивого раствора применяются:

тачка;
мешалка для бетонного раствора;
лопата;
водный шланг;
опалубка;
огнеупорный цемент;
мастерок;
пластиковый лист;
гравий;
гашеная известь;
распылитель;
песок.

Вернуться к оглавлению

Заливка раствора

После приготовления огнеупорной смеси приступают к ее заливке в опалубку или емкости. Формы для заливки раствором нужно предварительно смазать жиром. Это предотвращает пересыхание и упрощает доставание готового элемента. Работы нужно выполнять быстро, так как жароустойчивый раствор обладает высокой плотностью. Укладывают раствор в опалубки или емкости с помощью лопаты, лишнее убирают мастерком.

Вернуться к оглавлению

Уплотнение

Для избавления от пузырьков воздуха в жаропрочном растворе его уплотняют, применяя различные механизмы для трамбовки. Уплотнение огнеупорных растворов происходит с помощью поверхностных или погружных вибраторов. Жароустойчивые смеси нужно утрамбовывать более длительное время. А чтобы предотвратить расслаивание раствора, его доставляют на место укладки напрямую, не совершая перегрузки.

Вернуться к оглавлению

Увлажнение и выдержка

После заливки огнеупорного раствора и уплотнения его оставляют для затвердевания. Процесс естественного твердения заключается в испарении влаги, поэтому раствор нужно периодически обрызгивать водой. Это позволит предотвратить появление растрескивания. Еще незатвердевший раствор нужно укрыть пленкой на 48 часов – потом ее убирают, и бетон продолжает твердеть. Спустя два дня можно извлечь элементы из емкости и поместить в теплое помещение на 28 дней. Когда бетонный раствор достигнет своих прочностных характеристик, он готов к применению по назначению.

Читайте также: