Родился в Англии в 1961, живет в Монреале, Канада. Член Асоциации Печников Северной Америки. Занимается печным делом более 20 лет и специализируется в основном на строительстве финских противоточных печей в различных вариантах. Область интересов: нестандртные облицовки из старинного кирпича, дизайн в стиле Арт-Деко, история печного дела. В наполнении своего сайта www.pyromasse.ca придерживается политики "open sourse".

Перевод: 12.02.2011

Огнеупорный бетон для печей - приготовление на объекте

Выбор смеси для приготовления огнеупорного бетона, пригодного для использования при кладке печи, может вызвать затруднения. К нему предъявляются следующие требования: высокая плотность, крупные зерна и хорошая устойчивость к тепловому шоку. Огнеупорный бетон, используемый здесь - Mount Savages Heatcrete 24 ESC (24 f. extra strength course). Статья описывает формирование, заливку, и извлечение из формы четырех бетонных модулей, используемых в постройке печи с духовкой непрямого нагрева. Статья обрисовывает в общих чертах методы обычной работы на объекте. Оборудование и методы в условиях мастерской, конечно, могут быть намного лучше.

Предстоит залить 4 формы. Сверху вниз, по часовой стрелке. Подина, задняя плита, верхняя плита и перемычка печи. Форма для подины темная, так как сделана из фанеры, используемой для формовочных работ. Как только формы собраны, они должны быть уплотнены, чтобы препятствовать испарению воды во время реакции, и позволить легко извлечь отливки. Формы могут быть покрыты полиэтиленом, или обработаны растительным жиром и силиконом. Оба метода пригодны, здесь описан метод, использующий растительный жир. Полиэтилен дает законченным модулям блестящую поверхность, типа отделки, которая легко чиститься. Такой блеск, однако, может значительно препятствовать удалению механически-связанной воды во время нагрева. Поверхность модулей от форм, обработанных жиром значительно более пористая.

Перед заливкой огнеупорого бетона все формы уплотняются. Силикон накладывается на все места стыков. Поверхности форм тщательно намазываются растительным жиром.

Полоска керамической бумаги помещена в основание формы для разгрузочной перемычки. Она сформирует углубление, куда будет положена такая же полоска, когда перемычка будет установлена. Бумага должна быть покрыта полоской полиэтилена, чтобы остановить впитывание смеси во время вибрации формы.

Смесь должна быть идеально перемешана в механической мешалке. Большое количество смеси практически невозможно перемешать вручную. Производители рекомендуют определенное количество воды. Один и три четверти галлона (7,7 л) воды на 50 фунтовый (22,5 кг) мешок смеси, кажется, слишком мало. Хотя после тщательного размешивания смесь хорошо виброукладывается на место. Даже небольшой избыток воды может значительно повредить готовые модули.

Используемая вода должна быть чистой. Как вода, так и сухая смесь должны быть относительно теплыми во время затворения, и содержаться в тепле до и во время реакции и после заливки. 15-20 С оптимально. Если приходиться заливать при низкой температуре и подогревать материалы, то важно не перегреть, иначе смесь начнет схватываться до того, как будет уложена.

Из-за того, что смесь такая жесткая, важно работать быстро. Огнеупорный бетон помещен в форму. Лучше заполнить форму с избытком и удалить лишнее, чем недозаполнить и добавлять потом. Бетон должен быть помещен в форму мастерком, прежде, чем будет вибрироваться. Изображения показывает огнеупорный бетон после вибрирования в течение одной минуты. Хотя вплоть до этого момента смесь казалась слишком сухой, она отлично заполнила формы после однократного вибрирования.

Виброукладка огнеупорного бетона с помощью перфоратора. Видео, 11 сек.

Виброукладка, удаление воздушных пузырьков. Видео, 12 сек.

Формы прибиты к листу фанеры, которая лежит на другом листе фанеры. Это делает вибрирование более эффективным, особенно при работе на бетонном полу. Вибрирование производиться отбойником или перфоратором. Помещая сверло в деревянную часть формы, форма вибрируется, заставляя бетон садиться, а захваченные пузырьки воздуха всплывать на поверхность.

Эти три формы для огнеупорного бетона устроены так, что средняя и две внутренних поверхности внешних частей, не могут легко вибрироваться, и особое внимание должно быть уделено вибрированию именно этих частей.

Вибрирование укладывает огнеупорный бетон и удаляет воздух, но это также заставляет крупную фракцию оседать к основанию формы, выдавливая более мелкую вверх. Поскольку это приводит к неоднородности состава, то форма не должна вибрироваться дольше, чем необходимо.

Внешние поверхности модулей, обращенные к огню, нужно оставить грубыми и не затирать мастерком. После заливки формы должны быть плотно покрыты пластиком, и весь воздух удален из-под него разглаживанием рукой. Хорошо пристрелить пластик к формам степлером, чтобы углы не подняло коварными ночными ветрами.

Формы, выстеленные полиэтиленом.

Теже формы, залитые бетоном и укрытые полиэтиленом.

Выдерживание сильно влияет на крепость готового изделия. Рабочее пространство должно быть теплым при выдерживании. Экзотермическая реакция гидравлического схватывания огнеупорного бетона начнется спустя несколько часов после заливки, в зависимости от количества воды и температуры материалов. Реакция сделает изделие весьма горячим, поскольку это продолжается несколько часов. Важно, что бы изделие было тщательно укрыто, чтобы предотвратить потери воды через испарение во время реакции. Хотя я вынимаю и использую модули через день после заливки, как только они остыли, лучше оставить в их формах в течение дополнительных двух дней. Если они вынуты через день, то лучше держать их влажными в течение нескольких дней

Перемычка парит при экзотермической теакции. Видео, 18 сек.

Изготавливая формы для огнеупорного бетона, необходимо работать точно. Поверхности модулей, уплотняемые керамической бумагой в 1/8 дюйма (3 мм), должны быть прямыми и квадратными, чтобы все было нормально.

Внутренняя поверхность подины духовки печи была отлита в слегка смазанную жиром деревянную форму. Вероятно, предпочтительней отлить ее в полиэтилен, поскольку это обеспечит более гладкую поверхность, которая является менее водопроницаемой и которую легче чистить.

Сегодня без огнеустойчивого бетона никак не обойтись. Он необходим при возведении каминов, печей, бань, а также при прокладке дымоходов. Дабы этот материал на высоком уровне выполнял своими функцией, нужно, чтобы в его составе были только высококачественные компоненты.

Кроме этого, необходимо четкое соблюдение пропорций во время изготовления. Только в таком случае он подойдет для строительства и будет гарантировать безопасность того или иного сооружения. Сегодня на строительных рынках можно встретить ячеистый, легкий и плотный жаростойкий бетон. Выбор зависит от типа постройки и его назначения.

Что должно входить в состав термопрочного бетона

Для самостоятельного создания огнеупорного бетона надо добавить в состав жидкое стекло, глиноземный цемент и асбест. Данные добавки отлично подходят для использования в условиях высоких температур. Очень важно, чтобы все элементы обладали высоким качеством, иначе постройка быстро развалится, а восстановить ее будет невозможно. Для того чтобы жаропрочный бетон долго служил и имел наивысшее качество, нужно использовать хорошие вяжущие составляющие. Ими могут быть:

• шлакопортландцемент;
• жидкое стекло;
• глиноземистый цемент;
• портландцемент;
• периклазовый цемент.

Все эти строительные материалы можно купить в специализированном магазине или заказать через интернет. Очень важно не экономить на них, дабы сооружение было построено качественно и служило на протяжении десятков лет.

Как правило, к портландцементу и жидкому стеклу добавляются разнообразные тонкомолотые примеси. Для надежного затвердения бетона надо ввести в приготовленную смесь кремнефтористый натрий или доменный гранулированный шлак.Тонкомолотыми добавками могут быть:

Для легких жаропрочных смесей впору применять керамзит, цемянку или бой диатомового кирпича. Мелкими и крупными заполнителями могут служить дробленые материалы, например, доменный шлак или тальковый кирпич. Надо отметить, что огнеупорный бетон предусматривает достаточно легкое строительство, которое занимает мало времени и не требует особых затрат. Главное – качественно приготовить материал, чтобы его было удобно использовать, и он надежно служил в течение долгих лет.

Жаростойкий бетон своими руками: этапы создания

Если вы немного разбираетесь в строительстве и знаете, как правильно готовить те или иные смеси, вам не составит труда самостоятельно сделать огнеупорный бетон. Безусловно, эту процедуру можно доверить профессионалу, однако в таком случае придется потратить лишние деньги, которые пригодились бы для других целей. Те, кто готов своими руками готовить жаропрочный бетон, должны знать, что сначала нужно запастись такими приспособлениями и материалами:

• гашеная известь;
• гравий;
• песок;
• огнеустойчивый цемент;
• пластиковые листы;
• опалубка;
• шланг;
• лопата;
• распылитель;
• тачка;
• бетономешалка.

Бетономешалку и тачку нужно поставить в таком месте, чтобы они были близко к источнику водоснабжения. Воды понадобится много, поэтому об этом надо заранее позаботиться. Вода нужна будет для добавления в смесь, для мытья инструментов и в конце – для мытья площадки, где происходило изготовление жаростойкого бетона. Все материалы должны быть смешаны с
соблюдением пропорции 3:2:2:0.5. Схема действий такая:

1. Сначала в бетономешалку надо поместить песок и гравий.
2. Далее добавляется гашеная известь и огнеупорный цемент четко по пропорциям.
3. Потом, используя лопату, необходимо хорошенько перемешать все компоненты состава.
4. После надо добавить воду и опять перемешать. Жидкость требуется лить, пока бетон не достигнет правильной консистенции. Проверить состав можно, слепив из него комок. Если удастся это сделать, значит воды больше не потребуется. В случае, если состав будет расплываться по рукам, нужно добавить еще немного воды.

Работа содержит: 26 страниц, 5 таблиц, 1 блок-схему.

Ключевые слова: бетон жаростойкий, бетонная смесь, технология производства бетона жаростойкого, показатели качества, потребительские свойства, контроль качества, стандарты.

Определены потребительские свойства жаростойкого бетона. При изучении и описании технологии производства жаростойкого бетона дана характеристика сырья, основных стадий производства, приведен анализ блок-схемы производства жаростойкого бетона, выявлено влияние технологии, сырья на качество продукции.

Для определения нормируемых показателей качества жаростойких бетонов изучены соответствующие стандарты.

Изучены вопросы контроля качества жаростойких бетонов, правила приемки, транспортирования и хранения готовой продукции.

ВВЕДЕНИЕ

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания бетонной смеси. Бетонной смесью называют перемешанную до однородного состояния пластичную смесь, состоящую из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок, которая сравнительно легко принимает любую форму и затем самопроизвольно переходит в камневидное состояние. Таким образом, легко получают каменные конструкции и изделия любой заданной формы.

Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.).

Бетон - один из древнейших строительных материалов. В Древнем Риме, например, из бетона на извести был построен ряд сложных инженерных сооружений. Существует мнение, что блоки внутренней части египетских пирамид также изготовлены из бетона, вяжущим в котором служила известь. Также бетон применялся при строительстве части Великой Китайской стены, ряде сооружений на территории Индии.

Однако широкое применение бетона начинается только во второй половине XIX века, после освоения промышленного производства портландцемента, который стал основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Исследования по разработке и теоретическим вопросам создания жаростойких бетонов были начаты в СССР в 1933-1934 гг. Особо актуальными работы по жаростойким бетонам были в годы Великой Отечественной войны. В это время впервые в мире были установлены теоретические основы получения жаростойких бетонов на основе портландцемента.

Современная строительная техника предъявляет к вяжущим материалам новые высокие требования. В корне изменилось производство бетонных смесей и бетонов.

В настоящее время главной задачей исследователей в этой области является создание новых, еще более эффективных видов жаростойких бетонов, производство которых позволило бы экономить дорогостоящее и дефицитное сырье, снизить расход топливно-энергетических ресурсов и затраты труда.

Современное строительство немыслимо без бетона - бетон стал основным строительным материалом. Это объясняется его экономичностью, технологичностью и доступностью основных сырьевых материалов.

1.ПРИМЕНЕНИЕ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ В СФЕРЕ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ

Жаростойкие бетоны по праву заняли одно из главных мест в строительстве, нефтехимической и химической промышленности, энергетической отрасли, промышленности строительных материалов и др. Жаростойкие бетоны успешно применяют во многих тепловых агрегатах и строительных конструкциях, в том числе фундаментах тепловых агрегатов - фундаменты доменных и мартеновских печей, дымовых трубах, туннельных печах и вагонетках на предприятиях строительных материалов, в подземных наземных газоходах, коллекторах, пылевых камерах, различных реакторах, стеклоплавильных печах, газораспределительных решетках, печах нефтехимии, нефтепереработки и других промышленных печах.

Жаростойкие бетоны применяют для различных строительных элементов зданий и сооружений. Из них изготовляют панели для стен и перекрытий отстраиваемых зданий, пролетные строения мостов, фермы, плавучие средства. В общем объеме производства строительных конструкций из железобетона изделия из жаростойких бетонов на пористых заполнителях составляют в настоящее время около 10% и предусматривается дальнейшее увеличение их выпуска.

Применение изделий из жаростойких бетонов позволяет укрупнить монтажные элементы, уменьшить общую массу сооружения, улучшить качество строительства и повысить производительность труда. При уменьшении массы бетона на каждые 10% стоимость конструкции снижается примерно на 3%. Применение жаростойких бетонов дает возможность на 30...40% снизить массу зданий, примерно на 20% сократить трудоемкость их возведения, на 30...40% уменьшить транспортные расходы, не менее чем на 6...10% снизить общую стоимость строительства.

Товарами-аналогами в области применения могут выступать тяжелые бетоны, но они имеют значительный недостаток - повышенная масса изделий, что отрицательно отражается на проведении строительных работ, то есть возникает необходимость в привлечении дополнительных финансовых и трудовых ресурсов.

2.КЛАССИФИКАИОННЫЕ ПРИЗНАКИ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ

2.1 Бетоны классифицируют

По назначению:

а) конструктивные;

б) специальные (жаростойкие, химически стойкие, декоративные);

-по условиям твердения;

-по способу порообразования;

-по видам вяжущих и кремнеземистых компонентов.

2.2 Жаростойкие бетоны подразделяют:

-по назначению - на конструкционные, теплоизоляционные;

-по структуре - на плотные тяжелые и легкие, ячеистые;

-по виду вяжущего - на портландцементе и его разновидностях (быстротвердеющем портландцементе, шлакопортландцементе), на алюминатных цементах (глиноземистом и высокоглиноземистом), на силикатных вяжущих (жидком стекле с отвердителем, силикат глыбе с отвердителем);

-по виду тонкомолотой добавки - с шамотной, кордиеритовой золошлаковой, керамзитовой, аглопоритовой, магнезиальной, периклазовой, алюмохромитовой;

-по виду заполнителя - с шамотным, муллитокорундовым, корундовым, магнезиальным, карборундовым, кордиеритовым, кор-диеритомуллитовым, муллитокордиеритовым, шлаковым, золошлаковым, базальтовым, диабазовым, андезитовым, диоритовым, керамзитовым, аглопоритовым, перлитовым, вермикулитовым, из боя бетона.

В работе воспользуемся экономико-статистической классификацией, которая представлена в «Общегосударственном классификаторе промышленной и сельскохозяйственной продукции Республики Беларусь» (ОКПРБ). Он входит в состав единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации Республики Беларусь.

В ОКПРБ используют иерархический метод с шестью ступенями классификации и одной промежуточной ступенью.

Классификация по ОКПРБ

Секция D. Продукты перерабатывающей промышленности

Подсекция DI. Прочие неметаллические минеральные изделия

Раздел 26. Прочие неметаллические минеральные изделия

Группа 26.6. Изделия из бетона, гипса и цемента

Класс 26.61. Изделия из бетона для строительных целей

В международной практике широко используется «Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности» (ТН ВЭД). Структура ТН ВЭД состоит из кодового обозначения товаров 9-ю цифровыми десятичными знаками, из которых 1-6 - это уровни, соответствующие кодовому обозначению товаров по НГС, 7-8 разряды соответствуют кодовому обозначению товаров по КНЕС. 9-й уровень пока остается нулевым, он предназначен для определения национальных товаров.

Классификация по ТН ВЭД

Раздел XIII. Изделия из камня, гипса, цемента, асбеста, слюды и из подобных материалов; керамические изделия, стекло и изделия из него.

Группа 68. Изделия из камня, гипса, асбеста, слюды и из подобных материалов.

Позиция 6810. Изделия из цемента, бетона или искусственного камня, неармированные или армированные: черепица (плитка), плиты, кирпичи аналогичные изделия.

2.3 Классификация по предельно допустимой температуре применения

Таблица 2.1. Классы по предельно допустимой температуре применения

Класс бетонов по предельно допустимой температуре применения определяют по значениям остаточной прочности и температуры деформации под нагрузкой.

3.ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ

Для жаростойких бетонов основными показателями качества являются: прочность на сжатие, предельно допустимая температура применения, термостойкость, водонепроницаемость, морозостойкость, средняя плотность и усадка.

Прочность на сжатие - способность твердого тела сопротивляться разрушению при приложении к нему внешней силы при сжатии. Прочность зависит от структуры материала, вещественного состава, влажности, направления и скорости приложения нагрузки.

Термостойкость - способность материала выдерживать без разрушений определенное количество резких колебаний температуры. Единицей измерения этого свойства, определяемого для многих теплоизоляционных и огнеупорных материалов, является количество теплосмен.

Водонепроницаемость - свойство, характеризующее способность материала пропускать воду под давлением. Особенно важно это свойство при строительстве гидротехнических сооружений (дамб, плотин, молов, мостов), резервуаров, возведении стен подвалов при наличии грунтовых вод.

Морозостойкость - способность материала сохранять свою прочность при многократном попеременном замораживании в водонасыщенном состоянии и оттаивании в воде. Для материалов, эксплуатируемых в условиях знакопеременных температур наружного воздуха (дорожные покрытия, стеновые материалы), морозостойкость является одним из важнейших свойств, обеспечивающих их долговечность. Способность материала противостоять морозному разрушению обусловлена в первую очередь присутствием в его структуре определенного объема замкнутых пор, в которые и отжимается часть воды под действием давления растущих кристаллов льда. Таким образом, главными факторами, определяющими морозостойкость материала, являются показатели структуры, от которых зависит степень насыщения водой и интенсивность образования льда в порах.

В строительстве морозостойкость материала количественно оценивают маркой F, то есть числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдерживают образцы без снижения прочности на 5…25% и массы на 3...5% в зависимости от назначения материала. Установлены следующие марки: тяжелый бетон - F50…F500, легкий бетон -F25…F500.

Средняя плотность - масса единицы объема материала в естественном состоянии, с пустотами и порами. Средняя плотность природных и искусственных материалов колеблется в широких пределах - от 10 кг/м 3 у полимерной воздухонаполненной мипоры до 7850 кг/м3 у тяжелого бетона и 7850 кг/м3 у стали. Значения средней плотности используются пи подборе материала для изготовления строительных конструкций, расчетах транспортных средств, подъемно-транспортного оборудования. Средняя плотность характеризует прочностные свойства материала. При одинаковом составе, чем выше средняя плотность, тем прочнее материал.

Усадка - уменьшение объема материала при его переходе из жидкого состояния в твердое. Усадка характеризует изменение объема бетона при твердении и связана с обезвоживанием пор цементного камня. Она обычно составляет 0,2-0,5 мм/м и возрастает с увеличением содержания цементного камня и начального водосодержания бетонной смеси. Усадка не нормируется, но должна учитываться при сооружении массивных объектов.

Предельно допустимая температура применения - максимальная температура, за пределами которой данный продукт не может быть использован.

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ И ЕЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

Жаростойкие бетоны изготовляют из вяжущего (в которое в необходимых случаях вводится еще и минеральная тонкомолотая добавка), воды (или другого затворителя) и жаростойких заполнителей. Технология изготовления изделий из жаростойких бетонов имеет ряд особенностей, связанных с различием в свойствах исходных материалов и бетонных смесей.

К технологии приготовления жаростойкого бетона предъявляются более жесткие требования, чем к технологии обычного бетона: требуется повышенная чистота заполнителя, не допускается засорение огнеупорных и тугоплавких заполнителей гранитом, известняком, песком, так как это приводит к разрушению бетона после его нагрева. Это необходимо учитывать при складировании материалов и изготовлении бетонных смесей.

Существуют два способа приготовления жаростойкого бетона - из отдельных составляющих и из готовых сухих бетонных смесей. Последний более предпочтителен, так как в заранее приготовленную в заводских условиях сухую бетонную смесь добавляют только воду или затворитель. Это гарантирует высокое качество жаростойкого бетона и исключает возможность его засорения.

Для приготовления сухих смесей заполнители сушат до влажности не более 0,1 %, дробят и рассеивают на фракции. Затем исходные компоненты дозируют, перемешивают с цементом в смесителе (без воды) и упаковывают в мешки.

Для повышения стойкости бетона при нагревании в его состав вводят тонкомолотые добавки из хромитовой руды, шамотного боя, магнезитового кирпича, андезита, гранулированного доменного шлака и др. В качестве мелкого и крупного заполнителя применяют хромит, шамот, бой глиняного кирпича, базальт, диабаз, андезит и др. При правильно выбранных вяжущих и заполнителях бетон может длительное время выдерживать, не разрушаясь, действие температуры до 1200°С. Уплотнение осуществляется вибрированием, трамбованием, прессованием и др.

Выбор материалов производят в зависимости от условий и температуры его эксплуатации. Бетоны на жидком стекле не применяют в условиях частого воздействия воды, а на портландцементе - в условиях кислой агрессивной среды.

При приготовлении бетонных смесей на портландцементе или глиноземистом цементе соблюдается такая последовательность: в смеситель заливают заданное количество воды, при включенном перемешивании загружают другие компоненты и перемешивают 2...3 мин. При изготовлении газобетона, в котором заполнители отсутствуют, после перемешивания загружают водно-алюминиевую суспензию и перемешивают дополнительно 1...2 мин.

Приготовление бетонных смесей на силикат-глыбе производят в шламбассейне, куда загружают дозированные по массе силикат-глыбу, тонкомолотую добавку, едкий натр и воду. Полученный шлам перекачивают в ванну, подогревают до ЗО...35°С и подают в смеситель, в который при включенном перемешивающем механизме вводят дозированные по массе заполнитель, водоалюминиевую суспензию и нефелиновый шлам. Смесь перемешивают 2...3 мин. Для формования изделий из ячеистого бетона применяют металлические формы. В форме смесь выдерживают 2...3 ч.

Твердение изделий на глиноземистом цементе происходит в течение 1 суток при температуре 18...20°С и влажности 90...100%, на портландцементе твердение изделий проходит при температуре 8О...9О°С и влажности 90...100%, а изделия на силикат-глыбе твердеют в автоклаве. При приготовлении жаростойких бетонов стремятся ограничить количество воды и жидкого стекла. Осадка конуса должна быть не более 2 см, а жесткость - не менее 10 с.

Бетоны на портландцементе разных составов используются при одностороннем нагреве с предельной температурой 1700°С, на глиноземистом цементе и на жидком стекле - до 1400° С.

Блок-схема производства бетона жаростойкого, наиболее предпочтительная технология

Стадии производства:

.Сушка до влажности 0,1%, дробление

и рассеивание на фракции;

.Дозирование исходных материалов,

их перемешивание в смесителе;

Перемешивание;

.Застывание бетонной смеси.

5. СТАНДАРТЫ НА ЖАРОСТОЙКИЙ БЕТОН, НОРМИРУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА В СООТВЕТСТВИИ С ТРЕБОВАНИЯМИ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

На жаростойкие бетоны распространяются следующие стандарты:

ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия»

ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия» распространяется на жаростойкие бетоны, предназначенные для применения при эксплуатационных температурах до 1800°С.

Требования ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия» следует соблюдать при разработке новых, пересмотре действующих стандартов, технических условий, проектной и технологической документации и при производстве сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, монолитных и сборно-монолитных сооружений из этих бетонов.

ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия» не распространяется на огнеупорные бетоны.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ по ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия»

Бетоны должны соответствовать требованиям ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия» и обеспечивать изготовление изделий, конструкций и возведение сооружений, удовлетворяющих требованиям стандартов или технических условий, нормам проектирования и проектной документации на эти изделия, конструкции и сооружения.

Основные параметры

Наименования бетонов должны включать основные признаки:

-вид бетона (BR -бетон жаростойкий);

-вид вяжущего (Р - портландцемент, А - алюминатный цемент, S - силикатное вяжущее),

-класс бетона по прочности на сжатие (Bl -B40) и класс бетона по предельно допустимой температуре применения (ИЗ-И18).

BR A B35 И16 - бетон жаростойкий на алюминатном цементе, класса В35 по прочности на сжатие, температурой применения 1600°С.

BR S B25 И13 - бетон жаростойкий на силикатном вяжущем, класса В25 по прочности на сжатие, температурой применения 1300°С.

Характеристики

Для бетонов конкретного назначения основными показателями качества являются:

-прочность на сжатие;

-предельно допустимая температура применения;

-термостойкость (термическая стойкость);

-водонепроницаемость;

-морозостойкость;

-средняя плотность;

Усадка.

Прочность бетона в проектном возрасте характеризуют классом прочности на сжатие по СТ СЭВ 1406.

Для бетонов установлены следующие классы по прочности на сжатие: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; BIO; B12.5; В15; В20; В25; ВЗО; В35; В40.

Класс по прочности на сжатие В назначают и контролируют во всех случаях.

При изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций устанавливают отпускную прочность бетона, а при возведении монолитных конструкций и сооружений - прочность бетона в промежуточном возрасте.

Отпускная прочность бетона должна быть не менее 70% нормируемой, прочность бетона в промежуточном возрасте принимают по проектно-технической документации.

Для бетонов устанавливают следующие классы по предельно допустимой температуре применения согласно табл. 5.1.

бетон цемент жаростойкий

Таблица 5.1. Классы по предельно допустимой температуре применения

Класс бетона по предельно допустимой температуре примененияПредельно допустимая температура применения, 0СКласс бетона по предельно допустимой температуре примененияПредельно допустимая температура применения, 0СИ3300И121200И6 600И131300И7700И141400И8800И151500И9900И161600И101000И171700И111100И181800

Классы бетонов по предельно допустимой температуре применения И13-И18 устанавливают только для не несущих изделий и конструкций.

Класс бетонов по предельно допустимой температуре применения определяют по значениям остаточной прочности и температуры деформации под нагрузкой, указанным в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Класс бетонов по предельно допустимой температуре применения определяют по значениям остаточной прочности и температуры деформации под нагрузкой

Класс бетона по предельно допустимой температура примененияВид вяжущего Остаточная прочность, %, не менее Температура, соответствующая проценту деформации под нагрузкой, °С, не менее440 или разрушениюИ3Р80--И6S80Р50И740И8Р. А30--S70И9Р30900950И10Р, А10001050S701000И11Р, А3010801150S701080И12Р, А3010801250S701080И13А3012701340S50И14 А 3013601420И151450И161510S70 - И17А301600И181650

Для бетонов классов ИЗ-И8 температуры деформации под нагрузкой не определяют.

Для бетонов классов И15-И18 определяют температуру 4%-ной деформации.

Остаточная прочность бетона зависит от вида вяжущего, температуры нагрева и характеризуется процентным отношением прочности бетона после нагрева до предельно допустимой температуры применения для бетонов классов ИЗ-И7 и после нагрева до температуры 800°С для бетонов классов И8-И18 к прочности бетона в проектном возрасте.

Для бетонов со средней плотностью 1500 кг/м3 и более, предназначенных для изготовления конструкций и изделий, к которым предъявляют требования по водонепроницаемости, устанавливают следующие марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8.

Для бетонов со средней плотностью 1500 кг/м3 и более, предназначенных для изготовления конструкций и изделий, к которым предъявляются требования по морозостойкости, устанавливают следующие марки по морозостойкости: F15, F25, F35, F50, F75.

Установленные значения марок по водонепроницаемости и морозостойкости должны быть обеспечены в возрасте, указанном в проектно-технической документации.

Для легкого бетона устанавливают следующие марки по средней плотности в сухом состоянии: D300, D400, D500 D600, D700, D800, D900, D1000, D1100, D1200, D1300, D1400, D1500, D1600, D1700, D1800.

Для бетонов устанавливают требования по предельным значениям усадки после нагрева до предельно допустимой температуры применения бетонов классов ИЗ-И12 и до температуры применения бетонов классов И13-И18, которые не должны превышать, %:

0 - для бетонов плотной структуры со средней плотностью 1500 кг/м3 и более;

5- для бетонов плотной структуры со средней плотностью менее 1500 кг/м3;

0 - для бетонов ячеистой структуры.

Составы бетонов подбирают по методикам, пособиям и рекомендациям научно-исследовательских институтов, утвержденных в установленном порядке.

Бетонные смеси в соответствии с ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия» и в зависимости от степени готовности подразделяют на готовые к употреблению и сухие.

Бетонные смеси для бетонов плотной структуры приготовляют по ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», а для бетонов ячеистой структуры - по ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия».

Бетонные смеси для бетонов, кроме ячеистых, должны соответствовать маркам по удобоукладываемости Ж1-Ж4 ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», принимаемым по технологической документации.

В бетонную смесь, приготовленную на портландцементе, допускается введение пластифицирующих добавок при условии сохранения заданных свойств бетона. При этом, марка по удобоукладываемости бетонной смеси должна быть не более ПЗ по ГОСТ 7473 «Смеси бетонные. Технические условия».

Бетонную смесь, приготовленную на портландцементе и высокоглиноземистом цементе, а также бетонную смесь, приготовленную на жидком стекле и глиноземистом цементе при температуре наружного воздуха не выше 20°С, транспортируют в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия».

Время от приготовления бетонной смеси на основе жидкого стекла и глиноземистого цемента до ее укладки не должно превышать 30 мин.

Бетонную смесь на основе жидкого стекла и глиноземистого цемента при температуре наружного воздуха выше 20°С приготовляют на месте укладки.

Для приготовления бетонов в качестве вяжущих применяют:

-портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, шлакопортландцемент по ГОСТ 10178-89 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»;

-глиноземистый цемент по ГОСТ 969-91 «Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые. Технические условия»;

-высокоглиноземистый цемент по ТУ 21-20-60 или ТУ 6-03-339;

-жидкое стекло по ГОСТ 13078-81 «Стекло натриевое жидкое. Технические условия»;

-силикат-глыбу по ГОСТ 13079-93 «Силикат натрия растворимый. Технические условия».

Для бетонов на жидком стекле и силикат-глыбе в качестве отвердителя применяют кремнефтористый натрий по ТУ 6-08-01 - 1 или феррохромовый шлак по ТУ 14-11 -181 и другие материалы, удовлетворяющие требованиям стандартов или технических условий и обеспечивающие получение бетона с заданными характеристиками.

Для бетонов на портландцементе и жидком стекле в качестве тонкомолотых добавок, устойчивых к воздействию высоких температур, принимают:

-шамотные по ГОСТ 23037-99 «Заполнители огнеупорные. Технические условия»;

-кордиеритовые по ГОСТ 20419 83 «Материалы керамические электротехнические. Классификация и технические требования»;

-золошлаковые смеси ТЭС по ГОСТ 25592-91 «Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. технические условия»;

-керамзитовые по ГОСТ 9758-86 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний»;

-аглопоритовые по ГОСТ 11991;

-бетонные из дробленых жаростойких бетонов.

Для бетонов на жидком стекле, кроме указанных добавок, допускается применять магнезиальную добавку по ГОСТ 23037-99 «Заполнители огнеупорные. Технические условия».

Тонкость помола добавок для бетона должна быть такой, чтобы при просеивании через сито № 008 по ГОСТ 310.2-76 «Цементы. Методы определения тонкости помола» проходило не менее 50% взятой пробы.

В тонкомолотых добавках содержание свободных оксида кальция СаО и оксида магния MgO в сумме не должно превышать 3%, а карбонатов - 2%.

В качестве заполнителей, устойчивых к воздействию высоких температур, допускается применять:

-кусковой огнеупор первичного обжига и дробленые некондиционные огнеупорные изделия;

-вторичные огнеупоры и жаростойкие бетоны, загрязненность которых шлаком, углем, металлом, а также динасовыми и хромо-магнезитовыми материалами не должна превышать 0,5%.

Не допускается загрязнение добавок и заполнителей другими материалами, способными снизить его эксплуатационные свойства или привести к разрушению бетона после нагрева (известняк, гранит, доломит, магнезит и др.).

Заполнитель для бетонов в зависимости от крупности зерен подразделяют на:

-мелкий - песок с зернами размером от 0 до 5 мм;

-крупный - щебень с зернами размером от 5 до 20 мм.

Зерновой состав заполнителей для бетонов должен удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 5.3.

Таблица 5.3. Зерновой состав заполнителей для бетонов

Размер отверстий контрольных сит, ммПолные остатки на контрольных ситах, % по массе, для заполнителей крупностьюдо 5 ммот 5 до 20 мм200-5110030-6050-595-1002,510-40__1,2520-60__0,6340-85__0,31560-95__0,1680-100__

Средняя насыпная плотность пористых заполнителей должна быть в пределах, указанных в табл. 5.4.

Таблица 5.4. Средняя насыпная плотность пористых заполнителей

Средняя насыпная плотность,кг/м3 для фракцийЗаполнительдо 5 ммот 5 до 20 ммШамотный легковесный400-1200300-800Муллитокорундовый легко-весныйНе более 1400Не более 900Корундовый легковесныйНе более 1400Не более 900Керамзитовый-400-800Перлитовый100-500300-500ВермикулитовыйНе более 200Допускается применение других материалов, качество которых должно удовлетворять требованиям стандартов или технических условий и обеспечивать получение бетона, отвечающего заданным физико-техническим характеристикам, приведенным в ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия».

Вода для приготовления бетонов должна отвечать требованиям ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия».

6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ. ТРЕБОВАНИЯ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ НА ПРАВИЛА ПРИЕМКИ, ХРАНЕНИЯ, ИСПЫТАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ

6.1 ПРИЕМКА по ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия»

Приемку бетонов производят партиями. Объем и состав партии принимают по ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Правила контроля прочности».

Приемку бетона по прочности в проектном возрасте и остаточной прочности производят при подборе каждого нового номинального состава бетона, а в дальнейшем-не реже одного раза в месяц, а также при изменении состава бетона, технологии производства и качества используемых материалов.

Приемку бетона по отпускной прочности и прочности в промежуточном возрасте производят от каждой партии по ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Правила контроля прочности», а для легких и ячеистых бетонов - и по средней плотности по ГОСТ 27005-86 «Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности».

Периодические испытания по показателю удельной активности естественных радионуклидов проводят не реже одного раза в год, а также при изменении качества применяемых материалов.

При необходимости, оценку бетона по предельно допустимой температуре применения, термостойкости, водонепроницаемости, морозостойкости и усадке проводят в соответствии с требованиями стандарта и технических условий на бетон конструкций конкретного вида.

Бетонные смеси принимают по ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», стандартам или техническим условиям на бетонные смеси конкретных видов.

Приемку бетонов по качеству для сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций производят по ГОСТ 13015.1-81 «Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные» и стандартам или техническим условиям на конкретные изделия или конструкции, а бетонов по качеству для монолитных конструкций и сооружений - и по нормам проектирования и проектно-технической документации.

6.2 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ по ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия»

Физико-механические свойства бетонов определяют:

прочность бетона на сжатие в проектном возрасте, отпускную прочность, прочность в промежуточном возрасте и остаточную прочность;

-класс бетона по предельно допустимой температуре применения;

Термостойкость;

-водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5-84 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости»;

-морозостойкость - по ГОСТ 10060-87 «Бетоны. Методы определения морозостойкости» или ГОСТ 26134-84 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения морозостойкости»;

-среднюю плотность - по ГОСТ 12730.2-78 «Бетоны. Методы определения влажности»;

Усадку.

Жесткость и подвижность бетонной смеси определяют по ГОСТ 10181.0 и ГОСТ 10181.1.

Проверку качества добавок и заполнителей проводят на:

устойчивость при воздействии высоких температур;

тонкость помола добавок - по ГОСТ 310.2-76 «Цементы. Методы определения тонкости помола»;

среднюю плотность пористых заполнителей - по ГОСТ 9758-86 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний»;

химический состав добавок-по ГОСТ 2642.0-ГОСТ 2642.12 «Огнеупоры и огнеупорное стекло»;

активность отвердителя.

Проверку удельной активности естественных радионуклидов, содержащихся в материалах для бетонов, проводят в соответствии с методиками, утвержденными Минздравом СССР.

6.3 Рассмотрим метод определения устойчивости заполнителей и добавок при воздействии высоких температур по ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия»

Сущность метода состоит в проверке способности заполнителей и добавок не разрушаться при нагреве, а также после него.

ОТБОР ПРОБ

Для проверки устойчивости заполнителей и тонкомолотых добавок отбирают пробы от каждой партии указанных материалов из нескольких мест, но не менее чем из трех.

Пробу заполнителя отбирают в объеме 10 л, методом квартования уменьшают ее до 5 л. Пробу тонкомолотой добавки отбирают в объеме 5 л, методом квартования уменьшают ее до 1, л.

СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

Для проведения испытаний применяют: сушильный электрический шкаф типа СНОЛ; камерную электрическую печь типа СНОЛ; ванну с крышкой для выдержки образцов над водой; сетчатые стеллажи для размещения образцов.

ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ И ИСПЫТАНИЯ

Для испытания необходимо иметь заполнитель, приготовленный дроблением шамотного кирпича и рассеянного на фракции 0-5 и 5-30 мм в соответствии с требованиями ГОСТ 20910-90 «Бетоны жаростойкие. Технические условия».

Приготовляют бетонную смесь, состоящую из портландцемента, проверяемой добавки и чистого шамотного заполнителя.

Из бетонной смеси изготовляют шесть образцов-кубов с ребром длиной 7 или 10 см. Образцы выдерживают в условиях согласно табл. 5.3.

Три образца испытывают после высушивания при температуре (105± ±5)°С.

Для бетонов марок И8-И16 нагревают три образца до температуры 8О0°С; бетоны других марок нагревают до предельно допустимой температуры применения.

Тонкомолотую добавку считают пригодной, если после нагрева и последующей выдержки над водой в течение 7 суток образцы не имеют дутиков, трещин, а остаточная прочность отвечает требованиям п. 1.4.5 настоящего стандарта.

Для проверки качества заполнителя приготовляют бетонную смесь, состоящую из портландцемента, добавки и проверяемого заполнителя (1: 0,3: 4); возможна проверка на рабочем составе.

Изготовление, хранение, испытание образцов, а также оценку пригодности заполнителя осуществляют в соответствии с предыдущими пунктами настоящего приложения.

Керамзитовый заполнитель допускается проверять прокаливанием и последующим кипячением.

Среднюю пробу керамзитового гравия массой 0,5 кг прокаливают в течение 3 ч при температуре 8О0°С.

Прокаленную пробу керамзита после остывания помещают в сосуд, заливают водой и кипятят в течение 4 ч. После остывания воду сливают, а керамзит рассыпают тонким слоем на металлический лист, выбирают разрушенные зерна и взвешивают.

Партию керамзита считают пригодной для применения в качестве заполнителя в бетоне, если разрушенные зерна в высушенном состоянии до постоянной массы составят не более 5% первоначальной навески.

Окончательное заключение о пригодности керамзита составляют после получения результатов испытания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На сегодняшний день жаростойкие бетоны признаны одним из основополагающих и экономически выгодных строительных материалов. Главным свойством жаростойких бетонов, предназначенных для промышленных и строительных конструкций, является их способность при длительном воздействии высоких температур сохранять свои физико-механические свойства.

Экономическая эффективность использования жаростойкого бетона при строительстве тепловых агрегатов и других конструкций обусловлена следующим:

производство жаростойкого бетона в большинстве случаев дешевле производства соответствующих огнеупорных изделий;

сооружение тепловых агрегатов из крупноразмерных блоков увеличивает производительность труда в 2-5 раз;

из жаростойкого железобетона можно изготавливать несущие конструкции, что позволяет экономить металл;

жаростойкий бетон позволяет разработать любые конструкции печей и тем самым создать условия для более эффективных технологий, отличающихся высокой производительностью;

применение жаростойкого бетона значительно увеличивает срок службы агрегата и, следовательно, сокращает затраты на ремонтные работы;

на основе местных исходных материалов могут быть разработаны более дешевые составы жаростойких бетонов с заданными свойствами;

использование жаростойкого бетона для фундаментов под строительные конструкции дает возможность более рационально и компактно размещать оборудование во вновь строящихся цехах.

В настоящее время продолжаются работы по исследованию и внедрению в производство новых, еще более экономичных видов жаростойкого бетона. Результаты испытаний в промышленных условиях показали высокие эксплуатационные свойства корундового жаростойкого бетона на безводных силикат-натриевых композиционных вяжущих. Разработанные бетоны не содержат в своем составе цементов, а также других традиционных вяжущих и представляют собой безводные силикат-натриевые композиции. Применение этого вида жаростойких бетонов, взамен используемого сегодня корундового мелкоштучного огнеупора, позволит увеличить межремонтную кампанию тепловых агрегатов в 1,5-2 раза, снизить трудозатраты при ремонте печей и срок ремонта, существенно уменьшить энергозатраты на единицу футеровочного материала за счет исключения обжига.

В связи с разработкой ядерных реакторов нового поколения большой интерес представляет разработка состава и исследования технологии устройства теплоизоляции шахты реактора из легких жаростойких бетонов. В связи с тем, что в настоящее время проектируются новые экологически безопасные реакторы, в которых роль тепловой и биологической защиты отводится теплоносителю - расплавленному свинцу, соответственно коренным образом меняется назначение жаростойких бетонов: они должны выполнять роль теплоизоляции, позволяющей уменьшить температуру нагрева обычного тяжелого бетона с 450°С (температура расплавленного свинца) до 100°С.

Таким образом, современное строительство немыслимо без использования как бетонов в целом, так и в частности бетонов жаростойких, которые представляют собой отвечающий всем современным требованиям строительный материал. Состав и технология производства жаростойких бетонов продолжают совершенствоваться, появляются новые виды жаростойких бетонов, которые обладают уникальнейшими свойствами и характеристиками; расширяется сфера применения жаростойких бетонов, улучшается их качество. Это свидетельствует о том, что жаростойкие бетоны являются перспективным строительным материалом, который широко используется сейчас и будет использоваться в будущем.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: «Высшая школа», 1990.
2. Баженов Ю. М. Технология бетона. - М.: АСВ, 2002.
3. Государственные стандарты: указатель в 4 т. - М.: изд-во стандартов, 1993
4. Еремин Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов. - М.: «Высшая школа», 1986.
5. Жуков В. В., Хаджишалапов Г. Н. Жаростойкий теплоизоляционный бетон и блок устройства теплоизоляции лайнера ядерного реактора нового поколения./Бетон и железобетон, №3. 2007.
6. Киреева Ю. И. Строительные материалы. - Мн.: Новое знание, 2005
7. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. - М.: «Высшая школа», 1988.
8. Комар А.Г., Баженов Ю.М., Сулименко Л.М. Технология производства строительных материалов. - М.: «Высшая школа», 1990.
9. Мочальник И.А. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплинам «Производственные технологии» и «Товароведение». - Мн.: БГЭУ, 2006
10. Общегосударственный классификатор РБ. Промышленная и сельскохозяйственная продукция. Часть 1 - Мн.: Госстандарт, 1999
11. Общий курс строительных материалов / Под ред. И.А. Рыбьева. - М.: «Высшая школа», 1987.
12. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. - Киев: «Высшая школа», 1985.
13. Строительные материалы: справочник / Болдырев А. С., Золотов П. П., Люсов А. Н. - М: Стройиздат, 1989.
14. Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности. - Мн.: Госстандарт, 1993.
15. Тотурбиев Б. Д., Алхасов М А. Жаростойкие бетоны на безводных силикатах натрия / Бетон и железобетон, №3. 2006.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Комментариев:

Жаростойкий бетон — вид бетона, эксплуатирующийся в условиях долговременных воздействий высоких температур и способный сохранять при этом свои механические свойства. Применяется в промышленности при строительстве тепловых агрегатов, фундаментов доменных печей, печей утилизации, обжига кирпича.

На небольших предприятиях и в частном строительстве жаропрочный бетон применяется для устройства сборных блочных отопительных печей, каминов, печей в банях и саунах, дымоходов.

За счет своей низкой теплопроводности обычный бетон способен выдерживать кратковременное нагревание до температуры 200°С, но при повышении температуры до 200°С — 250°С он теряет до 25% своей прочности, а при температуре более 250°С начинает растрескиваться, нарушаются связи с арматурой и он полностью разрушается.

Основная причина в том, что при высоких температурах происходит его обезвоживание и разложение составляющих.

За счет увлажнения и резкого перепада температур при тушении пожаров обычный бетон разрушается еще быстрее.

Жаростойкий бетон может эксплуатироваться при температурах, не превышающих 1580°С, огнеупорный бетон — до 1770°С, высокоогнеупорный — свыше 770°С. Основными вяжущими материалами для их производства являются шлакопортландцемент, портландцемент, фосфатные добавки, ортофосфорная кислота, жидкое стекло.

Чтобы придать ему такие свойства, в состав смеси добавляют горные тугоплавкие породы, огнеупорные дробленые заполнители (измельченные изделия из огнеупорных материалов). Жароупорные бетоны в процессе эксплуатации становятся более прочными.

Как изготовить жаростойкий бетон своими руками

Существует два основных способа, как своими руками приготовить жаростойкий бетон: использовать отдельные составляющие или готовую сухую смесь.

Предпочтительнее второй вариант. Смесь, изготовленная в заводских условиях, однородная, соответствует стандартам. Достаточно добавить в нее воду и тщательно перемешать. После ее затвердевания получается огнеупорный бетон высокого качества.

Если смесь готовить самостоятельно, нужно правильно выбрать тип материалов в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться бетон:

• если предполагается частое взаимодействие с водой, в смесь добавлять жидкое стекло нельзя;
• если среда кислая и агрессивная, нельзя использовать портландцемент.

Кислая среда образуется в дымовых трубах. Серный ангидрид, содержащийся в продуктах сгорания, разрушает бетон, изготовленный на основе портландцемента.

Если в жидкое стекло добавить алюминаты кальция и силикаты, получается бетон с повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Он быстрее набирает прочность, обладает отличной водостойкостью и может эксплуатироваться при температурах до 1600°С.

В домашних условиях заполнителем могут служить имеющиеся подручные материалы: тугоплавкие горные породы, хромитовая руда, базальт, диабаз, андезит, бой глиняного, высокоглиноземистого, шамотного, талькового, магнезитового и обычного кирпича. Применяется дунит, титаноглиноземистый шлак.

Для приготовления пористых бетонов используется доменный шлак, керамзит, вспученный перлит.

В домашних условиях материал нужно измельчить до размеров 5-25 мм. Дробление — самый долгий и трудный процесс. После него заполнитель следует высушить.

Размер фракций в заводских смесях — 0.1-5 мм. Чем однороднее фракции, тем выше качество бетона.

Для улучшения свойств в состав смеси вносят тонкомолотые добавки: пемзу, цемянку.

При нормальной влажности и температуре воздуха 20°С смесь отвердевает через 24 часа.

Вернуться к оглавлению

Приобретая промышленную смесь, нужно учесть несколько рекомендаций.

Готовая сухая смесь имеет ограниченный срок хранения.

Для индивидуального применения нужно приобретать крупнозернистую смесь с высокой плотностью. Состав смесей от различных производителей может отличаться, следует внимательно изучить инструкцию на упаковке. Обычно пакет имеет массу 22-25 кг, для приготовления раствора требуется 7-8 литров воды. Предпочтительнее использовать меньшее количество воды, так как ее избыток увеличивает время отвердевания, ухудшает .

Для качественного приготовления смеси даже в небольших объемах следует использовать бетоносмеситель. В него заливают воду и при постоянном перемешивании досыпают сухую смесь до получения однородной массы требуемой густоты. При необходимости можно добавить пластификаторы.

Из доступных подручных наполнителей нужно использовать один вид. Разные материалы имеют различные коэффициенты теплового расширения, бетон, изготовленный из разных видов наполнителей, со временем может растрескаться.

Если имеется конструкция, выполненная из обычного бетона, ее устойчивость к высоким температурам можно повысить, обработав специальными пропитками или мастиками. Проникая внутрь конструкции, они уменьшают степень обезвоживания и дегитратации.

В частном домостроении часто возникает вопрос использования бетона в средах повышенных температур: это сооружение каминов, дымовых труб, печей и очагов на открытом воздухе. Для этих целей целесообразно использовать именно жаропрочный бетон с добавками, придающих особые свойства стройматериалу.

Прежде чем говорить о составе и характеристиках материала, нужно отметить, что бетон это не нано материал, созданный по специальным технологиям. Главное свойство бетона это дешевизна и простота изготовления. Поэтому в качестве присадок для цементной смеси используются отходы различных отраслей промышленности: в основном горнодобывающей и металлургической. Поэтому не стоит удивляться, если вместо уникальных присадок, будут использоваться самые обычные отходы, вроде керамзитной крошки.

Еще один момент, который стоит прояснить – это количество присадок и жидкость для создания смеси. В составе цементной смеси редко присутствует больше одной присадки. Ее выбирают в зависимости от требуемых свойств будущего бетона. Нет смысла использовать более дорогую присадку для создания жароупорного бетона, если можно обойтись обычным наполнителем для жаропрочного. Все траты в строительстве должны быть целесообразными.

В состав любого бетона входит цементная основа, щебень разного дисперсного состава, песок и, по необходимости, присадки.

В качестве цементной основы может быть использован:

• Портландцемент или шлакопортландцемент
• Жидкое стекло
• Глиноземистый цемент

Как на обычной стройке, так и в условиях частного малоэтажного домостроения, наиболее приемлемыми являются различные марки портландцемента. Глиноземистый цемент производится далеко не во всех областях России, поэтому его доставка связана с дополнительными тратами, что значительно увеличивает цену материала.

Жидкое стекло это принципиально новый материал. Его использование связано с дополнительными тратами на оборудование, сырье и присадки. Поэтому его использование связано с куда большими тратами, нежели даже использование глиноземистых цементов. Цементы на основе жидкого стекла используют при строительстве зданий, к которым предъявляют повышенные требования прочности и надежности: научные учреждения, атомные и гидроэлектростанции, небоскребы повышенной высотности.

В зависимости от присадки формируется плотность конечного материала, но, вне зависимости от исходников, плотность жаропрочных составов бетона начинается от 1500 кг/м 3 .

Классификация жаростойкого бетона

Жаростойкий бетон из-за своих прочностных характеристик, используется не только по прямому назначению, но и в качестве теплоизолирующих материалов и как основа для несущих конструкций. Стройматериалы из жаростойкого бетона способны выдерживать давление от 200 до 600 МПа/см 2 , тогда как тот же показатель у обычного бетона в зависимости от качества начального сырья колеблется от 50 до 200. Поэтому было признано целесообразным классифицировать бетон по несколькими параметрам, чтобы облегчить выбор строительного материала для каждой конкретной задачи строительства.

По структуре

В зависимости от присадок меняется плотность цементной смеси, соответственно меняется вес 1 кубометра цемента и его характеристики. В связи с этим по структуре бетон разделяют на:

• Тяжелый
• Легкий
• Ячеистый

Тяжелый бетон подразумевает использование обожженные отходов горнодобывающей промышленности. Этот цемент отлично подходит для строительства высоких промышленных дымовых труб, опор многоэтажных зданий и строительства промышленных печей. В малоэтажном строительстве его применение нецелесообразно.

Легкий бетон создают в основном с помощью добавления в раствор керамзита, хотя допускается использование других обожженных синтетических присадок.

Ячеистый бетон содержит в своем составе пустоты с воздухом, что значительно увеличивает теплозащитные характеристики стройматериала, но уменьшает показатели прочности. В домашних условиях изготовить блоки жаростойкого бетона этого типа практически невозможно. Зато они находятся в свободной продаже на рынке строительных материалов. В качестве основы ограждающей или несущей конструкции этот материал не используют, зато он отлично подходит для ограждения стен от губительного воздействия открытого пламени или утепления конструкций.

По вяжущим компонентам

Как говорилось ранее, по вяжущим компонентам или цементной основе выделяют бетон на основе:

• Портландцемента
• Шлакопортландцемента
• Глиноземистых цементов
• Силикатного стекла

Конечно, идеальным вариантом для строительства стало бы силикатное стекло, но оно дорого в использовании. Портландцементы и шлакопортланд цементы практически одинаковы в своих эксплуатационных характеристиках. Но в шлакопортландцементы уже входят определенные добавки, которые могут затруднить использование присадок.

Для жаростойких бетонов более целесообразно использовать глиноземистую цементную основу, так как под воздействием высоких температур, этот материал не деформируется, только набирая прочность.

Но если термозащитные свойства таких блоков находятся на достаточно высоком уровне, то несущая способность куда меньше таковой у портландцемента.

Поэтому в условиях самостоятельного изготовления жаростойкого бетона, лучше использовать относительно универсальный портландцемент.

По способу применения

Сфера применения жаростойкого бетона достаточно велика, но конкретно способов применения раствора или блоков всего три:

• Для создания несущих конструкций стен или печей. Для малых печей, каминов и открытых очагов частных домов несущие характеристики различных подвидов жаростойкого бетона не критичны, но в условиях промышленного строительства, эта характеристика действительно важна. Поэтому дома можно использовать, например, легкие или ячеистые бетоны для формирования очага камина или печи. На большой стройке это недопустимо.
• Для внутренней облицовки камер сгорания. Существуют как огромные котлы, так и маленькие домашние печи. Что в первом, что во втором случае допускается создание несущей конструкции из не жаропрочных материалов с последующей облицовкой конструкций, соприкасающихся с открытым пламенем. Именно для облицовки этих внутренних пространств и используется жаропрочные бетоны.
• Для тепловой изоляции зданий. В этом случае облицовку проводят с внешней стороны ограждающих конструкций, и облицовка не соприкасается с пламенем. Для таких целей часто используют бетон с ячеистой структурой

По температурному режиму использования

Здесь стоит сказать о разнице в понятиях жаростойкого и жаропрочного бетона именно в зависимости от характеристики температурных режимов воздействия.

• Обычный бетон, не способный выдерживать температуру более 200 градусов без растрескивания и деформаций
• Жаростойкий бетон, выдерживающий температуру до 500 градусов. Этого типа вполне достаточно для домашнего камина, печи или открытого очага.
• Жароупорный выдерживает температуру до 1580 градусов.
• Огнеупорный 1580-1770 градусов
• Высокоогнеупорный способен выдерживать температуры свыше 1770 градусов.

По типу наполнителя

В качестве присадок может использоваться:

• Для обычного жаростойкого бетона используются доменные шлаки, измельченные пористые вулканические породы, керамзит и прочие искусственные измельченные заполнители. Перед запуском в продажу присадки обжигают и гранулируют.
• Для бетона с повышенными показателями жаропрочности используют обожженные и измельченные огнеупорные материалы: магнезит, корунд, шамотный кирпич.
• Для цементов из жидкого стекла используют продукты обжига глины и магнезита, называемые силикатами магния.

Технические требования к жаростойким растворам

• Способность выдержать температуру не менее 500 градусов
• Способность к сопротивлению на сдавливание от 200 МПа/см 2

Плюсы и минусы

Плюсов у этого материала достаточно много:

• Большой запас прочности
• Способность выдерживать высокотемпературный нагрев без деформации
• Хорошие теплоизолирующие качества
• Возможность использования, как в качестве скрепляющего вещества кладки, так и для изготовления строительных огнеупорных материалов.

Существует так же и ряд минусов:

• Чем выше целостность, тем ниже способность сопротивления высоким температурам и наоборот
• Уже готовая смесь не может храниться дольше 2-3 недель, иначе полученный бетон не может считаться жаростойким, так как не будет обладать требуемыми параметрами термозащиты

Сфера использования

Жаростойкие бетоны используются для строительства заводов электропромышленности, металлургии и химической промышленности. Особенно хорошо этот стройматериал показал себя в последней, поскольку правильно подготовленный жаростойкий бетон сопротивляется не только высоким температурам, но и химическому воздействию

Производство огнестойких бетонов в домашних условиях

Наиболее простые вариации фольги могут быть созданы в домашних условиях. Сложные составы это удел исключительно промышленного производства. С другой стороны, сложно представить себе строительную задачу в пределах частного домостроения, для которой понадобился бы огнеупорный бетон. Жаростойкого состава будет вполне достаточно.

Подбор состава

В состав бетона должны входить тугоплавкие горные породы, но в домашних условиях проще использовать керамзит. Перед приготовлением его необходимо измельчить до состояния песчаной были. Максимальный размер частицы не должен превышать 1 мм.

Инструменты и материалы

Помимо добавки необходим гравий, песок, гашеная известь и непосредственно цемент

Необходимые инструменты:

• Мастерок
• Бетономешалка
• Виброинструмент, как минимум перфоратор. Для изготовления блоков лучше использовать виброоснование.
• Дробилка или ручная мельница
• Форма для блока или отмостка.

Поэтапное приготовление раствора

Разберем приготовление цемента по этапам:

1. Приготовление цементной смеси. Это измельчение добавки и добавление ее к цементу и песку. На одну часть цемента добавляют 4 части керамзита, 3 части песка.
2. После того, как цементная смесь станет однородной можно добавлять гравий: на 3 части цементного состава добавляют 2 части гравия и пол части гашеной извести.
3. После смесь разбавляется 2 частями воды и формуется. В процессе формовки форма должна быть установлена на виброоснование, а по бетону в опалубке лучше пройтись перфоратором,чтобы избавиться от пузырьков воздуха.
4. В течение суток после формовки состав набирает крепость. Еще три дня получившийся бетон нужно поливать водой, чтобы окаменевшая смесь не дала трещин.

Изготовление жаростойкого бетона в домашних условиях не самая сложная задача. Главное, трезво оценивать свои силы, правильно выбирать присадки и следовать инструкции.