Огнеупорный и жаростойкий бетоны – два типа материала, используемых при строительстве сооружений, которые в процессе эксплуатации будут находиться в условиях высоких температур или под воздействием открытого огня.
Содержание
Огнеупорный бетон: характеристики и свойства
Производители огнеупорного бетона руководствуются нормами ДСТУ 34470-2018. Бетоны с огнеупорными свойствами широко используются для изготовления и ремонта внутренних слоев в печах и других теплоагрегатах. В соответствии с нормами ГОСТ виды огнеупорных смесей классифицируют по:
- Количеству СаО в составе – среднецементные, низкоцементные, ультранизкоцементные, бесцементные смеси.
- Типу вяжущего вещества – глиноземистые цементы, полимеризационные и коагуляционные. Также в это звено входит керамобетон, вяжущим веществом которого является высококонцентрированная суспензия.
- Размеру наполнителя – тонкозернистые (до 0,5 мм), мелкозернистые (до 2,0 мм), среднезернистые (до 5,0 мм), крупнозернистые (до 1,0 см), грубозернистые (до 4,0 см).
- Максимальной рабочей температуре – сверхвысокие – более +1700°C, высокие – +1700°C, средние – +1400°C, умеренные – до +1100°C.
- Назначению – для изготовления, ремонта, создания комбинаций внутренних слоев тепловых агрегатов и огнеупорных изделий.
По температуре обжига огнеупорные материалы делятся на:
- Безобжиговые. Изделия приобретают огнеупорные свойства при температуре +200°C.
- Термообработанные. Материал производится при температуре +200°C…+800°C.
- Выжженые. Требуемая температура обработки составляет более +800°C.
Вся номенклатура изделий из огнеупорных бетонов производятся исключительно на специализированных производствах.
Огнеупорный бетон: виды заполнителей
Обычно вяжущие вещества и заполнители не выдерживают воздействие высоких температур. Простые заполнители теряют свои рабочие характеристики при температуре +200°C. Поэтому для повышения показателей выносливости к смеси, в зависимости от требуемой рабочей температуры, добавляют:
- Андезит, базальт, гранулированные шлаки, диабаз, пористые искусственные компоненты. Они выдерживают рабочую температуру до +800°C.
- Измельченные огнеупорные материалы (бой шамотного кирпича, хромита, выжженного каолина, корунда), смеси после обжига и дробления огнеупорной глины и магнезита позволяют выдерживать температуру до +1700°C.
Выбор наполнителя целиком зависит от сферы использования готового теплового агрегата. Для бесперебойной работы печи будет достаточно рабочей температуры до +800°C, а промышленное производство потребует больших мощностей.
Жаростойкий бетон: технические характеристики
Жаростойкие бетоны используются для изготовления тепловых агрегатов, в которых максимальная температура не превышает отметки +1800°C. Требования к производству жаростойких материалов из бетона зафиксированы в ГОСТ 20910-90.
Классифицируют жаростойкие смеси по следующим признакам:
- Назначение: теплоизоляционные, конструкционные, теплоизоляционно-конструктивные.
- Структура: ячеистые легкие и плотные тяжелые.
- Тип вяжущих: разновидности портландцемента, силикатные смеси, алюминантные цементы.
- Тип наполнителя: шамот, базальт, шлак, керамзит, диабаз, вермикулит, бетонная крошка.
- Вид мелкодисперсной добавки: аглопоритовая, золошлаковая, магнезиальная, шлаковая.
Жаростойкие бетоны не нуждаются в предварительной тепловой обработке, в отличие от огнеупорных. Термообработку такие бетоны проходят при запуске объекта, на котором используются.
Тяжелый жаропрочный бетон: состав и сферы применения
Чаще всего тяжелые термостойкие смеси используют для футеровочных работ в агрегатах, работающих под воздействием высоких температур. К примеру, химическое производство или изготовление дымоходов. Сфера применения определяется компонентами смеси.
Портландцемент и шлакопортландцемент с микродобавками пользуется большим спросом благодаря невысокой стоимости сырья, отлаженной технологии производства и отличным эксплуатационным показателям конечного изделия в нейтральной и щелочной средах. Такие смеси широко используются при изготовлении котлоагрегатов, трубных систем атомных электростанций и объектов, работающих в условиях высоких температур. Для улучшения свойств материалов используются тонкомоленные добавки из золы, пемзы, шамота, глиняного кирпича, гранулированных доменных шлаков, топливных шлаков. Изделия с шамотной добавкой отличаются наибольшим прочностным показателем.
Алюминатный, глиноземистый и высокоглиноземистый цемент используются в средах, где преобладает водород, углерод или фосфор. Конструкции, включающие алюминатный цемент без примесей, выдерживают температуры до +1300°C, с примесями - рабочая температура составляет +1700°C. Агрегаты из глиноземистого или высокоглиноземистого цемента характеризуются высокими механическими свойствами, стабильными показателями работы при перепадах температур, минимальными показателями усадки, линейного расширения, коэффициента теплопроводности.
Жидкое стекло используется в кислых, газообразных средах. При изготовлении жаростойкого бетона для работы при температуре +800°C…+1600°C используют калиево/натриевое стекло. В зависимости от температуры рабочей среды к смеси могут добавляться примеси в виде магнезита, шамота, хромата, андезита, диабаза. Для ускорения процесса выделения кремневой кислоты и быстрого твердения к силикатной бетонной смеси добавляют кремнефторид натрия и щелочные фторсиликатные материалы.
Термостойкий бетон: самостоятельное изготовление
В домашних условиях термостойкая смесь может использоваться для обустройства камина, печи или дымохода. Для приготовления термостойкого бетона используют готовую смесь, воду и жидкое стекло. Все компоненты добавляют в бетоносмеситель и следуют следующим рекомендациям:
- К бетоносмесителю добавляют 90 % жидкого стекла или воды, в зависимости от типа основной смеси.
- Добавляют измельченную добавку.
- Добавляют ½ объема цемента и заполнителя.
- Включают бетоносмеситель.
В процессе работы миксера добавляют остатки вяжущего, заполнителя и жидкости (вода, жидкое стекло). Процесс изготовления бетона не должен превышать 5 минут, иначе смесь начнет расслаиваться.
Для упрощения процесса изготовления огнеупорного бетона достаточно придерживаться инструкции, указанной на упаковке.