Вогнетривкий та жаростійкий бетони - два типи матеріалу, що використовуються при будівництві споруд, які в процесі експлуатації перебуватимуть в умовах високих температур або під впливом відкритого вогню.
Зміст
Вогнетривкий бетон: характеристики та властивості
Виробники вогнетривкого бетону керуються нормами ДСТУ 34470-2018. Бетони з вогнетривкими якостями широко використовуються для виготовлення та ремонту внутрішніх шарів пічок та інших теплоагрегатів. Відповідно до норм ДСТУ види вогнетривких сумішей класифікують за:
- Кількістю СаО у складі - середньоцементні, низькоцементні, ультранизькоцементні, безцементні суміші.
- Типом в'яжучої речовини - глиноземисті цементи, полімеризаційні та коагуляційні. Також до цієї ланки входить керамобетон, вяжучою речовиною якого є висококонцентрована суспензія.
- Розміром наповнювача - тонкозернисті (до 0,5 мм), дрібнозернисті (до 2,0 мм), середньозернисті (до 5,0 мм), великозернисті (до 1,0 см), грубозернисті (до 4,0 см).
- Максимальною робочою температурою - надвисокі - більше +1700°C, високі - +1700°C, середні - +1400°C, помірні - до +1100°C.
- Призначенням - для виготовлення, ремонту, створення комбінацій внутрішніх шарів теплових агрегатів та вогнетривких виробів.
За температурою випалу вогнетривкі матеріали діляться на:
- Безвипальні. Вироби набирають вогнетривкі властивості за температури +200°C.
- Термооброблені. Матеріал виготовляється за температури +200°C…+800°C.
- Випалені. Необхідна температура обробки складає більше +800°C.
Всі різновиди виробів з вогнетривких бетонів виготовляють виключно на спеціалізованих виробництвах.
Вогнетривкий бетон: види заповнювачів
Зазвичай в'яжучі речовини та заповнювачі не витримують вплив високих температур. Прості заповнювачі втрачають свої робочі характеристики за температури +200°C. Тому для підвищення показників витривалості до суміші, в залежності від необхідної робочої температури, додають:
- Андезит, базальт, гранульовані шлаки, діабаз, штучні пористі компоненти. Вони витримують робочі температури до +800°C.
- Подрібнені вогнетривкі матеріали (бій шамотної цегли, хроміту, випаленного каоліну, корунду) та суміші після випалення й дроблення вогнетривкої глини і магнезиту дозволяють витримувати температури до +1700°C.
Вибір наповнювача цілком залежить від сфери використання готового теплового агрегату. Для безперебійної роботи пічі буде достатньо робочої температури до +800°C, а промислове виробництво потребуватиме більших потужностей.
Жаростійкий бетон: технічні характеристики
Жаростійкі бетони використовуються для виготовлення теплових агрегатів, в яких максимальна температура не перевищує відмітки +1800°C. Вимоги до виробництва жаростійких матеріалів з бетону зафіксовані в ДСТУ 20910-90.
Класифікують жаростійкі суміші за наступними ознаками:
- Призначення: конструкційні, теплоізоляційно-конструктивні, теплоізоляційні.
- Структура: пористі легкі та щільні важкі.
- Тип в'яжучих: різновиди портландцементу, силікатні суміші, алюмінантні цементи.
- Тип наповнювача: шамот, базальт, шлак, керамзит, діабаз, вермикуліт, крихта бетону.
- Вид дрібнодисперсної добавки: аглопоритова, попелошлакова, магнезіальна, шлакова.
Жаростійкі бетони не потребують попередньої теплової обробки, як вогнетривкі. Термообробку такі бетони проходять під час запуску об'єкту, на якому використовуються.
Важкий жаростійкий бетон: склад та сфери застосування
Найчастіше важкі термостійкі суміші використовують для футеровочних робіт в агрегатах, що працюють під впливом високих температур. Наприклад, хімічне виробництво або виготовлення димоходів. Сфера застосування визначається складовими суміші.
Портландцемент та шлакопортландцемент з мікродобавками користується великими попитомом завдяки незначній вартості сировини, налагодженній технології виробництва та відмінним експлуатаційним показникам кінцевого виробу у нейтральному та лужному середовищах. Такі суміші широко використовуються у виготовленні котлоагрегатів, трубних систем атомних електростанцій та об'єктів, що працюють в умовах високих температур. Для покращення властивостей матеріалів використовуються тонкомелені добавки з: попелу, пемзи, шамоту, глиняної цегли, гранульованих доменних шлаків, паливних шлаків. Вироби з шамотною добавкою відрізняються найбільшим показником міцності.
Цемент алюмінатний, глиноземистий та високоглиноземистий використовуються у середовищах, де переважає водень, вуглець або фосфор. Конструкції, до складу яких входить алюмінатний цемент без домішок, витримують температури до +1300°C, з домішками - робоча температура становить +1700°C. Агрегати з глиноземистого або високоглиноземистого цементів характеризуються високими механічними властивостями, стабільними показниками роботи при перепадах температур, мінімальними показниками усадки, лінійного розширення, коефіцієнта теплопровідності.
Рідке скло використовується у кислих, газообразних середовищах. При виготовлені жаростійкого бетону для роботи за температури +800°C…+1600°C, використовують калієве/натрієве скло. В залежності від температури робочого середовища до суміші можуть додаватися домішки у вигляді магнезиту, шамоту, хромота, андезиту, діабазу. Для прискорення процесу виділення кремнієвої кислоти та швидкого твердіння до силікатної бетонної суміші додають кремнефторид натрію та фторсилікатні лужні матеріали.
Термостійкий бетон: самостійне виготовлення
В домашніх умовах термостійка суміш може знадобитись для облаштування каміну, печі або димоходу. Для приготування термостійкого бетону використовують готову суміш, воду та рідке скло. Всі компоненти додають до бетонозмішувача та дотримуються наступних кроків:
- До бетонозмішувача додають 90 % рідкого скла або води, в залежності від типу основної суміші.
- Додають подрібнену домішку.
- Додають ½ об'єму цементу та заповнювача.
- Вмикають бетонозмішувач.
В процесі роботи міксеру додають залишки в'яжучого, заповнювача та рідини (вода, рідке скло). Процес виготовлення бетону не повинен перевищувати 5 хвилин, інакше суміш почне розшаровуватися.
Для спрощення процесу виготовлення вогнетривкого бетону достатньо дотримуватись інструкції, яка вказана на упаковці.