Бетон жаростойкий: Жаростойкий бетон — состав, виды, основные характеристики

Содержание

Жаропрочный бетон: приготовление своими руками

Жаропрочный бетон – это бетон, который может длительное время выдерживать нагревание до температуры 1000°C , и при этом не изменять формы и эксплуатационных свойств. Применяют его в различных сферах: промышленное строительство, жилищное, а также при возведении специализированных объектов. Термостойкий материал можно изготовить своими руками, главное – придерживаться инструкции и рекомендаций опытных строителей.

Сфера применения жароустойчивого раствора

Актуально применение огнеупорного материала при возведении промышленных сооружений, фундаментов, камер сгорания, а также при строительстве жилищных зданий. Также используется жаростойкий бетон в химической промышленности – там, где изготавливают строительные материалы, необходимые в области энергетики. Жаропрочный материал применяется в конструкции перекрытий, плавучих сооружениях и прогонных мостах. Его применение предпочтительно в тех конструкциях, где желателен легкий вес, который может обеспечить жаростойкий материал. Ведь он способен уменьшить вес сооружений чуть ли не вполовину за счет нахождения в бетонной смеси пористого наполнителя. Используют жароустойчивый бетон при возведении дымовых труб, каминов и печей.

Вернуться к оглавлению

Классификация

Огнеупорный бетон классифицируется по следующим показателям.

По структуре:

  • легкий;
  • пористый;
  • тяжелый.

По назначению:

  • теплоизоляционный;
  • конструкционный.
Огнеупорный цемент очень сильно впитывает влагу.

По входящим в состав вяжущим компонентам:

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

А также – по характеру наполнителей и эксплуатационному температурному режиму.

Вернуться к оглавлению

Состав и характеристики

Составляющей бетонной смеси может стать различное вяжущее вещество: жидкое стекло, портландцемент или глиноземистый цемент. Также в составе жаропрочного бетона используют тонкомолотые присадки, что влияют на объемный вес финишной конструкции. В зависимости от вяжущего компонента, в составе бетонов применяют измельченные добавки и наполнители, выбор которых также зависит от температурного режима, а также условий, в которых происходит эксплуатация огнеупорного материала.

Термостойкий материал, который изготавливается с включением в состав добавок в виде щебня, корунда и др., приготавливается на основе базовых ингредиентов. Сложности в его производстве не возникают, при наличии минимальных навыков строительства огнеупорный состав можно изготовить своими руками.

Для повышения прочности жароустойчивого материала его наполняют тонкомолотыми минеральными добавками, которые повышают плотность изделия. Заполнители в составляющих жаропрочных бетонах могут изготавливаться на заводе, кроме того, применяются горные огнеупорные породы.

На сегодняшний день существует возможность изготовления жаропрочных смесей под заказ. Преимуществом такового является выбор ингредиентов, а также их соотношения исходя из проекта заказчика. Составляющие в бетоне выбираются по предполагаемому температурному режиму при эксплуатации и сроку службы изделий.

Вернуться к оглавлению

Приготовление собственноручно

Схема бетономешалки для приготовления бетона.

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

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

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

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

Заключение

После окончания работ по приготовлению огнеупорного материала нужно вымыть и очистить оборудование. Удалить остатки застывшего раствора с инструментов необходимо сразу после его применения, так как на следующий день это будет сделать сложнее.

Процесс собственноручного приготовления жароустойчивого раствора хоть и трудоемок, требует наличия вспомогательных инструментов, экономия все равно значительна. Главное – придерживаться технологических требований, предъявляемых к огнеупорным материалам и руководствоваться инструкцией по изготовлению жаропрочного бетона.

Жаростойкий бетон

Цена:

Жаростойкий бетон (ГОСТ 20910-90)  — под заказ

Упаковка: МКР (Биг Бэг) по 1т; мешки по 50 кг

Отгрузка: от 50 кг
Описание

 Жаростойкий бетон – это бетон специального предназначения, изготовленный из материалов, позволяющих не изменять его физические характеристики при воздействии высоких температур. Его также называют огнеупорным или жаропрочным бетоном, поскольку после набора прочности он может быть использован в условиях прямого контакта с пламенем.  

 Марки жаропрочного бетона формируются исходя из их назначения, структуры, вида вяжущего, вида тонкомолотой добавки и заполнителя. Наименования бетона, в зависимости от торговой марки, могут быть различными, но если они изготовлены в соответствии с ГОСТ 20910-90, то обязательным условием должно быть наличие аббревиатуры содержащей:

  • вид бетона: BR – жаростойкий
  • вид вяжущего: P – портландцемент; А – алюминатный цемент; S – силикатное вяжущее
  • класс бетона по прочности на сжатие: от В1 до В40
  • класс бетона по предельно допустимой температуре применения: от И3 до И18

 Жаропрочные бетоны, в зависимости от их назначения, могут быть изготовлены из различного сырья. В качестве вяжущего используют глиноземистый цемент, высокоглиноземистый цемент, жидкое стекло или силикат-глыбу (силикат натрия). В случае изготовления бетона на портландцементе или жидком стекле требуется добавление тонкомолотых добавок, устойчивых к высоким температурам. Обычно, такие добавки бывают:

  • шамотными
  • кардиеритовыми
  • золошлаковыми
  • керамзитовыми
  • аглопоритовыми
  • бетонными (дробленые огнеупорные бетоны)

 В качестве заполнителей, при изготовлении бетонов, обычно используют шамотные, корундовые и муллитокорундовые материалы, однако, нормативно-техническая документация содержит более широкий спектр материалов для этих целей. В качестве заполнителей в жаростойких бетонах могут быть применены заполнители кордиеритовые, карборундовые, перлитовые, вермикулитовые и другие (см. таблицу 3 ГОСТ 20910-90). При этом следует помнить, что загрязнение заполнителя, способное пагубно воздействовать на характеристики бетона, не допускается.

 Как цена, так и жаропрочность бетона напрямую зависит от сырья, из которого он изготовлен. По эксплуатационному температурному режиму жаростойкий бетон подразделяется на:

  • жароупорный бетон, с режимом эксплуатации до 1580 oC
  • огнеупорный бетон, с режимом эксплуатации от 1580 oC до 1770 oC
  • высокоогнеупорный бетон, с режимом эксплуатации выше 1770 oC.

 Купить жаростойкий бетон в обычном строительном магазине проблематично. Материал, преимущественно, используется в промышленности, поэтому, как правило, изготавливают его под заказ специализированные организации-производители.

Применение

 Жаростойкие бетоны используют в агрегатах и конструкциях, подверженных кратковременному или длительному воздействию высоких температур и огня. В отличие от шамотных материалов, бетоны в различных конструкциях обладают большей прочностью и большой несущей способностью, что делает их незаменимыми в строительстве различных промышленных печей, в том числе доменных и туннельных. Также бетоны широко используются в нефтегазовой отрасли, в частности для изготовления трубчатых подогревателей на нефтеперерабатывающих заводах.

 Использование жаростойких бетонов на производстве в значительной степени увеличивает сроки эксплуатации ключевых объектов, сокращает сроки и стоимость их строительства и капитального ремонта. 

Характеристики

 Зерновой состав заполнителей для бетонов

Размер отверстий контрольных сит, мм Полные остатки на контрольных ситах, % по массе, для заполнителей крупностью
до 5 мм от 5 до 20 мм
20 — 0 — 5
10 0 30 — 60
5 0 — 5 95 — 100
2,5 10 — 40 —
1,25 20 — 60 —
0,63 40 — 85 —
0,315 60 — 95 —
0,16 80 — 100 —

 

Классификация по предельно-допустимой температуре применения

Класс бетона по предельно допустимой температуре применения Предельно допустимая температура применения, °С Класс бетона по предельно допустимой температуре применения Предельно допустимая температура применения, °С
И3 300 И12 1200
И6 600 И13 1300
И7 700 И14 1400
И8 800 И15 1500
И9 900
И16		 1600
И10 1000 И17 1700
И11 1100 И18 1800

состав, как сделать своими руками

Такой стройматериал, как жаропрочный бетон, приобрел широкую популярность в строительстве конструкций, которые поддаются воздействию высоких температур. Стройматериал используется для частного и промышленного строительства. Его способность выдерживать температуру до 1500 °C позволяет строить из этого вида бетона печь для отопления, камины, сауны, бани, дымоходы, мангалы. Технология производства не требует обжига, поэтому бетонные блоки жаропрочного типа изготавливают даже в домашних условиях.

Состав и свойства

Жаростойкий бетон отличается от обычного бетонного раствора тем, что его составные являются огнеупорными. Все компоненты — цемент, песок, щебень и вода смешиваются, а к ним добавляются такие вещества:

  • портландцемент;
  • отсевные части горных пород;
  • металлургические отходы;
  • синтетические вещества.
Материал обладает таким свойством благодаря особому составу.

Благодаря тому, что в состав жаропрочного бетона добавляются различные пористые наполнители, вес при высокой прочности является невысоким. Это позволяет сооружать объекты, где ограничена нагрузка на фундамент.

Марки качества

Технические характеристики жаростойкого бетона предусматривают его использование в конструкциях и помещениях с воздействием высоких температур. Его качество регулируется ГОСТом 20910–90. В зависимости от свойства выдерживать температурную нагрузку, выделяют такие марки стройматериала:

Посмотреть «ГОСТ 20910-90» или cкачать в PDF (1.8 MB)

  • Жаропрочный. Способен выдерживать температуру до 1500 °C.
  • Огнестойкий. Используется в конструкциях, которые нагреваются до 1800 °C.
  • Сверхогнеупорный. Материал нужен для конструкций, которые подвергаются воздействию температуры выше 1800 °C.

Где часто используют?

Термостойкий бетон применяется не только в помещениях и конструкциях с большими температурными нагрузками, но и в строительстве помещений жилого и промышленного характера. Из огнеупорных бетонных плит сооружают такие конструкции:

Из такого материала можно сделать мангал.
  • камины;
  • домашние и промышленные печи;
  • мангалы;
  • конструкции химической промышленности и энергетической сферы;
  • мосты;
  • плавучие конструкции.

Как сделать своими руками?

Подготовка

Изготовление бетона жаропрочного вида не требует затрат на дорогостоящий обжиг изделия. Поэтому бетонные блоки этого типа изготавливают даже в домашних условиях. Подготовительные работы включают в себя приготовление площадки для изготовления блоков, сырья и инструментов. Место, где будет производиться заливка изделий, должно быть чистым и иметь доступ к воде. Перед началом работы инструменты очищаются от остатков частиц после предыдущих манипуляций. Качество сырья должно соответствовать нормам, лучше всего использовать готовые смеси для приготовления бетона.

Инструменты и материалы

При изготовлении бетонных блоков жаропрочного типа придерживаются всех пропорций и подбирают качественное сырье. Для работы подготавливаются такие материалы:

  • песок;
  • гравий;
  • гашеная известь;
  • жаростойкий цемент;
  • вода.

Опытные строители рекомендуют использовать качественные бетонные смеси, в состав которых входят все необходимые компоненты. Их достаточно развести водой в соответствии с пропорцией, указанной на упаковке.

В процессе изготовления мастеру понадобятся деревянные формы.

Для работы понадобятся такие инструменты:

  • деревянные формы;
  • полиэтилен или силиконовые коврики;
  • шпатель;
  • перфоратор;
  • бетономешалка или посуда для смешивания раствора;
  • лопата или совок.

Приготовление раствора

Подготовив все необходимые инструменты и материалы, приступают к изготовлению бетонных блоков. Жаростойкий бетон делается в такой последовательности:

После подготовки форм в них перекладывают готовую смесь.
  1. Приготовление раствора. В бетономешалке смешиваются все ингредиенты и хорошо размешиваются.
  2. Подготовка форм. Чтобы застывшие блоки легко извлекались, на дно застилается полиэтиленовая пленка или смазанный жиром силикон.
  3. Заливка в формы. Готовый раствор с помощью лопаты или совка распределяется по ячейкам.
  4. Уплотнение. Перфоратором или отбивным молотком, которые погружаются непосредственно в формы, проводится выпускание из раствора лишнего воздуха.
  5. Выравнивание изделия. С помощью шпателя убирается лишний раствор.
  6. Застывание. Формы накрываются пленкой и на протяжении 2—3 дней сбрызгиваются водой.

Готовые блоки извлекают и оставляют в помещении до 25 дней. Именно столько времени нужно жаростойкому бетону для приобретения достаточной прочности. Изделия, изготовленные в соответствии с технологиями даже своими руками, прослужат не 1 десяток лет. При этом высокие температуры не снижают прочность и надежность материала.

Жаростойкий бетон — состав и применение.

Жаростойкий бетон способен выдерживать продолжительный нагрев до температуры более 1000 градусов и вполне успешно эксплуатируется в таких условиях. Поэтому область использования этого материала – те конструкции, где имеет место продолжительный нагрев. Это может быть облицовка труб, футеровка печей, работы с отопительными котлами и промышленным оборудованием.

Как изготавливают?

Состав жаростойкого бетона – это портландцемент, усиленный активной минеральной добавкой. Это могут быть шамот, пемза, зола, гранулированный шлак. Сам по себе шлакопортландцемент уже содержит в составе шлаковую добавку, что позволяет материалу выдерживать до 700 градусов. Но если нужен состав, способный работать в условиях кислотной коррозии (например, футеровка постоянно взаимодействует с дымом), то от портландцемента отказываются и изготавливают бетон на жидком стекле, способный функционировать при 1000 градусов.

Добавки тонкого помола не понадобятся и для глиноземистых цементов. Самой большой огнеупорностью обладает цемент с 65% содержанием глинозема. Если его усилить огнеупорным заполнителем, то получится состав, который можно эксплуатировать даже при 1700 градусах.

В качестве заполнителей, обеспечивающих такую жаростойкость, используются также фосфаты алюминия и магния, а также фосфорная кислота.

Преимущества состава

На жаростойкий бетон цена ниже, чем на большинство дорогостоящих огнеупорных материалов, а значит, большинство промышленных методов строительства можно реализовать со снижением затрат. Кроме того, к преимуществам жаростойкого бетона можно отнести:

  • удобоукладываемость;
  • подвижность;
  • сохранность;
  • меньшие затраты.
Виды жаростойкого бетона

Применение жаростойкого бетона определяется в зависимости от типа конкретного материала. По общепризнанной классификации выделяют разные типы бетона по следующим свойствам:

  1. Структура: плотная или легкая.
  2. Назначение: конструкционные или теплоизоляционные.
  3. Вид жаростойкой добавки: шамот, зола, шлак, керамзит и так далее.
  4. Вид заполнителя: шамот, корунд, карборунд, шлак, базальт, перлит, вермикулит, зола и так далее.

Жаростойкий бетон разных типов можно использовать в тепловых агрегатах в сочетании с огнеупорной кирпичной кладкой. Только следует подбирать заполнитель в зависимости от рабочих температур материала.

Жаростойкий бетон: состав и виды

Содержание статьи:

Жаростойкий бетон способен долго выдерживать сильное высокотемпературное воздействие. По этой причине подобные смеси применяют для изготовления частей отопительных систем, каминов, печей и всем, что взаимодействует с высокой температурой. ООО «Русь Строй» производит жаростойкие смеси в соответствии с ГОСТ. Поскольку материалы изготовлены на собственных заводах и проходят тщательную экспертную проверку, мы гарантируем высокие эксплуатационные характеристики продукции.

Что такое жаростойкий бетон

Жаропрочный бетон представляет собой строительный материал особого типа, который не теряет прочность и ключевые эксплуатационные характеристики под долговременным воздействием температуры на предельно высоком уровне. Существуют разнообразные составы подобных смесей, с учетом которых меняется способность выдерживать воздействие открытого огня и нагрев в диапазоне 750-1800 градусов.

Основное отличительное свойство жаростойкого бетона заключается в присутствии в составе большой доли пористых добавок и компонентов мелких фракций. Кроме этого, в огнеупорные материалы вводят просеянные горные породы с малым содержанием кварца.

Когда состав сильно нагревается, главное неудобство сопряжено с интенсивной потерей влаги, в результате чего бетон покрывается трещинами и теряет связную прочность. Но поскольку элементы глинозема в составе имеют мелкие размеры частиц, удается охранить достаточный процент влаги в смеси – свойства прочности и пластичности остаются на требуемом уровне независимо от степени нагрева.

Кроме того, при изготовлении бетона с добавлением глиноземных компонентов получается добиться повышенной огнестойкости за счет перехода материала в состояние керамики при долговременном воздействии открытого огня.

Особенности изготовления жаростойкого бетона

В процессе изготовления огнеупорных смесей стремятся достичь таких характеристик внутренней структуры, с которыми находящаяся внутри влага не сможет испариться под влиянием повышенных температур в течение продолжительного времени. Надо понимать, что подразумевается не та вода, которую вливают во время замешивания, а эксплуатационная влажность.

Чтобы добиться необходимого эффекта, используют определенные добавки, благодаря которым повышаются свойства теплоизоляции и теплопроводности бетона. Они не дают сооружению перегреться и разрушиться из-за температурных перепадов. А добавленные мелкодисперсные компоненты удерживают влагу внутри материала.

Элементы, за счет которых бетон становится термически стабильным:

  • доменный шлак, пемза и другие пористые компоненты;
  • битый обожженный кирпич – предпочтение отдается материалу, содержащему магнезит либо шамот;
  • андезит, базальт и прочие хромитосодержащие породы либо руды;
  • зольные добавки.

У всех распространенных наполнителей есть одно общее свойство – ранее они уже подвергались интенсивной температурной обработке во время формовки либо производства. По этой причине добавки уже не будут изменяться химически или морфологически при новых жестких термических воздействиях.

Стандартный производственный цикл сводится к последовательности:

  • подбор состава бетона;
  • замешивание смеси;
  • выкладка;
  • просушивание.

Чтобы тонкодисперсные фракции вымешивались полностью, применяют лопастные мешалки. Также с этой целью внимательно следят за пропорциями компонентов и проводят сушку в строго регламентированных условиях.

Пропорции и состав жаростойкого бетона

Чтобы получить полноценную строительную смесь с заведомо правильными эксплуатационными характеристиками, надежнее заказывать ее изготовление на специальном производстве. Но если есть необходимость в самостоятельном создании материала, рекомендуется использовать готовую смесь цемента.

Чтобы найти подходящую основу, следует выбирать смеси со следующими обозначениями:

  • АСБС – сухая алюмосиликатная смесь, которую используют в сфере тепловой энергетики и металлургической промышленности;
  • ШБ-Б – сухой материал, основанный на шамотном компоненте, с его помощью обустраивают огнезащитные слои в люках, лазах либо амбразурах горелок, где температура достигает 1300 градусов;
  • ВГБС – материал с большой долей глиноземных компонентов, применяется при футеровке внутренних поверхностей разливочных ковшей в металлургии, печных стен, где температуры поднимаются до 1750 градусов;
  • СБК – состав с корундовым наполнителем, используется с теми же целями, что и ВГБС, но рассчитан на температурные значения до 1800 градусов;
  • ТИБ – бетоны с теплоизоляционными характеристиками, с помощью которых производят футеровку теплового оснащения и оборудования, применяют при ремонтных работах с футеровкой;
  • СБС – саморастекающийся материал, применяется для создания объектов промышленности, в которых уровень температуры поднимается до 1500 градусов;
  • СББА – арматурная смесь, применимая для футеровки оборудования, в котором температура достигает 1700 градусов.

В зависимости от предназначения огнеупорных компонентов их перед добавлением следует измельчить до состояния порошка или щебня.

Особенности замешивания огнеупорного бетона

Чтобы замесить жаропрочную смесь самостоятельно, понадобится подготовить стандартные компоненты:

  • воду;
  • бетономешалку либо лоток;
  • распылитель;
  • песок либо гравий;
  • мастерок;
  • огнеупорную смесь цемента.

Обычные пропорции замешивания: 2 части песка, 3 части гравия и 2 части цемента. Чтобы обеспечить лучшую вязкость, можно добавить 1⁄2 долю гашеной извести. Для 22 кг сухих компонентов понадобится 7,5 л воды, но эта величина может меняться, главное – добиться однородного состава, похожего на тесто.

Поскольку в материале присутствуют глиноземные элементы, а также шлак и тонкодисперсные добавки, замешивание в обычном строительном миксере может не обеспечить ожидаемого результата. Поэтому эффективнее пользоваться простой лопатой и лотком, либо бетономешалкой лопастного типа.

В емкость нужно насыпать сухие компоненты в соответствии с указанными пропорциями, а потом постепенно подливать воду. Остановиться следует в тот момент, когда получаемый комок смеси перестает рассыпаться в руке, но еще не начал расплываться. Это говорит о том, что достигнута оптимальная консистенция, похожая на тесто.

В дальнейшем важно правильно произвести сушку. При этом уделяют пристальное внимание гидратации состава, т. е. равномерному распределению влаги по всему изделию в готовом просушенном состоянии.

Лучше всего сушить материал во влажном, но проветриваемом помещении. Опалубку полезно накрыть крышкой, чтобы процесс протекал медленнее – так будет исключено неравномерное просушивание.

Пока раствор не затвердел окончательно, его нельзя подвергать нагреву и, тем более, воздействию открытого огня. В процессе высушивания рекомендуется время от времени обрызгивать поверхность изделия водой, чтобы гидратация шла более равномерно.

Типы и применение материала

Огнестойкие бетонные составы незаменимы во время строительства разнообразных частных либо промышленных объектов. Под жаропрочным бетоном понимают целый подкласс строительных материалов. Он подразделяется на несколько типов на основе определенных критериев.

Структура и масса

  • пористый – ячеистый бетон, который применяют для обеспечения тепловой изоляции;
  • легкий – используется, чтобы облегчить конструкцию трубопроводов, перекрытий и прочих объектов, для которых установлены ограничения по массе;
  • тяжелый – берется для возведения фундаментальных сооружений.

Вяжущий компонент

В составе всех бетонов, в том числе – жаропрочных, присутствует добавка, за счет которой обеспечивается целостность смеси после затвердения. В жаропрочный материал для этого вмешивают такие компоненты, как:

  • основа из портландцемента высоких марок – достигается повышенная прочность;
  • основа из портландцемента с долей шлака – в результате достигаются высокие вяжущие характеристики;
  • основа из глиноземного цемента с добавлением жидкого стекла – возрастают свойства стойкости к огню.

Те или иные смеси с жаропрочными характеристиками используются в достаточно широком диапазоне сфер деятельности. Прежде всего, это металлургия, химическая промышленность и энергетика. Например, на теплоцентрали либо в доменной печи необходимо, чтобы материал был огнеупорным и не утрачивал заявленных характеристик под температурным воздействием. Кроме того, важно, чтобы состав оставался химически нейтральным.

В бытовой сфере огнеупорные составы также находят обширное применение. Чаще всего их берут, чтобы построить отопительные котлы, печи или домашние камины. С помощью материала выводят трубы, выкладывают отопительные контуры.

Когда предстоит частное строительство объектов и изделий, в которых важны высокие жаропрочные характеристики, огнеупорный бетон можно изготовить самостоятельно, опираясь на упомянутые выше рекомендации производителей. Но если нет уверенности в том, что полученный состав будет отвечать всем необходимым требованиям, или бетон необходим для реализации промышленных задач, разумнее обратиться к специализированному производителю.

В компании ООО «Русь Строй» работают собственные заводы по производству разнообразных бетонных смесей, которые перед поступлением в продажу проходят тщательную проверку в лабораторных условиях. В связи с этим мы уверены в качестве продукции и гарантируем ее надежность.

Обращайтесь в ООО «Русь Строй», чтобы оформить заявку на изготовление жаропрочного бетона в необходимом количестве. В нашем автопарке работают собственные автобетоносмесители, поэтому вам не придется доплачивать сторонним перевозчикам. Доставим материал в удобное время к указанному заказчиком месту.

Жаростойкий бетон состав — огнестойкость бетона

Бетон — огнестойкий материал. Поэтому он идет на изготовление железобетонных дымовых труб, некоторых частей печей, их фундаментов, сборных отопительных печей. Его огнестойкость имеет большое значение при пожарах, когда температура, действующая на железобетонные конструкции, может достигать 1000°

Огнестойкость бетона

Кроме вида цемента на огнестойкость бетона оказывает влияние также род заполнителя.

При температуре выше 600° не следует применять заполнители, содержащие кварц (песчаник, кварцит, гранит), так как кварц при таком нагревании значительно увеличивается в объеме. Лучше использовать известняк, но при температуре не выше 900°.

Прочность обычного бетона при длительном нагревании

Прочность обычного бетона при длительном нагревании начиная с температуры 70°, понижается и при 200° падает до 50%. Это понижение не является катастрофическим, так как со временем оно ие увеличивается, но все же следует предохранять бетон от воздействия температуры выше 70° и учитывать при проектировании составов бетона неизбежную потерю прочности.

При действии постоянной температуры выше 200° бетон необходимо изолировать теплоизоляционной штукатуркой, засыпкой, кирпичом и т. п.
При нагревании выше 500° и последующем увлажнении обычный бетон разрушается вследствие дегидратации Са(ОН)2 и дальнейшего гашения свободной извести.

Характеристика бетон жаростойкий

Жаростойкий бетон изготовляют применяя глиноземистый, шлаковый или обыкновенный портландцемент; к последнему добавляют 25% молотой добавки; заполнители изготовляют из огнестойких, тугоплавких или огнеупорных материалов. Такой бетон может служить при температуре до 1250° в сухой среде и не разрушаться, хотя и теряет от 25 до 60% прочности.

Молотые добавки и заполнители для бетона, подвергающегося нагреванию до 900°, изготовляют из кирпичного боя или доменного шлака; до 1250° — из шамота, огнеупорной глины и хромистого железняка. С этими же заполнителями можно изготовлять жаростойкий бетон на растворимом стекле с добавкой кремнефтористого натрия (так же как и кислотоупорный бетон.

Жаростойкий бетон предложен и разработан К. Д. Некрасовым и др. Он применяется частично при возведении промышленных печей, труб, обмуровке котлов и т. п

Жаростойкий бетон

Марки

Жаростойкие бетоны марок 100—700 являются безобжиговьш материалом, сохраняющим в заданных пределах при длительном воздействии высоких температур свои физико-механические свойства. Вследствие этого их применяют в промышленных тепловых агрегатах и строительных конструкциях, подвергающихся длительному нагреванию.

Бетоны приготовляют на гидравлических, воздушно-твердеющих вяжущих и на химическом связующем. К первым относятся бетоны на портландцементе (шлакопортландцементе), глиноземистом и высокоглиноземистом цементах, ко вторым — на жидком стекле или периклазовом цементе и к третьим — на фосфатной связке.

Высокоглиноземистый цемент— гидравлическое вяжущее, содержащее не менее 75% окиси алюминия (АlОз). Периклазовым цементом называют воздушновяжущее, получаемое тонким измельчением высокообожженного рекристаллизованного при спекании магнезита, не содержащего свободной окиси кальция, и затворяемое водным раствором сернокислого магния.

Жаростойкие бетоны, в зависимости от степени огнеупорности, подразделяют

  • на высокоогнеупорные (огнеупорность выше 1770°),
  • огнеупорные (огнеупорность от 1580 до 1770°) ,
  • жароупорные с огнеупорностью ниже 1580°.

Требуемая степень жароупорности бетона достигается выбором вида вяжущего, тонкомолотой минеральной добавки и заполнителей. В соответствии с объемным весом жаростойкие бетоны делятся на тяжелые и легкие; бетоны с объемным весом в высушенном состоянии менее 1500 кг/мг называются легкими.

В результате работ проф. К. Д. Некрасова были созданы эффективные жаростойкие бетоны.

Бетон на портландцементе

Для получения жаростойкого бетона при эксплуатационной температуре до 350° с прочностью 100—200 кг/см2 вместо обычного заполнителя применяют бой глиняного кирпича, отвального доменного шлака, артикского туфа, а с прочностью до 250 кГ/см2 заполнителями служат известняк, андезит, базальт, диабаз.
Для получения бетона, работающего при температуре до 700—800°, к портландцементу добавляют тонкомолотые цемянки, доменный гранулиновый шлак, пемзу и т. п., а в качестве заполнителей— указанные выше материалы. При температуре до 1200° в качестве вяжущего применяют смесь портландцемента с тонкомолотым шамотом (в пропорции 1:0,3 по весу). Шамот служит также мелким и крупным заполнителем.

Способ получения жаростойкого бетона на портландцементе с тонкомолотыми минеральными добавками основан на том, что последние, взаимодействуя со свободной окисью кальция цементного камня, способствуют сохранению необходимой прочности и структуры затвердевшего цементного камня при его нагревании и после охлаждения. Кроме того, введение минеральной добавки повышает прочность цементного камня в интервале температур от 100 до 200°. Заполнителями служат достаточно огнеупорные материалы.

Жаростойкие бетоны на портландцементе, в зависимости от вида добавки и заполнителя, применяют при эксплуатационной температуре до 1700°.

Прочность бетона после первого нагревания до температуры 800—1000° уменьшается, но последующего заметного снижения ее после длительного нагревания не происходит и бетон сохраняет необходимые свойства.

Технология изготовления жаростойкого бетона такая же, что и обычного. Для ускорения твердения бетона можно применять электропрогрев, пропаривание и запаривание в автоклавах.

Бетоны на глиноземистом и высокоглиноземистом цементах

При гидратации глиноземистого цемента гидрат окиси кальция Са(ОН)2 в свободном состоянии не выделяется. Это позволяет на основе такого цемента приготовлять жаростойкий бетон без введения тонкомолотой добавки, ограничиваясь пылевидными фракциями, содержащимися в заполнителях. Прочность такого бетона после первого нагревания также снижается.

Бетон на глиноземистом цементе с различными огнеупорными заполнителями весьма стоек к высоким температурам, порядка 1300—1400°. Применять его при эксплуатационной температуре ниже 800° технически нецелесообразно и экономически невыгодно.

При температуре выше 1400° С можно применять бетоны на высокоглиноземистом цементе с огнеупорными заполнителями (обожженным каолином, хромитом, силлиманитом, корундом, карборундом). Этот цемент имеет более высокую огнеупорность (не ниже 1800°), повышенную температуру деформации под нагрузкой, незначительную усадку и малый коэффициент термического расширения.

Бетоны на этом цементе способны выдерживать температуру до 1700°.

Бетон на жидком стекле

Бетон на жидком стекле обладает не только жаростойкими свойствами, но и достаточной стойкостью во многих агрессивных средах (кислая среда, кроме плавиковой кислоты, расплавов натриевых и других солей).

Вяжущим служит жидкое стекло, обычно с оптимальной добавкой кремнефтористого натрия, обеспечивающего нормальные сроки схватывания и твердения. Наибольшую термическую стойкость имеет бетон с шамотным заполнителем; при менее термостойких заполнителях (магнезите, хромите или дуните) термостойкость бетона понижается.

В зависимости от вида тонкомолотой добавки и заполнителя прочность бетона на жидком стекле при сжатии составляет от 100 до 300 кГ/см2, и такие бетоны применяют при температуре до 1400°С.

Бетон на периклазовом цементе

Бетон на периклазовом цементе приготовляют из высокорекристаллизованного спекшегося магнезита, не содержащего свободной окиси кальция, и смесь затворяют раствором сернокислого магния.

Структурные изменения магнезиально-бетонных блоков при высоких температурах обусловлены усадкой периклазового цемента (вследствие его спекания) и ростом объема зерен заполнителей (в результате образования шпинели и твердого раствора магнезиальных шпинелей), компенсирующих усадку цемента и затрудняющих спекание бетона. Это обеспечивает постоянство объема жаростойкого бетона блоков в промышленных печах и позволяет применять его при температуре до 1700°.

Бетон на алюмофосфатной связке

Бетон на алюмофосфатной связке, в которой используется белый электрокорунд, затворенный ортофосфатной кислотой, выдерживает температуру до 1800°, имеет высокую прочность и начинает применяться в промышленности.

Легкие жаростойкие бетоны

Легкие жаростойкие бетоны подразделяют на теплоизоляционные с объемным весом 600—1000 кг/м3, конструктивные (неармированные) с объемным весом свыше 1000 и до 1500 кг/м3 и с прочностью при сжатии до 250 кг/см2. В таких бетонах вяжущим служит портландцемент, глиноземистый цемент или жидкое стекло, а заполнителем — керамзит, вспученный перлит или вермикулит.

Жаростойкий (жаропрочный) бетон своими руками: свойства, состав, инструкция (видео)

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.

Характеристики бетона.

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

Перечень марок бетона.

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

Советы и рекомендации

Схема приготовления бетонной смеси.

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 свойства бетона.

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.

Бетон жаростойкий, изготовленный с соблюдением технологических норм и из правильно подобранных компонентов. надежно прослужит десятки лет, обеспечит надежность конструкции и пожаробезопасность.

Жаростойкий бетон

by Wayne

В. Какой тип бетонной смеси лучше всего подходит для использования на площадке для пожарных тренировок? Площадка будет содержать стальные поддоны с водой и дизельным топливом, и часто дизельное топливо находится в прямом контакте с бетоном и воспламеняется. Я понимаю, что это пагубно для бетона, но это неизбежное зло.

A. Механизм теплового выкрашивания довольно прост. Когда бетон подвергается воздействию температур выше 212 градусов по Фаренгейту, точки кипения воды, влага в бетоне превращается в пар.Если температура повышается быстрее, чем пар может выйти через бетонную матрицу, повышающееся давление превышает прочность бетона, и он начинает раскалываться. В крайних случаях такое растрескивание может привести к взрыву.

Воздействие огня на бетон в значительной степени зависит от типа используемого крупного заполнителя. Бетон, содержащий карбонатные заполнители (включая известняк и доломит) и легкие заполнители (встречающиеся в природе или полученные путем расширения сланца, глины или шлака), сохраняют большую часть своей прочности на сжатие до 1200 градусов по Фаренгейту.Однако бетон, содержащий кремнеземистые заполнители, такие как гранит, кварцит, сланцы и другие материалы, состоящие в основном из кремнезема, сохраняет только около 55% своей прочности на сжатие при 1200 градусах F.

Повреждение бетона, вызванное огнем, может варьироваться от незначительного. от косметических пятен до более серьезных повреждений, таких как внешнее растрескивание, расслоение и растрескивание, внутреннее микротрещина и химические изменения.

Наиболее важным фактором, который следует учитывать, является выбор агрегата.Различное тепловое движение между цементным тестом и заполнителем — вот что может вызвать повреждение. Кварцитовый заполнитель наиболее подвержен возгоранию из-за растрескивания кварцитового заполнителя и разрыва связи между цементным тестом и заполнителем. Заполнитель известняка показывает лучшую огнестойкость при воздействии низкотемпературного огня. Легкий агрегат также хорошо себя проявил. В этой ситуации легкий бетон с мешком 6 1/2 должен обеспечить все необходимое тепловое сопротивление.

При более высоких температурах (выше примерно 800 градусов по Фаренгейту) обычно требуется жаростойкий бетон.Легкие заполнители оказались более термостойкими, поэтому первый шаг — использовать легкие. Когда температура становится чрезвычайно высокой (выше 1000 градусов по Фаренгейту), из алюминатного цемента образуется огнеупорный бетон.

Как сделать бетон огнестойким?

Среди всех архитектурных материалов, доступных сегодня, существует определенная иерархия. Мрамор считается элитным, алюминий и стекло — современными вариантами, а дерево и гранит также довольно популярны.Однако существует также тенденция к использованию бетона, поскольку он прочен и невероятно устойчив к возгоранию.

Стремиться к огнестойкости бетону помогает точный состав смеси. Огнеупорный бетон имеет несколько применений в жилых и промышленных помещениях. В промышленных масштабах он изготавливается из портландцемента и летучей золы. Однако вы также можете сделать огнеупорный бетон, используя всего несколько материалов, доступных в любом магазине товаров для дома. Создание собственного огнеупорного бетона — утомительный, пошаговый процесс.Но с другой стороны, вы также можете использовать тщательно подготовленный готовый бетон профессионального уровня, который служит той же цели.

Огнестойкий механизм бетона

Огнестойкость определяется способностью материала устойчиво стоять в случае пожара. При таких высоких температурах некоторые материалы теряют свою прочность, возникает жесткость и растрескивание. Однако бетон — это защитный материал.

Различные составляющие компоненты, используемые для приготовления бетона, в том числе глина, известняк, гипс и заполнитель, делают материал непроницаемым для тепла и пламени.Сам по себе состав делает бетон негорючим, но при этом химически инертен, поэтому дополнительная противопожарная защита не требуется.

Низкая скорость теплопередачи позволяет бетону выдерживать экстремальное давление огня без выделения токсичных газов, дыма или расплавленных частиц. Кроме того, бетон также хорошо переносит такие опасности, как наводнения, торнадо и ураганы. Материал более энергоэффективен по сравнению с деревом, а также обеспечивает звукоизоляцию. Говоря о его качествах огнестойкости, бетон сохраняет структурную целостность и не нарушает противопожарные отсеки.Материал не горит сам по себе. Это сводит к минимуму риск возгорания и требует минимального обслуживания для защиты от повреждений при пожаре.

Факторы, влияющие на огнестойкость бетона

Точный состав — вот что влияет на стойкость бетона. Таким образом, принимаются во внимание следующие элементы:

Агрегат

Заполнитель, используемый в бетоне, подразделяется на три основные категории: карбонатный, кремнистый и легкий.

Известняк и известняк — это карбонатные агрегаты . Они состоят из комбинации карбоната кальция или магния, которая вытесняет углекислый газ во время пожара, в то время как остатки оксида кальция остаются. Гранит и песчаник образуют кремнистые агрегаты , которые снижают его прочность почти вдвое, тогда как глина, сланец или сланец образуют легкие агрегаты .

Это карбонат и легкие заполнители, которые сохраняют изоляционные свойства и пропускают тепло гораздо медленнее, чем бетон с нормальным весом.Как правило, это те, которые обеспечивают лучшую огнестойкость и прочность на сжатие до 650 градусов по Цельсию (1200 градусов по Фаренгейту).

Влажность

Уровни влажности играют сложную роль в поведении бетона при пожаре. Например, бетон, которому не дали полностью высохнуть или который имеет значительно низкое водоцементное соотношение, может разрушаться гораздо быстрее. Тот, который сделан из микрокремнезема или латекса, также не устойчив к возгоранию.

Плотность

Бетон с меньшей плотностью лучше ведет себя при пожаре. Кроме того, бетон надлежащей консистенции и высушенные легкие заполнители лучше, чем бетон нормального веса.

Проницаемость

Более проницаемый бетон снижает эксплуатационные характеристики, особенно если он частично сухой.

Толщина

Более бедная смесь делает меньше, чтобы лучше работать при высоких температурах. Таким образом, бетон с богатой смесью проявляет большую прочность при воздействии огня.

Изготовление огнеупорного бетона

Как упоминалось ранее, бетон представляет собой смесь двух основных компонентов — заполнителя и пасты.

Заполнитель состоит из нескольких мелких (5 мм или меньше) и крупных (до 38 мм) ингредиентов, составляющих этот компонент. С другой стороны, цемент служит пастой, которая снова состоит из множества материалов, повышающих стабильность бетона. Иногда люди также предпочитают добавлять в пасту шлак, раковины устриц и золу угольных электростанций наряду с другими химическими веществами и минералами.

Все эти материалы затем смешиваются и измельчаются в соответствующих пропорциях лопатой до тех пор, пока они не будут равномерно распределены. Эта сухая смесь позже смешивается с водой до тех пор, пока не останется сухих карманов. Идея состоит в том, чтобы смесь была похожа на снежный ком — если она не разваливается, консистенция правильная. Если смесь будет жидкой, бетон не будет работать. Дополнительные ингредиенты также усиливают бетон, придавая ему требуемый цвет, время гидратации (химическая реакция, вызывающая затвердевание бетона) и прочность.

Цемент и заполнители придают бетону необходимую огнестойкость. При смешивании в нужных количествах они становятся химически бездействующими и обладают пониженной теплопроводностью. Это обеспечивает материалу требуемые огнестойкие характеристики, а также дизайн при сохранении его прочности.

Процесс приготовления бетона очень похож на выпечку — вы испортили ингредиенты, и это, скорее всего, обернется катастрофой. Вот почему измерения цемента, воды и заполнителя влияют на сопротивление бетона.После того, как для конкретного проекта определена правильная пропорция лучших ингредиентов, пора смешать сухую смесь с водой и разлить плиты.

Сделай сам или готовый микс?

Процесс изготовления прочного и огнестойкого бетона слишком сложен, если ваш проект требует больших нагрузок. Более того, получение нужной силы и последовательности не всегда гарантировано. Итак, готовая бетонная смесь приходит вам на помощь! Он прост в использовании, обеспечивает необходимую стабильность и идеально подходит для небольших / средних / более крупных проектов.

Ищете лучшего поставщика бетона в Техасе? Свяжитесь с нами!

Мы, Big D Ready Mix Concrete, являемся вашими экспертами в области бетона. Наша команда работает круглосуточно, чтобы предложить вам эффективный и надежный сервис. Наши изделия из бетона отличаются высокой прочностью и превосходным качеством. Кроме того, использование опасного готового бетона — самый удобный способ сэкономить ваше время, деньги и энергию. Мы обслуживаем клиентов в регионе Даллас и его окрестностях с 2002 года и являемся надежным партнером для всех ваших коммерческих и жилых услуг, связанных с бетоном.Поговорите с нашими представителями по телефону (972) 737-7976 или запросите расценки онлайн.

Жаростойкий бетон и его применение, свойства, преимущества

В Heat R esistant C oncrete когда бетон подвергается воздействию температур выше 100 ° C, точка кипения воды, влага в бетоне может превратиться паром. Если температура повышается быстрее, чем пар может выйти через бетонную матрицу, повышающееся давление превышает прочность бетона, и он начинает раскалываться.Это растрескивание и будет взрывоопасным в крайнем случае.

Воздействие огня на бетон в значительной степени зависит от типа используемого заполнителя. Бетон, содержащий карбонатный заполнитель (известняк) и легкий заполнитель, сохраняет большую часть своей прочности на сжатие до 650 ° C.

Однако бетон, содержащий кремнистые заполнители, такие как гранит, кварцит и другие материалы, состоящие в основном из кремнезема, сохраняет только около 55% своей прочности на сжатие при 650 ° C.

Сделайте бетон более теплостойким

Повреждения бетона, вызванные огнем, могут варьироваться от незначительных косметических дефектов до более серьезных повреждений, таких как внешнее растрескивание и скалывание.

Наиболее важным фактором, который следует учитывать, является выбор агрегата. Различное тепловое движение между цементным тестом и заполнителем — вот что может вызвать повреждение. Кварцитовый заполнитель наиболее подвержен возгоранию и разрушению связки. Заполнитель известняка показывает лучшую огнестойкость при воздействии низкотемпературного огня.

При более высоких температурах (выше примерно 400 ° C) обычно требуется жаростойкий бетон. Когда температура становится чрезвычайно высокой (выше 550 ° C), необходимо использовать цемент на основе алюмината кальция.

Однако недавно было обнаружено, что добавление нового уникального цемента модифицирует бетон. При производстве бетона или раствора произойдет невероятное повышение термостойкости. Цементные растворы без каких-либо серьезных повреждений выдержали температуру 2000 ° C.

Свойства жаропрочного бетона

Обычно огнеупорный бетон имеет трещины после первого обжига. Эти трещины возникают из-за усадки при обезвоживании и керамической реакции между цементом и заполнителем при высоких температурах.В нормальных условиях эксплуатации эти трещины закрываются при повторном нагреве бетона до рабочей температуры из-за теплового расширения.

Применение жаропрочного бетона

Обычно используется в покрытиях взлетно-посадочных полос. Бетонное покрытие, подвергшееся воздействию высоких температур из-за попадания влаги в самолет. Когда тепло применяется внезапно, производственная дорожка из пара внутри бетона может вызвать растрескивание.

Типичное повреждение бетонного покрытия, вызванное высокой температурой струи струи, включает отбор проб, выскакивание заполнителя, образование окалины, растрескивание и потерю герметика швов.

Время, в течение которого бетон подвергается воздействию выхлопа реактивного двигателя или вспомогательной силовой установки, имеет решающее значение. Поскольку бетон имеет значительную тепловую задержку, правильно спроектированные покрытия обычно не получают теплового повреждения от самолетов.

Преимущества

  1. Усадка: —
    • Огнеупорный бетон не коробится во время сушки и обжига, так как он затвердевает в результате химической реакции, которая впоследствии спекается для образования керамических связок.
  2. Прочность в зеленом состоянии
    • Огнеупорный бетон, обладающий такой же прочностью, что и конвертируемый бетон, еще до его обжига, маневрировать им гораздо легче, чем большими хрупкими кусками глины.
  3. Прочность и ударная вязкость в огне: —
    • После обжига огнеупорный бетон значительно тверже обычного из-за способности заполнителя задерживать распространение трещин.

Также прочтите

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон — установка, приложения

🕑 Время считывания: 1 минута

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон обладают свойствами выдерживать экстремальные температуры. Обсуждается монтаж и области применения жаропрочного огнеупорного бетона.Отверждение укладки и применение жаропрочного и огнеупорного бетона будет рассмотрено в следующих разделах.

Рис.1: Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон — установка и применение Обсуждаются следующие подробности о жаростойком огнеупорном бетоне:
  • Укладка и уплотнение жаропрочного или огнеупорного бетона
  • Отверждение жаропрочного бетона
  • Сушка и обжиг жаростойкого огнеупорного бетона
  • Армирование из жаропрочного или огнеупорного бетона
  • Усадка и тепловое расширение жаропрочного бетона
  • Прочность после выстрела
  • Применение жаропрочного огнеупорного бетона

Укладка и уплотнение жаропрочного или огнеупорного бетона

Размещение и уплотнение жаропрочного бетона и огнеупорного бетона имеет большое значение.Как и обычный бетон, жаропрочный и огнеупорный бетон укладывается и затвердевает, и для этого не требуется специального инструмента или специальных навыков. Что касается опалубки, используются стандартные материалы, а при использовании сборных элементов следует тщательно учитывать размеры. Если доступ к месту затруднен и его невозможно отлить в обычном режиме, тогда рассматривается применение торкретирования, и оно проводится специально квалифицированными подрядчиками.

Отверждение жаропрочного или огнеупорного бетона Основная цель отверждения бетона — сохранить влажность бетона и продолжить реакцию гидратации, чтобы бетон приобрел достаточную прочность.Неадекватное отверждение приведет не только к образованию пыльной и рыхлой бетонной поверхности, но и к разрушению бетона при эксплуатационных нагрузках. Таким образом, отверждение бетона на основе кальциево-алюминиевого цемента (САЦ) имеет решающее значение. Отверждение жаропрочного и огнеупорного бетона аналогично обычному бетону, но затвердевание кальциево-алюминиево-цементного бетона должно начинаться в течение 3-4 часов после укладки из-за быстрого затвердевания и большого тепловыделения.

Сушка и обжиг Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон По окончании отверждения бетона в бетоне останется значительное количество свободной воды.Если эта свободная вода не будет удалена, невозможно избежать растрескивания бетона, когда бетон подвергается воздействию огня. Перед тем, как бетон подвергнется огню, рекомендуется удалить как можно больше свободной воды путем принудительной сушки при температуре 100 o C или естественной сушки, а если степень нагрева превышает 100 o C до 350 o C , то гидратация цементной воды удаляется. Очень важно применять нагрев осторожно, и плоскость подачи тепла зависит от ряда факторов, таких как толщина, тип бетона и цель, для которой построен проект.Типичная плоскость нагрева бетона включает нагрев бетона в течение шести часов при минимальной температуре от 50 o C до 500 o C, затем она будет увеличена для достижения рабочей температуры. Бывают случаи, когда просушивание бетона непросто и не может быть проведено должным образом, например, когда толщина бетона превышает 500 мм. Поэтому рекомендуется создать правильный проход для выхода водяного пара. Это может быть достигнуто за счет увеличения пористости бетона за счет добавления органических волокон или пористого заполнителя.Не допускается применение обогрева, кроме случаев, когда бетон полностью намокает в определенных случаях, например, при хранении на открытом воздухе в зимний период.

Армирование в жаропрочном бетоне Если стальные стержни заделаны в жаропрочный огнеупорный бетон, который подвергается сильному нагреву, необходимо уделить особое внимание армированию. Высокая температура не только приводит к уменьшению сцепления стали с бетоном и, возможно, к плавлению при очень высоких температурах, но также может вызывать растрескивание бетона и влиять на свойства стали.Отмечено, что связь между бетоном и сталью ухудшается при температуре 300 o ° C, и если она увеличивается, бетон начинает раскалываться и образовывать трещины. При более высокой температуре стальная арматура может потерять свою функцию, и присутствие стали в бетоне больше не будет благоприятным. Рекомендация относительно указанной проблемы включает размещение стали вдали от нагретой поверхности бетона, а стальная арматура не должна нагреваться выше 300 o ° C. В некоторых случаях, например, в промышленных зонах, можно использовать специальную арматуру, например низкоуглеродистую сталь и стальную фибру.Последние обладают способностью выдерживать большую температуру по сравнению с первыми.

Усадка и тепловое расширение жаропрочного огнеупорного бетона Трещины обычно возникают, когда жаропрочный огнеупорный бетон подвергается воздействию огня из-за усадки, вызванной потерей воды. Эти трещины не только могут закрываться в течение срока службы, но они также не могут создавать проблем, если отходы не могут попасть в трещины, в противном случае ширина трещин увеличится при повторном нагревании бетона.

Прочность жаропрочного огнеупорного бетона после обжига Перед обжигом обычные бетоны, которые содержат около 15-25% цемента по весу, начинают затвердевать через 3-4 часа укладки бетона и достигают большей части своей прочности через сутки. Когда бетон подвергается нагреванию, развитие его прочности связано с объединенной и свободной водой, а при дальнейшем повышении температуры изменения прочности будут связаны с реакцией между кальциево-алюминиевым цементом и заполнителем.Когда бетон нагревается примерно до 500 ° C, гидравлическое сцепление уменьшается, и это приводит к снижению прочности бетона. Когда степень нагрева превышает 500 o C, на этой стадии образуется керамическая связка на основе цемента и типа заполнителя между заполнителем и цементом. Бетон показывает повышенную прочность при испытании на охлаждение, но демонстрирует снижение прочности при испытании перед охлаждением. Бетон с низким содержанием цемента демонстрирует повышенную прочность как в горячем, так и в холодном состоянии.Этот тип цемента хорошо работает при высоких температурах.

Применения Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон Применение жаропрочного бетона или огнеупорного бетона включает области противопожарной подготовки, которые могут включать широкие плоские поверхности, полноразмерные помещения или двухэтажные здания, пожарные, лестничные клетки, используемые во время противопожарных тренировок, литейные полы, бытовые дымоходы, камины и дымоходы. Что касается зоны пожарной подготовки, то, помимо воздействия на бетон огнем, весьма вероятно образование химического вещества в результате горения материалов, которое используется для создания огня, и этот материал разрушает бетон в этой зоне.

Рис. 2: Зона обучения работе с огнетушителями из жаропрочного огнеупорного бетона

Что касается литейных полов, то это тип конструкции, которая может подвергаться постоянному нагреву и термическим ударам в дополнение к истиранию и ударам. Поэтому необходимо использовать бетон, который может выдерживать не только высокую температуру, но также удары и истирание. Например, цементно-кальциевый цементный бетон сочетается с синтетическим заполнителем из алюмината кальция.

Фиг.3: Литейные полы из жаропрочного огнеупорного бетона

Дымоходы обычно подвергаются нагреву и возможной химической агрессии из-за попадания кислоты в дымоходы.

Рис.4: Дымовая труба в зданиях из жаропрочного огнеупорного бетона

Подробнее: Показатели огнестойкости бетонных и каменных структурных элементов

Проектирование бетонных смесей с повышенной огнестойкостью или жаропрочностью | Журнал Concrete Construction

Одним из факторов, который редко учитывается при стремлении к высокой степени огнестойкости или термостойкости бетонной конструкции, является конструкция самой бетонной смеси.И все же, чтобы назвать только один пример, исследование показало, что соответствующее изменение типа используемого заполнителя иногда может удвоить огнестойкость бетона. Кирпичный щебень, шармот, корунд и другие специальные заполнители могут использоваться для бетона, подверженного воздействию огня или высоких температур. Здесь мы имеем дело с заполнителями, обычно используемыми в общем бетонном строительстве. Карбонатные агрегаты подвергаются потере диоксида углерода при температурах в основном в диапазоне от 1320 до 1794 градусов по Фаренгейту для карбоната кальция и от 1365 до 1540 градусов по Фаренгейту для карбоната магния.Это химическое изменение поглощает тепло без соответствующего повышения температуры. В то же время он образует пленку из углекислого газа на поверхности бетона, образуя изолирующий слой, особенно когда газ генерируется в значительном объеме. Кремнистые агрегаты не имеют такой встроенной защиты. В прошлом они также подвергались дефектам из-за расширения, сопровождающего инверсию кремнезема, которая происходит при температурах около 1600 градусов по Фаренгейту. Однако эффект инверсии кремнезема не становится важным при большинстве пожаров, и вероятно, что основной Различия в огнестойкости кремнеземистых и карбонатных агрегатов можно отнести к преимуществам, полученным за счет удаления диоксида углерода из карбонатных агрегатов.Подводя итог, если проектировщики бетонной смеси хотят достичь высокой степени огнестойкости самого бетона, не прибегая к использованию специальных огнеупорных материалов, им следует прислушаться к следующему совету: из имеющегося заполнителя используйте тот, который демонстрирует наибольшая стабильность при высоких температурах; использовать низкое соотношение заполнитель-цемент; если возможно, использовать пуццолановый или доменный шлаковый цемент; разработать смесь с прочностью, превышающей то, что необходимо конструктивно, от того, что необходимо для выдерживания максимальной ожидаемой температуры; выдерживать бетон достаточно долго, чтобы достичь необходимой прочности; и тщательно высушите бетон, прежде чем подвергать его воздействию огня или действительно сильного нагрева.

Огнестойкий бетон обещает более безопасное, дешевое и эффективное строительство.

Благодаря сокращению времени строительства, меньшему количеству оборудования и снижению шума самоуплотняющийся бетон имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным вибробетоном. Но там, где он падает, оказывается сопротивление огню, что приводит к отслаиванию и раскалыванию. Ученые нашли способ решить эту проблему, добавив в бетонную смесь специальный полимер, который, по их словам, лучше выдерживает высокие температуры и, в свою очередь, поддерживает целостность конструкции.

Хотя бетонная крошка и чешуйки в обычном понимании не горит под воздействием огня, по тем же причинам, что и треск дров. Вода, задержанная внутри материала, испаряется при воздействии высоких температур, что создает внутри него давление и вызывает разрушение материала с образованием трещин, стружек и хлопьев. Это мало что значит, когда все, что вам нужно, это согреться, но это повод для беспокойства, когда мы говорим о потолках, стенах и несущих столбах.

Этой проблемы можно избежать с помощью бетона с нормальной вибрацией, добавив в смесь полипропиленовое (ПП) волокно.Под воздействием высоких температур эти волокна тают и оставляют сеть каналов для выхода водяного пара — небольшой ловкий трюк, который предотвращает рост давления внутри. Но добавление полипропиленовых волокон к самоуплотняющемуся бетону влияет на его способность самоуплотняться, поэтому количество полипропиленовых волокон должно быть низким, в результате чего удивительный бетон, который одновременно самоуплотняется, и огнестойкий, пока недоступен. .

Теперь ученые из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (EMPA) говорят, что нашли решение.Они сделали серию тонких бетонных стен, все из которых были смешаны с полипропиленовым волокном, но только некоторые из них содержали синтетический материал, называемый суперпоглощающим полимером (SAP), который способен поглощать воду, во много раз превышающую собственный вес.

Идея состоит в том, чтобы предварительно замочить SAP в воде и вызвать его набухание в несколько раз по сравнению с объемом в сухом состоянии. Затем, когда бетон схватывается, вода вытягивается из SAP через пористую цементную матрицу, что приводит к усадке SAP, оставляя внутри пустоты.Эти пространства затем соединяются с другими полыми пространствами внутри бетона, оставленными несколькими расплавленными волокнами полипропилена, которые были в смеси, снова создавая сеть каналов, которые позволяют ему выдерживать сильную жару.

Бетонный элемент, содержащий SAP, выдерживал температуру около 1000 ° C, и его емкость была сохранена. Плита из бетона без SAP имеет серьезные повреждения, которые уменьшили несущую способность плиты и увеличили риск обрушения

Команда подвергла все его бетонные стены воздействию температуры до 1000 ° C (1852 ° F) с помощью лучистого обогревателя.Через девяносто минут они обнаружили, что, хотя бетон, обработанный SAP, демонстрировал незначительные трещины, серьезные сколы и отслаивание возникали только в бетоне, не содержащем SAP.

Он подал заявку на патент на свою новую технологию, ожидая, что добавление огнестойкости к списку характеристик самоуплотняющегося бетона предоставит ему совершенно новый уровень универсальности.

Источник: EMPA

Исследователи разрабатывают новый жаростойкий бетон

Краткое описание погружения:
  • Ученые из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (EMPA) заявили, что они разработали супервпитывающий полимер (SAP), который при введении в бетонную смесь противостоит отслаиванию, расщеплению и сколам, которые обычно происходят при высоких температурах. Об этом сообщает Gizmag.Они подали заявку на патент на свой новый процесс.
  • Вода в стандартном бетоне испаряется при высоких температурах, в результате чего возникающее давление нарушает его структурную целостность изнутри, что является проблемой безопасности, когда этот бетон используется для стен, потолков или несущих столбов, согласно Gizmag. Исследователи сначала использовали полипропиленовое (ПП) волокно для создания небольших туннелей в бетоне, чтобы облегчить это давление, но обнаружили, что количество волокна, необходимое для уменьшения нагрева, также влияет на способность бетонной смеси к самоуплотнению.
  • Затем ученые добавили SAP в смесь после предварительного замачивания SAP в воде, чтобы она набухла в несколько раз по сравнению с сухим объемом. Когда бетонная смесь с пропитанным SAP затвердевала, они вытягивали лишнюю воду через пористую цементную матрицу. Это привело к усадке SAP, оставляя пустоты. Эти полые пространства затем соединяются с небольшими туннелями, созданными волокнами полипропилена, в результате чего образуется достаточно большая сеть пространств, чтобы выдерживать высокие температуры.

Dive Insight:

Результаты? По сравнению с бетоном только с полипропиленовыми волокнами бетон SAP-PP, в отличие от бетона из полипропилена, выдерживает температуры до 1852 градусов по Фаренгейту от лучистого обогревателя без серьезных сколов или отслаивания.

Gizmag отметил, что самоуплотняющийся бетон может сократить время строительства, потребовать меньше оборудования и снизить уровень шума. Главный недостаток продукта — отсутствие огнестойкости. Согласно Gizmag, это последнее исследование может предложить способ «преодолеть это».

Ученые из Северо-Западного университета в Иллинойсе также вводят новшества в области строительных материалов с их продуктом «марсианский бетон», который, по их словам, может быть использован для строительства пригодных для жилья структур на поверхности Марса.«Бетонная» формула состоит из смеси 50-50 марсианской почвы и расплавленной серы, и исследователи говорят, что она долговечна и устойчива к кислоте, соли и низким температурам.

Тем временем исследователи из Кардиффского университета в Уэльсе тестировали формулы самовосстанавливающегося бетона, а команда из лаборатории самосборки Массачусетского технологического института и компании Gramazio Kohler Research изобрела то, что они называют «обратимым бетоном», изготовленным с использованием только трехмерного принтер, камни и струна.