Как сделать огнеупорный бетон своими руками?

Приготавливаем жаропрочный бетон своими руками, а также в чем различие жаропрочного и огнеупорного бетона! Нагрев и охлаждение, инструкция в этой статье, узнайте подробности=>>

Общие сведения: материалы и характеристики жаростойких бетонов

Жаростойкий бетон – особый вид бетонного материала, который способен долго выдерживать воздействие температуры в диапазоне +1580-1770С максимум без потери эксплуатационных и механических свойств (огнеупорный бетон, в свою очередь, выдерживает недолговременный нагрев и до температуры максимум +200С).

Бетон используют в строительстве жилых и промышленных объектов. Из огнеупорного и жаропрочного бетона делают мангалы, домашние отопительные печи, сауны, бани, дымовые трубы, камины и т.д.

После достижения предельной температуры и по прошествии определенного времени жаростойкие бетоны начинают высыхать, покрываться трещинами, разрушаться.

Главные свойства огнеупорных бетонов:

  • Высокий уровень прочности
  • Надежная термоизоляция
  • Усиление эксплуатационных характеристик в процессе работы
  • Простота приготовления (дополнительный обжиг не нужен)
  • Уменьшение затрат времени, финансов, труда

Жаростойкий бетон может быть конструкционным и теплоизоляционным. По структуре бывает легким поризованным, плотным, ячеистым.

огнеупорный бетон

Состав плотных огнестойких растворов

Плотный тяжелый жаростойкий бетон (состав может быть разным) обычно используется в создании огнестойких конструкций, а также в виде жаростойкой футеровки в тех или иных тепловых агрегатах: на производствах химической промышленной сферы, рекуператоров доменных печей, в специальных печах обжига кирпича, в процессе строительства дымовых труб.

Благодаря применению тяжелых смесей удается существенно сократить время на выполнение строительства и ремонта тепловых агрегатов, заметно понизить себестоимость, уменьшить объем трудозатрат.

Вяжущие

Жаростойкие бетоны производятся в соответствии с ГОСТ 20910 90. Данный документ предполагает возможность использования различных вяжущих в приготовлении раствора.

Виды вяжущего для производства:

  • Жидкое стекло
  • Глиноземистый (сюда можно включить и высокоглиноземистый) цемент
  • Шлакопортландцемент со специальными микронаполнителями
  • Портландцемент с обязательным включением в состав микронаполнителя (тонкомолотой добавки)

приготовление огнеупорного бетона своими руками

В нейтральной/щелочной среде обычно применяют смесь на шлакопортландцементе и портландцементе. Для газовой кислой среды подойдет жидкое стекло. Для водородной, фосфорной, углеродной среды лучше выбирать глиноземистые и высокоглиноземистые цементы.

Возможно добавление минеральных компонентов (доменный шлак в гранулах, бой шамотного/магнезитового кирпича, лессовидный суглинок, андезит и т.д.) с целью улучшения структуры и упрочнения состава.

Заполнители

Огнеупорные бетоны предполагают введение в состав не только специальных вяжущих, но и правильных заполнителей, которые должны равномерно расширяться и таким образом выдерживать воздействие огня и высоких температур. Обыкновенные заполнители гарантируют стойкость при максимум +200С, дальше они становятся менее прочными и при +600С полностью деформируются.

Когда готовят огнеупорный бетон, состав предполагает в качестве заполнителей использование материала, который не будет разрушаться/размягчаться при высоких температурах, а также не станет причиной появления высоких напряжений во внутренней структуре монолита.

примерный состав растворов на портландцементе

Выбор заполнителя в соответствии с температурой:

  • +600 – 800С: горные породы (диабаз, андезит, базальт), пористые материалы из горных вулканических пород, это могут быть доменные гранулированные шлаки, бой кирпича, искусственные пористые структуры (вспученный перлит, керамзит, подойдет шлаковая пемза и т.д.).
  • +1200 – 1700С: добавляют дробленые огнеупорные материалы – хромит, шамотный кирпич, магнезит, часто выбирают корунд, обожженный каолин.
  • Возможно добавление специальных материалов, полученных посредством обжига при высокой температуре смеси огнеупорной глины и магнезита – алюмосиликаты, которые отличаются минимальной деформацией, хорошей огнеупорностью.

Технические требования

Марка огнестойкого бетона должна включать такие параметры:

  • Тип бетона: жаростойкий обозначается буквами BR
  • Вяжущее: алюминатный (А), портландцемент (Р), силикаты (S)
  • Класс прочности на сжатие/растяжение – B1-В40
  • Температура эксплуатации – ИЗ-И18

Пример: жаростойкий бетон на базе портландцемента с прочностью В20, способный выдерживать +1200С, будет обозначаться BR Р В20 И12.

Что касается плотности, то материал с показателем 1100 кг/м3 применяют в качестве теплоизоляции для ограждающих конструкций ненагруженного типа, >1400 – для возведения ограждающих несущих конструкций общественных/жилых зданий. По уровню предельной температуры бетоны могут принадлежать к одному из 18 классов: И13-И18 используют лишь для ненесущих конструкций.

прочностные свойства жаростойких бетонов

Если плотность бетона составляет 1500 кг/м3, он должен обладать водонепроницаемостью в диапазоне W-W8. Морозостойкость находится на уровне F-F75. Остаточная прочность и показатель температуры деформации при воздействии механической нагрузки напрямую зависят от вида вяжущих и точной температуры нагрева.

Что касается класса прочности, то для напряженных жаростойких конструкций показатель должен быть минимум В30, без нагрузки – допускается минимум В12.5.

Классификация

Существует несколько видов жаропрочного бетона, который еще называют огнеупорным или жароустойчивым.

В состав материала входят специальные огнеупорные добавки. Основным вяжущим компонентом при производстве жаропрочного бетона выступает портландцемент. В качестве наполнителей здесь могут использоваться: доменные шлаки, отсевы горных пород (диабаз, андезит, пористые породы вулканического происхождения, диорит, искусственные наполнители), доменные шлаки.

Разделяют материал на отдельные классы согласно:

  1. Структуре (тяжелый, легкий, пористый).Назначению (теплоизоляционный, конструкционный).Характеру наполнителей.Используемым вяжущим компонентам.

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.

Дополнительные рекомендации по технологии

огнеупорный бетон своими руками

Огнеупорный бетон, состав которого описывается в статье, может иметь определенную марку. Каждая разновидность предполагает добавление своего пластификатора, магнезитовых порошков и феррохромовых шлаков. Если есть цель приготовить легкий бетон, то следует использовать вспученные материалы по типу:

  • вермикулита;
  • керамзита;
  • перлита.

Если вы решили заказать изготовление смеси у профессионала, то соотношение компонентов они подберут сами, в соответствии с вашим проектом. Состав подбирается по эксплуатационной температуре и условиям службы.

Другие виды бетонов, стойких к огню

В производстве легких ячеистых/поризованных бетонов используются те же вяжущие, но пористые заполнители или пенообразователи, которые уменьшают вес.

Легкие поризованные бетоны

Тут в качестве заполнителя используют разного типа пористые материалы, способные выдерживать влияние температуры до +1000С: вулканический туф, вспученный перлит, керамзит. Легкие бетоны соответствуют маркам D300-1800.

Классификация поризованных бетонов по сфере эксплуатации:

  • Конструкционные – с плотностью 1400-1800 кг/м3, прочностью минимум М50, любой теплопроводностью.
  • Теплоизоляционные – с плотностью максимум 500 кг/м3, прочностью в диапазоне М14-М25, теплопроводностью максимум 0.14 Вт/м*К.
  • Теплоизоляционно-конструкционные – прочность минимум М35, теплопроводность в пределах 0.14–0.54 Вт/м*К, плотность равна 500-800.

Легкие поризованные бетоны

Легкие бетоны, приготовленные на базе портландцемента или глиноземистого цемента, демонстрируют высокий уровень огнестойкости. Если использовать керамзитовый щебень в качестве заполнителя, то морозостойкость вырастает до F25-100.

Ячеистые бетоны

Данный тип раствора применяется в теплоизоляции и в качестве жаростойкого материала. Часто ячеистые бетоны выбирают для частного строительства в виде заводских конструкций либо блоков.

Виды ячеистых бетонов:

  • Для теплоизоляции – плотность до 500 кг/м3
  • Теплоизоляционно-конструкционные – показатель находится в диапазоне 500-900 кг/м3
  • Конструкционные – от 1000 до 1400
  • Жаростойкие – до 1200 кг/м3, могут использоваться при температуре до +800С

Данный тип бетонов может выдерживать воздействие открытого огня в течение 5-7 часов без изменения структуры. При нагревании до +400С отмечается повышение прочности материала, до +1000С – разрушение структуры.

Когда готовится жаропрочный бетон своими руками, предел огнестойкости ячеистого материала можно повысить посредством введения в состав алюмосиликатных щелочных вяжущих, металлургических шлаков, допускаются и топливные золы, известково-белитовые составы.

огнеупорная бетонная смесь

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.

ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА ОТВЕРДИТЕЛЯ

Для проверки качества отвердителя (кроме
кремнефтористого натрия) от каждой партии из нескольких мест, но не менее чем
из трех, отбирают пробу около 5 кг и методом квартования уменьшают ее до 0,5-1
кг. Далее материал высушивают до постоянной массы при температуре 100-110 °С и
определяют тонкость помола и химический состав. Для контроля тонины помола
берут навеску материала массой 100 г и просеивают ее сквозь сито № 008.
Химический состав всех отвердителей (кроме кремнефторстого натрия) определяют
по ГОСТ
2642.0-86.

Для проверки качества отвердителя — кремнефтористого натрия отбирают
среднюю пробу, высушивают ее до постоянной массы при температуре 100-110 °С и
измельчают в ступке.

Навеску материала массой около 1 г растворяют в 100 мл горячей воды,
свободной от углекислоты и титруют 0,5 нормальным раствором NaOH с содержанием двух-трех капель фенолфталеина
до появления слабо-розового окрашивания. После этого раствор нагревают до
кипения и снова титруют до тех пор, пока окраска не перестает обесцвечиваться.
Слегка розовое окрашивание при кипячении указывает на конец титрования.
Процентное содержание кремнефтористого натрия в техническом продукте вычисляют
по приближенной формуле

m =
0,0235/K·V·100,

где 0,0235 — количество Na2SiF6, соответствующее
1 мл 0,5 нормального раствора NaOH; V
объем 0,5н раствора NaOH,
затраченного на титрование, мл; К — навеска технического
кремнефтористого натрия, г.

Для определения активности отвердителей смешивают 200 г тонкомолотого
шамота и 100 г отвердителя (нефелинового шлама, саморассыпающегося шлака,
фосфорного шлака) или 30 г отвердителя (кремнефтористого натрия), затворяют
жидким стеклом до получения теста нормальной густоты, из полученной смеси
изготовляют лепешку, которую сразу же заворачивают в полиэтиленовую пленку.
После выдерживания лепешки в пленке при температуре не ниже 20 °С в течение 24
ч ее вынимают и разламывают.

Качественный отвердитель обеспечивает хорошее твердение и прочность
лепешки по всему сечению.

Сушка бетона

как сделать огнеупорный бетон

Сушка огнеупорного бетона может осуществляться после завершения этапа отвердевания. При этом используется воздух, а температура окружающей среды не должна оказаться ниже +10 °C. Перед начальным нагревом бетон следует выдержать в течение суток или больше, чтобы добиться устойчивого состояния. Операция сушки позволяет снизить объем свободной воды в бетоне, который мог бы вызвать химическую реакцию между атмосферой и поверхностью футеровки.

После отвердевания футеровка оставляется на влажном воздухе без сушки. После завершения отверждения следует просушить футеровку. Если это невозможно, то бетон оставляется в замкнутой влажной среде. Важно обеспечить хорошую вентиляцию или оставить футеровку в хорошо проветриваемой зоне. Если вы задались вопросом о том, как сделать огнеупорный бетон, то должны быть знакомы еще и с особенностями его подготовки к эксплуатации. Например, этап сушки может проходить с использованием подходящего вентилятора или воздуходувки, которая будет подавать горячий воздух.

Характеристики: плюсы и минусы

Не только из-за привлекательной внешности новый материал ценится строителями: как профессионалами, так и любителями. В «превосходном списке» декоративной разновидности следующие качества:

  1. Стойкость к жаре и холоду. Ему ни страшны перепады: ни максимально низкие температуры (-50°), ни аномально высокие (+50°). Он выдерживает около 300 циклов замораживания/разморозки.
  2. Высокая сопротивляемость ударным нагрузкам, сжатию, изгибанию и истиранию. Этими характеристиками материал обязан высококачественным пластификаторам, другим добавкам.
  3. Нейтральность к жирам, нефтепродуктам, кислотам, щелочам и другой продукции химической промышленности.
  4. Антистатичность: бетон не накапливает электрический заряд, поэтому почти не притягивает пыль.
  5. Стойкость к ультрафиолету: цветному бетону не страшны солнечные лучи, он не выгорает.
  6. Максимальная прочность, если сравнивать декоративный вид с обычной цементной смесью.

Если попробовать поискать недостатки, то обнаружится всего один существенный минус. Это высокая стоимость работ, особенно когда речь идет о печатном виде декоративного бетона. Те, кто уже «обзавелся» декоративным бетонным покрытием, сделанным профессионалами или своими руками, отмечают еще одну особенность. Бетон боится металлических лопат, которыми убирают снег. Такие инструменты оставляют на нем царапины. По этой причине рекомендуют использовать не «железяки», а только пластмассовые изделия.

Бетонные работы в условиях сухого и жаркого климата

В условиях жаркого, сухого климата температура воздуха может подниматься до +40С, влажность обычно не превышает 25%, наблюдаются ветры и сильная солнечная активность. Все это плохо сказывается на бетонной смеси, провоцирует быстрое испарение воды, понижение прочности.

Как укладывать бетон в жарких условиях:

  • Правильно выбрать состав компонентов – в качестве вяжущего лучше всего брать портландцемент, заполнителя – материалы с идентичным показателем температурного расширения (близким к цементу).
  • Заполнители обязательно увлажняют.
  • Использование пластификаторов – для понижения водоцементного соотношения и улучшения подвижности.
  • Увеличение времени смешивания компонентов в среднем на 40-50%.
  • Смесь до объекта можно транспортировать исключительно в автобетономешалке, загрузив в миксер лишь сухие компоненты, а водой затворяя уже перед заливкой.
  • Опалубка перед заливкой проверяется на предмет герметичности и увлажняется.
  • Смесь подается на объект с использованием специальной бадьи или бетононасоса.
  • Бетонирование осуществляется с применением глубинного вибратора.
  • В процессе набора прочности смесью бетон нужно накрывать увлажненными матами из соломы, кусками рогожи, мешковины, потом каждые 3-4 часа поливать водой все 28 дней.

заливка огнеупорного бетона

Приготовленный по всем правилам жаростойкий или огнеупорный бетон будет демонстрировать все заявленные характеристики и позволит реализовать любой проект, гарантируя высокое качество и оптимальные свойства, надежность и долговечность конструкции.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...