Огнеупорный (жаростойкий) бетон – особенности, свойства и технические характеристики

8 апреля, 202211 апреля, 2022 - admin

Сушка бетона

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.

Легкие поризованные и ячеистые жаростойкие бетоны

Для производства поризованных и ячеистых легких бетонов могут использоваться те же вяжущие, что для изготовления тяжелых бетонов (в основном — портландцемент и глиноземистый цементы). При употреблении пористых специальных заполнителей получаются легкие жаростойкие бетоны, а при введении в состав бетонных смесей газообразователей или специальной пены — ячеистые бетоны.

Легкие поризованные бетоны

Поризованные легкие бетоны

В качестве заполнителей для таких бетонов применяют пористые материалы, устойчивые к воздействию повышенных температур (700°С—1000°С):

вспученный перлит;
керамзит;
вулканический туф;
вермикулит.

Для легких бетонов, с учетом средней плотности материала, устанавливают марки: D300…D1800.

По способу применения легкие поризованные бетоны подразделяются на следующие классы:

Теплоизоляционные. Плотность материала должна составлять 500 кг/м3 и ниже, теплопроводность максимум 0,14 Вт/м*К, прочность М14–М25.
Конструкционно-теплоизоляционные: плотность 500–800 кг/м3, теплопроводность — 0,14–0,54 Вт/м*К, прочность М35 и более.
Конструкционные — плотность должна соответствовать 1400–1800 кг/м3, прочность М50 и более. Теплопроводность для конструкционных бетонов не нормируется.

Легкие бетоны на глиноземистом цементе и портландцементе обладают высокой огнестойкостью, а при использовании в качестве заполнителя керамзитового щебня — значительно возрастает морозостойкость материала (F25–100).

Ячеистые бетоны

Ячеистые легкие бетоны

В масштабном строительстве ячеистые легкие бетоны применяют в основном для теплоизоляции (ввиду низкой теплопроводности) и как жаростойкие материалы. Их огнестойкость значительно выше данного показателя у обычных составов.

Ячеистые бетоны широко распространены в индивидуальном строительстве где применяются в качестве блоков (автоклавной и неавтоклавной обработки), и в качестве элементов бетонных конструкций заводского изготовления.

По своему назначению ячеистые легкие бетоны делятся на четыре категории:

теплоизоляционные (до 500 кг/м3);
теплоизоляционно-конструкционные (500–900 кг/м3);
конструкционные (1000–1400 кг/м3);
жаростойкие (800–1200 кг/м3), с температурой использования до 800°С.

Ячеистые бетоны (газобетоны, пенобетоны) в течении 3–7 часов способны выдерживать влияние открытого огня без видимых разрушений конструкций. При нагревании обычных изделий из газобетона до температуры 400°С наблюдается увеличение прочности материала, а вот при повышении температуры до 1000°С, наблюдалось полное разрушение структуры ячеистых бетонов.

Пожарные сертификаты на газобетон

При необходимости, предел огнестойкости ячеистых бетонных конструкций можно увеличить за счет применения следующих вяжущих:

известково-белитовые (800°С);
топливные золы и металлургические шлаки;
щелочные алюмосиликатные вяжущие.

Технология изготовления

При приготовлении жароустойчивых и огнеупорных смесей нужно добиться такой внутренней структуры, при которой содержащаяся влага, не будет испаряться при длительном воздействии высокой температуры. Речь здесь идет не о воде, использованной при замешивании, а об эксплуатационной влажности бетона. Достичь необходимого эффекта позволяют тонкодисперсные материалы и спектр добавок, обеспечивающие повышение теплопроводных и теплоизоляционных свойств бетонного изделия. Первый пункт способствует задержанию влаги, второй – препятствует перегреву и термическому разрушению конструкции из-за частого перепада температур.

Добавки, обеспечивающие термическую стабильность бетона:

бой из обожженного кирпича, предпочтительно имеющий в составе шамот или магнезит;
пористые компоненты – пемза или доменный шлак;
хромитосодержащие руды или породы – базальт, андезит;
зольные компоненты.

Все популярные наполнители объединяет одно основное свойство – все они уже подверглись жесткой термической обработке (при производстве или формировании). В силу этого они не будут испытывать ни морфологических, ни химических изменений в бетоне при воздействии высоких температур.

Для изготовления жаростойкого бетона своими руками необходимо следовать стандартному производственному циклу – подбор состава, замешивание, выкладка, сушка

К специфическим рекомендациям можно отнести только использование лопастной мешалки для полного вымешивания тонкодисперсных фракций, четкое соблюдение пропорций состава и особое внимание при сушке.

Состав и пропорции

Для приготовления своими руками огнеупорного бетона, в составе которого будут все необходимые элементы, используют готовую цементную смесь. Нужную основу можно найти под аббревиатурами АСБС (алюмосиликатный), ШБ-Б (огнеупорный шамотный кирпич), ВГБС (с повышенным содержанием глинозема) или СБК (с корундовой присадкой). Помимо перечисленных подвидов к классу огнеупорного бетона относятся изделия ССБА, ТИБ и САБТ. Огнеупорные компоненты добавляются в цемент в измельченном виде. В зависимости от назначения их дробят либо до щебнистой фракции, либо до порошкового состояния.

Для смешивания своими руками вам понадобится стандартный набор средств: вода, песок или гравий, лоток или бетономешалка, мастерок, распылитель и огнеупорная цементная смесь. Классический рецепт-соотношение частей – 3 части гравия, 2 – песка, 2 – цементной смеси. Также для большей вязкости добавляют 0,5 части гашеной извести. Воду добавляют из расчета 7,5 литров на 22 килограмма смеси, однако это количество может изменяться. Ваша цель – достижение однородного тестообразного состава.

Особенности замешивания

При работе с жаропрочным бетоном и изготовлении его своими руками внимание уделяют двум моментам:

Вымешивание до однородного состава нужной консистенции;
Подходу к процессу сушки.

Из-за того, что жаростойкий бетон содержит глиноземные, тонкодисперсные компоненты и шлаковые добавки, перемешивание его в обыкновенной бочковой бетономешалке может не дать нужного результата. Лучше использовать лопастную или лоток с лопатой. Сначала насыпьте в нужной пропорции песок и гравий, затем добавьте цемент и известку и понемногу приливайте воду. Когда комок смеси не будет рассыпаться или расплываться в руке – необходимая консистенция достигнута.

При сушке огнеупорного бетона необходимо уделить внимание его гидратации, то есть итоговому распределению влаги в готовом, просушенном изделии. Сушить огнеупорный бетон лучше в проветриваемом, но влажном помещении, накрыв опалубку крышкой – это замедлит процесс, но предотвратит неравномерное иссушение. Не следует подвергать еще не затвердевший раствор нагреву и, тем более, воздействию открытого пламени. Также рекомендуют периодически обрызгивать поверхность конструкции водой, чтобы добиться полностью равномерной гидратации.

Соблюдая рекомендации производителя смесей и используя полученную информацию, вы сможете своими руками изготовить огнеупорные бетонные элементы для печных, отопительных и других конструкций.

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.

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.

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.

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.

Состав

Все цементы – это минеральные композиции на основе известняка, глины и гипса. Может сложиться впечатление, что такое сырье заведомо обладает огнеупорными свойствами.

Известняк и гипс, действительно, хорошо выдерживают нагревание, в то время как термостойкость глины в большой степени зависит от ее природы.

Существует 5 разновидностей цементных смесей, из которых в обычной практике наибольшее распространение получил портландцемент с максимальной термической устойчивостью до 600 ℃.

Нагревание уже до 250 ℃ провоцирует появление первых трещин, по которым может распространяться дым и огонь. При более высоких температурах портландцемент начинает разрушаться, что чревато серьезными последствиями при пожарах.

Таблица. Содержание оксидов в высокоглиноземистых составах

Вид цемента	Содержание оксидов нижеуказанных элементов , %
Оксид кальция СаО	Оксид железа Fe2O3	Оксид кремния SiO2	Оксид магния MgO	Оксид серы SO3	Диоксид титана ТiO2	Оксид алюминия Аl2О3
ВГЦ I	32%	1.0%	3.0%	1.5%	2.0%	0.05%	60%
ВГЦ II	28%	1.0%	1.5%	1.0%	2.0%	0.05%	70%

Огнеупорный цемент, сделанный на основе специальных видов глины с преобладанием глиноземистого и высокоглиноземистого сырья, благополучно выдерживает достаточно длительное нагревание до 1480 ℃, особые сорта – до 1750 ℃. Повышенная термостойкость обусловлена большими концентрациями оксида алюминия, которые варьируются от 55 % до максимального содержания, равного 70 %.

Виды и применение

Жаростойкий бетон – это общий подкласс материалов, который внутри разделяется на массу видов по нескольким критериям. По весу и структуре выделяют:

тяжелый (используется для строительства фундаментальных конструкций);
легкий (широко применяется для облегчения конструкции перекрытий, трубопроводов и других объектов с весовыми ограничениями);
(выполняет теплоизоляционную функцию).

В состав любой бетонной смеси входит вяжущий компонент, обеспечивающий целостность затвердевшей смеси, и наполнитель. По типу вяжущего элемента жаропрочный бетон можно разделить на следующие кластеры:

основа из высокомарочного портландцемента позволяет добиться высокой прочности;
портландцементная основа с добавлением шлака обладает повышенной вяжущей способностью;
глиноземная цементная основа с жидким стеклом повышает огнеупорные свойства смеси.

Сфера применения жаро- и огнеупорного бетона весьма обширна, но в первую очередь затрагивает металлургические, энергетические и химические промышленные сооружения. Здесь – в доменных печах, плавильнях и на теплоцентралях востребован огнеупорный химически-нейтральный материал, который в течение длительной эксплуатации выдерживает высокие температуры.

В быту такой бетон чаще используют в конструкции котлов отопления, печей (наряду с кирпичом) и домашних каминов. Широко применяется для вывода труб и при выкладке отопительных контуров. В случае частного строительства огнеупорный бетон возможно изготовить своими руками, однако требуются особые компоненты и точное соблюдение пропорций.

Марки огнеупорных цементов

Жаростойкие сорта цемента сделаны с вложением глинозема, строго в соответствии с ГОСТом. Главным показателем для их подразделения на марки является содержание оксида алюминия.

Аббревиатурой ГЦ обозначена продукция с концентрацией оксида алюминия минимум 35 %.

Марки с большей массовой долей оксида обозначаются буквосочетанием ВГЦ.

Продукция ВГЦ I содержит следующие концентрации оксидов: минимум 60 % алюминия; кальция – 32 %; кремния – 3 %; железа, магния, серы – от 1 % до 2 %.

Продукция ВГЦ II содержит оксида алюминия минимум 70 %, оксидов кальция и кремния немного меньше, чем предыдущая марка, остальных – в таком же количестве.

В цементе ВГЦ III оксида алюминия минимум 80 %, оксидов кальция и кремния – 18 % и 0, 5 %, соответственно, остальных – прежнее количество.

Все марки продукции с обозначением ВГЦ имеют следовые количества оксида титана.

В маркировке рядом с буками указывают числа, которые обозначают предел прочности при сжимающих нагрузках на продукцию через 3 суток выдерживания. Например, цемент ГЦ 40 выдерживает нагрузку минимум 40 мПа.

Таблица. Технические параметры огнеупорных цементов

1. Предел прочности при сжатии, МПа, не менее, в возрасте:
1 сут	22,5	27,4	32,4	—	—	—	—
3 сут	40,0	50,0	60,0	35,0	25,0	35,0	25,0
2. Тонкость помола:
остаток на сите с сеткой № 008 по ГОСТ 6613, %, не более	10	10	10	10	10	10	10
удельная поверхность, м2/кг, не менее	—	—	—	300	300	300	300
3. Сроки схватывания:
начало, мин, не ранее	45	45	45	30	30	30	30
конец, ч, не позднее	10	10	10	12	15	15	15
4. Огнеупорность, °С, не менее	—	—	—	1580	1670	1670	1670

Покупатели выбирают марку, с учетом реальных термических и механических нагрузок, при которых будет эксплуатироваться цемент. На рынке строительных материалов представлены марки авторитетных отечественных производителей огнеупоров, использующих глиноземистый клинкер из центральной, приволжской частей страны, Сибири. В продаже есть неплохие огнеупорные смеси от зарубежных производителей: Польши, Франции, Турции, Финляндии. Импортный материал полностью расфасован, отечественную продукцию могут расфасовывать по заявке заказчиков.

Подбор состава для жаростойкого бетона

Схема бетономешалки для приготовления бетона.

К портландцементу и жидкому стеклу обычно добавляются различные тонкомолотые примеси. Жаропрочный бетон может быть обычным или легким, в зависимости от показателей объемного веса. Материал считается легким, если его объемный вес (в высушенном состоянии) не превышает 1500 кг/м³.

Для затворения жаропрочной бетонной смеси на периклазовом цементе применяется сернокислый магний (водный раствор). Чтобы произошло затвердение жаростойкого бетона с примесью жидкого стекла, необходимо ввести в смесь кремнефтористый натрий, доменный гранулированный шлак или нефелиновый шлам. Данные добавки вводятся в бетон при нормальной температуре.

Тонкомолотыми добавками могут быть тонкоизмельченные или пылевые материалы, такие как:

бой магнезитового кирпича;
бой шамотного кирпича;
кусковой шамот;
пемза;
цемянка;
хромитовая руда;
зола-унос;
андезит;
лессовый суглинок;
гранулированный доменный шлак.

Для жаростойких легких смесей подойдет:

бой диатомового кирпича;
бой шамотного кирпича;
цемянка;
зола-унос;
керамзит.

Мелкими (0,15-5 мм) и крупными (5-25 мм) заполнителями могут быть дробленые материалы, такие как: бой магнезитового и магнезитохромитового кирпича, бой высокоглиноземистого и шамотного кирпича, бой глиняного, полукислого или талькового кирпича, титано-глиноземистый и доменный отвальный шлак.

К ним также можно причислить дунит, бальзат, диабаз, андезит, артикский туф, кусковый шамот. Для легких и огнеупорных бетонов лучше использовать вермикулит, керамзит или вспученный перлит в качестве добавок. Вид вяжущего вещества, температура и условия службы бетона определяют выбор тонкомолотых добавок и заполнителей. Применение огнеупорного бетона снижает стоимость работ, трудовые затраты, сокращает сроки строительства.

Оценим главные характеристики материала

Прежде чем говорить о достоинствах жаропрочного цемента, отметим его немногочисленные недостатки. Во-первых, стоимость этого материала выше обычного вяжущего. Во-вторых, химические компоненты из состава огнестойких цементов совершенно безвредны для людей и окружающей среды. Однако при соприкосновении с некоторыми элементами таблицы Менделеева вступают с ними в реакцию, снижая свойства цемента и выделяя неприятные ароматы.

Положительных качеств огнеупорный цемент для кладки печи и ее обмуровки имеет гораздо больше:

Высокая прочность придается материалу в ходе технологического процесса, когда нагревание дает толчок образованию керамических соединений. При изготовлении кладочных и штукатурных растворов требуется точное соблюдение пропорций.
Имеет место рекордная скорость схватывания и набора прочности, в сравнении с другими видами цементов. Изделия и конструкции, изготовленные с применением жаростойкого цемента для печей можно эксплуатировать уже через сутки.
По вязкости и способности сцепления с другими материалами этот вид вяжущего ничем не отличается от портландцемента.
Крайне низкой подверженности коррозии материал обязан наличию в его составе алюмината кальция.

В отношении технологичности огнестойкий цемент используется таким же образом, как и все остальные связующие материалы. То есть, расчетные пропорции компонентов в сухом состоянии перемешиваются между собой, а затем затворяются водой. Раствор доводят до нужной консистенции и используют по назначению.

Важно! Жаропрочные составы характеризуются высокой стойкостью к воздействию значительных температур, большой прочностью, способностью сохранять целостность конструкции. Бетонные смеси и раствор на его основе не дают усадку и могут использоваться при отрицательных значениях градусника – до -10°С

Область применения

Материал широко используется при строительстве тепловых конструкций, дымоходов, коллекторов, фундаментов. Идеальным образом подходит для печей бытового и промышленного назначения, каминов, возведения различных сооружений.

Стоит отметить, что огнеупорный бетон значительно облегчает конструкции, так как имеет в своем составе пористые ингредиенты, что на 40 % снижает нагрузку на основание. Отсюда используется для стен, перекрытий, плавучих сооружений, пролетных мостов.

Как сделать своими руками?

Для выполнения материалом своих функций, гарантий безопасности и защиты в обязательном порядке соблюдается строгое соответствие технологическим требованиям при его приготовлении.

Чтобы изготовить жароупорный бетон своими руками, понадобятся следующие материалы и инструменты:

бетономешалка либо иная емкость для разведения раствора;
лопаты;
вода;
мастерок;
распылитель;
полиэтиленовая пленка;
огнеупорный цемент;
песок;
гравий.

Предлагаются два варианта приготовления жароупорного бетона: из сухой смеси или путем смешивания набора ингредиентов. Предпочтительнее первый вариант в силу своей надежности и пропорционального соответствия составляющих жаростойкого материала по технологии производства.

Если смешивание предстоит проводить самому, первоочередный этап – это подготовка опалубки или форм необходимой величины, которые уплотняются изнутри для препятствия испарения воды во время реакции. Легко извлечь отливки в домашних условиях поможет обработка емкостей растительным жиром или силиконом, допускается застелить полиэтиленом.

В традиционный рецепт входят: гравий, песок, жаропрочный цемент, гашеная известь в соотношении 3:2:2:0,5. Вода заливается из расчета 7,7 л на 22,5 кг смеси. Воду для замеса необходимо использовать фильтрованную.

Постепенно добавляются тонкомолотые компоненты. Весь состав тщательно перемешивается. Для достижения лучшего результата во время приготовления все ингредиенты должны быть комнатной температуры, оптимально 15-20 °C. Высокая плотность раствора обуславливает скорость проведения работ. Укладывается с помощью лопаты и выравнивается мастерком. Форма наполняется с избытком, излишки впоследствии убираются.

Для предотвращения образования пустот и пузырьков воздуха внутри блока применяют вибрирование. Перфоратор или отбойник в течение 1 минуты помещается сверлом в деревянную часть формы, емкость вибрирует, заставляя бетонную смесь садиться.

Залитый раствор плотно накрывается пленкой и оставляется для выдерживания в течение 2 суток. Периодически материал смачивается водой для недопущения растрескивания. После удаления полиэтилена нужно дать составу подсохнуть ещё 1 – 2 дня. После выемки из форм огнеупорные блоки выдерживают в отапливаемом вентилируемом помещении около 25 дней.

Стоимость

Цена готового продукта формируется с учетом рецепта, марки, эксплуатационных режимов и технологической линии производства.

Марка	Примечания	Цена, рубль/тонна
ТИБ	Высокая степень теплоизоляции с керамическим армированием	42500 – 46500
ССБА	Монолитная защитная основа	45000 – 48000
ВГБС	Высокоглиноземистый состав	47000 – 50000
СБК	Корундовая присадка	48500 – 51000
САБТ-50	Повышенные термоизоляционные свойства	65000 – 66500
АСБС	Содержание алюмосиликата	48700 – 50000
ШБ-Б	С добавлением шамотного кирпича	42000 – 44500

Жаропрочность и жаростойкость металла

Жаростойкость, которой обладают стали и другие металлические сплавы отдельной категории, имеет еще одно название – «окалиностойкость». Это свойство, которым отдельные металлы наделяют в процессе производства, заключается в их способности длительное время в условиях повышенных температур активно противостоять такому негативному явлению, как газовая коррозия. В отличие от жаростойких, жаропрочные стали и металлы другого типа обладают способностью не разрушаться и не деформироваться под длительным воздействием высоких температур.

Короткий экскурс в формате видео об особенностях жаропрочных сталей и их отличиях от других сплавов.

Металлы, которые отличаются жаростойкостью, применяют преимущественно для изготовления ненагруженных конструкций, эксплуатируемых в условиях постоянного воздействия на них газовой окислительной среды и температуры, не превышающей 550°. К таким конструкциям, в частности, относятся элементы нагревательных печей.

Сплавы, выполненные на основе железа, даже если их отличает жаростойкость, при таких условиях эксплуатации и при воздействии температуры, превышающей 550°, начинают активно окисляться, что приводит к появлению на их поверхности пленки, состоящей из оксида железа. Формирующееся на поверхности такого металла химическое соединение железа и кислорода – это, по сути, окалина хрупкого типа. Ее характеризует элементарная кристаллическая решетка, содержащая недостаточное количество атомов второго вещества.

Свойства оксидов элементов, увеличивающих жаростойкость железа

Чтобы улучшить такое свойство стали, как жаростойкость, в ее химический состав вводят хром, алюминий и кремний. Соединяясь с кислородом, эти элементы способствуют формированию в структуре металла плотных и надежных кристаллических структур, что и улучшает его способность безболезненно переносить воздействие повышенных температур.

Количество и тип легирующих добавок, вводимых в химический состав сплава, выполненного на основе железа, зависит от температурных условий эксплуатации изделий, которые будут из него изготовлены.

Лучшую жаростойкость демонстрируют стали, легирование которых выполнено на основе такого металла, как хром. К наиболее известным маркам таких сталей, которые называют сильхромами, относятся:

08Х17Т;
15Х25Т;
15Х6СЮ;
36Х18Н25С2.

Химический состав жаропрочных сталей марок 13Х11Н2В2МФ, 15Х11МФ, 20Х13, 20Х12ВНМФ

Что характерно, жаростойкость стали повышается с увеличением в ее химическом составе количества хрома. Используя данный металл в качестве легирующего элемента, можно создавать , изделия из которых не будут утрачивать своих первоначальных характеристик даже при длительном воздействии на них температуры, превышающей 1000 градусов.

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.

Марки жаростойких и жаропрочных сталей

По внутренней структуре категории следующие:

мартенситные;
аустенитные;
мартенситно-ферритные;
перлитные.

Жаростойкие стали могут представлять еще два типа:

ферритные;
мартенситные, или аустенитно-ферритные.

Среди сталей с мартенситной структурой наиболее известны:

Х5 (из нее делают трубы, которые будут эксплуатироваться при температуре не больше 650°С).
Х5М, Х5ВФ, 1 Х8ВФ, Х6СМ, 1 Х12Н2ВМФ (служат для изготовления изделий, которые эксплуатируются при 500-600°С определенное время (1000-10000 ч.).
3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (изделия из них успешно эксплуатируются при 850-950°С, поэтому из них делают клапаны моторов транспортных средств).
1Х8ВФ (изделия из этой стали успешно эксплуатируются при температурах не больше 500°С 10000 ч. и дольше; в частности, из материала делают конструктивные элементы паровых турбин).

Основа мартенситной структуры – это перлит, меняющий состояние, если в составе материала увеличивается содержание хрома. Перлитные марки жаростойких и жаропрочных сталей, которые относятся к хромокремнистым и хромомолибденовым:

Х6С;
Х7СМ;
Х6СМ;
Х9С2;
Х10С2М;
Х 13Н7С2.

Для получения из этих сталей материала со структурой сорбита, отличающегося высокой твердостью (не меньше 25 по HRC), сначала их закаливают при 950-1100°C, а потом подвергают отпуску.

Стальные сплавы с ферритной структурой, из категории жаростойких, содержат 25-33% хрома, определяющего их характеристики. Для придания этим сталям мелкозернистой структуры изделия из них отжигают. В данную категорию сталей входят:

1 Х12СЮ;
Х17;
Х18СЮ;
0Х17Т;
Х25Т;
Х 28.

При нагревании их до 850°C и больше зерно внутренней структуры укрупняется, из-за чего повышается хрупкость.

Из жаропрочной нержавейки изготавливаются:

тонколистовой прокат;
бесшовные трубы;
агрегаты химической и пищевой промышленности.

Стали, в основе которых феррит и мартенсит, активно используются в производстве изделий различного назначения в машиностроении. Изделия из таких жаропрочных сплавов даже довольно длительное время успешно эксплуатируются при температуре до 600°C .

Самые распространенные марки данных жаропрочных сталей:

Х6СЮ;
1Х13;
1 Х11МФ;
1Х12ВНМФ;
1 Х12В2МФ;
2 Х12ВМБФР.

Хрома в химическом составе этих сплавов – 10-14%. Легирующие добавки, улучшающие состав, здесь – ванадий, вольфрам и молибден.

Плюсы и минусы цементов оцениваем материалы

Подведем итоги положительных и отрицательных сторон огне- и кислотостойких цементов, оценивая их показатели в виде таблицы.

Характеристика материалов по пятибалльной шкале

Параметр	Огнестойкий цемент	Кислотостойкий цемент
Цена	«4» — в зависимости от условий применения, можно выбрать составы на основе дешевого портландцемента или более дорогого (20-25 руб./кг) высокоглиноземистого цемента	«1» — самый дорогой из существующих на рынке цементов. Стоимость достигает почти 100 руб./кг
Практичность	«4» — работать со смесями, отличающимися быстрым схватыванием, не очень удобно	«2» — возможно применение лишь для узких задач. Для широкого применения кислотостойкий цемент слабо пригоден
Внешний вид	«5»	«5»
Простота изготовления	«4» — введение дополнительных компонентов увеличивает производственные затраты	«3» — приготовление гомогенного раствора на основе жидкого стекла – утомительное занятие
Трудоемкость при использовании	«5»	«3» — довольно сложно аккуратно перемешать клейкую и вязкую субстанцию
Экологичность	«4» — перчатки, очки и респиратор должны быть всегда под рукой при работе с цементом	«2» — кислотостойкий цемент нежелательно использовать при возведении зданий для хранения пищевых продуктов

Несмотря на ряд эксплуатационных сложностей и высокую цену, огне- и кислотостойкие цементы необходимы как в частном, так и крупнотоннажном строительстве. При футеровке печей, каминов, выполнении химически стойких отводов и сливов нельзя обойтись без специальных вяжущих средств. Держать «про запас» такие материалы не стоит – длительное хранение никогда положительно не сказывалось на качестве цементной смеси.

Что такое жаропрочный бетон Обзор свойств

Строительный материал, сохраняющий свои механические и эксплуатационные свойства при длительном использовании в спектре экстремально высоких температур до 1700 °C – огнеупорный бетон. Одинаково успешно применяется в домашних условиях и промышленности. В особенности для печей, каминов, дымоходов невозможно представить возведение без жаростойкого бетона.

Основные характеристики огнеупорного материала:

высокая прочность;
усиление эксплуатационных качеств во время работы;
обеспечивает надежную термоизоляцию;
относительная простота приготовления, без надобности дополнительного обжига.

Применяя жаропрочный бетон, уменьшаются стоимость работ, затраты на труд, сокращается рабочее время.

Компоненты огнеупорной бетонной смеси

В состав бетона входят базовые ингредиенты (цемент, наполнитель, вода) и добавки – они и определяют огнеупорные свойства конечного продукта.

Базовым сырьем выступают:

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

Введение в рецепт глинозема делает смесь невосприимчивой к действиям кислот.

Низкая прочность устраняется технологическим включением различных наполнителей. Присадки обеспечивают лучшее затвердевание состава и превращение в монолитную жаростойкую основу. Мелкодроблёные добавки и наполнители выбираются по следующим критериям:

1. тип вяжущего вещества;

2. температура при эксплуатации;

3. условия применения готового изделия.

Если бетон предполагается использовать в температурных пределах до 800 °C, применяются:

кирпичный бой;
тугоплавкие горные породы (андезит, диабаз, диорит);
вулканические заполнители (перлит, шлаковая пемза, керамзит);
доменные шлаки.

При эксплуатации в температурных режимах до 1700 °C, добавляют:

В рецепт бетона из периклазового цемента обязательно входит сернокислый магний. Для затвердения смеси из жидкого стекла в состав добавляются доменный гранулированный шлак, кремнефтористый натрий или нефелиновый шлам. Такая формула способствует повышению эксплуатационных качеств штукатурного слоя.

Приготовление огнеупорного жаростойкого бетона на основе жидкого стекла и портландцемента требует добавления тонкомолотых минеральных наполнителей. К ним можно отнести мелкоизмельченные материалы, такие как:

1. бой магнезитового кирпича;

2. бой шамотного кирпича;

3. кусковой шамот;

5. хромитовая руда;

7. лессовый суглинок;

9. хромитовая руда.

Допускается дополнительное введение пластификаторов в жароупорный состав.

1. В основной классификации выделяют 3 вида:

2. По способу применения огнеупорные блоки бывают теплоизоляционные и конструкционные.

3. В зависимости от температуры использования бетон подразделяется на:

Жароупорный, до 1580 °C.
Огнеупорный, от 1580 до 1770.
Высокоогнеупорный, выше 1770.

4. По типу заполнителя могут быть: динасовые, кварцевые, корундовые.

Популярностью среди строителей пользуется и огнеупорная сухая бетонная смесь. Некоторые из таких усовершенствованных бетонных составов способны выдерживать температуру до 2300 °C. Единственный минус – такой полуфабрикат имеет короткий срок годности, поэтому нецелесообразна закупка больших партий.

Купить огнеупорные смеси и бетоны можно в любом специализированном строительном магазине, но гораздо меньшей стоимостью обойдется приготовление раствора самостоятельно.

Приготовление состава

Как же создать огнеупорный бетон, прибегая к изготовлению смеси своими руками? Для этого используется вода, вяжущие компоненты и различные жаропрочные наполнители. Процесс изготовления имеет свои отличительные особенности. Используемые составляющие должны отличаться особой чистотой. Кроме того, исключается засорение огнеупорных и тугоплавких составляющих песком, известняком или гранитом.

Допущение подобных промашек в технологии производства нередко приводит к быстрому разрушению материала.

Методики изготовления

Существует несколько способов производства жаропрочного бетона своими руками. Прежде всего, получить материал можно, используя готовую сухую смесь, которая обладает всеми нужными составляющими. Более сложный вариант предполагает самостоятельное смешивание компонентов в необходимых пропорциях.

Оптимальным решением является применение первой методики, поскольку при производстве жаропрочных смесей в заводских условиях используются наилучшие компоненты. К тому же в данном случае тщательно соблюдается технология изготовления. В результате потребитель получает возможность использовать готовую к применению смесь наивысшего качества. Достаточно лишь добавить растворитель или воду.

При самостоятельном изготовлении для приобретения материалом огнеупорных качеств в смесь целесообразно добавлять следующие компоненты тонкого помола: андезит, шамотный бой, хромитовую руду, магнезитовый цемент. Результатом правильного подбора ингредиентов и соблюдения пропорций становится материал, который выдерживает повышенные температуры, не разрушаясь.

Инструменты и материалы

Прибегая к собственноручному , можно заметно сэкономить, отказавшись от услуг мастеров. Однако прежде чем приступать к изготовлению смеси, рекомендуется подготовить необходимые инструменты и материалы. Здесь потребуется следующее:

оборудование для смешивания компонентов бетона;
лопатка-кельма;
тачка для транспортировки материалов;
совковая лопата;
распылитель для воды;
деревянная опалубка, формы для разливки;
песок, гравий, гашеная известь, жаропрочные компоненты;
портландцемент.

Особенности изготовления

При изготовлении огнеупорного цемента в бетономешалку помещаются предварительно подготовленные сухие компоненты (соотношение цемент-песок составляет 1:4). После формирования однородной смеси добавляется вода в количестве, необходимом для достижения тестообразной консистенции. Так как огнеупорные строительные основы отличаются специфическими характеристиками вязкости и быстро затвердевают, добавляя воду, лучше ориентироваться на рекомендации изготовителя цемента.

Готовую смесь распределяют по формам, заливают в опалубку или используют в качестве вяжущего материала при кладке огнеупорного кирпича. Применяя глиноземистые наполнители, после добавления воды действуют крайне оперативно, что позволяет избежать преждевременного схватывания раствора.

В завершении работ рекомендуется тщательно очистить и вымыть оборудование. Соскрести застывший огнеупорный материал с инструментов на следующие сутки станет крайне непростой задачей.

При необходимости подготовки незначительных объемов раствора с использованием портландцемента смешивать компоненты можно вручную. Удобно использовать для этого широкие емкости – глубокие тазы, ванны, корыта.

Сфера применения

Огнеупорный вид используется для изготовления жаростойких строительных смесей, употребляемых при установке и ремонте печей, каминов и дымоходов. Также с применением ГЦ и ВГЦ производятся ячеистые бетоны, обмазки, кладочные растворы, кирпичи и блоки, отличающиеся особой прочностью. Огнеупорные смеси для печей и каминов обладают повышенной термоустойчивостью и трещиноустойчивостью.

Сухие смеси на основе жаростойкого цемента с успехом используются для ремонтных и восстановительных работ при футеровке тепловых агрегатов в различных промышленных отраслях. Также огнеупорные материалы находят применение при создании монолитных сооружений, специальных мертелей и сухих смесей. Они практически незаменимы для бетонных работ в холодное время года, когда могут употребляться без подогрева при температуре до -10°C, и для изготовления безусадочных материалов. Их используют как в черной металлургии, так и в цветной (в агрегатах плавки различных металлов).

Жаростойкий цемент применяется как ингредиент при изготовлении растворов и клеев в строительной химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Его используют в устройствах при производстве фосфора, аммиака, различных спиртов. Он подходит и для постройки шахт, подземных сооружений, фундаментов под машины. Огнеупорная смесь может применяться и в энергетике для изготовления горелочных камней, стекловаренных печей и других изделий, отличающихся высокой прочностью.

Так как в сравнении с портландцементом, жаростойкий материал обладает коротким временем схватывания, его можно применять и в срочных ремонтных работах по дому. Также с помощью него готовится основа под полы, подоконники и притолоки.

Стоимость цемента

Для того чтобы купить качественный цемент, необходимо обратить внимание на марку и наличие сертификатов соответствия продукции. Жаростойкий материал в отличие от обычного имеет более высокую цену, так как является специализированным

В таблице представлены приблизительные цены на самые популярные марки огнеупорного цемента. Стоимость материала может меняться в зависимости от сезона (летом цены возрастают, зимой снижаются).

Наименование	Производство	Фасовка, кг	Розничная стоимость, рубли
ГЦ-40	Украина	50	1 300
GORKAL 40	Польша	50	1 300
ISIDAS 40	Турция	25	625
LAKKA TULENKESTAVA	Финляндия	25	1 300
ВГЦ-50	Новосибирск	20	1 800

Огнеупорный бетон благодаря особым характеристикам с успехом применяется как в жилищном строительстве (при изготовлении каминов и печей), так и в промышленном. Купить его можно в мешках или навалом, как оптом, так и в розницу.

Жаростойкие силикатные пасты

Данный тип герметика используется в самых жарких местах каминов и печей, где температура может превысить 1000°С градусов. Некоторые пасты способны выдерживать непродолжительное воздействие 1500°С градусного пекла. Применяется силикатный герметик внутри топки, где возможен прямой контакт с огнем. Его назначение вполне стандартно – связующее звено при стыковке элементов и наполнитель в трещинах. Но выбор падает на жаростойкую пасту не только от высоких значений температур.

Силикатный состав от известного бренда

Эти материалы наделены многими отличительными качествами

Среди них важное место занимает неустойчивость к вибрациям. Застывший силикатный герметик при деформации крошится и разрушается

Им следует обрабатывать те элементы, которые остаются статичными при работе камина. Это места сочленения чугунных деталей и кирпичной кладки.

Обычно жаростойкие пасты имеют черный цвет, что говорит о присутствии в них силиката натрия.

Их минус заключается в том, что они слабо скрепляются с деталями, имеющими гладкую поверхность. Поэтому перед нанесением герметика придется проводить подготовительные работы. Они имеют строго определенный алгоритм:

Поверхность очищается от пыли и неустойчивых частиц.
Обрабатывается растворителем с целью обезжиривания.
Гладкую поверхность придется натереть крупной наждачной бумагой или щеткой по металлу (корщеткой), чтобы увеличить площадь соприкосновения пасты с элементом.
Перед нанесением герметика рекомендуется место смочить водой.

Если основная задача ремонта заключается в заделывании швов, то поверхности, располагающиеся в непосредственной близости требуется защитить от случайного попадания герметика. Для этого по всей длине с обоих сторон от шва наклеивается малярный скотч. После первых признаков застывания пасты этот скотч можно удалить. Но герметик полностью застынет только через сутки.

Перед запуском камина следует проверить герметичность швов. Закройте дымоход и подожгите в топке небольшой кусок газеты. , то это говорит о низком качестве выполненной работы. Вводить камин в эксплуатацию следует поэтапно, постепенно увеличивая рабочую температуру. Резкое достижение максимального значения в первом запуске не рекомендовано.

Основные характеристики в более точном диапазоне указать может только производитель. Среди популярных марок всех типов герметиков выделяются такие следующие: Penosil, Soudal, Tytan и Mastertex F. Это не полный перечень брендов и ограничиваться только их применением не стоит.

Аустенитные и аустенитно-ферритные стальные сплавы

Наиболее значимые особенности аустенитных сталей заключаются в том, что их внутренняя структура формируется за счет наличия в их составе никеля, а такое свойство, как жаростойкость, связано с присутствием хрома. В сплавах подобной категории, отличающихся незначительным содержанием углерода в своем химическом составе, в некоторых случаях могут присутствовать такие легирующие элементы, как ниобий и титан. Стали, основу внутренней структуры которых составляет аустенит, относятся к категории нержавеющих, а при длительном воздействии высоких температур (до 1000 градусов) успешно противостоят формированию слоя окалины.

Аустенитные сплавы марок Х17Н13М2 и Х17Н13М3 оптимально подходят для конструкций, работающих под воздействием кислот

К наиболее распространенным на сегодняшний день сталям с аустенитной внутренней структурой относятся сплавы дисперсионно-твердеющей категории. Для улучшения качественных характеристик в их состав добавляют интерметаллические или карбидные упрочнители, в зависимости от чего такие материалы и относят к определенной категории.

Наиболее популярными марками жаропрочных сталей, основу внутренней структуры которых составляет аустенит, являются:

дисперсионно-твердеющие Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 0Х14Н28В3Т3ЮР, 4Х14Н14В2М (из этих жаропрочных сталей, относящихся к категории нержавеющих, изготавливают конструктивные элементы турбин и клапаны двигателей транспортных средств);
гомогенные 1Х14Н16Б, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н20С2, Х25Н16Г7АР (из материалов данных марок преимущественно производят арматуру и трубы, эксплуатируемые под воздействием значительных нагрузок, агрегаты сверхвысокого давления, элементы выхлопных систем).

Труба жаропрочная из стали марки 20Х23Н18 (она же Х23Н18 или ЭИ417) используется для изготовления печного оборудования, поковок и бандажей

Стальные сплавы, основу внутренней структуры которых составляет смесь аустенита и феррита, отличает исключительная жаропрочность, превышающая по своим показателям аналогичный параметр даже высокохромистых материалов. Такие характеристики жаропрочности достигаются за счет высочайшей стабильности внутренней структуры сталей данной категории. Изделия из них могут успешно эксплуатироваться даже при температурах, доходящих до 1150°.

Между тем для жаропрочных сталей с аустенитно-мартенситной внутренней структурой характерна повышенная хрупкость, поэтому их нельзя использовать для производства изделий, эксплуатируемых под высокой нагрузкой.

Из жаропрочных сталей данной категории производят изделия следующего назначения:

пирометрические трубки (Х23Н13);
конвейеры для печей, жаропрочные трубы, емкости для осуществления процедуры цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).

Марки огнеупорных бетонов применяющиеся в РФ

Марка, агрегатное состояние поставки	Основная сфера применения
АСБС. Сухая огнеупорная смесь. Включает в себя несколько подмарок: АСБС30, 70, 80,Л и П.	Металлургия и тепловая энергетика.
ВГБС. Высокоглиноземистая бетонная смесь.	Футеровка стен и пода печей, внутренней полости разливочных ковшей эксплуатируемых при температурах до 1 750 градусов Цельсия.
СБК. Огнеупорная бетонная смесь на основе корундового наполнителя.	Футеровка стен и пода печей, внутренней полости разливочных ковшей эксплуатируемых при температурах до 1 800 градусов Цельсия.
ТИБ. Теплоизоляционный бетон.	Футеровка теплового оборудования. Использование при ремонте футеровки в качестве торкрет массы.
СБС. Саморастекающаяся огнеупорная бетонная смесь.	Футеровка теплового оборудования и печей, работающих при температурах до 1 500 градусов Цельсия.
ШБ-Б. Сухая бетонная смесь на основе шамотного наполнителя.	Обустройство огнезащитного слоя на лазах, люках и амбразурах горелок работающих при температурах до 1 300 градусов Цельсия.
ССБА. Сухая огнеупорная арматурная смесь.	Футеровка печей и теплового оборудования работающего при температурах до 1 700 градусов Цельсия.

Поэтапное приготовление жаростойкого бетона своими руками

Схема приготовления бетонной смеси.

Для данного процесса вам необходимо иметь инструменты и материалы:

бетономешалку;
тачку;
мастерок;
лопату;
распылитель;
шланг или иное водоснабжение;
опалубку;
пластиковый лист;
песок;
огнеупорный цемент;
гравий;
гашеную известь.

Бетономешалка или тачка должна располагаться в непосредственной близости от источника водоснабжения. Вода понадобится для добавления в состав, мытья инструментов и площадки. Материалы необходимо смешивать в пропорциях 3:2:2:0,5, для примера – 3 части гравия к 2 частям песка и 2 части огнеупорного цемента к 0,5 части гашеной извести. Величина объемов жаропрочного состава не должна влиять на данные параметры и соотношение материалов, они должны оставаться неизменными. В бетономешалку помещается гравий и песок, добавляется огнеупорный цемент и гашеная известь, с помощью лопаты все ингредиенты тщательно перемешиваются, чтобы составляющие распределились равномерно. Затем в смесь добавляется вода и снова перемешивается. Вода добавляется до того момента, пока смесь не приобретет необходимую консистенцию (рабочую густоту). Для проверки из получившейся смеси попробуйте слепить комок. Если воды достаточно, то комок не развалится и не расплывется в руках.

Данным бетонным раствором заполняется опалубка или специальная форма. Этот процесс производится при помощи лопаты, излишки удаляются шпателем, после чего поверхность выравнивается. Процесс затвердения материала сопровождается повышенной влагопотерей. Периодически сбрызгивайте поверхность водой, этим вы предотвратите ее растрескивание. Влажный бетон можно покрыть полиэтиленовой пленкой на пару суток. По истечении этого срока пленку нужно снять и дать бетону высохнуть. Перед удалением опалубки бетон должен просохнуть не менее 2 суток. После этого бетон выстаивается и набирает прочности в течение 3 недель. Поверхность можно использовать по окончании этого срока.

Жаропрочные сплавы и стали что они собой представляют

Марки таких сталей идеальны для производства изделий, функционирующих в условиях, когда присутствует явление ползучести и, естественно, повышенные температуры. Ползучестью называют склонность металла к медленной деформации (пластической) при неизменной температуре под влиянием постоянной нагрузки.

Жаропрочность сплавов зависит от вида имеющейся ползучести, которая может быть:

длительной;
кратковременной.

Последняя устанавливается в ходе специально проводимых анализов на растяжение изделий. Обследования осуществляются в течение непродолжительного времени при заранее заданной температуре в нагревательной печи.

Марки жаропрочных и жаростойких сталей

Стали, отличающиеся жаропрочностью и жаростойкостью, по состоянию внутренней структуры подразделяются на несколько категорий:

аустенитные;
мартенситные;
перлитные;
мартенситно-ферритные.

При этом стали, относящиеся к категории жаростойких, могут быть представлены еще двумя типами:

ферритные;
аустенитно-ферритные или мартенситные.

Основные свойства некоторых жароупорных сталей (нажмите для увеличения)

Если рассматривать стали с мартенситной внутренней структурой, то их наиболее известными марками являются:

Х5 (из такой жаропрочной стали производят трубы, которые предполагается эксплуатировать при температурах, не превышающих 650°);
Х5М, Х5ВФ, Х6СМ, 1Х8ВФ, 1Х12Н2ВМФ (используются для производства изделий, эксплуатируемых при 500–600° на протяжении определенного периода времени (1000–10000 часов));
3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (изделия из данных марок могут успешно эксплуатироваться при 850–950°, поэтому из таких сталей производят клапаны двигателей транспортных средств);
1Х8ВФ (изделия из жаропрочной стали этой марки могут успешно эксплуатироваться при температурах, не превышающих 500°, на протяжении 10000 часов и даже дольше; из данного материала, в частности, производят конструктивные элементы паровых турбин).

Листовая жаропрочная сталь используется там, где требуется хорошая стойкость к высокой температуре и к агрессивной среде

Основой мартенситной структуры стали является перлит, который меняет свое состояние в том случае, если в составе материала увеличить количественное содержание хрома. Перлитными являются следующие марки жаропрочных и жаростойких сталей, относящихся к хромомолибденовым и хромокремнистым: Х6С, Х6СМ, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М и Х13Н7С2. Чтобы получить из этих сталей материал с внутренней структурой сорбита, который отличается высокой твердостью (не менее 25 единиц по шкале HRC), их сначала закаливают при 950–1100°, а затем подвергают отпуску.

Стальные сплавы с ферритной внутренней структурой, относящиеся к категории жаростойких материалов, содержат в своем химическом составе от 25 до 33% хрома, который и определяет их характеристики. Чтобы придать таким сталям мелкозернистую структуру, изделия из них подвергают отжигу. К сталям данной категории относят марки 1Х12СЮ, Х17, 0Х17Т, Х18СЮ, Х25Т и Х28. Следует иметь в виду, что при нагревании этих сталей до 850° и выше, зерно в их внутренней структуре начинает укрупняться, что приводит к увеличению их хрупкости.

Жаропрочная нержавеющая сталь применяется при производстве тонколистового проката, бесшовных труб и различных агрегатов пищевой и химической промышленности

Стали, основу структуры которых составляют мартенсит и феррит, активно применяются для производства изделий различного назначения, используемых в машиностроительной отрасли. Изделия, для изготовления которых применяют такие жаропрочные сплавы, даже на протяжении достаточно длительного времени могут успешно эксплуатироваться при температуре, находящейся в пределах 600°. Наиболее распространенными марками данных жаропрочных сталей являются Х6СЮ, 1Х13, 1Х11МФ, 1Х12В2МФ, 1Х12ВНМФ, 2Х12ВМБФР. Такие жаропрочные сплавы отличаются тем, что хром в их химическом составе содержится в пределах 10–14%, а легирующими добавками, при помощи которых улучшают их химический состав, являются вольфрам, молибден и ванадий.

Материалы и инструменты

Для производства огнеупорных бетонных блоков потребуется подготовить следующие инструменты:

тачку;
бетономешалку;
шланг;
опалубку;
мастерок;
виброинструмент (например, перфоратор);
распылитель;
лист пластика;
огнеупорный цемент;
гашеную известь;
гравий.

Также отнюдь не лишним является и использование добавок:

асбеста;
бариевого цемента;
жидкого стекла.

Эти присадки придадут бетону все необходимые характеристики, позволяющие использовать его при возведении конструкций, которые будут эксплуатироваться при высоких температурах.

Жаростойкий бетон изготавливается своими руками следующим образом:

В бетономешалку насыпается цемент и песок в пропорции 1:4.
При перемешивании в смесь постепенно заливается вода (желательно фильтрованная) и тонкомолотые компоненты до получения тестообразной консистенции.

Полезно! Для улучшения результата рекомендуется использовать ингредиенты комнатной температуры — 15-20 °С.

Заливка смеси

Приготовленную бетонную смесь необходимо залить в опалубку либо формы, предварительно или силиконом для недопущения потери влаги и упрощения извлечения застывшего блока.

Работа должна выполняться оперативно, так как раствор отличается высокой плотностью и быстро застывает. Раствор укладывается лопатой с небольшим запасом, излишки при этом убираются мастерком.

Уплотнение

Уплотнение бетонной смеси производится при помощи различных трамбовочных механизмов: погружных либо поверхностных вибраторов. Рабочая часть инструмента помещается в наполненную смесью форму и на протяжении минуты производится усадка раствора.

Основная цель уплотнения — устранение пузырьков воздуха, негативно влияющих на характеристики материала, а также снижающих его качество и эксплуатационные свойства.

Выдержка и увлажнение

По окончании уплотнения раствор оставляется для затвердевания. При естественном твердении из смеси испаряется влага, что может привести к растрескиванию блоков. Поэтому раствор необходимо периодически увлажнять, обрызгивая его водой.

В первые 48 часов затвердевающие блоки укрываются полиэтиленовой пленкой. Через два дня пленка убирается, блоки извлекаются из форм и переносятся в теплое помещение на 28 суток, требующихся для окончательного набора прочности.

На завершающем этапе изготовления материала, следует промыть, применявшееся оборудование и удалить с него остатки смеси. Лучше очищать инструменты сразу после их использования, чтобы цементный раствор не успех засохнуть.

Разделение по критериям

По разновидности вяжущего смеси подразделяется на глиноземистый и высокоглиноземистый;

Согласно ГОСТу 20910-90, жаростойкий подразделяется:

По собственному назначению на:

конструкционный;
теплоизоляционный.

По собственной структуре на:

плотный тяжелый;
плотный легкий;
ячеистый.

По разновидности вяжущего:

на портландцементе, его разновидностях, таких как быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент;
на алюминатных цементах, таких как глиноземистый и высокоглиноземистый;
на вяжущих силикатных, таких как жидкое стекло с отвердителем и силикат-глыба с отвердителем.

По разновидности добавки тонкомолотой на:

шамотный;
кoрдиеpитовый;
золoшлaковый;
кеpамзитовый;
аглoпоpитовый;
магнeзиaльный;
пepиклазовый;
алюмoхpомитовый.

По разновидности заполнителя на:

шaмoтный;
муллитoкоpундовый;
коpундoвый;
магнезиaльный;
кapборундовый;
кордиeритовый;
кoрдиеритомуллитовый;
муллитокoрдиеритовый;
шлaковый;
золoшлaковый;
бaзальтoвый;
диaбазoвый;
андезитoвый;
диopитовый;
кеpамзитoвый;
аглoпоpитовый;
пepлитовый;
вepмикулитовый;
из боя бетoнa.

Достоинства

Огнеупорные марки цемента имеют следующие достоинства:

способность выдерживать действие открытого огня;
стойкость при непродолжительном нагревании свыше 3000 ℃;
высокая механическая прочность;
увеличенная адгезия по сравнению со всеми остальными видами смесей;
большая скорость полного затвердевания массы;
инертность по отношению к агрессивному влиянию внешней среды.

Жаропрочный цемент мелко измельчают, после чего однородный порошок просеивают через сито №008, получая 90% материала. Фракция с зернами покрупнее составляет не больше 10 %. Цементная смесь с обычным содержанием глинозема окрашена в серые или светло-коричневые цвета; с повышенной концентрацией термостойкого компонента – в белые или светло-стальные цвета. Плотность огнеупорного порошка отличается: ее минимальный показатель составляет 2,8 г/см2, максимальный – 3,2 г/см2.

Продукт с улучшенными огнеупорными качествами готовят по стандартной технологии, используя обычное количество песка и воды. При этом застывания портландцемента приходится ждать от 1 до 3 суток, а огнеупорные марки затвердевает полностью за 10 часов даже во влажном окружении.

Из негативных аспектов, характеризующих термостойкий цемент, отмечают повышенную цену по сравнению с другими сортами, что вполне понятно. Некоторые авторы говорят о вредном влиянии на огнеупорный материал щелочей. Возможно, концентрированные щелочи в каких-то условиях могут вступать в реакции с определенной частью огнеупорного сырья, но на практике щелочных воздействий такого рода быть не может ни при каких ситуациях.

Когда работы связаны с защитой конструкции от высоких температур (например, обмазка печей, футеровка сталеразливочных ковшей, обустройство дымоходов, кладка каминов), используется особый вид бетона – огнеупорный.

Оглавление:

Характеристики и состав
Виды и сфера применения
Технология изготовления своими руками
Расценки за 1 кг

Определение и особенности

Огнеупорным является узкоспециальный вид смеси, который способен выдерживать нагревание до больших отметок без потери прочности. При тестировании на сдавливание он демонстрирует показатели от 400 до 600 МПа/см2, что подтверждает высокий индекс крепости и возможность его использования в качестве конструкционного материала.

Обычные бетоны сами по себе достаточно прочны и огнестойки. Тому подтверждение – алмазное бурение в них отверстий. Даже при существенном нагреве в результате трения затвердевший раствор не утрачивает своих свойств и не плавится. Однако малая теплопроводность здесь действует кратковременно: если довести конструкцию до 200°C и оставить подвергаться нагреванию на долгий срок, то она лишится прочности на 30-35 %. А продолжительно воздействуя на устройство с температурой в 250°C, оно и вовсе разрушится.

Состав и рецептура

Для приготовления огнеупорного бетона применяются специальные компоненты, обладающие хорошей жаростойкостью. К их числу относятся:

связующие – периклазовый/глиноземистый/портланд цемент, алюмофосфаты, жидкое стекло (как правило, водный раствор силикатов натрия);
пластификаторы (вещества, придающие материалу пластичность при эксплуатации) – перлит, вермикулит, керамзит или нефелиновый шлам (феррохромовый шлак);
заполнители – магнезит, щебень, корунд, хромитовая пылевидная руда, кусковой шамот, пемза.

Огнеупорные заполнители могут изготавливаться промышленным методом. Но чаще в ход идут раздробленные тугоплавкие горные породы и вторичные ресурсы, например, бой обыкновенного/шамотного кирпича, отвальный доменный шлак.

Производители нередко принимают и реализовывают индивидуальные заказы, базирующиеся на проектных разработках. Рецепт приготовления подбирается персонально: и состав, и пропорции ингредиентов определяются исключительно по максимально возможным температурным отметкам.

Разновидности и применение огнестойкого бетона

Классифицировать жароупорные растворы можно по многим признакам.

1. По назначению:

теплоизоляционные композиты – исполняют роль главного термического сопротивления в сооружениях;
конструкционные – подвергаются нагреванию одновременно с выдерживанием колоссальных нагрузок.

По структуре бывают:

ячеистые легкие;
умеренно плотные;
плотные тяжелые.

2. По рабочей температурной эксплуатации:

огнестойкая смесь, выдерживающая нагрев до 1500°C;
жаропрочный бетон, не теряющий свойства при температурах 1500-1750°C;
высоко жаростойкий раствор, сохраняющий целостность при постоянном термовоздействии свыше 1750°C.

К строительному материалу первого плана относятся марки:

АСБС-30 (алюмосиликатный, содержащий в составе основной ингредиент не менее 30 %) – предназначен для обеспечения жароупорного слоя неэкранизированных поверхностей, лазов, амбразур горелок, люков и прочих участков агрегатов, работы которых ведутся при температуре ниже 1300°C;
АСБС-Л (легкий теплоизоляционный) – для футеровок тепловых конструкций с режимом до 1000°C и для изготовления формованных изделий различной конфигурации;
АСБС-П (защитный теплоизоляционный) – необходим для термического сопротивления в трубопроводах, энергетических оборудованиях, где температурные отметки не достигают 1000°C;
СБС (саморастекающийся) – используется для печей, отделки тепловых агрегатов с режимом нагрева до 1500°C;
ШБ-Б (на базе шамотного наполнителя) – сфера применения и предельная температура аналогичны АСБС-30;
Алкор 45Т (шамотная смесь с высоким содержанием огнеупорного цемента) – универсальна, но не допускает нагревания более 1400°C; может укладываться посредством не только заливки, ручной обмазки, но и торкретирования.

Жаропрочными растворами, выдерживающими термовоздействие от 1500 до 1750°C, являются:

АСБС-70 – предназначается для выполнения монолитной отделки арматурного слоя тепловых сооружений;
ССБА (сухая жаростойкая арматурная смесь) – подходит для футеровки промышленных печей;
ВГБС (высокоглиноземистый) – используется с целью обустройства внутренней полости сталеразливочных ковшей;
Алкор 94 (на корундовой основе) – рекомендуется для эксплуатации в восстановительной атмосфере.

К огнеупорным жаростойким бетонам, чья целостность сохраняется даже при температурах свыше 1750°C, относятся:

СБК (раствор с корундовым наполнителем) – незаменим для термозащиты пода печей;
АСБС-80 – применяется в целях футерования тепловых агрегатов, в том числе днищ и стен разливочных ковшей;
Алкор 96 (высокочистый корундовый) – необходим для эксплуатирования в сильновосстановительной атмосфере, в частности с большим содержанием водорода.

Рецепт самостоятельного производства в домашних условиях

Можно ли приготовить огнеупорный раствор самостоятельно? Да, главное – придерживаться следующего алгоритма:

в бетономешалку изначально помещаются сухие ингредиенты – измельченный гравий (базальт), песок, жаропрочный цемент, известь – взятые в соотношении 6:4:4:1;
после доведения их до однородности и с целью улучшения теплостойкости вводится ¼ часть тонкомолотых веществ (пемзы, золы, доменного шлака);
ограниченными объемами добавляется вода; ее включение должно быть постепенным, с осуществлением постоянного перемешивания и до тех пор, пока масса не приобретет тестообразную консистенцию.

Рецепт не характеризуется сложностью приготовления и труднодоступностью (в плане приобретения) компонентов. Специалисты советуют не экономить и приобретать заводскую смесь.

Стоимость жароупорного бетона

Цены разнятся в зависимости от состава, эксплуатационных параметров, территориальной дифференциации, разрекламированности бренда.

Предельная термостойкость	Стоимость за 1 кг, рубли
до 1500°C (АСБС-30, АСБС-Л, АСБС-П, СБС, ШБ-Б, Алкор 45Т)	38-45
от 1500 до 1750°C (АСБС-70, ССБА, ВГБС, Алкор 94)	44-48
более 1750°C (АСБС-80, СБК, Алкор 96)	46-50

Beton-House com

Сайт о бетоне: строительство, характеристики, проектирование. Соединяем опыт профессионалов и частных мастеров в одном месте

Изделию из термобетона найдётся применение и в частном хозяйстве

Жаростойкий бетон представляет собой специальный вид материалов, которые под воздействием высоких температур (до 1800°С) способны сохранять в установленных границах собственные физико-механические характеристики. Жаростойкие смеси с успехом применяются во всех сферах промышленного строительства, ни в чем не уступая мелкоштучным огнеупорным материалам.

Так, например, жаростойкие бетоны ГОСТ 20910–90, в сравнении с обычными огнеупорными материалами, не нуждаются в специальном предварительном обжиге. Термообработку (обжиг), жароупорный бетон, проходит при первом нагреве готовой конструкции, в момент пуска теплового агрегата.

Технические требования к жаростойким растворамОсновные виды тяжелого огнестойкого бетона

Бетон на глиноземистом (алюминатном) цементеЖидкое стекло в качестве вяжущего жаростойких бетоновЛегкие поризованные и ячеистые жаростойкие бетоны

Ячеистые бетоныПрименение термостойких бетоновПроизводство огнестойких бетонов в домашних условияхПроизводство бетонных работ в условиях сухого и жаркого климата

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:

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

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.

Потребность в применении огнеупорных материалов довольно часто возникает при строительстве объектов.

В дальнейшем это позволяет защитить конструкции и людей от неприятных последствий случайных возгораний. Одним из таких материалов выступает жаропрочный бетон, который способен противостоять воздействию высоких температур до 1000 оC. При этом он сохраняет полезные качества и не теряет форму.

Отличие огнестойкости от жаростойкости

Огнестойкость бетона – это качество, позволяющее стройматериалу противостоять повышенным температурам недолговременно, например, во время пожара. Жаростойкость – это сохранение свойств бетонного раствора при долговременном действии на него большой температуры, например, при использовании конструкций для теплообработки разнообразных изделий. Всем бетонам присуща огнестойкость, чего нельзя сказать о жаростойкости, этим качеством обладает далеко не каждый застывший раствор.

Несмотря на то, что бетон – пожаробезопасный и огнестойкий строительный материал, он все равно поддается большим температурным градусам. Огни, воздействующие на него в течение короткого времени, не способны привести к повреждению прочностных характеристик материала, но если огонь имеет продолжительное влияние на бетонные изделия, тогда происходит их повреждение. Если температура двести пятьдесят градусов, тогда бетон теряет свою прочность всего на двадцать пять процентов, а если в пределах пятисот градусов – стройматериал подвергается полному разрушению.

Бетонный состав, горючесть которого низкая, имеет повышенную прочность и стойкость к огненным влияниям, но может разрушиться и потерять свои прочностные характеристики как при пожаре, так и неправильном обращении с подогретым составом. Таким образом, резкое увлажнение или охлаждение уже подогретой смеси, влечет за собой образование трещин, разрушений, которые не поддаются устранению, а также ослабеванию арматурной конструкции, служащих для укрепления построек.

Горение отрицательно сказывается на структуре бетона, она разрушается и разлагается на составляющие компоненты цементного камня.

Жаростойкость бетонного состава получается путем введения в раствор специальных добавок на основе алюминия и кремния. Эти составляющие позволяют избегать плавления, горения в момент пожара и других разрушений бетонных конструкций при повышенных температурных режимах. Что касается огнестойкости, то она достигается путем добавления заполнителей в процессе приготовления раствора.

Вернуться к оглавлению

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:

Основные свойства

Среди основных особенностей таких бетонов следует выделить:

высокую огнеупорность;
повышенные эксплуатационные свойства;
прочность;
отсутствие необходимости использования дорогостоящего процесса обжига при производстве.

На сегодняшний день огнеупорный бетон можно классифицировать по весу. Изготовить самостоятельно или заказать можно следующие разновидности описываемого материала:

особо тяжелая;
легкая;
ячеистая;
тяжёлая.

В итоге удается получить материал, который может выполнять конструкционную или теплоизоляционную функцию, что зависит от ингредиентного состава.

Технические характеристики

Приготовленный с использованием портландцемента в качестве связующей основы огнеупорный бетон обладает классическим индексом прочности. При проведении теста на сдавливание граничными оказываются показатели в пределах от 200 до 600 МПа/см2.

Проявления термической стабильности наблюдаются при достижении температур не более 500 оС. Продолжительное воздействие на материал открытого пламени или длительный контакт с раскаленными поверхностями значительно снижает прочностные показатели цемента и нередко вызывает возникновение дефектов.

Наиболее огнеупорные бетоны, приготовленные на основе глинозема, способны выдерживать любые бытовые температуры.

Насыщенные по составу глиноземистые покрытия отличаются термической стабильностью порядка 1600 оС и выше. Постепенное повышение температуры приводит в данном случае к увеличению жаропрочности, поскольку происходит преобразование цементной массы в керамическое состояние.Впрочем, несмотря на высокую устойчивость к воздействию повышенных температур, глиноземистый огнеупорный бетон обладает сравнительно низкой прочностью. Материал, изготовленный с использованием таких компонентов, выдерживает давление механического характера на уровне до 25-35 МПа/см2.

Предел и степень огнестойкости

Устройство для измерения свойств бетона

Сопротивление к температурным воздействиям, сохраняя при этом свои прочностные свойства, определяет стойкость бетона. Огнестойкость бетона вычисляется промежутком времени, за который он разрушается до критического состояния.

Бетонные сооружения обладают высоким пределом огнестойкости. Этот параметр зависит от толщины бетона (огнестойкость повышается по мере увеличения толщины строения).

Степень огнеопасности – крайне важный показатель. Нормируется I–V степенями, которые устанавливаются пожарно-технической экспертизой. Сооружения из бетона относятся к I–II степени и соответствуют самым высоким нормативным требованиям огнестойкости.

Таблица 1 – Предел и степень огнестойкости по толщине и времени

Толщина бетона			Предел огнестойкости	Степень огнестойкости
Ж/б плиты	Ж/б балки	Несущие ж/б стены		1,11
80 мм	160 мм	60 мин
100 мм	280 мм	140 мм	90 мин
120 мм	300 мм	160 мм	120 мин
140 мм	400 мм	200 мм	150 мин
155 мм	500 мм	240 мм	180 мин

Ж/б колонны			Предел огнестойкости	1,11
150×150 мм			60 мин
200×200 мм			90 мин
300×300 мм			120 мин
400×400 мм			130 мин

Бетонные перегородки			Предел огнестойкости	1,11
60 мм			45 мин
70 мм			60 мин
90 мм			90 мин

Сферы применения

В первую очередь огнеупорный материал применяется в сфере изготовления тепловых конструкций, печей промышленного и бытового назначения, фундаментов, коллекторов, камер сгорания. Впрочем, нельзя сказать, что такой бетон используется лишь в конструкциях, которые поддаются термическим воздействиям.

Так, специфический состав огнеупорного бетона способствует его широкому применению в химической промышленности, при производстве стройматериалов, для удовлетворения потребностей энергетической сферы.

Жаростойкий материал используют при сооружении перекрытий, плавучих конструкций, прогонных мостов.

Отдают предпочтение данной строительной основе ввиду необходимости облегчения сооружений, учитывая высокие показатели прочности и надежности. Огнеупорный состав дает возможность снизить вес конструкций примерно на 40%. Объясняется это применением в смеси значительного объема пористых наполнителей.

Приготовление состава

Как же создать огнеупорный бетон, прибегая к изготовлению смеси своими руками? Для этого используется вода, вяжущие компоненты и различные жаропрочные наполнители.

Процесс изготовления имеет свои отличительные особенности. Используемые составляющие должны отличаться особой чистотой. Кроме того, исключается засорение огнеупорных и тугоплавких составляющих песком, известняком или гранитом.

Допущение подобных промашек в технологии производства нередко приводит к быстрому разрушению материала.

Дополнительные рекомендации по технологии

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.

Методики изготовления

В результате потребитель получает возможность использовать готовую к применению смесь наивысшего качества. Достаточно лишь добавить растворитель или воду.При самостоятельном изготовлении для приобретения материалом огнеупорных качеств в смесь целесообразно добавлять следующие компоненты тонкого помола: андезит, шамотный бой, хромитовую руду, магнезитовый цемент. Результатом правильного подбора ингредиентов и соблюдения пропорций становится материал, который выдерживает повышенные температуры, не разрушаясь.

Инструменты и материалы

Прибегая к собственноручному изготовлению огнеупорного бетона, можно заметно сэкономить, отказавшись от услуг мастеров. Однако прежде чем приступать к изготовлению смеси, рекомендуется подготовить необходимые инструменты и материалы. Здесь потребуется следующее:

Особенности изготовления

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

Кроме этого, необходимо четкое соблюдение пропорций во время изготовления.

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

Плюсы и минусы

Плюсов у этого материала достаточно много:

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

Существует так же и ряд минусов:

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

Что должно входить в состав термопрочного бетона

Для самостоятельного создания огнеупорного бетона надо добавить в состав жидкое стекло, глиноземный цемент и асбест. Данные добавки отлично подходят для использования в условиях высоких температур.

Очень важно, чтобы все элементы обладали высоким качеством, иначе постройка быстро развалится, а восстановить ее будет невозможно. Для того чтобы жаропрочный бетон долго служил и имел наивысшее качество, нужно использовать хорошие вяжущие составляющие. Ими могут быть:

Требования нормативных документов (норм)

Изложены в следующих государственных стандартах:

ГОСТ 28874-2004 – о классификации огнеупоров, дающий определение огнеупорной бетонной массе, как смечи огнеупорного цемент, наполнителей, добавок и жидкости, готовой к использованию.
ГОСТ Р 52541-2006 – о регламенте подготовки образцов огнеупорных бетонов для сертификационных испытаний.
ГОСТ 24830-81 – о применении ультразвукового метода контроля качества огнеупорных бетонных изделий.

Кроме того, с 01.04.2019 года вступит в действие ГОСТ 34470-2018, который установит технические условия для огнеупорных бетонов.

Жаростойкий бетон своими руками: этапы создания

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

Бетономешалку и тачку нужно поставить в таком месте, чтобы они были близко к источнику водоснабжения.

Воды понадобится много, поэтому об этом надо заранее позаботиться. Вода нужна будет для добавления в смесь, для мытья инструментов и в конце – для мытья площадки, где происходило изготовление жаростойкого бетона. Все материалы должны быть смешаны с соблюдением пропорции 3:2:2:0.5. Схема действий такая:

Сначала в бетономешалку надо поместить песок и гравий.Далее добавляется гашеная известь и огнеупорный цемент четко по пропорциям.Потом, используя лопату, необходимо хорошенько перемешать все компоненты состава.После надо добавить воду и опять перемешать. Жидкость требуется лить, пока бетон не достигнет правильной консистенции.

Проверить состав можно, слепив из него комок. Если удастся это сделать, значит воды больше не потребуется. В случае, если состав будет расплываться по рукам, нужно добавить еще немного воды.

Применение жаропрочного бетона

В состав жаропрочного бетона входят специальные добавки и смеси, которые придают материалу значительную прочность при воздействии высоких температур.

В процессе эксплуатации огнеупорный бетон приобретает еще большую устойчивость к нагреву. Большим плюсом является тот факт, что жаропрочный бетон не требует дорогостоящего специального обжига, потому широко используется в строительстве.

По принципу работы он не отличается от обычного бетона и может гарантировать полную безопасность и защиту вашей конструкции от перегрева. К тому же, огнеупорный бетон может применяться как термоизоляционный материал.

В зависимости от области применения разделяют ячеистый, легкий или плотный бетон.

Легким материал считается, когда в высушенном состоянии его вес не более 1500 кг/м3. К базовому сырью из шлакопортландцемента, портландцемента, глиноземистого цемента или жидкого стекла добавляются тонкомолотые примеси, вроде боя шамотного кирпича, кускового шамота, пемзы, боя магнезитового кирпича, андезита и других. Добавки способствуют затвердеванию огнеупорного бетона и формируют его огнеупорные качества.

Поведение во время пожара

Капиллярная и интерстициальная вода начинает испаряться при температурах вокруг точки кипения воды (100 ºC). Цементная матрица начинает меняться при температуре около 700 ° C. Влияние заполнителей в основном зависит от их происхождения и начинается при температуре около 600 ° C.

Огнестойкость определена как способность структуры выполнить свои необходимые функции для определенной выдержки пожара и определенного периода (герметичности).

Огнестойкость относится к элементам здания, а не к самому материалу, но свойства материала влияют на производительность элемента, частью которого он является. В большинстве случаев температура огня быстро повышается в течение нескольких минут, что приводит к появлению взрывного споллинга, так как влага, присущая бетону, превращается в пар и расширяется.

Большинство бетонов содержат портландцемент или смешанный портландцемент, который начинает ухудшаться по отношению к температуре выше 300 °C и начинает терять структурные характеристики выше 600 °C. Конечно, глубина ослабленной бетонной стены может варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в зависимости от продолжительности пожара и пиковых температур. Цемент глинозема, используемый для того, чтобы защитить тугоплавкие подкладки, достигая температуры 1 ‘600 °C, является лучшим возможным материалом в пожаре и обеспечивает превосходную жаростойкость при температуре около 1’ 000 ° C.

Влияние огня на бетон в значительной степени зависит от типа используемого грубого заполнителя. Бетон, содержащий карбонатные заполнители (включая известняк и доломит) и легкие заполнители (естественно происходящие или изготовленные путем расширения сланца, глины или шлака) сохраняют большую часть своей прочности на сжатие до 700 ° C. Однако бетон, содержащий кремнистые заполнители, такие как гранит, кварцит, сланцы и другие материалы, состоящие в основном из кремнезема, сохраняет только около 55% их прочности на сжатие при 700 ° C.

Повреждение бетона, вызванное пожаром, может варьироваться от незначительных косметических пятен до более серьезных повреждений, таких как внешнее растрескивание, расслоение и споллинг, внутренний микрокрак и химические изменения. Наиболее важным фактором является выбор компонентов.

Дифференциальное термальное движение между затиром цемента и композитом может стать причиной повреждения. Кварцит наиболее подвержен повреждению огнем путем растрескивания. Известняк показывает лучшую огнестойкость, подвергаясь воздействию пожара низкой температуры.

Огнеупорные бетоны на фосфатной и силикатной связке

Существуют так называемый специальный огнеупорный бетон.Это когда помимо глиноземисто-цементной связки в его состав добавляют силикатную или фостфатную основу.

Огнеупорный бетон на фосфатной связкелучше схватывается с другими огнеупорами, быстрее твердеет и имеет более высокую прочность в сравнении с бетоном на глиноземистом цементе. Отвердитлем выступает цемент, тальк, окись магния. Наполнителем служат высокотемпературные материалы: корунд, бой корундовых и высокоглиноземистых огнеупоров, хромиты и хромомагнезиты.

Огнеупорные бетоны на силикатной связкеприменяют в условиях кислотной среды. Для увеличения твердости добавляют силиката натрия, кремнефтористый натрий, фосфаты.

Заполнителем служит кварцевый песок, высококремнеземистый шамот. Благодаря повышенной устойчивости к кислотам огнеупорный бетон на силикатной связке принято использовать для дымохода в травильных ваннах, баках, футеровки труб.

Если вы решили построить из жаропрочного бетона мангал, каминили печь в доме своими руками, то с целью экономии при строительстве это можно легко сделать своими руками. Для этого используют готовую сухую смесь или смешивают ингредиенты по специальной технологии, схожей с приготовлением обычного бетона.

Заводские смеси изготовлены по всем стандартам и могут гарантировать качество продукции. Применяя готовую сухую смесь, внимательно прочтите на упаковке инструкцию и строго следуйте ей.

Технология изготовления жаропрочного бетона делится на два вида:если конструкция будет подвергаться влаге, не добавляйте жидкое стекло, если среда кислая и агрессивная не используйте портландцемент.

Определите площадку для работы, убедитесь в доступности воды и чистоте инструментов.

Работа с раствором и огнеупорным кирпичом

Особое внимание при кладке требуется уделять правильной и качественной расшивке швов, так как в заглубленные или незаделанные швы попадает вода. Если вода в них замерзнет, это разрушит кладку значительно быстрее, чем хотелось бы

Выбор кладки кирпича по категориям должен зависеть от планируемого температурного режима. Чем планируемая температура выше, тем шов должен быть тоньше:

1 категория — 1 мм;
2 категория — 2 мм;
3 категория — 3 мм;
4 категория — шире 3 мм.

Чтобы проверить качество выдержки шва, используется щуп шириной в 15 мм, толщина которого равна толщине шва. Проникать в шов щуп должен на 20 мм. Для правильного размещения каждый кирпич подбивают и выравнивают рукояткой мастерка. Для обеспечения швам заданной горизонтальности и постоянной толщины устанавливают рейки-порядовки и прикрепляют к ним шнур. Начиная с первого ряда выкладки, в дальнейшем ориентируются только на этот шнур.

Сухой кирпич заберет влагу из раствора преждевременно, не давая ему застыть. Для предотвращения этого кирпич в процессе кладки непрерывно смачивают или замачивают на несколько часов предварительно.