Жаростойкий бетон: свойства термостойкого состава, и как сделать его своими руками

В современном строительстве бетон остается одним из наиболее востребованных материалов. В зависимости от характера стройки используются разные его марки, и среди них – жаростойкий бетон, чья эксплуатация проходит в условиях высоких температур. Разбираемся, какими особенностями и свойствами он обладает, на какие виды делится, как изготовить термостойкий материал в домашних условиях.

Источник concretecreationsla.com

Сфера применения

Жаропрочный бетон, благодаря особой устойчивости к термическому воздействию, обеспечивает безопасность эксплуатации объектов самого разного назначения. Его свойства оказываются полезными в большинстве отраслей хозяйства, из него изготавливают устойчивые к высоким температурам конструкции, например:

• Термостойкий бетон незаменим в металлургической промышленности, где многие производственные процессы идут при высоких температурах. Он является составной частью промышленных печей и других установок, форм и литейных кассет в сталелитейных цехах.
• Из него делают внутренние слои в отопительных системах, печах (футеровка) и других теплоагрегатах; везде, где нужна огнестойкость и высокая прочность.
• Материал нашел применение при строительстве жилых домов: возведение и облицовка печей, каминов, дымоходов, использование в качестве термоизолятора; для возведения огнеупорных стен и перегородок.
• В химической и нефтеперерабатывающей промышленности: электрокамеры, реакторы. При возведении мостов, перекрытий и других объектов на воде, где важна комбинация прочности и малого веса материала.

Источник wellons.pro

Состав термостойких марок

В состав жаростойких смесей входят следующие компоненты:

• Вяжущие материалы. Основное вяжущее вещество – портландцемент (классы от М400 и выше); кроме него применяют шлакопортландцемент. Если предполагается эксплуатация при температурах более тысячи градусов, используют жидкое стекло (алюминат кальция или силикат натрия), глиноземистый или высокоглиноземистый цемент.
• Огнеупорных заполнителей. Их подбирают так, чтобы выдерживать действие огня, и равномерно расширяться. При рабочих температурах до +600-800 ℃ добавляют отсевы горных пород (диабаз, базальт, андезит). При температурах до +600-800 ℃ добавляют керамзит, перлитовый песок, кирпичный бой, доменный шлак (в гранулах).
• Вода. Ее добавляют для гидратации связующего, после чего сухая смесь становится бетонным раствором, а затем затвердевает с формированием бетонной формы.
• Добавки. Они позволяют улучшить свойства бетона, важные в тех или иных условиях эксплуатации. Это может быть не только жаростойкость, но и, например, прочность или устойчивость к агрессивным средам.

Источник beton-house.com

Виды термостойкого бетона

Жаростойкие материалы производятся при разных температурных условиях, и по этому признаку делятся на три группы:

• Безобжиговые. Температура обработки не превышает +200 ℃.
• Термообработанные. Материал приобретает нужные свойства при нагреве до + 200-800 ℃.
• Выжженные. Бетон приобретает огнестойкие свойства при нагреве более чем до + 800℃.

Если говорить о рабочей температуре материала во время эксплуатации, то выделяется три вида термостойкого бетона:

• Жароупорный. Рассчитан на применение при температурах не выше +1580 ℃.
• Огнеупорный. Применяется, если температура поднимается до + 1580-1770 ℃.
• Высокоогнеупорный. Способен выдержать нагрев выше 1770 ℃.

Бетоны также классифицируют по структуре, а именно:

• Легкие. Они содержат пористый наполнитель: керамзит, перлит, вулканический туф; иногда, чтобы уменьшить массу, в состав вводят пенообразователи. Легкие бетоны отличаются хорошим уровнем теплоизоляции, поэтому их часто применяют при возведении промышленных и жилых сооружений.

Источник beton-house.com

Смотрите также:
Каталог компаний, что специализируются на реконструкции и перестройке домов

• Тяжелые. Тяжелые бетоны отличаются повышенной плотностью, весом и прочностью, есть среди них и марки с повышенной жаростойкостью.
• Ячеистые. Материал с характерной пористой структурой успешно применяется как жаропрочная теплоизоляция.

Так как термостойкий бетон должен работать в различных условиях, производится множество его марок, и существуют дополнительные способы классификации, например:

• По назначению. Жаропрочный бетон является материалом специального назначения. Его сфера применения – создание термопрочных изделий, футеровка внутренних слоев тепловых агрегатов, а также их ремонт.
• По количеству СаО (золы) в составе. Зола бывает разной: висококальциевой (СаО > 20 %) и низкокальциевой (СаО < 20 %). По содержанию золы выделяют бетоны средне- и низкоцементные, ультранизкоцементные, а также бесцементные.
• По типу вяжущего вещества. Различают несколько групп бетонов: цементные, гипсовые, известковые, силикатные. Имеется целое семейство шлаковых материалов, а также специальных смесей (например, полимербетоны).

Источник dorjbi.com

• По размеру наполнителя. Материал с размером частиц до 0,5 мм называют тонкозернистым, до 2 мм – мелкозернистым. Также выделяют средне-, крупно- и грубозернистый наполнитель (соответственно, 5 мм, до 1 см, и до 4 см).

Свойства и преимущества огнестойких материалов

По сравнению с обычным бетоном термостойкий материал обладает особыми свойствами. Они и является его преимуществами в своей сфере использования, а именно:

• Основное отличие – способность выдерживать высокие температуры (в том числе, многократное нагревание и охлаждение) без разрушения. Так как огнестойкость у разных марок бетона разная, материал следует внимательно подбирать под свои условия.
• Прочность, стойкость к механическим нагрузкам. Важное качество – низкая усадка: в процессе эксплуатации изделие сохраняет форму и размеры.
• Химическая стойкость к агрессивным внешним факторам (например, к кислотам). Некоторые марки бетонных смесей разрабатывались специально для применения в металлургии, нефтепереработке, химической промышленности.

Источник wolfshoehe.de

• По сравнению с другими жаропрочными материалами бетон обходится дешевле, что позволяет снижать затраты при строительстве, эксплуатации и ремонте теплового устройства.
• На рынке предлагается широкий выбор жаропрочных бетонов с разными свойствами, от легких, до тяжелых.
• Определенные сорта термостойкого бетона можно изготовить своими руками.

Как изготовить термостойкий бетон в домашних условиях

Бетон с жаропрочными свойствами понадобится каждому, кто собирается сложить камин в частном доме, печку на даче или в бане. Использование термостойкого материала обязательно, особенно, если постройка деревянная; этого требуют нормы пожарной безопасности.

Обычный строительный бетон не рассчитан на работу в условиях высоких температур, и быстро разрушится; специальный (если подобрать его правильно) прослужит многие годы и обеспечит жилью пожарную безопасность. Для использования в быту подойдет жароупорный материал, ведь домашний очаг – не плавильная печь, и температура в нем не поднимается до критических значений.

Источник pervomaster.ru

Читайте также:
Марки бетона: как выбрать наиболее подходящую для конкретного случая

Когда под рукой нет готовой сухой смеси с жаропрочными свойствами, бетон можно изготовить своими руками, смешивая компоненты в нужных пропорциях. Конечно, смесь из строительного отдела имеет сбалансированный состав и полностью готова к использованию. Но, если соблюдать соотношение и технологию, самостоятельно изготовленный бетон не будет уступать заводскому аналогу по прочности и способности к термоизоляции.

Жаростойкий бетон изготавливают по следующему алгоритму:

• Смешивают гравий (дробленый базальт или туф) с песком в соотношении 3 к 2. Смешивать удобнее в бетономешалке, но можно использовать и обычный инструмент.
• Добавляют две части жаропрочного цемента, полчасти извести. Чтобы улучшить термостойкость, дополнительно можно добавить четверть части золы, пемзы или доменного шлака (тонкого помола).
• Готовую сухую смесь заливают водой, но не сразу, а в несколько приемов, чтобы получить раствор нужной консистенции.

Источник shop.mycona.ru

Тонкости заливки и сушки термостойкого бетона

Полученный бетонный раствор используют по назначению: заливают в опалубку на объекте или по формам, чтобы получить огнеупорные блоки. В последнем случае надо выждать 25 дней, чтобы раствор схватился полностью. Заливку в опалубку выполняют следующим образом:

• Сооружают опалубку нужной формы и прочности, из того материала, что имеется под рукой (фанера, металл).
• Заливают раствор в опалубку. Во время заливки в массе образуются пустоты и пузырьки. Их убирают при помощи перфоратора со специальной насадкой (можно взять дрель). Раствор перемешивают в течение пяти минут на низких оборотах. Если затянуть перемешивание, гравийный наполнитель из-за вибрации осядет на дно опалубки.
• Если в опалубке есть излишки раствора, их удаляют мастерком.
• Огнестойкие бетонные изделия набирают прочность эффективно, что связано с присутствием в их составе извести и чувствительностью к режиму гидратации. Чтобы сушка материала не замедлялась, опалубку накрывают полиэтиленовой пленкой. Это замедляет скорость испарения влаги и нормализует процесс набора прочности.

Источник dom-alyeparusa.ru

• Технология разрешает проводить демонтаж опалубки, непосредственно после того, как смесь остынет (ее разогревает известь). Тем не менее, многие специалисты рекомендуют оставить форму еще минимум на трое суток. После демонтажа опалубки бетонную поверхность следует увлажнять в течение трех-четырех дней.

Читайте также:
Пропорции бетона: что входит в состав бетона и расчет компонентов для раствора

Сложности при приготовлении жаростойкого бетона

При самостоятельном изготовлении термостойкой бетонной смеси непросто получить качество, сравнимое с промышленными материалами. Многие, даже опытные, домашние мастера могут столкнуться со следующими затруднениями:

• Пропорции рассчитаны неточно, составляющие засыпались «на глазок». Если смесь получилась слишком жидкой, раствор будет застывать дольше положенного. Плоха и обратная ситуация, когда воды не хватает или нарушен процент сухих составляющих. В обоих случаях ошибка негативно сказывается на прочности и огнестойкости бетона.

Источник zavod-gbi.ru

• Использовалось некачественное сырье. В домашних условиях возможно использование ингредиентов, не отвечающих требованиям ГОСТ, подделок или низкокачественных материалов, изготовленных с нарушением технологии. Это снижает качество термостойкого бетона, влияет на его эксплуатационные характеристики.

Жаростойкий раствор все же лучше заказывать у надежного производителя. В производственных условиях контролируются все этапы производства, от выбора составляющих, до расчета пропорций и замеса. Раствор перемешивается в бетономешалке, благодаря чему итоговая смесь получает равномерную, без воздушных пузырьков, структуру. Бетон, полученный из такого раствора, обладает всеми заявленными качествами.

Источник sfera-art.ru

Варианты состава

Состав жаропрочного бетона может варьироваться и включать разные ингредиенты. Это зависит от типа вяжущего, которое выбирается в качестве основы; также учитывают температуру и условия эксплуатации. Вместо классического портландцемента или шлакопортландцемента могут использоваться другие основы, например:

• Глиноземистый, периклазовый цемент. Если выбран периклазовый цемент, в смесь должен добавляться водный раствор сернокислого магния.
• Если в основе есть жидкое стекло, добавляют гранулированный шлак, белит (нефелиновый шлам) и кремнефтористый натрий (в качестве затвердителя).

Если для приготовления жаростойкого бетона используется готовая смесь, раствор замешивают в следующем порядке:

• В миксер заливают 90 % от нужного количества воды или жидкого стекла (зависит от типа готовой смеси).
• Засыпают половину объема цемента, наполнителя и измельченных добавок.
• Включают миксер и, в процессе его работы, постепенно добавляют остатки ингредиентов. Смешивание нельзя затягивать более, чем на пять минут, в противном случае раствор начнет расслаиваться.

Источник miromat.ru

Читайте также:
Раскрываем все секреты тяжёлого бетона б 25 и рецепты его приготовления

Коротко о главном

Свойства термостойкого бетона полезны там, где необходимо сохранять целостность конструкции во время многочисленных циклов нагрева и остывания. В частном строительстве такие составы используются для обустройства камина, печи или дымохода. Небольшой объем такой смеси можно изготовить своими руками, важно только соблюдать пропорции компонентов и технологию замешивания.