Ferrum-exclusive.ru

Металлические печи для бани
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жаропрочный бетон: описание и состав термостойкого цемента

Жаропрочный бетон: описание и состав термостойкого цемента

Жаропрочный бетон: описание и состав термостойкого цемента

Существует некая иерархия среди архитектурных материалов. Древесина и гранит — самые популярные, стекло и алюминий — самые модные, а вот бетон — самый непривлекательный. Основная его тенденция для домашней конструкции заключается в том, что он один из самых прочных строительных материалов. А жаропрочный бетон является безопасным выбором для дома.

Цементная промышленность России

Современное состояние отрасли

Цементная промышленность — базовая отрасль в комплексе отраслей, производящих строительные материалы. Роль цемента в современном строительстве очень велика, его ничем невозможно равноценно заменить. Цемент и изготовляемые из него бетон и железобетон являются в настоящее время основными строительными материалами, которые используются в самых разнообразных областях строительства. При этом цемент остается относительно простым, универсальным и дешевым веществом, для изготовления которого требуются широкораспространенные материалы — известняк, мергель, глины, мел, гипс (всё перечисленное именуется цементным сырьем), а также вода.
В Советском Союзе 89 цементных заводов выпускали более 140 млн т цемента в год — такого количества никто в мире, кроме Китая, тогда не производил. На сегодняшний день в России насчитывается 59 цементных заводов, а реально производят цемент из них лишь 46. Еще в первой половине 90-х прекратили существование такие цементные заводы, как «Спартак» (Рязанская обл.), Нижнетагильский (Свердловская обл.), Чечено-Ингушский, Косогорский (Тульская обл.), Поронайский (Сахалинская обл.), а также мощности по производству цемента на Волховском алюминиевом заводе (Ленинградская обл.).
Все российские предприятия отрасли имеют весьма почтенный возраст (были построены до 1980 г.) и технологически устаревшее оборудование, изношенное в среднем по отрасли на 70—80%. Сырьем для производства цемента служат глина и известняк, которые в процессе производства смешиваются и обжигаются в специальной (клинкерной) печи. По старым технологиям (так называемый мокрый способ) для приготовления смеси используется значительное количество воды, которая впоследствии выпаривается в печи. А в современном технологическом процессе (сухой способ) вода не применяется. Поэтому при сухом способе производства тратится в 2—3 раза меньше энергии (а значит, и топлива, которым служит главным образом уголь), чем при мокром. В результате себестоимость цемента, произведенного мокрым способом, составляет около 20 долл. за тонну, а тонна сухого цемента стоит не более 15 долл. Практически все страны мира, в том числе и скромные с точки зрения технологического развития (например, Румыния), уже и не помнят, что такое мокрый способ. В России же по этой технологии производится около 90% (или более 32 млн из 37,7 млн т). Сухой способ принят, например, на предприятиях в Сланцах и Катав-Ивановске.

Читайте так же:
Как приготовить цемент своими руками

Производство огнеупорных бетонов началось в период возникновения доменных печей. Они использовались для футеровки воздухонагревателей и передних стенок мартенов.

Их производство велось, в основном, на металлургических предприятиях, но со временем выделилось в отдельную отрасль с широкой сферой применения.

Применение огнеупорного бетона в металлургии

Достоинства материала заключаются:

  1. в доступности составляющих компонентов;
  2. высоких термоизоляционных свойствах;
  3. устойчивости к резким перепадам температур;
  4. усилении прочностных характеристик в процессе эксплуатации;
  5. отсутствии необходимости в обжиге после заливки.

Изделия из огнеупорного бетона используются во всех сферах, где возможны высокие температурные нагрузки:

  • при создании несущих конструкций промышленных печей на металлургических заводах;
  • в процессах органического синтеза при переработке углеводородов;
  • печах для обжига кирпича;
  • при сооружении каминов и очагов в частных коттеджах;
  • для внутренней облицовки котлов;
  • тепловой изоляции строящихся объектов;
  • возведении плавучих сооружений, требующих небольшого веса при высокой прочности.

Классификация огнеупорных бетонов

Огнестойкие бетоны классифицируются по различным признакам:

  1. максимальной температуре эксплуатации;
  2. назначению материала;
  3. виду наполнителя;
  4. типу вяжущего компонента.

Разделение по физическим свойствам

Главные физические свойства, по которым происходит деление жаропрочных материалов – плотность и температура эксплуатации.

По температурному режиму они делятся на три вида:

  • жаропрочный бетон эксплуатируется при рабочей температуре – 1000 о и выдерживает нагрев до 1500 о С;
  • огнеупорный – эксплуатируется в диапазоне 1500-1800 градусов, устойчивость к коррозии придают добавки стекла;
  • высокоогнеупорный имеет показатели рабочей температуры – 1800 о и максимального нагрева – 2300 о С.

В зависимости от плотности различают тяжелые и легкие бетоны.

Составляющие компоненты тяжелого бетона

Для первой группы показатель плотности составляет 1800-2500 кг/м 3 . Высокую плотность обеспечивают компоненты, входящие в его состав:

  1. гранитный щебень или гравий в качестве крупного заполнителя;
  2. песок средних размеров;
  3. цемент и вода.

При смешивании компоненты создают плотную структуру, которая, затвердевая, превращается в прочный каменный блок. Плотный огнестойкий бетон обладает:

  • высокой морозостойкостью;
  • влагонепроницаемостью;
  • низкой истираемостью.

Эти качества позволяют использовать его:

  1. при сооружении фундаментов;
  2. несущих конструкций;
  3. дорожного полотна;
  4. железобетонных изделий;
  5. тротуарной плитки и бордюров.

Для изготовления легкого бетона используют пористые заполнители из природных неорганических соединений, например, туф, керамзит, известняк.

Читайте так же:
Оборудование для тарирования цемента

Они создают ячеистую структуру конечного продукта, выделяя в процессе взаимодействия с вяжущим веществом кислород. Образующаяся пористая масса легко поддается обработке – штроблению или сверлению, и используется для производства стеновых блоков.

Разновидности легкого бетона

  • высоким уровнем шумо- и теплоизоляции;
  • низкой массой;
  • удобством использования.

Разделение по составу

Состав огнеупорного бетона отличается от обычного высокой концентрацией пористых и тонкодисперсных веществ. Они обеспечивают процесс гидратации бетона, препятствуя его обезвоживанию.

Вяжущие вещества представляют дисперсионную систему из мелкозернистого цемента и химического связующего.

Силикатный вид бетона

В зависимости от вида вяжущего вещества различают:

  1. гидратационные бетоны, твердеющие при добавлении к огнеупорному цементу воды;
  2. силикатные – в них связующим веществом является не вода, а соединения кремниевой кислоты с щелочными добавками;
  3. фосфатные, в которых для связки используются водные растворы солей ортофосфорной кислоты;
  4. сульфатно-хлоридные – смесь магнезиальных цементов и солей Mg, Fe, Al;
  5. органические, где связующими выступают смолы или продукты их перегонки.

Для улучшения характеристик огнеупорного бетона в его состав вводят армирующие добавки из стекла, асбеста, стали. На рынок поступают готовые сухие смеси, содержащие все необходимые компоненты.

Маркировка и применение сухих смесей

Отечественная продукция маркируется следующим образом:

  • АСБС — готовятся на основе алюмосиликатов и применяются в металлургии и энергетике;
  • ВГБС – с высоким содержанием глинозема, предназначается для футеровки подов печей, облицовки разливочных ковшей;
  • ШБ-Б – шамотный наполнитель позволяет использовать смесь для нанесения огнеупорного бетона на узлы горелок, работающих при 1300 о С;
  • СБК – содержит корундовые добавки, область применения – покрытие тепловых агрегатов;
  • ТИБ – характеризуется высокими теплоизоляционными свойствами, представляет ценность для теплоэнергетики;
  • СБС – обладает высокой текучестью, выравнивая поверхность покрытия, выдерживает температуру до 1500 градусов;
  • ССБА – благодаря армирующим добавкам может применяться для футеровки оборудования, работающего при 1700 о С.

Самостоятельное приготовление

Часто возникает необходимость изготовить жаропрочный бетон для печи или камина в коттедже. Однако в домашних условиях сложно выдержать технологию по заводской рецептуре.

Готовые смеси огнеупорных бетонов

Поэтому лучше воспользоваться сухими бетонными смесями с заданными свойствами. Они производятся по строго выдержанной технологии и содержат все необходимые элементы.

При выполнении работы следует внимательно прочитать инструкцию и строго следовать рекомендациям специалистов:

  1. приобретая готовую смесь, следует учесть ограниченный срок ее хранения;
  2. при ручном смешивании смеси с водой очень сложно достигнуть однородной консистенции, поэтому следует пользоваться лопастной бетономешалкой;
  3. вначале в емкость заливается вода, при ее непрерывном перемешивании досыпается бетонная смесь;
  4. перемешивание продолжается до получения однородной структуры раствора;
  5. после заливки необходимо хорошо укрыть опалубку, чтобы снизить скорость испарения воды;
  6. периодическое сбрызгивание водой поверхности готовой конструкции будет способствовать увеличению ее прочности во время сушки;
  7. раньше срока, указанного в инструкции, не следует начинать эксплуатацию бетона.
Читайте так же:
Гидроизоляция после цементной стяжки

При необходимости небольшие количества раствора возможно изготовить самостоятельно.

Этапы приготовления жаростойкого бетона своими руками

Рецепт огнеупорного бетона для постройки камина требует соблюдения следующих пропорций:

  • бетона марки М-400 – 1 часть;
  • крошки из боя огнеупорного кирпича – 2 части;
  • шамотного наполнителя – 0,33 части.

При постройке монолитного очага, который постоянно будет соприкасаться с открытым пламенем, кирпичную крошку нужно заменить 2,5 частями щебня.

Заключение

Если при изготовлении жаростойкого бетона были точно соблюдены все технологические нормы и подобраны правильные компоненты, конструкция надежно прослужит многие годы, сохраняя заданные технические характеристики.

Рекомендации частным застройщикам

Очень многие Интернет-ресурсы публикуют рецепты приготовления огнеупорного бетона для домашнего строительства печей и каминов «своими руками». В то же время, учитывая специальный состав и специальные свойства огнеупорного бетона, изготовление «своими руками» не дает гарантии, что подобный материал будет работать в тех или иных условиях. Поэтому в вопросе футеровки печи и камина не стоит экономить и приобретать огнеупорную смесь заводского изготовления.

При этом следует знать, что сухие огнеупорные смеси имеют очень короткий гарантийный срок хранения, а также, в связи с высокой плотностью и «тяжестью» состава их невозможно замесить вручную – только в бетономешалке с электрическим приводом.

Также, при приготовлении огнеупорного бетона следует строго соблюдать количество затворяемой воды, указанное на упаковке. Дело в том, что выдержав рекомендуемую порцию этого компонента, некоторым неопытным застройщикам может показаться, что бетон слишком густой. На самом деле это не так. При правильном и тщательном перемешивании у вас получится хорошо укладываемый качественный огнеупорный раствор.

Применение жаропрочного бетона

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.

Читайте так же:
Глиноцементный раствор 1 часть глины 4 части цемента

Огнеупорный бетон на фосфатной связке

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.

Огнеупорные бетоны на фосфатной и силикатной связке

Огнеупорные бетоны на 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 связке лучше 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 связке применяют 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, камин или 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.

как сделать камин из жаропрочного бетона

Технология изготовления жаропрочного бетона

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.

Изготовление огнеупорного бетона

В стандартный состав огнеупорного бетона входят: песок, гравий, гашеная известь, жаропрочный цемент. В пропорциях соответственно 3:2:2:0,5. Чистой фильтрованой воды требуется 7,7 л для 22,5 кг смеси. Лопатой как следует смешайте песок и гравий в тачке или используйте бетономешалку.

как сделать жаропрочный бетон

Затем заливайте смесь водой, пока она не наберет нужную консистенцию. Перенесите смесь в готовую форму или отливку, разровняйте поверхность шпателем и удалите лишний бетон. Чем быстрее вы будете работать, тем плотнее будет раствор.

Читайте так же:
Бетон марки 200 расход цемента

Чтобы убрать пустоты и избавиться от пузырьков воздуха в огнеупорной смеси примените перфоратор или воспользуйтесь отбойным молотком. В деревянную часть формы вставьте сверло и работайте в течении одной минуты. Далее готовую смесь необходимо накрыть пленкой и оставить на пару дней, изредка сбрызгивая водой. Готовый огнеупорный блок перенесите в помещение и оставьте на 25 дней.

Чтобы сделать отливки можно воспользоваться фанерой. Для легкого извлечения огнеупорного блока на дно формы укладывают полиэтилен, или в лучшем случае смазанный жиром силикон, который не будет препятствовать испарению воды с поверхности блока.

Серный бетон.

В серном бетоне в качестве вяжущего вещества используется сера. Для приготовления такого бетона используются заполнители щебень, песок и минеральная мука, которые разогреваются до 150°С после чего в эту смесь добавляют расплавленую серу.

Такой метод приготовления бетонной смеси связан со свойствами вяжущего вещества, т. е. серы. При разных температурах, сера меняет свою вязкость и для того чтобы из кристаллической серы получиться расплавленное вещество, ее нагревают до 122°С.

Серный бетон использую для строительства дорог, фундаментов и получения химически стойких полов для помещений где это необходимо.

Но у серного бетона есть один большой недостаток, это конечно же высокая себестоимость. Такой бетон обходится в 2 раза дороже, чем обычный бетон на портландцементе. Для того, чтобы снизить себестоимость серного бетона, используют отходы химических предприятий, в которых может содержаться от 20% до 80% технической серы. Использование отходов не только снижает себестоимость бетона и строительства в целом, но и снижает вред для экологии окружающей среды.

Огнеупорный бетон

Огнеупорный бетон отличается простотой производственного процесса, высоким потреблением энергии при производстве, а также гибкостью и удобством использования. В системе цементных печей ее особенностью является то, что она все более широко используется в системах предварительного нагрева со сложной структурой. Огнеупорный бетон, подходящий для цементных печей, в основном включают корундовый, высокоглиноземистый, щелочно-стойкий и легковесный бетон.

Шамотный бетон

Высокоглиноземистая бетонная смесь ВГБС

ООО RS огнеупоры уже много лет занимается производством огнеупоров. Мы можем решить разные сложные проблемы, связанные с футеровкой высокотемпературных печей. Приглашаем друзей к нам для консультаций и технического обмена.

Рекомендуем вам прочитать следующие статьи:

Shamotnyy kirpich Шамотный кирпич Polutornyy silikatnyy kirpich Полуторный силикатный кирпич Vysokoglinozemistyy kirpich Высокоглиноземистый кирпич

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector