Свойства огнеупорного бетона, его состав и приготовление

Для подготовки бетонных элементов печей, каминов, отопительных элементов, также в производственных помещениях металлургических и химических комбинатов применяют жаро- и огнеупорные цементные смеси. Они способны выдержать жесткое термическое воздействие. Свойства, которыми должен обладать огнеупорный бетон, достигаются добавлением ряда компонентов в его состав.

Виды огнеупорных глиноземов

Для различных условий эксплуатации жаростойкий цемент производится нескольких видов. На упаковке маркировка наносится такими обозначениями:

1. ГЦ. Глиноземистый цемент, способный схватываться и набирать марочную прочности в воздухе и воде (без доступа кислорода). Материал с высоким содержанием Al₂О₃ (оксид алюминия). Порошок имеет оттенок от темно-коричневого до серо-зеленого.
2. ГЦ40 – ГЦ60. Эти составы находят применение в топливной, энергетической сфере, промышленном и дорожном строительстве. Широкое использование при создании специальных мертелей и сухих жароупорных смесей, монолитов. Незаменимы для бетонирования при низкой температуре.
3. ВГЦ 70 – ВГЦ 75, ВГЦI – ВГЦIII. Обозначение высокоглиноземистых марок, имеющих повышенные характеристики. При сильном нагреве не «газуют». Предназначаются для изготовления строительного быстротвердеющего бетона или раствора. По отношению к ГЦ их стоимость выше.

ВГКЦ-70-1 используется в черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей, химической промышленности, производстве огнеупоров, футеровке печей обжига (стекло, цемент, керамика). Его применяют для изготовления камней и подложек из-за сочетания жаростойкости и прочности.

Как приготовить огнеупорный материал самостоятельно?

Жаростойкие свойства в частном строительстве потребуются цементу для печи, дымовых труб, основания и топки камина. В качестве добавки его можно выбирать при бетонировании, если температура воздуха на месте работ опустилась до -10°С. Усилить огнеупорные характеристики бетона на основе ПЦ выйдет включением в его рецепт асбестового порошка, жидкого стекла, глиноземного, периклазового или бариевого связующего.

Затворение состава с включением жидкого стекла проводится с добавлением доменного гранулированного шлака, кремнефтористого натрия, нефелинового шлама. При участии периклазового материала нужно применять водный раствор сернокислого магния.

Кроме специальных цементов целесообразно использование определенного наполнителя. Он придает жесткость застывшей массе, является теплоизолятором и удерживает форму, имея низкий коэффициент расширения, в зоне действия высоких температур.

В домашних условиях можно купить и добавить следующие виды огнеупорных заполнителей, отличающихся крупностью частиц:

• керамзит;
• бой шамотного кирпича;
• кусковый шамот;
• зола-унос;
• вермикулит;
• гранулированный доменный шлак;
• бой магнезитового кирпича;
• цемянка;
• перлит;
• пемза;
• андезит;
• хромитовая руда;
• лессовый суглинок;
• бой диатомового кирпича.

Компоненты смешивают в пропорциях 3:2:2:0,5, где гравия – 3 части, 2 огнеупорного связующего, 2 песка, 0,5 гашеной извести. Количество приготовленного состава не должна влиять на соотношение ингредиентов в рецепте. Портландцемент можно применять для работ на участках дымоходов, опорных и декоративных конструкций, удаленных от зоны горения, значительных перепадов температуры.

Купить качественный огнеупорную сухую смесь зимой выйдет дешевле, чем летом. Но в любом случае он должен иметь сертификат производителя.

Марка	Страна (производитель)	Количество, кг	Цена, рубли
GORKAL 40	Польша	50	1300
ГЦ-40	Украина	50	1300
ISIDAS 40	Турция	25	625
LAKKA TULENKESTAVA	Финляндия	25	1300
ВГЦ-50	Россия (Новосибирск)	20	1800
ГЦ-40	Россия (ООО Комбинат Строительных Материалов)	1000	23040
ГЦ-40	Россия (Пашинский ПМЦЗ)	50	37/1 кг
ВГЦ-2-25	Россия (ООО Огнеупоркомплект)	1	99
ВГМЦ-I-1700	Россия (ООО «ТЕХНОЦЕНТР)	1	127
ВГЦ-2	Россия (Собственное производство)	50	3900

Технология обжига сырца

Схема обжига кирпича в промышленной печи.

Укладывать кирпич в бочку нужно, обеспечивая незначительные зазоры для качественного прогревания. По той причине, что у вас нет промышленной печи, такие работы можно произвести с использованием обычной бочки, объем которой должен быть равен 250 л.

Первоначально предстоит подготовить котлован для костра, глубина которого равна 50 см. Бочку нужно лишить дна, установив ее на костер на ножки, длина которых ограничена 20 см. Это позволит более комфортно поддерживать и регулировать огонь, тогда как прогрев глиняного кирпича окажется равномерным.

После укладки кирпича на основе глины в бочку ее нужно закрыть стальным листом, в качестве которого допустимо использовать извлеченное дно. Этот этап займет период 18-20 часов, в течение этого времени необходимо поддерживать огонь. После бочку нужно оставить для остывания, крышку открывать не нужно. Уменьшать огонь следует постепенно. Спустя 5 часов после остывания бочки и кирпичей можно извлекать готовые изделия.

Инструменты для изготовления кирпича: 1 – толкун, 2 – настил, 3 – песок с совком, 4 – глина с лопатой, 5 – творило, 6 – скоба или скребок.

Изделия из глины могут иметь в составе ингредиенты, добавленные и смешанные в разных пропорциях. Таким образом, для получения самана нужно первоначально подготовить габаритный контейнер, который обладает низкими бортиками. Такая емкость удобна для перемешивания смеси. Для затворения нужно использовать комбинацию двух видов глины, одна из которых — тощая, другая — жирная. В составе должна быть еще и солома, конечная пропорция выглядит следующим образом — 1:1:5. К упомянутым составляющим нужно добавить воды, а после перемешать лопатой. Если для кирпича вы решили использовать указанную рецептуру, то перед стартом работ солому предстоит измельчить. Если пренебречь этим требованием, то комки станут причиной понижения прочностных характеристик кирпича. Предпочтительнее использовать пшеничные стебли, которые прошли качественную сушку.

По желанию при самостоятельном производстве изделиям, в основе которых есть глина, можно придать размеры, отличные от стандартных габаритов.

Водостойкие характеристики кирпича, в составе которого необожженная глина, не слишком высоки, по этой причине, если изделия лягут в основу наружных стен, то их необходимо защищать от воздействия влаги. Для этого длину свесов крыши не стоит делать меньше 60 см, кроме того, швы нужно тщательно перевязывать. Проемы нужно располагать не ближе чем в 1,5 м от углов. Как только стены будут сложены, а дом усядет, поверхность стен предстоит оштукатурить, а в качестве альтернативного решения для защиты можно использовать облицовку сайдингом.

Схема проверки качества кирпича путем его раскалывания.

Если вы решили заняться кирпичом, состав которого лишен соломы, то взамен нее в раствор необходимо добавить небольшое количество песка. Пропорция при этом остается той же. Предпочтительнее для этого использовать мелкозернистый чистый кварцевый песок.

После обжига нужно проанализировать размеры и правильность форм кирпича, а также его качество. Для анализа качественных характеристик одно изделие нужно расколоть молотком. При хорошем обжиге цвет изделия окажется одинаковым, что касается и структуры на всем разломе. Тест над кирпичом на этом не окончен. Бой нужно еще залить водой, оставив на некоторое время. Если материал хорошо обожжен, то цвет и структура окажутся одинаковыми по всей поверхности.

Таким образом, керамический кирпич можно изготовить самостоятельно, не имея пресса и иного сложного промышленного оборудования.

Жаропрочный бетон на основе глиноземистого цемента своими руками

Изготовление шлакоблоков своими руками: инструкция изготовления в домашних условиях
Чтобы изготовить огнестойкий бетон на основе в домашних условиях, нужно подготовить следующие компоненты:

1. Вода.
2. Вяжущие и жаропрочные добавки.

Технологический процесс содержит массу нюансов. В первую очередь следует позаботиться о чистоте всех составляющих, а еще предотвратить вероятность загрязнения огнеупорных компонентов песком, гранитом или известняком.

Специалисты рекомендуют останавливаться на первом варианте, поскольку готовые сухие смеси обладают требуемыми эксплуатационными характеристиками и произведены по заводскому технологическому процессу. Поэтому пользователю предоставляется цемент высшего качества, который нужно лишь разбавить водой или растворителем.

Начиная самостоятельное изготовление смеси, важно предусмотреть наличие таких добавок:

1. Хромитовая руда.
2. Магнезитовый цемент.
3. Андезит.
4. Шамотный бой.

Если правильно подобрать ингредиенты, конечная конструкция будет надежной и долговечной.

Все составляющие переносятся в бетономешалку и тщательно перемешиваются в пропорции 1:4 (цемент и песок). Когда получится однородная смесь, к ней можно добавить жидкость до появления тестообразной консистенции. В таком случае смесь получит требуемую степень вязкости и быстро станет твердой

Разбавляя ее водой, важно придерживаться рекомендаций специалистов и не отклоняться от рецептуры

Готовый состав помещается в формы и заливается в опалубку или применяется для кирпичной кладки

При использовании глиноземистых наполнителей важно вовремя разбавлять их водой, чтобы предотвратить чрезмерно быстрое схватывание.. После выполнения всех действий необходимо провести очистку оборудования и избавиться от застывшего материала с инструментом

Если возникает желание сделать небольшое количество раствора на основе портландцемента, смешивание компонентов можно выполнять без бетономешалки. Для этой цели используются широкие емкости и ручной инструмент

После выполнения всех действий необходимо провести очистку оборудования и избавиться от застывшего материала с инструментом. Если возникает желание сделать небольшое количество раствора на основе портландцемента, смешивание компонентов можно выполнять без бетономешалки. Для этой цели используются широкие емкости и ручной инструмент.

Особенности приготовления

Если вы хотите приготовить огнеупорный бетон своими руками, его состав можно собрать ингредиенты самостоятельно. Или приобрести готовый продукт в строительном магазине. На заводской упаковке размещают инструкцию по приготовлению, которой нужно строго придерживаться. Если компоненты приобретены по отдельности, приготовление выполняется в два этапа:

• замешивание цементной основы;
• засыпка наполнителей и замешивание огнеупора.

Определить готовность материала к работе можно по такому признаку. Если вы берете комок раствора в руку, и он не рассыпается и не растекается, можно приступать к строительству.

Обратите внимание! В процессе приготовления бетонного раствора следует вымешивать раствор до однородности. А после использования материала в строительстве конструкции, нужно точно выдержать режим сушки.

Практика показывает, что замес лучше делать не в бочке или бетономешалке, а в обычном строительном лотке с помощью лопаты. Во время сушки следите за распределением влажности в конструкции. Для равномерного высыхания необходим постоянный приток и отток свежего воздуха. Саму конструкцию лучше накрыть, чтобы замедлить процесс сушки и обеспечить равномерность выхода влаги. Целесообразно периодически смачивать поверхности. Нагрев или воздействие огня допустимо только после полного высыхания.

Использование огнеупора

Достоинства

Изготовление форм для литья из бетона

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.

Требования ГОСТ

Госстандарт 52541-2006 был введен в обращение в России с 2007 года. Преимущественно он направлен на методику испытаний, выполнение расчетов и составление отчетов. ГОСТ базируется на нескольких нормативах. Единственный термин, который определяет стандарт – консистенция. Для проведения испытаний рекомендуется такой инструментарий и оборудование:

• весы с гирями;
• цилиндр мерный;
• полиэтиленовая пленка;
• термометр;
• газовая или электрическая печь;
• смеситель механического типа;
• штангенциркуль;
• чашка сферической формы;
• резиновые перчатки;
• шпатель или кельма;
• вода;
• пластина из стального листа;
• шкаф для сушки;
• вибрационная площадка;
• камера для увлажнения;
• форма с покрытием, защищающим от коррозии;
• секундомер.

Внимание! Образцы подготавливаются в определенном порядке: отбор, анализ консистенции, приготовление массы для исследований, создание формы, определение плотности образцов, высушивание, обжиг. Хранить образцы после обжигания до начала испытаний можно не более 3 суток. Если исследования проводятся над необожженными образцами, то работы выполняются сразу после сушки. Такие изделия хранить нельзя.

По результатам испытаний в обязательном порядке составляется протокол, в котором должны быть отражены такая информация:

• обозначается Госстандарт, по которому проводились исследования;
• указывается организация, выполнявшая работы;
• указывается дата, когда проведены исследования;
• определяется марка материала, согласно нормативу;
• кажущие показатели плотности отобранных образцов;
• размеры и конфигурации образцов;
• время хранения от выемки из печи для обжига до начала испытаний;
• параметры испытаний: скорость нагрева, предельная температура, продолжительность воздействия;
• объемы использованной воды;
• время размешивания, промежуток от размешивания до завершения исследований;
• высота формы;
• для плотных материалов указывается индекс растекаемости;
• для теплоизоляционных бетонных огнеупоров – полное время исследований.

Посмотреть испытания огнеупорного бетона можно на этом видео:

Разработки для критических температурных условий

Деревянный пресс для винограда. как сделать пресс для винограда своими руками: устройство, выбор материала и пошаговый процесс изготовления. изготовление винной сокодавки своими руками

На практике обычные бетонные смеси плохо переносят высокие температуры. Даже те варианты, которые считаются одними из самых качественных и дорогостоящих, не могут гарантировать сохранность при температуре, превышающей 150 градусов. Материал начинает крошиться, терять форму, вследствие чего страдает вся конструкция.

Именно поэтому специалисты разработали особые составы, сохраняющие свойства в условиях повышенных температур. На сегодняшний день существуют так называемые высокоогнеупорные бетоны, применяющиеся в условиях, где температура превышает 1770 градусов, огнеупорные варианты, которые работают с температурами от 1580 до 1770 градусов, и жаростойкие, их предел 1580 градусов.

Любой бетон жаростойкий состоит из основы и наполнителя, при изготовлении такого материала используются специфические элементы: жидкое стекло, алюминиевый цемент, керамзиты и другое.

Резюмируем

В интернете можно найти множество рецептов приготовления огнеупорного бетона, как сделать его своими руками. Но при самостоятельных работах у мастера не будет гарантий, что материал соответствует необходимым для объекта параметрам. Лучше купить сертифицированные растворы у производителя. Материалы заводского приготовления будет иметь более высокую цену, но они имеют гарантии и рекомендации по хранению и использованию. Чаще их указывают на упаковке. Правильно выдержав технологии, пользователь получит бетон с нужными техническими параметрами.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА УСКОРЕННЫМ МЕТОДОМ

Среднюю пробу для производства анализа отбирают из верхнего отстоявшегося слоя жидкого стекла без перемешивания, предварительно сняв поверхностную пленку, затем приступают к определению содержания в нем оксида натрия. Для этого жидкое стекло разводят водой до плотности 1,38 г/см3. Затем навеску жидкого стекла массой около 1 г смывают горячей дистиллированной водой в химический стакан объемом 250-300 мл, тщательно перемешивают, накрывают часовым стеклом и кипятят в течение 10 мин.

После охлаждения в раствор добавляют 3-4 капли 0,2 %-го раствора метилоранжа и титруют 0,1 нормальным раствором НСl до перехода окраски жидкости из желтой в бледно-розовую.

Модуль жидкого стекла определяют по формуле

Мсж = 162dι- 2,5,

где d — навеска жидкого стекла, ι- объем 0,1 раствора НCl, затрачиваемого при титровании, мл; 162 и 2,5 — эмпирические коэффициенты.

ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА ОТВЕРДИТЕЛЯ

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

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

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

m = 0,0235/K·V·100,

где 0,0235 — количество Na2SiF6, соответствующее 1 мл 0,5 нормального раствора NaOH; V

— объем 0,5н раствора NaOH, затраченного на титрование, мл;
К
— навеска технического кремнефтористого натрия, г.

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

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

Основные характеристики

Бетонные огнеупоры по своим параметрам подразделяются на несколько групп, материалы каждой из них отличаются своими техническими параметрами:

• Жароупорный. Бетоны стабильно выдерживают нагрев до +700 градусов С, и кратковременное превышение – до 1500 градусов С. Для замеса используется шлакопортланцементы или портландцементы.
• Огнеупорный. Материал предназначен для сооружения объектов, которые нагреваются до +1000 градусов С. Возможно временное увеличение – до 1800 градусов С. В них часто добавляют жидкое стекло для стойкости к коррозийным процессам и глиноземные компоненты.
• Высокоогнеупорный. Этот огнеупор потребуется для объектов, которые эксплуатируются при чрезвычайно высоких температурах – свыше 1800 градусов С. В них добавляют дробленный шамотный кирпич, портландцементы, диатомовой бой, глинозем и другие компоненты.

Основные параметры

Классификация огнеупорных бетонов

Огнестойкие бетоны классифицируются по различным признакам:

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

Сфера применения

Область использования материала не ограничивается только изготовлением устойчивых к термическому воздействию конструкций: камер сгорания, домашних либо промышленных печей, коллекторов и фундаментов. Благодаря включению в состав специфических ингредиентов, материал широко используется и в производстве строительных материалов, химической промышленности, энергетической сфере.

Жаропрочный бетон применяется также и для возведения плавучих конструкций, перекрытий, мостов — в сооружениях, требующих высокой прочности материала при малом весе. Относительно небольшая масса бетона обусловлена добавлением пористых наполнителей.

Тяжелый жаростойкий бетон: применение и состав

Тяжелые термостойкие смеси востребованы для футерования агрегатов, эксплуатируемых при высоких температурах, на предприятиях химиндустрии, при сооружении дымоходов. Конкретная область применения определяется компонентами смеси.

Портландцемент и шлакопортландцемент с микродобавками

Такой материал устойчив в нейтральных и щелочесодержащих средах. Это наиболее востребованная группа жаростойких бетонов. Популярность объясняется сравнительно невысокой стоимостью сырьевых материалов, отработанной технологией изготовления, хорошими эксплуатационными характеристиками готового продукта. Такие бетонные смеси востребованы при сооружении теплоагрегатов, труб атомных электростанций и других объектов, эксплуатируемых при повышенных температурах.

Таблица составов жаростойких бетонов на портландцементе и шлакопортландцементе

Расход материалов, т/м3	Тонкомолотая добавка	Заполнители	Максимальная рабочая температура, °C
Цемент	Тонкомолотая добавка	Заполнители
Мелкий	Крупный
0,35	0,12	0,5-0,9	0,6-1,0	Зола-унос, пемза, глиняный кирпич, доменный шлак в гранулах	Андезитовый, базальтовый, диоритовый, диабазовый, туфовый, доменный шлак	700
0,35	0,12	0,5	0,6	Топливный шлак	Топливный шлак	800
0,35	0,12	0,5	0,6	Бой глиняного кирпича	Бой глиняного кирпича	900
0,35	0,12	0,65	0,6	Зола-унос, шамот класса В	Шамот класса В	1000-1100
0,35	0,7	0,65	0,65-0,75	Шамот класса В	Шамот класса В	1100-1200

Самые высокие прочностные характеристики имеет материал с шамотными тонкомолотыми компонентами.

Алюминатный, глиноземистый и высокоглиноземистый цемент

Смеси на их основе используются в углеродной, водородной и фосфорной средах. Классы термостойкости – И8-18. Жаростойкие конструкции на основе алюминатного цемента без специальных добавок устойчивы к температурам до +1300°C, с добавками – до +1700°C.

Для конструкций из глиноземистых и высокоглиноземистых жаростойких бетонов характерны:

• хорошие механические свойства;
• стабильность характеристик при резких температурных перепадах;
• невысокая термическая усадка;
• малое линейное расширение;
• низкий коэффициент теплопроводности.

Жидкое стекло

Востребовано для бетонных смесей, устойчивых к кислым газообразным средам. Для изготовления огнестойких бетонов, предназначенных для эксплуатации при температурах +800…+1600°C, используется калиевое или натриевое стекло.

Максимальная температура применения, °C, допустимая при одностороннем нагреве	Тонкомолотая добавка	Мелкий и крупный заполнители	Состав, т/м3
Жидкое стекло	Минеральная добавка	Песок	Щебень
+1400	Магнезит	Битый магнезитовый кирпич	0,35	0,6	0,6	1,15
+1000	Хромит	Хромит	0,3	0,7	0,8	1,25
+900	Шамот	Шамот	0,4	0,5	0,5	0,75
+600	Шамот, андезит, диабаз	Диабаз, андезит, базальт	0,35	0,5	0,7	0,9

Твердение смесей на силикатах – процесс медленный. Для повышения его интенсивности в состав вводят кремнефторид натрия и фторсиликаты щелочных металлов. Эти отвердители инициируют выделение кремниевой кислоты, которая способствует уплотнению и упрочнению бетона. Ускорить твердение бетонной смеси могут: нефелиновый шлам, ферромарганцевые и феррохромовые шлаки.

Это интересно: Характеристики жаростойкого бетона — рассмотрим тщательно

Что лучше использовать – щебень или гравий

Большое значение в составе построечного бетона имеют заполнители. Что лучше использовать щебень или гравий, можно выяснить, сравнивая физические свойства. Отмечается внешняя схожесть веществ, оба получены путем искусственного и естественного дробления горных пород.

Щебень – это фракции камня, размером 5-6 мм. Гравий, осколки скалы, по происхождению может быть ледниковым, морским, речным или озерным. Гравий имеет суглинистые добавки, поэтому для изготовления прочной бетонной смеси лучше подходит щебень.

Его неровная поверхность, форма, способность равномерно распределяться и связываться с цементом, делают его лучшим заполнителем. Подходящий размер 20 мм. Использование щебня разной величины уменьшит пустоту в готовом продукте.

Состав и характеристики

Классификация бетонов осуществляется согласно ГОСТ 25192-2012.

• Наиболее распространенными видами являются следующие:
• тяжелые конструктивные;
• легкие и ячеистые;
• гидротехнические;
• дорожные;
• жаростойкие;
• кислотостойкие.

Конструктивные применяют при изготовлении колонн, стен, балок и ферм, плит перекрытия. Их изготавливают на основе цементного вяжущего с добавлением большого количества крупного заполнителя высокой прочности, песка и специальных добавок, улучшающих свойства бетонной смеси.

Легкие ячеистые применяют для изготовления ограждающих конструкций в каркасных зданиях. В малоэтажных зданиях из этого материала допускается возведение стен, колонн. К легким ячеистым бетоном относятся газобетоны и пенобетоны. Они могут быть изготовлены только на производстве и поставляются к месту использования в виде блоковых форм. К изделиям из легкого бетона относятся и керамзитобетонные блоки, в которых в качестве крупного заполнителя используют керамзитовый щебень.

Гидротехнические бетоны используют для строительства сооружений или некоторых их конструкций, которые постоянно или периодически контактируют с водой – платины, дамбы, бассейны, очистные сооружения. Такие материалы должны обладать высокой плотностью, обеспечивающей водонепроницаемость и хорошие морозостойкие свойства. В состав вводят специальные пластификаторы, облегчающие уплотнение смеси и исключающие появление многочисленных пор.

Дорожные бетоны применяют для изготовления покрытий автотрасс и аэродромов. Такие материалы должны быть прочными, а также обязаны противостоять воздействию большого количества циклов замораживания и размораживания. Кроме этого, они должны быть стойкими к воздействию различных масел и других агрессивных жидкостей.

Кислотостойкие применяют, как понятно из названия, для сооружений, работающих под влиянием кислых сред. Их изготавливают из кварцевого песка, растворимого стекла, кислотоупорного заполнителя.

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.

Классификация

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

Разделяют материал на отдельные классы согласно:

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

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.

Основные виды тяжелого огнестойкого бетона

Состав огнеупорного бетона может быть разным, что зависит от нужных характеристик, используемых материалов и их пропорций. Тяжелых бетонов существует несколько видов, ниже рассмотрены основные из них.

Бетон на портландцементе и шлакопортландцементе

Это самый распространенный вид жаростойких бетонов, отличающийся невысокой стоимостью, отработанной технологией приготовления и использования, хорошей прочностью. Обычно такой бетон выбирают для сооружения дымовых труб, тепловых агрегатов, создания огнестойких конструкций атомных электростанций и т.д.

Класс прочности должен быть в диапазоне В15-В40. В приготовлении используют цемент М400 и выше, добавляют лишь активные минеральные вещества (топливная зола, шамот, доменный шлак и т.д.). Наиболее прочный бетон получается с включением в состав шамотной добавки тонкого помола.

В шлакопортландцементе предусмотрена технологией добавка металлургического доменного шлака, поэтому смесь может применяться для замеса бетонов с предполагаемым воздействием температуры не больше +700С.

На глиноземистом алюминатном цементе

Из этих веществ готовят бетоны с классом термостойкости в диапазоне И8-И18. Основным минеральным составляющим такого цемента является моноалюминат кальция, высокоглиноземистого – диалюминат кальция. Если не вводить в состав никаких дополнительных добавок, бетон выдержит максимум +1300С, если включить заполнитель из корунда и оксида алюминия, можно повысить температурный режим до +1650С и больше.

Основные свойства конструкций из глиноземистых цементов:

• Минимальная термическая усадка, небольшое линейное расширение в процессе нагрева
• Высокий показатель механической прочности
• Сохранение стабильного состояния при резких перепадах температуры
• Теплопроводность минимальная
• Уже через сутки после заливки конструкции могут эксплуатироваться

Жидкое стекло в качестве вяжущего жаростойких бетонов

До того, как приготовить жаропрочный бетон из жидкого стекла, необходимо тщательно изучить состав смеси. Применяют калиевые/натриевые составы, благодаря которым огнеупорные бетоны могут эксплуатироваться при температуре +800-1600С.

По структуре жидкое стекло может быть высокомодульным (обозначается буквой В), среднемодульным (Б) и низкомодульным (буква А).

Что важно знать о жидком стекле:

• Лучшие показатели натриевого стекла в качестве вяжущего для огнеупорной смеси – при силикатном модуле 2.0-3.5, калиевого – 2.5-4.0.
• Жидкое стекло твердеет долго, поэтому в смесь добавляют разные отвердители (соединение кремниефторида натрия, фторсиликат щелочных металлов). Кроме быстрого твердения, эти вещества способствуют повышению прочности, плотности раствора. Также для ускорения твердения можно добавлять феррохром, шлаки ферромарганца, нефелиновый шлам.
• Стоит отметить, что в состав смесей могут вводиться разнообразные пластификаторы, тонкомолотые добавки, регуляторы, присадки для лучшей удобоукладываемости.
• На кубический метр бетона нужно примерно 250-400 кг/м3 вяжущего, отвердителя – 0.1-0.2 частей от веса вяжущего. Заполнителя понадобится около 0.12-0.3 веса жидкого стекла.
• Раствор на базе жидкого стекла замешивают на объекте, так как заливать смесь нужно в течение получаса. Укладка производится при температуре минимум +15С, влажность должна составлять максимум 70%.

Вилла в Сан-Тропе

Есть у известного певца и вилла в Сан-Тропе. Это большой дом, где Тимати проводит время своего отпуска. Вилла шикарно обставлена. Стильный дизайн и красивая мебель позволяет почувствовать себя как в шикарном отеле.

С балкона открывается красивая картина — вид на морскую гладь. Также на территории виллы есть бассейн, где Тимати любит проводить время.

На заметку!

В доме шикарная спальня и гостиная, где Тимати проводит время после тяжелого дня. Площадь виллы 900 кв. метров. Есть и тут и шикарная детская, игровая комната, где дочь Тимати проводит время. Дом находится под круглосуточной охраной. Стоимость особняка составляет более 5 млн. долларов.

Делаем жаропрочный бетон на основе глиноземистого цемента

Точные пропорции расхода материалов для приготовления бетонной смеси определяются проектом производства работ, либо специалистами строительной лаборатории. Но типовой состав для изготовления 1 м3 жаропрочного бетона такой:

• глиноземистого цемента – 300 кг;
• хромитового или шамотного щебня – 1200 кг;
• хромитового или шамотного песка – 750 кг;
• вода – примерно 170л.

Бетонную смесь следует готовить такими порциями, чтобы ее можно было выработать за короткое время. Для этого используем мобильную бетономешалку, либо подручные средства: корыто или бункер, строительный миксер или перфоратор с насадкой в виде мешалки. На крайний случай перемешивать состав можно штыковой лопатой.

Сначала в емкость или барабан бетономешалки загружаем расчетное количество сухих компонентов, перемешиваем их. Не переставая мешать, постепенно вливаем воду в том количестве, которое понадобится для получения смеси нужной пластичности.

Из полученного состава можно изготовить блоки для возведения печи или камина, для чего перемещаем его в заранее подготовленную оснастку, уплотняем, выравниваем верхнюю поверхность. Заформованные изделия накрываем пленкой и оставляем на два- три дня, периодически орошая их водой. Готовые блоки складируем на стеллажи в проветриваемом помещении и храним до полного созревания 20-25 дней.

Добавки

Многие в качестве добавки при замешивании раствора своими руками используют соль. Но всем знакомый раствор кладки печей ее в составе не имеет. Если вы все-таки решили взяться за сложную смесь, на десять килограммов глины следует придерживается таких пропорций: 150 г соли, 1 кг цемента. Соответственно, глины – 2 ведра, песка – 2 ведра. Такой раствор рассчитан на кладку не более ста кирпичей.

Последовательность:

1. В приготовленную надежную емкость насыпаем глину, постепенно заливаем ее водой (в маленьком количестве) и ждем размокания от шести часов до двух суток.
2. В процессе размокания глины ее обязательно нужно перемешивать. Сделать это можно собственными ногами, надев резиновые сапоги.
3. Добавляем предварительно просеянный песок, перемешиваем уже с помощью лопаты. Признак правильно приготовленной смеси, это когда она медленно сползает с лопаты.

Для того чтобы определить пластичность получившейся смеси кладки печей, можно слепить жгут 1,5 см толщиной и длиной 20 см, соединить его в круг по заготовке из дерева диаметром 5 см. Жгут необходимо расположить равномерно. Если наш жгут рвется, его концы должны быть острыми. Когда происходят множественные разрывы, это значит, что раствор тощий, а если на сгибе не образовались трещинки – раствор жирный. В первом случае для реабилитации смеси нужно добавить глину, во втором – песок. В конечном итоге на сгибе кольца должно быть несколько маленьких трещин.

Сфера применения

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.

Это интересно: Добровольная пожарная охрана — задачи и порядок создания

Направления использования

Огнеупорные виды цемента можно применять для всех строительных работ. Учитывая экономические соображения, чаще всего его используют в ситуациях, когда конструкция постоянно подвергается высокому нагреву. Востребованность в огнеупорной цементной продукции возникает в промышленности и частных владениях.
Основные направления применения огнеупорного высокоглиноземистого цемента следующие:

• футеровка нагреваемого пространства в отопительных комплексах и агрегатах;
• изготовление жаростойких конструкций из железобетона;
• производство огнеупорных панелей, кирпичей, блоков, растворов;
• составление клеевых композиций для нефтяных и химических установок;
• изготовление печей для плавления стеклянных изделий;
• производство сооружений в теплоэнергетике;
• сооружение дымоходов, домашних печей, каминов.

Огнеупорные виды цемента востребованы в горной, металлургической промышленности, а также при строительстве тоннелей, подложек для мощных тепловых установок в любых сферах.

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:

1. В бетономешалку насыпается цемент и песок в пропорции 1:4.
2. 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 смазанные жиром 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.

Компоненты

Смесь из четырёх основных компонентов, у каждого из них свои задачи. Иногда присутствуют добавки. Изучим их, чтоб разобраться, как правильно сделать бетон.

Связующие

Цемент и вода – основные реагенты, связующие все компоненты в единый монолит. От марки и количества цемента напрямую зависит марка бетона. Даже после случайного взаимодействия с водой цемент схватывается и твердеет «в камень». Казалось бы, результат достигнут. Однако технические характеристики далеки от желаемых. Их значительно повышает применение наполнителей.

Наполнители

Идеально, когда в бетонной смеси крупный наполнитель – щебень, дополняется средним – меньшего размера. А свободное пространство меж ними заполняет мелкий наполнитель – песок. Это оптимальная структура способная снизить усадку, многократно увеличить прочность, но при этом ощутимо удешевить конечный продукт, например – фундамент дома. Раз уж заговорили об условиях масштабных работ – пропорции бетона для фундамента в ведрах – наиболее удобная для восприятия формулировка.

Для улучшенного результата желательно чтоб прочность наполнителя была примерно в 2 раза выше расчётной прочности бетона. Ведь она набирается через 28 суток и со временем растёт. При этом прочность самого наполнителя остаётся прежней. А такой подход разницу между ним и связующим более-менее уравнивает. Получается запас прочности при оптимальной стоимости.

Основные виды щебня:

• Известняк. С некоторыми видами удаётся получить достаточно прочный бетон. Но низкая влагостойкость и морозоустойчивость ограничивает область применения. Он хорошо себя чувствует в закрытом от осадков пространстве, а ещё лучше в отапливаемых помещениях. На улице такой материал относительно быстро разрушается.
• Гравий. Самый популярный в индивидуальном строительстве наполнитель. Прочность для него более чем достаточна, работать с ним значительно проще, а стоимость невелика. Поэтому существует довольно спорное мнение, что самый правильный бетон своими руками на основе гравия.
• Гранит. Прочный наполнитель с низким водопоглощением и высокой морозостойкостью.

Химдобавки

Специфические свойства, необходимые для каких-то конкретных условий, бетону придают добавки – пластификаторы и модификаторы:

• Пластифицирующая добавка увеличивает подвижность смеси, поэтому воды на замес нужно чуть меньше. Следовательно, проектная прочность достигается с меньшим количеством цемента – это экономия. Однако добавки влияют на время твердения и начального набора прочности.
• Противоморозные добавки не дёшевы. Цена дозировки, позволяющей работать до -20 °C сопоставима цене самого бетона. Он при минусовой температуре через 28 суток должен набрать не менее 30% проектной прочности. Остальное достаточно быстро наберёт при плюсовой температуре.

Важно: как правильно замешивать бетон без дорогостоящих химдобавок? В быту пластификатором хорошо работает любой концентрированный мыльный раствор. Клей ПВА повышает прочность, а жидкое стекло гидроизоляционные свойства. Если жизненно необходимо бетонирование при небольшой отрицательной температуре, можно добавить поваренную соль

Но это «на свой страх и риск», незначительный объём в неответственном месте. Морально подготовившись и понимая, что потеряем часть прочности. Качественная альтернатива – устройство прогрева.

Если жизненно необходимо бетонирование при небольшой отрицательной температуре, можно добавить поваренную соль. Но это «на свой страх и риск», незначительный объём в неответственном месте. Морально подготовившись и понимая, что потеряем часть прочности. Качественная альтернатива – устройство прогрева.

В обычных условиях – 15-20 °C за 3 дня бетон окрепнет примерно на 30% от расчётной прочности, за 7 дней – на 70%, через 28 дней будет 100%. С понижением температуры снижается динамика набора прочности. Полную прочность он конечно наберёт, но этот период затянется.