Состав жаропрочного бетона: состав, как сделать своими руками

Содержание

состав, как сделать своими руками

Такой стройматериал, как жаропрочный бетон, приобрел широкую популярность в строительстве конструкций, которые поддаются воздействию высоких температур. Стройматериал используется для частного и промышленного строительства. Его способность выдерживать температуру до 1500 °C позволяет строить из этого вида бетона печь для отопления, камины, сауны, бани, дымоходы, мангалы. Технология производства не требует обжига, поэтому бетонные блоки жаропрочного типа изготавливают даже в домашних условиях.

Состав и свойства

Жаростойкий бетон отличается от обычного бетонного раствора тем, что его составные являются огнеупорными. Все компоненты — цемент, песок, щебень и вода смешиваются, а к ним добавляются такие вещества:

  • портландцемент;
  • отсевные части горных пород;
  • металлургические отходы;
  • синтетические вещества.
Материал обладает таким свойством благодаря особому составу.

Благодаря тому, что в состав жаропрочного бетона добавляются различные пористые наполнители, вес при высокой прочности является невысоким. Это позволяет сооружать объекты, где ограничена нагрузка на фундамент.

Марки качества

Технические характеристики жаростойкого бетона предусматривают его использование в конструкциях и помещениях с воздействием высоких температур. Его качество регулируется ГОСТом 20910–90. В зависимости от свойства выдерживать температурную нагрузку, выделяют такие марки стройматериала:

Посмотреть «ГОСТ 20910-90» или cкачать в PDF (1.8 MB)

  • Жаропрочный. Способен выдерживать температуру до 1500 °C.
  • Огнестойкий. Используется в конструкциях, которые нагреваются до 1800 °C.
  • Сверхогнеупорный. Материал нужен для конструкций, которые подвергаются воздействию температуры выше 1800 °C.

Где часто используют?

Термостойкий бетон применяется не только в помещениях и конструкциях с большими температурными нагрузками, но и в строительстве помещений жилого и промышленного характера. Из огнеупорных бетонных плит сооружают такие конструкции:

Из такого материала можно сделать мангал.
  • камины;
  • домашние и промышленные печи;
  • мангалы;
  • конструкции химической промышленности и энергетической сферы;
  • мосты;
  • плавучие конструкции.

Как сделать своими руками?

Подготовка

Изготовление бетона жаропрочного вида не требует затрат на дорогостоящий обжиг изделия. Поэтому бетонные блоки этого типа изготавливают даже в домашних условиях. Подготовительные работы включают в себя приготовление площадки для изготовления блоков, сырья и инструментов. Место, где будет производиться заливка изделий, должно быть чистым и иметь доступ к воде. Перед началом работы инструменты очищаются от остатков частиц после предыдущих манипуляций. Качество сырья должно соответствовать нормам, лучше всего использовать готовые смеси для приготовления бетона.

Инструменты и материалы

При изготовлении бетонных блоков жаропрочного типа придерживаются всех пропорций и подбирают качественное сырье. Для работы подготавливаются такие материалы:

  • песок;
  • гравий;
  • гашеная известь;
  • жаростойкий цемент;
  • вода.

Опытные строители рекомендуют использовать качественные бетонные смеси, в состав которых входят все необходимые компоненты. Их достаточно развести водой в соответствии с пропорцией, указанной на упаковке.

В процессе изготовления мастеру понадобятся деревянные формы.

Для работы понадобятся такие инструменты:

  • деревянные формы;
  • полиэтилен или силиконовые коврики;
  • шпатель;
  • перфоратор;
  • бетономешалка или посуда для смешивания раствора;
  • лопата или совок.

Приготовление раствора

Подготовив все необходимые инструменты и материалы, приступают к изготовлению бетонных блоков. Жаростойкий бетон делается в такой последовательности:

После подготовки форм в них перекладывают готовую смесь.
  1. Приготовление раствора. В бетономешалке смешиваются все ингредиенты и хорошо размешиваются.
  2. Подготовка форм. Чтобы застывшие блоки легко извлекались, на дно застилается полиэтиленовая пленка или смазанный жиром силикон.
  3. Заливка в формы. Готовый раствор с помощью лопаты или совка распределяется по ячейкам.
  4. Уплотнение. Перфоратором или отбивным молотком, которые погружаются непосредственно в формы, проводится выпускание из раствора лишнего воздуха.
  5. Выравнивание изделия. С помощью шпателя убирается лишний раствор.
  6. Застывание. Формы накрываются пленкой и на протяжении 2—3 дней сбрызгиваются водой.

Готовые блоки извлекают и оставляют в помещении до 25 дней. Именно столько времени нужно жаростойкому бетону для приобретения достаточной прочности. Изделия, изготовленные в соответствии с технологиями даже своими руками, прослужат не 1 десяток лет. При этом высокие температуры не снижают прочность и надежность материала.

состав жаростойкого бетона и ГОСТ, делаем своими руками.

Что это? Технические условия и пропорции, цемент для его получения

Огнеупорный бетон – особый вид строительного материала с улучшенными характеристиками. Благодаря своим уникальным свойствам он востребован во многих сферах. Стоит подробнее рассмотреть, что представляет собой материал, и можно ли приготовить огнеупорный бетон самостоятельно.

Что это такое?

Огнеупорный бетон отличается от стандартного бетона. Ключевым отличием является то, что материал отлично справляется с высокими температурами, которые оказывают на него воздействие. При этом бетон не разрушается, не теряет первоначальных свойств.

В зависимости от состава и строения жаропрочного бетона он способен выдержать нагревание от 750 до 1800 градусов по Цельсию, а также выстоять против открытого пламени.

Еще одно отличие огнеупорного бетона – повышенное содержание специальных компонентов в смеси, повышающих его характеристики. Некоторые материалы этой группы в свой состав включают различные породы с небольшим количеством кварца. Наличие глиноземных компонентов в бетонной смеси препятствует потере бетоном прочности и иссушению в процессе воздействия огня на конструкцию. Такие особенности делают жаропрочный бетон востребованным во многих сферах.

Особенно ценятся такие смеси при строительстве промышленных объектов или отдельных сооружений, эксплуатация которых проходит при значительных температурах.

Характеристики и свойства

Состав жаростойкого бетона включает особые ингредиенты, повышающие устойчивость материала к воздействию огня или повышенных температур. За основу производители бетона берут смесь цементов со следующими маркировками:

  • АСБС;
  • ССБА;
  • СБК;
  • САБТ.

А также популярностью пользуются смеси ШБ-Б, ТИБ и ВГБС. Дополнительно в процессе создания бетона используют компоненты, повышающие его эксплуатационные свойства. При этом наполнители, которые добавляют в состав, предварительно измельчают до консистенции порошка или гранул определенных размеров. Перечислим самые распространенные добавки.

  • Пластификаторы. В их число входят керамзит, феррохромовый шлак, перлит и вермикулит.
  • Связующие. В основном в виде подобной добавки выступает жидкое стекло, реже – глиноземистые вещества. А также могут добавить портландцемент. Это делает термобетон более прочным.
  • Заполнители. Считаются востребованными добавками. К этой группе относят доменные шлаки, шамотный песок, щебеночный материал и пемзу.

В случае попытки самостоятельно приготовить жаропрочный бетон стоит тщательно подойти к поиску подходящих рецептов. А также рекомендуется определиться с тем, каких технологических и эксплуатационных параметров хочется добиться от материала.

Ключевые свойства огнеупорного бетона:

  • устойчивость к высоким температурам и открытому огню;
  • увеличенная прочность;
  • улучшенные эксплуатационные характеристики;
  • простота и доступность процедуры изготовления.

Последний пункт объясняется отсутствием стадии высокотемпературного обжига, который требуется в процессе создания стандартного бетона.

Обзор видов

Огнестойкий бетон – особый материал, который не боится негативного воздействия повышенных температур. В свою очередь, подобный бетон делится на группы, определяемые посредством создания определенных классификаций.

По весу и структуре

Если рассматривать деление огнестойкого бетона по весу и структуре, то в этой категории можно выделить несколько типов материалов.

  • Тяжелый бетон. Его используют для возведения фундаментных конструкций.
  • Легкий. Часто используется для формирования перекрытий, укладки труб и возведения других объектов, имеющих весовые ограничения по эксплуатации.
  • Пористый. Материал также называют ячеистым. Выступает в качестве теплоизолятора.

По типу вяжущего элемента

Вне зависимости от категории, состав любой бетонной смеси содержит вяжущий компонент, который отвечает за целостность затвердевающей консистенции. В качестве вяжущего элемента могут выступать различные вещества и материалы.

  • Основа с использованием портландцемента высоких марок.
    Применение подобного сырья позволяет добиться также высокой прочности смеси. Портландцемент со шлаком повышает вязкость смеси.
  • Глиноземный цемент или жидкое стекло. Подходит, если возникает необходимость повышения огнеупорных свойств бетона.
  • Алюмофосфаты. Бетон может быть также на фосфатных связках, что улучшает его вяжущие свойства.

Существует еще одна классификация бетона по техническим параметрам.

В этом случае материал принято подразделять на несколько видов.

  • Жароупорный. Смеси без потерь выдерживают нагрев до 700 градусов по Цельсию. Для создания бетона используют портландцементы и шлакопортландцементы.
  • Огнеупорный. Материалы такого типа используют для возведения строительных или промышленных объектов, которые подвергаются температурам в 1000 градусов. В смесь зачастую внедряют жидкое стекло для достижения необходимых характеристик.
  • Высокоогнеупорные. Используются для объектов, эксплуатация которых проходит в максимально горячих условиях. Чтобы улучшить прочностные характеристики бетона, в смесь добавляют портландцементы высоких марок или шамотный кирпич. А также могут использовать другие компоненты, улучшающие свойства материала. Бетон такого типа часто используют при возведении жаропрочных конструкций: каминов, печей, габаритных котлов.

Помимо прочего, бетон востребован в строительстве промышленных зданий.

Сфера применения

Огнеупорный бетон пользуется популярностью не только в строительной сфере, но и в специальных областях. В зависимости от вида выпущенного производителем материала определяется направленность применения изделия.

  • Смесь сухая АСБС. Востребована в тепловой энергетике и для сборки помпейских печей в металлургии.
  • Бетонная смесь с содержанием большого количества глинозема ВГБС. Предназначена для покрытия внутренних поверхностей ковшей, которые занимаются разливом горючих материалов. А также выступает в роли футеровки пода печей. Особенность заключается в том, что материал способен пережить воздействие температуры в 1800 градусов по Цельсию.
  • Смесь с большим количеством корундового заполнителя СБК. Применение такое же, как у второго варианта.
  • Бетон, в составе которого присутствуют теплоизолирующие добавки. Востребован для футеровки тепловых установок в промышленной сфере.
  • Смесь СБС, особенностью которой является саморастекание. Применяют при возведении конструкций, подвергающихся воздействию температур до 1500 градусов по Цельсию. В основном это печи и тепловые установки.
  • Смесь ШБ-Б, в составе которой присутствует шамотный наполнитель. Предназначена для покрытия частей горелок, эксплуатация которых проходит при высоких температурах. Величина температур достигает 1300 градусов по Цельсию.
  • Сухая смесь ССБА для армирования плиты. Применение такое же, как во втором варианте.

Применение жаропрочного бетона с различными свойствами делает более безопасной эксплуатацию зданий, сооружений и всевозможного оборудования.

Как сделать своими руками?

Сегодня многие производители занимаются выпуском огнеупорного бетона. Однако при желании приготовить бетонную смесь высокой устойчивости к огню можно самостоятельно, если правильно подобрать ингредиенты и наполнители. Примечательно, что на многих упаковках продукции некоторых заводов-изготовителей есть инструкция по приготовлению жаропрочного бетона, которой стоит придерживаться при организации самостоятельного процесса.

Если компоненты приобретаются не одним комплектом, то приготовление окончательной бетонной смеси проводится в два этапа.

  • Сначала замешивают цементную основу. Приготовление происходит в лотке или бетономешалке. Для создания смеси потребуется подготовить воду, песок или гравий. А также может потребоваться мастерок и огнеупорная смесь для придания необходимых характеристик основанию. Классическим соотношением пропорций для будущей основы считается 3 части гравия на 2 части песка и 2 части огнеупора. При желании закрепить свойства основы можно посредством добавления 0,5 части извести, предварительно погашенной.
  • Затем добавляют в нее наполнители с целью замешивания огнеупора. Проверить готовность можно посредством взятия из смеси комка. Если в руке он не рассыпается и не растекается, тогда смесь считается готовой, и ее можно использовать для возведения строительного объекта.

Необходимо обратить внимание на то, что в процессе замешивания основы важно добиться однородности раствора. В противном случае не удастся получить требуемые свойства бетона. Как показывает практика, замес лучше выполнять в строительном лотке, используя классическую лопату. Что касается сушки материала, то при проведении данного процесса необходимо следить за тем, как распределяется влажность, образующаяся в конструкции. Чтобы обеспечить равномерное высыхание бетона, потребуется организовать качественную вентиляцию. При этом конструкцию во время сушки рекомендуется закрыть, чтобы сделать процесс выхода влаги из материала более равномерным и не таким быстрым. Это необходимо для получения прочной конструкции.

Есть много способов и рецептов приготовления жаропрочного бетона своими руками. Главное, что нужно учитывать при проведении самостоятельных работ, – это соблюдение требований ГОСТов и других нормативных документов. Если подойти к процессу безответственно, не будет никаких гарантий, что удастся получить желаемые параметры материала. Если нет уверенности в том, что получится приготовить бетонную смесь самостоятельно, лучше отдать предпочтение сертифицированным растворам надежных производителей. Материал, созданный на заводе, стоит недешево, но при этом он учитывает требования строительных нормативов. Конструкции из бетона, который сделали на заводе, точно прослужат долго. Применение бетонных смесей этого типа возможно при возведении промышленных объектов, зданий и сооружений.

О том, как сделать огнеупорный раствор и поштукатурить дровяную печь, смотрите в следующем видео.

Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

Железобетонные конструкции кажутся нам надежными преградами огню, но обычные бетонные смеси, используемые при их создании, часто не выдерживают резкого нагрева до высокой температуры, становятся хрупкими, начинают быстро разрушаться. Поэтому при возведении ряда объектов, для защиты оборудования необходим жаропрочный бетон.

Что это такое и назначение

Жаростойкий, огнестойкий бетон, по определению ГОСТ 25192-2012, устанавливающего классификацию и технические требования ко всем видам бетонов – это бетон назначением которого является эксплуатация при высоких температурах в диапазоне 800-1800 ℃.

От других видов бетонных смесей этот специфический по назначению и применению вид строительных материалов отличается не только стойкостью к открытому огню, длительному воздействию высокотемпературных тепловых потоков, но и не снижением в этих жестких условиях основных эксплуатационных параметров – сохранением прочности, отсутствием деформации, поверхностного, глубокого разрушения структуры.

Достигается это добавками в основу из огнестойких цементов различных связующих (специальных добавок) прошедших при получении высокотемпературный обжиг. Поэтому в процессе затвердевания огнеупорного бетона образуется прочная, подобная природному камню, структура, не требующая обжига перед эксплуатацией, но готовая к огневым, тепловым нагрузкам.

Соответственно, этот материал не используют при возведении типовых зданий, а применяют в виде товарных огнестойких бетонных смесей, готовых изделий – огнеупорных блоков, монолитных конструкций при строительстве особо важных объектов, в том числе транспортной инфраструктуры, например, автомобильных, железнодорожных тоннелей, подземных инженерных коммуникаций.

Используется также при возведении промышленного оборудования, работающего в высокотемпературном диапазоне – для монолитной футеровки котлов ТЭЦ, доменных, мартеновских печей, агрегатов обжига минеральных материалов; для облицовки ковшей транспортировки, розлива чугуна, стали, других расплавленных металлов.

Виды

по физическим свойствам

По физическим свойствам, области применения огнеупорные бетоны подразделяют на два вида:

  • Тяжелые или конструкторские, используемые для отливки строительных конструкций, подовых оснований печей, котлов.
  • Легкие (ячеистые) или теплоизоляционные, применяемые для футеровки стенок, сводов корпусов печного оборудования, торкретирования внутренней поверхности аппаратов химической промышленности.

от рабочей температуры

В зависимости от рабочей, пиковой температуры эксплуатации различают три вида огнестойких бетонов:

  • Жаропрочный с рабочей температурой до 1000 ℃, выдерживающий кратковременный нагрев до 1500 ℃.
  • Огнеупорный, эксплуатирующийся в температурном диапазоне от 1500 до 1800 ℃.
  • Высоко огнеупорный с температурой эксплуатации до 1800℃, выдерживающий пиковый нагрев до 2300 ℃.

Отечественная продукция в виде сухих готовых смесей на рынке представлена следующими товарными марками:

  • АСБС – алюмосиликатные огнеупорные бетоны.
  • СБК – с корундовыми добавками.
  • ШБ-Б – с шамотным боем.
  • «БОСС-200» – бетонная огнеупорная сухая смесь.
  • ТИБ – теплоизоляционный бетон.
  • ВГБС – с высоким содержанием огнестойкого глиноземистых цементов.
  • ССБА – смесь сухая бетонная армирующая.
  • СБС – самовыравнивающая бетонная смесь.

От зарубежных компаний производителей:

  • Pro cast 12 – наливной бетон для доменных печей.
  • Calcestruzzo refrattario.
  • Promacret-PF.
  • Rath CARATH.

Различия образцов огнеупорного бетона

Состав и свойства

Основа огнестойкого бетона – это огнеупорный цемент, являющийся вяжущим элементом, скрепляющим все другие компоненты в однородную, целостную структуру.

Бывают:

  • Портландцементы высоких марок.
  • Основа из портландцемента с добавлением зольных, металлургических шлаков, обладающая повышенной вязкостью.
  • Глиноземная цементная основа с добавлением силикатов (жидкого стекла).
  • Глиноземистый цемент (ГЦ) с содержанием оксида алюминия до 55 %, температура плавления которого доходит до 1500 ℃.
  • Высокоглиноземистый цемент (ВГЦ), в котором содержание Al2O3 доходит до 70 %, с температурой плавления – до 1800 ℃.

Применение огнеупорного бетона в металлургии

Наиболее применяем ВГЦ, являющийся гидравлической связкой при производстве как тяжелых, так и легких (ячеистых) бетонов с высокой стойкостью к огню, сильному нагреву.

Глиноземистые цементы – это весьма распространенные компоненты сухих готовых смесей для получения огнестойкого бетона: торкрет-масс, кладочных растворов. К их положительным свойствам относят:

  • Быстрое нарастание прочности – до 70 МПа после заливки, торкретирования.
  • Выделение тепла при затвердевании, что позволяет проводить работы при отрицательной температуре без подогрева.
  • Высокая плотность бетона огнеупорного, полученного на их основе – до 2 тыс. кг/м3.
  • Устойчивость к агрессивному воздействию среды, что позволяет использовать их в качестве защитного слоя в аппаратах химических производств с высокой температурой технологического режима.
  • При воздействии открытого пламени, высокотемпературных тепловых потоков происходит спекание бетона, изготовленного на основе глиноземистых марок огнеупорного цемента в однородную керамическую массу.

Второй неотъемлемый компонент огнеупорного бетона – это негорючий наполнитель, в качестве которого используют:

  • Бой шамотного, магнезитового кирпича.
  • Магнезит, андезит.
  • Хромитовую руду.
  • Металлургические шлаки.
  • Золу тепловых станций.
  • Базальт, диорит, корунд.
  • Вулканическую пемзу.
  • Обожженную каолиновую глину.

Все виды наполнителей при производстве и подготовке к использованию измельчаются до необходимых по стандартам фракций, проходят термическую обработку, поэтому их свойства под воздействием огня, сильного нагрева неизменны, как и не происходит химических, физических изменений, влияющих на целостность, прочность структуры жаростойкого бетона.

В качестве пластификаторов легких (ячеистых) видов огнеупорного бетона в рецептуру добавляют перлит, вермикулит, керамзит.

Эксплуатационные характеристики

Основные характеристики огнеупорных бетонов, кроме высокой огнестойкости:

  • Надежная термоизоляция.
  • Высокая прочность, неразрушимость даже при резких перепадах температуры.
  • Усиление свойств в процессе эксплуатации.
  • Отсутствие необходимости в обжиге после окончания работ по заливке, торкретированию.
  • Снижение затрат при использовании готовых смесей, которые несложно довести до требуемой консистенции непосредственно на строительном объекте.

Часто у возникает вопрос – как сделать огнестойкий бетон своими руками?

Необходимо это для того, чтобы выполнить из него стационарную печь для барбекю, тандыр или камин.

Невзирая на советы «диванных гуру» из интернета, недостаточно добавить к обычной бетонной смеси специальные огнестойкие добавки, а также невозможно самостоятельно подобрать необходимые ингредиенты согласно заводской рецептуре огнеупорного бетона. В любом случае получившийся материал будет походить на желаемое лишь названием, не обладая требуемыми эксплуатационными характеристиками, но, изготовить жаропрочный бетон в домашних условиях все же возможно.

Монтаж печи с использованием огнеупорного бетона

Для этого необходимо:

  • Приобрести сухую смесь заводского производства с необходимыми свойствами.
  • Использовать для приготовления заливочного, кладочного раствора именно то количество воды на 1 кг смеси, как это указано в инструкции по применению.
  • Для перемешивания нужно использовать лопастную бетономешалку с электроприводом, так как вручную невозможно получить однородную консистенцию бетонного раствора.
  • При сушке необходимо сбрызгивать поверхностный слой водой для равномерной гидратации бетонной структуры, увеличения ее прочности.
  • Не следует прежде установленных сроков окончательного отвердевания производить нагрев, эксплуатацию печей, каминов, где для заливки, кладки применялся огнеупорный бетон.

Кроме того, большинство готовых огнеупорных смесей обладают короткими сроками гарантийного хранения, поэтому стоит приобретать их незадолго до использования.

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.

Область применения

Пожаростойкий, огнеупорный бетон востребован в следующих отраслях промышленного производства, строительства:

  • На предприятиях черной, цветной металлургии при возведении, ремонте доменных, мартеновских печей, индукционных печей выплавки алюминия, меди, цинка; для футеровки транспортных, разливочных ковшей, отливочных форм.
  • Как носитель химических катализаторов технологических процессов по переработке углеводородного сырья, в органическом синтезе.
  • Для футеровки котлов тепловых, технологических теплоэлектростанций.
  • Для термоизоляции подов, корпусов, сводов промышленного оборудования.
  • Для печей, каминов в качестве заливочного, кладочного раствора, в том числе при устройстве дымоходов, труб, противопожарных разделок, отступок.
  • При производстве малоразмерных огнеупорных изделий.

А также в других случаях, когда к бетонным конструкциям предъявляются требования по стойкости к огню, постоянному сильному нагреву, перепадам температуры, с сохранением прочности, физической, химической стабильности используемого материала в таких жестких условиях.

Огнеупорный шамотный бетон — Портал о цементе и бетоне, строительстве из блоковПортал о цементе и бетоне, строительстве из блоков

Дата: 13.05.2014

Предельная возможность сохранять заданные технические параметры – это основное свойство огнеупорных материалов, которые сначала при затвердевании становятся подобны камню, а в эксплуатации выдерживают длительное воздействие сверхвысокой температуры. С такими характеристиками выпускается огнеупорный бетон – особая марка стройматериала, который применяется для нестандартных работ.

Особенности жаропрочных бетонов:

  • высокая огнеупорность;
  • прочность;
  • повышение эксплуатационных свойств в процессе работы;
  • отсутствие в технологии производства сложного, дорогостоящего процесса обжига. 

Выделяются три категории огнеупорного бетона:

  1. особо тяжёлый;
  2. тяжёлый;
  3. лёгкий ячеистый. 

Назначение жаропрочных материалов бывает двух направлений:

  1. конструкционное;
  2. теплоизоляционное. 

По эксплуатационному температурному режиму выделяются бетоны:

  • Жароупорные, с режимом эксплуатации до 15 80 °C.
  • Огнеупорные, с работой в режиме от 1 580 до 1 770 °C.
  • Высокоогнеупорные, с эксплуатацией выше 1 770 °C.

Состав огнеупорного жаростойкого бетона

Этот особенный стройматериал производится на основе базовых компонентов со специальными добавками, которыми могут быть корунд, магнезит, шамотный песок, разные виды щебня, глинозёмистый цемент. Есть ещё тонкомолотые минеральные добавки, которые играют свою роль для высокой прочности, это пылевидная или мелкоизмельченная хромитовая руда, пемза, доменный шлак, многие другие компоненты, цель которых – повысить плотность сухого состава или готового изделия.

Заполнители могут производиться заводским способом, но зачастую используются бой обожжённых огнеупорных изделий, тугоплавкие горные породы. Для разных марок жаропрочного бетона употребляются крупный 5-25 мм или мелкий 0,15-5 мм заполнители. Это шамотный, магнезитовый кирпич, глиноземистый шлак, бой обыкновенного кирпича, базальт, диабаз, отвальный доменный шлак. Наиболее популярным у потребителей является жаропрочный бетон с содержанием шамота, который полностью отвечает запросам строительства.

Связующим звеном являются алюмофосфатные ингредиенты, жидкое стекло, другие материалы. Вяжущими компонентами выступают портландцементы, глиноземистые или периклазовый цементы. Бетонные смеси на жидком стекле позволяют существенно повышать эксплуатационные характеристики штукатурного слоя.

Для разных марок добавляются пластификаторы, феррохромовые шлаки или магнезиальные порошки. Лёгкие жаростойкие бетоны включают вспученные материалы: перлит, керамзит или вермикулит.

Производители предлагают изготовление огнеупорных бетонных смесей по заказу, основанному на проектных разработках. Здесь соотношение компонентов соответствует проекту заказчика. Состав смеси подбирается по предполагаемой эксплуатационной температуре, по условиям службы изделий.

Виды по заполнителю:

  • динасовые;
  • кварцевые;
  • корундовые;
  • готовые смеси.

По составу заполнителя огнеупорные бетоны очень разнообразны

МаркиПрименение
АСБГ – сухая огнеупорная бетонная алюмосодержащая смесь.Включает несколько марок: АСБС-30, АСБС-70, АСБС-80, АСБС-П, АСБС-Л.Чёрная и цветная металлургия, теплоэнергетика.
ВГБС – высокоглиноземистая огнеупорная бетонная смесь.Монолитная футеровка (МФ), устройство днища, стен сталеразливочных ковшей, при t до 1 800 °C.
ССБА – сухая бетонная арматурная смесь высокоглиноземистого состава.МФ для печей, для тепловых агрегатов, для устройства арматурного слоя, при t до 1 750 °C.
СБК – огнеупорная бетонная корундовая смесь.Выполнение МФ для тепловых агрегатов, для устройства днища, стен сталеразливочных ковшей, при t до 1 800°C.
Марка ШБ-Б, класс Б – сухая бетонная смесь с шамотным составом.Выполнение огневого слоя неэкранированных поверхностей, на лазах, амбразурах горелок в конструкции тепловых агрегатов, при t до 1 300°C.
ТИБ – легкий теплоизоляционный бетон.Для выполнения футеровки, рабочего или теплоизоляционного слоя в конструкции тепловых агрегатов.Холодный и горячий ремонт футеровки в качестве торкретмассы.
СБС – кислотоупорная безусадочная саморастекающаяся бетонная смесьМФ в конструкции тепловых агрегатов, для печей, для изготовления фундамента при агрессивной кислотной среде, при t до 1 500 °C.

Потребителям надо следить за появлением новинок: усовершенствованные сорта огнестойкого бетона выдерживают t до 2 300 °C. Они производятся на основе портландцемента, вяжущих и тугоплавких заполнителей.

Домашнее применение

Если предпочтение отдаётся покупке сухих смесей в мешках, до уделить внимание процессу замеса. Здесь следует учитывать, кроме отличного варианта для работы, короткий срок хранения. Тем не менее, российские умельцы стремятся купить такие составы для самостоятельного устройства домашних каминов, печей в загородных домах и банях. Для домашних работ бетон должен быть высокой плотности, крупной зернистости. Его приготовление осуществляется на своём строительном участке, в домашней мастерской, гараже, что существенно отличается от заводских условий и может соответственно отразиться на конечном качестве строения.

Раствор надо идеально перемешать с использованием механической бетономешалки. Даже сравнительно небольшую массу не получится перемешать вручную. Должна быть максимально точно выдержана технология приготовления. На каждом мешке указывается рекомендуемое количество воды, которое с первого взгляда кажется недостаточным. Однако здесь всё дело именно в тщательном перемешивании, после чего раствор хорошо укладывается на необходимое место.

Чтобы своими руками построить надёжную печь, надо следовать указаниям производителя. На каждой упаковке даны чёткие рекомендации: на мешок сухой смеси (около 22,5 кг), требуется около 7,7 л воды. Пропорции нарушать не рекомендуется, даже небольшой излишек воды может повредить качеству эксплуатации готового объекта.

Производители России

Многие компании организовали производство формованных или неформованных огнеупорных изделий, выпуск сухих составов, мастик, присадок. Все они отвечают требованиям ГОСТ, имеют сертификаты соответствия качеству. Большими объёмами производства отличаются ОАО «НовосибТеплоСтрой», ОАО «Магнитогорский цементно-огнеупорный завод». Есть активные производственные мощности в Московском регионе.

Высококачественная смесь МКБС производится на московском предприятии «Кругосвет», сертифицированные составы БОСС-200, БОССЛ-1300 выпускает «Сухоложский огнеупорный завод». Екатеринбургское ОАО «СпецОгнеупорКомплект» отличается инновационным инжинирингом, шеф-монтажом огнеупоров, теплоизоляции с высокотемпературными характеристиками.

Цена жаростойкого бетона напрямую зависит от марки и предполагаемых эксплуатационных нагрузок, может варьироваться в зависимости от используемого на производстве оборудования. Средняя цена на огнеупорный бетон составляет 35 000 за тонну.


Жаропрочный бетон своими руками — ТРАК-БЕТОН

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.

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.

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.

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 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:

  • 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.

Заказать бетон у проверенного производителя ТРАК-БЕТОН

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Жаропрочный бетон на жидком стекле. Изготовление огнеупорного бетона своими руками

Жаропрочный бетон – это бетон, который может длительное время выдерживать нагревание до температуры 1000°C , и при этом не изменять формы и эксплуатационных свойств. Применяют его в различных сферах: промышленное строительство, жилищное, а также при возведении специализированных объектов. Термостойкий материал можно изготовить своими руками, главное — придерживаться инструкции и рекомендаций опытных строителей.

Сфера применения жароустойчивого раствора

Актуально применение огнеупорного материала при возведении промышленных сооружений, фундаментов, камер сгорания, а также при строительстве жилищных зданий. Также используется жаростойкий бетон в химической промышленности — там, где изготавливают строительные материалы, необходимые в области энергетики. Жаропрочный материал применяется в конструкции перекрытий, плавучих сооружениях и прогонных мостах. Его применение предпочтительно в тех конструкциях, где желателен легкий вес, который может обеспечить жаростойкий материал. Ведь он способен уменьшить вес сооружений чуть ли не вполовину за счет нахождения в бетонной смеси пористого наполнителя. Используют жароустойчивый бетон при возведении дымовых труб, каминов и печей.

Классификация

Огнеупорный бетон классифицируется по следующим показателям.

По структуре:

  • легкий;
  • пористый;
  • тяжелый.

По назначению:

  • теплоизоляционный;
  • конструкционный.

Огнеупорный цемент очень сильно впитывает влагу.

По входящим в состав вяжущим компонентам:

  • портландцемент;
  • глиноземистый цемент;
  • шлакопортландцемент.

А также — по характеру наполнителей и эксплуатационному температурному режиму.

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.

Приготовление собственноручно

Жаростойкий бетон можно приготовить своими руками, однако он потом должен выполнять все возложенные задачи. Также при работе с жаропрочным бетоном нужно выполнять рекомендации и придерживаться инструкции, которая, в свою очередь, должна соответствовать требованиям и технологическим нормам. В результате изготовления огнеупорного компонента своими руками должен получиться бетон, который, так же как и заводской, устойчив к температурным перепадам, обладает термоизоляционными функциями. При нагревании он не должен утрачивать свои свойства и форму. Собственноручное приготовление жаростойкого бетона позволит уменьшить расходы на строительство.

Изготавливая жаростойкий материал в домашних условиях, нужно запастись жидким стеклом, бариевым цементом, асбестом. Эти компоненты придадут бетону те характеристики, которые позволят использовать материал при строительстве сооружений с высоким температурным режимом.

Чтобы сделать жаростойкий материал собственноручно, нужно поместить в мешалку для бетона цемент и песок в соотношении один к четырем. После тщательного перемешивания вливается вода до тех пор, пока консистенция не будет похожа на тесто. Получившийся раствор заливают в формы, а после — в опалубку. Чтобы удалить появившийся воздух, в растворе используют уплотнители.

Материалы и инструменты

Для создания жароустойчивого раствора применяются:

  • тачка;
  • мешалка для бетонного раствора;
  • водный шланг;
  • опалубка;
  • огнеупорный цемент;
  • мастерок;
  • пластиковый лист;
  • гравий;
  • гашеная известь;
  • распылитель;
  • песок.
Нашел, сохранил все-таки.

Цементный раствор, жаростойкие бетонные смеси
Цементный раствор — самый прочный, он твердеет на воздухе и в воде. Приготавливается из цемента, песка и воды. Применяется для кладки фундаментов в сырых местах или на грунтах, насыщенных водой, а также труб выше кровли. Цементный раствор быстро схватывается (начало схватывания — 45 мин, конец — не позднее 12 ч). Применяется не позже часа с момента приготовления, при более длительных сроках снижает свою прочность. Марка, или прочность раствора на сжатие, бывает разная и зависит от количества составляющих материалов, а также марки цемента. Составы раствора — от 1:1 до 1:6.

Для приготовления раствора цемент и песок просеивают через сито с отверстиями 3х3 мм, отмеривая их объемными дозами. Нужное количество песка насыпают тонким слоем и сверху посыпают цементом, перемешивают до полной однородности, а иногда дополнительно просеивают через сито. В сухую смесь льют воду до нужной густоты.

Сложный раствор приготавливают из двух вяжущих и одного заполнителя: цемента, известкового теста и песка. Применяется для кладки фундаментов во влажном грунте и труб выше кровли. На одну часть цемента берут от одной до трех частей известкового теста и от шести до пятнадцати частей песка.

Раствор приготавливают двумя способами. Из цемента и песка готовят сухую смесь, затем известковое тесто разводят водой до густоты сметаны. Эти материалы предварительно отмеривают точными объемными дозами. В разведенное известковое тесто добавляют приготовленную порцию цементной смеси, все тщательно перемешивают. Для получения раствора нужной густоты добавляют воду и еще раз перемешивают.

Другой способ: из отмеренного количества песка и известкового теста приготавливают раствор, насыпают в него порцию цемента и все тщательно перемешивают. Цемент можно предварительно смешать с водой до сметанообразного состояния. Такой раствор пластичнее цементного, но он ниже по прочности. Его необходимо запасать в таком количестве, чтобы употреблять в дело за час с момента приготовления.

Жаростойкие бетонные смеси используют для изготовления монолитных очагов открытого огня или блоков для кладки печей и топливников. Технология приготовления — как и цементно-песчаного раствора. Применение бетона, как правило, требует сооружения опалубки и выдерживания его до 28 суток во влажном режиме. Свежеуложенный бетон (в опалубке) закрывают рогожами или стружками и обильно смачивают водой, особенно в течение первых трех — пяти дней. Хорошие результаты дает использование в этих целях полиэтиленовая пленка (паровой эффект).

Составы жаропрочных (огнестойких) бетонов в объемных частях:

Для очагов открытого огня
Цемент марки не ниже 400.1
Щебень из красного кирпича…2-2,5
Кварцевый песок или тонкомолотый красный кирпич…2-2,5
Тонкомолотый (пылевидный) шамотный песок..0,33

Для топливников
Цемент марки не ниже 400.1
Щебень из шамотного кирпича.2
Песок.2
Тонкомолотый (пылевидный) шамотный песок.0,33

В последнем рецепте меня лично настораживает «песок», у него коэффициент теплового расширения сильно отличается от цемента, возможно имелось в виду «шамотный песок».

В частном домостроении часто возникает вопрос использования бетона в средах повышенных температур: это сооружение каминов, дымовых труб, печей и очагов на открытом воздухе. Для этих целей целесообразно использовать именно жаропрочный бетон с добавками, придающих особые свойства стройматериалу.

Прежде чем говорить о составе и характеристиках материала, нужно отметить, что бетон это не нано материал, созданный по специальным технологиям. Главное свойство бетона это дешевизна и простота изготовления. Поэтому в качестве присадок для цементной смеси используются отходы различных отраслей промышленности: в основном горнодобывающей и металлургической. Поэтому не стоит удивляться, если вместо уникальных присадок, будут использоваться самые обычные отходы, вроде керамзитной крошки.

Еще один момент, который стоит прояснить – это количество присадок и жидкость для создания смеси. В составе цементной смеси редко присутствует больше одной присадки. Ее выбирают в зависимости от требуемых свойств будущего бетона. Нет смысла использовать более дорогую присадку для создания жароупорного бетона, если можно обойтись обычным наполнителем для жаропрочного. Все траты в строительстве должны быть целесообразными.

В состав любого бетона входит цементная основа, щебень разного дисперсного состава, песок и, по необходимости, присадки.

В качестве цементной основы может быть использован:

  • Портландцемент или шлакопортландцемент
  • Жидкое стекло
  • Глиноземистый цемент

Как на обычной стройке, так и в условиях частного малоэтажного домостроения, наиболее приемлемыми являются различные марки портландцемента. Глиноземистый цемент производится далеко не во всех областях России, поэтому его доставка связана с дополнительными тратами, что значительно увеличивает цену материала.

Жидкое стекло это принципиально новый материал. Его использование связано с дополнительными тратами на оборудование, сырье и присадки. Поэтому его использование связано с куда большими тратами, нежели даже использование глиноземистых цементов. Цементы на основе жидкого стекла используют при строительстве зданий, к которым предъявляют повышенные требования прочности и надежности: научные учреждения, атомные и гидроэлектростанции, небоскребы повышенной высотности.

В зависимости от присадки формируется плотность конечного материала, но, вне зависимости от исходников, плотность жаропрочных составов бетона начинается от 1500 кг/м 3 .

Классификация жаростойкого бетона

Жаростойкий бетон из-за своих прочностных характеристик, используется не только по прямому назначению, но и в качестве теплоизолирующих материалов и как основа для несущих конструкций. Стройматериалы из жаростойкого бетона способны выдерживать давление от 200 до 600 МПа/см 2 , тогда как тот же показатель у обычного бетона в зависимости от качества начального сырья колеблется от 50 до 200. Поэтому было признано целесообразным классифицировать бетон по несколькими параметрам, чтобы облегчить выбор строительного материала для каждой конкретной задачи строительства.

По структуре

В зависимости от присадок меняется плотность цементной смеси, соответственно меняется вес 1 кубометра цемента и его характеристики. В связи с этим по структуре бетон разделяют на:

  • Тяжелый
  • Легкий
  • Ячеистый

Тяжелый бетон подразумевает использование обожженные отходов горнодобывающей промышленности. Этот цемент отлично подходит для строительства высоких промышленных дымовых труб, опор многоэтажных зданий и строительства промышленных печей. В малоэтажном строительстве его применение нецелесообразно.

Легкий бетон создают в основном с помощью добавления в раствор керамзита, хотя допускается использование других обожженных синтетических присадок.

Ячеистый бетон содержит в своем составе пустоты с воздухом, что значительно увеличивает теплозащитные характеристики стройматериала, но уменьшает показатели прочности. В домашних условиях изготовить блоки жаростойкого бетона этого типа практически невозможно. Зато они находятся в свободной продаже на рынке строительных материалов. В качестве основы ограждающей или несущей конструкции этот материал не используют, зато он отлично подходит для ограждения стен от губительного воздействия открытого пламени или утепления конструкций.

По вяжущим компонентам

Как говорилось ранее, по вяжущим компонентам или цементной основе выделяют бетон на основе:

  • Портландцемента
  • Шлакопортландцемента
  • Глиноземистых цементов
  • Силикатного стекла

Конечно, идеальным вариантом для строительства стало бы силикатное стекло, но оно дорого в использовании. Портландцементы и шлакопортланд цементы практически одинаковы в своих эксплуатационных характеристиках. Но в шлакопортландцементы уже входят определенные добавки, которые могут затруднить использование присадок.

Для жаростойких бетонов более целесообразно использовать глиноземистую цементную основу, так как под воздействием высоких температур, этот материал не деформируется, только набирая прочность.

Но если термозащитные свойства таких блоков находятся на достаточно высоком уровне, то несущая способность куда меньше таковой у портландцемента.

Поэтому в условиях самостоятельного изготовления жаростойкого бетона, лучше использовать относительно универсальный портландцемент.

По способу применения

Сфера применения жаростойкого бетона достаточно велика, но конкретно способов применения раствора или блоков всего три:

  • Для создания несущих конструкций стен или печей. Для малых печей, каминов и открытых очагов частных домов несущие характеристики различных подвидов жаростойкого бетона не критичны, но в условиях промышленного строительства, эта характеристика действительно важна. Поэтому дома можно использовать, например, легкие или ячеистые бетоны для формирования очага камина или печи. На большой стройке это недопустимо.
  • Для внутренней облицовки камер сгорания. Существуют как огромные котлы, так и маленькие домашние печи. Что в первом, что во втором случае допускается создание несущей конструкции из не жаропрочных материалов с последующей облицовкой конструкций, соприкасающихся с открытым пламенем. Именно для облицовки этих внутренних пространств и используется жаропрочные бетоны.
  • Для тепловой изоляции зданий. В этом случае облицовку проводят с внешней стороны ограждающих конструкций, и облицовка не соприкасается с пламенем. Для таких целей часто используют бетон с ячеистой структурой

По температурному режиму использования

Здесь стоит сказать о разнице в понятиях жаростойкого и жаропрочного бетона именно в зависимости от характеристики температурных режимов воздействия.

  • Обычный бетон, не способный выдерживать температуру более 200 градусов без растрескивания и деформаций
  • Жаростойкий бетон, выдерживающий температуру до 500 градусов. Этого типа вполне достаточно для домашнего камина, печи или открытого очага.
  • Жароупорный выдерживает температуру до 1580 градусов.
  • Огнеупорный 1580-1770 градусов
  • Высокоогнеупорный способен выдерживать температуры свыше 1770 градусов.

По типу наполнителя

В качестве присадок может использоваться:

  • Для обычного жаростойкого бетона используются доменные шлаки, измельченные пористые вулканические породы, керамзит и прочие искусственные измельченные заполнители. Перед запуском в продажу присадки обжигают и гранулируют.
  • Для бетона с повышенными показателями жаропрочности используют обожженные и измельченные огнеупорные материалы: магнезит, корунд, шамотный кирпич.
  • Для цементов из жидкого стекла используют продукты обжига глины и магнезита, называемые силикатами магния.

Технические требования к жаростойким растворам

  • Способность выдержать температуру не менее 500 градусов
  • Способность к сопротивлению на сдавливание от 200 МПа/см 2

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

Сфера использования

Жаростойкие бетоны используются для строительства заводов электропромышленности, металлургии и химической промышленности. Особенно хорошо этот стройматериал показал себя в последней, поскольку правильно подготовленный жаростойкий бетон сопротивляется не только высоким температурам, но и химическому воздействию

Производство огнестойких бетонов в домашних условиях

Наиболее простые вариации фольги могут быть созданы в домашних условиях. Сложные составы это удел исключительно промышленного производства. С другой стороны, сложно представить себе строительную задачу в пределах частного домостроения, для которой понадобился бы огнеупорный бетон. Жаростойкого состава будет вполне достаточно.

Подбор состава

В состав бетона должны входить тугоплавкие горные породы, но в домашних условиях проще использовать керамзит. Перед приготовлением его необходимо измельчить до состояния песчаной были. Максимальный размер частицы не должен превышать 1 мм.

Инструменты и материалы

Помимо добавки необходим гравий, песок, гашеная известь и непосредственно цемент

Необходимые инструменты:

  • Мастерок
  • Бетономешалка
  • Виброинструмент, как минимум перфоратор. Для изготовления блоков лучше использовать виброоснование.
  • Дробилка или ручная мельница
  • Форма для блока или отмостка.

Поэтапное приготовление раствора

Разберем приготовление цемента по этапам:

  1. Приготовление цементной смеси. Это измельчение добавки и добавление ее к цементу и песку. На одну часть цемента добавляют 4 части керамзита, 3 части песка.
  2. После того, как цементная смесь станет однородной можно добавлять гравий: на 3 части цементного состава добавляют 2 части гравия и пол части гашеной извести.
  3. После смесь разбавляется 2 частями воды и формуется. В процессе формовки форма должна быть установлена на виброоснование, а по бетону в опалубке лучше пройтись перфоратором,чтобы избавиться от пузырьков воздуха.
  4. В течение суток после формовки состав набирает крепость. Еще три дня получившийся бетон нужно поливать водой, чтобы окаменевшая смесь не дала трещин.

Изготовление жаростойкого бетона в домашних условиях не самая сложная задача. Главное, трезво оценивать свои силы, правильно выбирать присадки и следовать инструкции.

В настоящее время существует огромное количество различных видов бетона, которые имеют свою область применения и дополнительные свойства, специально подобранные под конкретные нужды. Однако бывают такие ситуации, когда этом материал подвергается воздействию различных факторов в виде высокой температуры, которые не свойственны ему. Поэтому вопрос о том, как изготовить жаропрочный бетон своими руками очень интересует современных мастеров.

Виды материала по температурным режимам

Для начала стоит упомянуть о том, что существует много разновидностей подобных материалов. Все они обладают своими техническими характеристиками, главными из которых являются температурные параметры. Поэтому необходимо разобраться в их составе и методике изготовления.

Температурный режим до 800 градусов

Прежде всего, необходимо сказать о том, что состав жаропрочного бетона позволяет использовать данный материал при высоких температурах без изменения его основных свойств.

При этом можно получить различные марки такого раствора в зависимости от пропорции.

  • Основную роль в подобных составах играет специальная добавка . Ее можно приобрести в специализированных магазинах или на рынках строительных материалов. Однако сразу стоит сказать, что нужна именно добавка для изготовления бетона, а не состав для краски или других веществ.
  • Также необходимо использовать другие вяжущие реагенты . Говоря проще, на одну часть портландцемента добавляют столько же шлакопортландцемента. При этом оба этих вещества считаются за одну единицу измерений при подборе пропорций.

  • Также состав жаростойкого бетона изменяют и в отношении наполнителей . Вместо обычного щебня используют кирпичный бой, доменные шлаки или горные породы. Отлично на эту роль подойдет керамзит, пемза, перлит, диабаз, андезит и диорит.
  • Вместо песка в такой раствор лучше класть электрокорунд, но для данных температурных режимов это совершенно не обязательно .

Совет! Очень важно соблюдать указания инструкции, которые прилагаются к добавке. Они могут отличаться друг от друга в зависимости от марки.

Температурный режим до 1700 градусов

Данные виды материала должны сохранять свои свойства при очень высоких температурах, а значит, к их составу нужно подходить очень внимательно. Именно поэтому в качестве песка для них используют корунд, который желательно дополнительно очистить от различных примесей.

Также в такой другого типа, которые способны противостоять высокой температуре. Их цена может показаться слишком высокой, но они полностью оправдывают все затраты.

Важно упомянуть о том, что некоторые мастера рекомендуют использовать в качестве связующего другие материала вместо цемента. Они могут отличаться по своему составу и даже быть жидкими, но подбирать их нужно сугубо индивидуально.

Совет! Если область применения таких растворов требует строго определенного качества, то лучше всего заказывать их у производителя, который имеет соответствующий сертификат на свой товар и не нарушает технологических процессов при изготовлении.

Область применения

Важно упомянуть о том, что жароупорный бетон может иметь массу различных марок и обладать разной плотностью. Именно это и является основным критерием в определении области его применения.

Теплоизоляционный материал

В данной категории представлены составы, которые по своим характеристикам напоминают пеноблок или газоблок. Фактически они ими и являются, но только с включением специальной добавки и правильного подбора компонентов. Также к ним можно отнести керамзитобетонные изделия.

Конструкции из этого материала применяют в качестве утеплителя, который должен выдерживать высокие температуры, не давая воздуху остывать. При этом очень часто они располагаются внутри рабочих зон и подвергаются резким перепадам.

Подобные составы характеризуются как ячеистые и . Однако они обладают определенной теплопроводимостью и устойчивостью к интенсивному нагреву.

Совет! Важно помнить, что принудительно охлаждать такие материалы не стоит. Они в результате этого могут дать трещину.

Конструкционные материалы

Обычно инструкция по монтажу советует применять подобные марки бетона для создания опор, плит перекрытий или других элементов здания, которые подвергаются воздействию нагрева в процессе эксплуатации. Однако стоит отметить, что применять армирование с такими видами бетона не стоит. Дело в том, что при нагревании металл расширяется и может разрушить все изделие.

Вывод

Ознакомившись с видео в этой статье можно детально изучить данные виды бетона и область их применения. Также взяв за основу текст, представленный выше, стоит сделать вывод о том, что этот материал можно изготавливать и самостоятельно, но для ответственных участков лучше использовать продукцию проверенных производителей.

Бетон такого типа применяют как во время строительства не только промышленных, но и жилых комплексов, а также и подсобных сооружений. Также его применяют для построения и установки заводских труб, домашних каминов и мартеновских печей.

Материал должен выполнять все возложенные на него задачи и функции, давать гарантию безопасности, а при его изготовлении нужно придерживаться инструкции, которая должна строго соответствовать технологическим нормам и требованиям. Полученный огнеупорный бетон в зависимости от области применения бывает легкий, плотный, а также и ячеистый. Он выполняет и термоизоляционную функцию.

Огнеупорный бетон устойчив к колебаниям и резким перепадам температуры. Если его подвергнуть нагреванию, он не потеряет свои свойства. Это оптимальный вариант для постройки различных специализированных объектов.

Работа с огнеупорным бетоном проходит точно так же, как с обычным составом, а это в свою очередь дает возможность уменьшить расходы на строительство. Данный материал можно изготовить и самостоятельно.

Делаем термопрочный бетон в домашних условиях

Для этого понадобятся следующие компоненты: жидкое стекло, асбест, глиноземный и бариевый цементы, которые добавляют в состав. Данные добавки придают материалу свойства, при которых его можно применить во время строительства печи, то есть в тех местах, где используется повышенная температура и открытый огонь.

Некоторые компоненты входящие в состав стройматериала, при нагревании обезвоживаются, то есть проходят процесс дегидродации. Если конструкция будет изготовлена из обычного состава, тогда во время увеличения температуры она разрушится и потрескается. Для того чтобы такого не случилось, те места, которые подвергаются нагреванию необходимо изготовить из огнеупорного бетона.

Это важно! Любой компонент входящий в состав данного типа строительного материала, должен выполнять поставленную перед ним задачу, например во время повышения температуры некоторые из них производят связку входящих в состав компонентов, а этим повышается его прочность.

Как подбирают состав

Чтобы приготовить огнеупорный бетон своими руками, для его основы, необходимо взять один из вяжущих компонентов. Это шлакопортланд высокоглиноземистый состав, портландцемент, глиноземистая смесь, периклазовый цемент или жидкое стекло.

Если применяют портландцемент, тогда в состав добавляют компоненты тонкого помола. Если затворение жароупорного бетона производят, применив периклазовый цемент, тогда необходим раствор магния окисленного серой и воды. А чтобы затвердел такой состав, имеющий в основе жидкое стекло, в него рекомендуют добавить кремнефтористый натрий, гранулы доменного шлака или нефелиновного шлама.

В качестве тонкопомолотых компонентов применяют: измельченный кирпич, шлак доменный (в гранулах), суглинок (лессовый), шамот (куковый), пемзу,и др. А для производства легкого жароупорного бетона применяют кирпич-шамот, керамзит, цемянку, зола-унос и др.

Заполнители крупной (от 0,5 до 2,5 см) и мелкой (от 0,01 до 0,5 см) фракции, примененные во время изготовлении данного состава, это: раздробленный дунит, бой магнезит и хромитовая руда. А также для данного бетона используют – кирпичи (шамотный или высокоглиноземистый, бой глиняный, тальковый и полукислый), кусковой шамот, базальт, андезит и др. Для создания легкого типа применяют вспученный перлит, керамзиты или вермикулиты.

Отметим, что подбор добавок тонкого помола и заполнителей, происходит исходя из того, какое вяжущее вещество использовали и при какой температуре производят бетон, также важно знать, где он будет применен.

Инструкция

Рассмотрим, как сделать огнеупорный бетон в домашних условиях, и что для этого необходимо.

К участку, где проводятся строительные работы, подгоняют тачку или бетономешалку, но располагают их так, чтобы не закрыть доступ к воде, так как придется часто разбавлять состав, промывать инструменты, площадку и др.

Так как жаростойкий цемент легко поглощает влагу, его необходимо держать в сухом и прохладном месте.

Для замешивания состава необходимо 3 части гравия, песка 2 доли, огнеупорного цемента 2части и гашеной извести 0,5 доли. Этого соотношения придерживаются всегда, так как оно не зависит от нужного количества жаростойкого бетона.

Два первых компонента насыпают в бетономешалку, добавляют соответствующее количество извести и цемента, перемешивают, применив лопату, до образования равномерной массы.

Для того чтобы смесь приобрела необходимую консистенцию, добавляют воду, а дальше бетон сам берет густоту. Чтобы проверить произошло это или нет, берут ком, и если он не размазывается или не расплывается, тогда состав готов, и воды в нем нужное количество.

Применив лопату, заполняют форму или опалубку, а излишки убирают шпателем или мастерком и выравнивают поверхность, которую нужно смачивать (периодически). Это необходимо для того чтобы после затвердения бетон не потрескался. На 48 часов поверхность накрывают полиэтиленом. Убирают пленку и дают составу высохнуть две сутки, спустя которые снимают опалубку. Далее ждут еще 3 недели, чтобы строительный материал подошел. После этого бетон готов к использованию.

Заключение

Как видно, огнеупорный бетон для печей и для других надобностей можно изготовить и в домашних условиях. Для того чтобы технологический процесс был выполнен правильно и в результате получился бы высококачественный состав, в специализированных магазинах приобретают не только материалы, но и оборудование.

Но при этом следует помнить, что жаростойкий бетон, который делают самостоятельно, все равно будет отличаться от материала, произведенного на заводе (по качеству). Но иногда, для некоторых изделий домашний огнеупорный бетон вполне пригоден, ведь главное во время его производства – соблюдать все правила и условия (чтобы не испортить главные показатели материала).

Рекомендуем также

виды материала по температурным режимам

Жаропрочный бетон – это бетон, который может длительное время выдерживать нагревание до температуры 1000°C , и при этом не изменять формы и эксплуатационных свойств. Применяют его в различных сферах: промышленное строительство, жилищное, а также при возведении специализированных объектов. Термостойкий материал можно изготовить своими руками, главное — придерживаться инструкции и рекомендаций опытных строителей.

Сфера применения жароустойчивого раствора

Актуально применение огнеупорного материала при возведении промышленных сооружений, фундаментов, камер сгорания, а также при строительстве жилищных зданий. Также используется жаростойкий бетон в химической промышленности — там, где изготавливают строительные материалы, необходимые в области энергетики. Жаропрочный материал применяется в конструкции перекрытий, плавучих сооружениях и прогонных мостах. Его применение предпочтительно в тех конструкциях, где желателен легкий вес, который может обеспечить жаростойкий материал. Ведь он способен уменьшить вес сооружений чуть ли не вполовину за счет нахождения в бетонной смеси пористого наполнителя. Используют жароустойчивый бетон при возведении дымовых труб, каминов и печей.

Классификация

Огнеупорный бетон классифицируется по следующим показателям.

По структуре:

  • легкий;
  • пористый;
  • тяжелый.

По назначению:

  • теплоизоляционный;
  • конструкционный.

Огнеупорный цемент очень сильно впитывает влагу.

По входящим в состав вяжущим компонентам:

  • портландцемент;
  • глиноземистый цемент;
  • шлакопортландцемент.

А также — по характеру наполнителей и эксплуатационному температурному режиму.

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.

Приготовление собственноручно

Жаростойкий бетон можно приготовить своими руками, однако он потом должен выполнять все возложенные задачи. Также при работе с жаропрочным бетоном нужно выполнять рекомендации и придерживаться инструкции, которая, в свою очередь, должна соответствовать требованиям и технологическим нормам. В результате изготовления огнеупорного компонента своими руками должен получиться бетон, который, так же как и заводской, устойчив к температурным перепадам, обладает термоизоляционными функциями. При нагревании он не должен утрачивать свои свойства и форму. Собственноручное приготовление жаростойкого бетона позволит уменьшить расходы на строительство.

Изготавливая жаростойкий материал в домашних условиях, нужно запастись жидким стеклом, бариевым цементом, асбестом. Эти компоненты придадут бетону те характеристики, которые позволят использовать материал при строительстве сооружений с высоким температурным режимом.

Чтобы сделать жаростойкий материал собственноручно, нужно поместить в мешалку для бетона цемент и песок в соотношении один к четырем. После тщательного перемешивания вливается вода до тех пор, пока консистенция не будет похожа на тесто. Получившийся раствор заливают в формы, а после — в опалубку. Чтобы удалить появившийся воздух, в растворе используют уплотнители.

Материалы и инструменты

Для создания жароустойчивого раствора применяются:

  • тачка;
  • мешалка для бетонного раствора;
  • водный шланг;
  • опалубка;
  • огнеупорный цемент;
  • мастерок;
  • пластиковый лист;
  • гравий;
  • гашеная известь;
  • распылитель;
  • песок.
Нашел, сохранил все-таки.

Цементный раствор, жаростойкие бетонные смеси
Цементный раствор — самый прочный, он твердеет на воздухе и в воде. Приготавливается из цемента, песка и воды. Применяется для кладки фундаментов в сырых местах или на грунтах, насыщенных водой, а также труб выше кровли. Цементный раствор быстро схватывается (начало схватывания — 45 мин, конец — не позднее 12 ч). Применяется не позже часа с момента приготовления, при более длительных сроках снижает свою прочность. Марка, или прочность раствора на сжатие, бывает разная и зависит от количества составляющих материалов, а также марки цемента. Составы раствора — от 1:1 до 1:6.

Для приготовления раствора цемент и песок просеивают через сито с отверстиями 3х3 мм, отмеривая их объемными дозами. Нужное количество песка насыпают тонким слоем и сверху посыпают цементом, перемешивают до полной однородности, а иногда дополнительно просеивают через сито. В сухую смесь льют воду до нужной густоты.

Сложный раствор приготавливают из двух вяжущих и одного заполнителя: цемента, известкового теста и песка. Применяется для кладки фундаментов во влажном грунте и труб выше кровли. На одну часть цемента берут от одной до трех частей известкового теста и от шести до пятнадцати частей песка.

Раствор приготавливают двумя способами. Из цемента и песка готовят сухую смесь, затем известковое тесто разводят водой до густоты сметаны. Эти материалы предварительно отмеривают точными объемными дозами. В разведенное известковое тесто добавляют приготовленную порцию цементной смеси, все тщательно перемешивают. Для получения раствора нужной густоты добавляют воду и еще раз перемешивают.

Другой способ: из отмеренного количества песка и известкового теста приготавливают раствор, насыпают в него порцию цемента и все тщательно перемешивают. Цемент можно предварительно смешать с водой до сметанообразного состояния. Такой раствор пластичнее цементного, но он ниже по прочности. Его необходимо запасать в таком количестве, чтобы употреблять в дело за час с момента приготовления.

Жаростойкие бетонные смеси используют для изготовления монолитных очагов открытого огня или блоков для кладки печей и топливников. Технология приготовления — как и цементно-песчаного раствора. Применение бетона, как правило, требует сооружения опалубки и выдерживания его до 28 суток во влажном режиме. Свежеуложенный бетон (в опалубке) закрывают рогожами или стружками и обильно смачивают водой, особенно в течение первых трех — пяти дней. Хорошие результаты дает использование в этих целях полиэтиленовая пленка (паровой эффект).

Составы жаропрочных (огнестойких) бетонов в объемных частях:

Для очагов открытого огня
Цемент марки не ниже 400.1
Щебень из красного кирпича…2-2,5
Кварцевый песок или тонкомолотый красный кирпич…2-2,5
Тонкомолотый (пылевидный) шамотный песок..0,33

Для топливников
Цемент марки не ниже 400.1
Щебень из шамотного кирпича.2
Песок.2
Тонкомолотый (пылевидный) шамотный песок.0,33

В последнем рецепте меня лично настораживает «песок», у него коэффициент теплового расширения сильно отличается от цемента, возможно имелось в виду «шамотный песок».

Для возведения печей, каминов и дымовых труб используется жаростойкий бетон. Данный вид бетона применяется как в жилищном строительстве, так и в промышленном. Чтобы материал выполнял свою функцию на должном уровне, гарантировал безопасность и защиту, необходимо строгое соответствие всем технологическим требованиям при его изготовлении. Материал может быть ячеистым, легким или плотным. Данный фактор зависит от области его применения и назначения. Такой бетон может выполнять функции надежной термоизоляции.

Для приготовления огнеупорного бетона следует добавить в состав жидкое стекло, асбест, бариевый или глиноземный цемент.

Работа с жаропрочным бетоном аналогична работе с обычным бетонным материалом, что позволяет снизить затраты на строительные работы. вы можете успешно изготовить данный материал своими руками. Он устойчив к температурным перепадам и не теряет своих свойств при нагревании, а также является оптимальным вариантом для строительства специализированных объектов разного рода.

Выбор термопрочного бетона

Чтобы своими руками сделать огнеупорный бетон, вам придется добавить в состав жидкое стекло, асбест, бариевый или глиноземный цемент.

Характеристики жаропрочного бетона.

Данные добавки делают бетон адаптированным к применению в местах повышенных температур. Обыкновенный материал включает в себя элементы, которые подвергаются процессу дегидратации и обезвоживания в процессе нагревания. Конструкция разрушается весьма быстро, проходя через такое испытание, а процесс восстановления не представляется возможным. Во избежание подобных ситуаций применяется жаропрочный бетон. Рассматривая жаропрочную бетонную смесь детально, можно выявить высокое содержание различных примесей. Каждая из них выполняет свою роль, повышает прочность, связывая материалы в условиях повышенных температур. Для изготовления жаропрочного бетона своими руками необходимо наличие вяжущих составляющих в основе материала.

Для этих целей можно использовать:

  • шлакопортландцемент;
  • портландцемент;
  • высокоглиноземистый цемент;
  • глиноземистый цемент;
  • периклазовый цемент;
  • жидкое стекло.

Вернуться к оглавлению

Подбор состава для жаростойкого 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.

Вернуться к оглавлению

Поэтапное приготовление жаростойкого бетона своими руками

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.

Родился в Англии в 1961, живет в Монреале, Канада. Член Асоциации Печников Северной Америки. Занимается печным делом более 20 лет и специализируется в основном на строительстве финских противоточных печей в различных вариантах. Область интересов: нестандртные облицовки из старинного кирпича, дизайн в стиле Арт-Деко, история печного дела. В наполнении своего сайта www.pyromasse.ca придерживается политики «open sourse».

Перевод: 12.02.2011

Выбор смеси для приготовления огнеупорного бетона, пригодного для использования при кладке печи, может вызвать затруднения. К нему предъявляются следующие требования: высокая плотность, крупные зерна и хорошая устойчивость к тепловому шоку. Огнеупорный бетон, используемый здесь — Mount Savages Heatcrete 24 ESC (24 f. extra strength course). Статья описывает формирование, заливку, и извлечение из формы четырех бетонных модулей, используемых в постройке печи с духовкой непрямого нагрева. Статья обрисовывает в общих чертах методы обычной работы на объекте. Оборудование и методы в условиях мастерской, конечно, могут быть намного лучше.

Предстоит залить 4 формы. Сверху вниз, по часовой стрелке. Подина, задняя плита, верхняя плита и перемычка печи. Форма для подины темная, так как сделана из фанеры, используемой для формовочных работ. Как только формы собраны, они должны быть уплотнены, чтобы препятствовать испарению воды во время реакции, и позволить легко извлечь отливки. Формы могут быть покрыты полиэтиленом, или обработаны растительным жиром и силиконом. Оба метода пригодны, здесь описан метод, использующий растительный жир. Полиэтилен дает законченным модулям блестящую поверхность, типа отделки, которая легко чиститься. Такой блеск, однако, может значительно препятствовать удалению механически-связанной воды во время нагрева. Поверхность модулей от форм, обработанных жиром значительно более пористая.

Перед заливкой огнеупорого бетона все формы уплотняются. Силикон накладывается на все места стыков. Поверхности форм тщательно намазываются растительным жиром.

Полоска керамической бумаги помещена в основание формы для разгрузочной перемычки. Она сформирует углубление, куда будет положена такая же полоска, когда перемычка будет установлена. Бумага должна быть покрыта полоской полиэтилена, чтобы остановить впитывание смеси во время вибрации формы.

Смесь должна быть идеально перемешана в механической мешалке. Большое количество смеси практически невозможно перемешать вручную. Производители рекомендуют определенное количество воды. Один и три четверти галлона (7,7 л) воды на 50 фунтовый (22,5 кг) мешок смеси, кажется, слишком мало. Хотя после тщательного размешивания смесь хорошо виброукладывается на место. Даже небольшой избыток воды может значительно повредить готовые модули.

Используемая вода должна быть чистой. Как вода, так и сухая смесь должны быть относительно теплыми во время затворения, и содержаться в тепле до и во время реакции и после заливки. 15-20 С оптимально. Если приходиться заливать при низкой температуре и подогревать материалы, то важно не перегреть, иначе смесь начнет схватываться до того, как будет уложена.

Из-за того, что смесь такая жесткая, важно работать быстро. Огнеупорный бетон помещен в форму. Лучше заполнить форму с избытком и удалить лишнее, чем недозаполнить и добавлять потом. Бетон должен быть помещен в форму мастерком, прежде, чем будет вибрироваться. Изображения показывает огнеупорный бетон после вибрирования в течение одной минуты. Хотя вплоть до этого момента смесь казалась слишком сухой, она отлично заполнила формы после однократного вибрирования.

Виброукладка огнеупорного бетона с помощью перфоратора. Видео, 11 сек.

Виброукладка, удаление воздушных пузырьков. Видео, 12 сек.

Формы прибиты к листу фанеры, которая лежит на другом листе фанеры. Это делает вибрирование более эффективным, особенно при работе на бетонном полу. Вибрирование производиться отбойником или перфоратором. Помещая сверло в деревянную часть формы, форма вибрируется, заставляя бетон садиться, а захваченные пузырьки воздуха всплывать на поверхность.

Эти три формы для огнеупорного бетона устроены так, что средняя и две внутренних поверхности внешних частей, не могут легко вибрироваться, и особое внимание должно быть уделено вибрированию именно этих частей.

Вибрирование укладывает огнеупорный бетон и удаляет воздух, но это также заставляет крупную фракцию оседать к основанию формы, выдавливая более мелкую вверх. Поскольку это приводит к неоднородности состава, то форма не должна вибрироваться дольше, чем необходимо.

Внешние поверхности модулей, обращенные к огню, нужно оставить грубыми и не затирать мастерком. После заливки формы должны быть плотно покрыты пластиком, и весь воздух удален из-под него разглаживанием рукой. Хорошо пристрелить пластик к формам степлером, чтобы углы не подняло коварными ночными ветрами.

Формы, выстеленные полиэтиленом.

Теже формы, залитые бетоном и укрытые полиэтиленом.

Выдерживание сильно влияет на крепость готового изделия. Рабочее пространство должно быть теплым при выдерживании. Экзотермическая реакция гидравлического схватывания огнеупорного бетона начнется спустя несколько часов после заливки, в зависимости от количества воды и температуры материалов. Реакция сделает изделие весьма горячим, поскольку это продолжается несколько часов. Важно, что бы изделие было тщательно укрыто, чтобы предотвратить потери воды через испарение во время реакции. Хотя я вынимаю и использую модули через день после заливки, как только они остыли, лучше оставить в их формах в течение дополнительных двух дней. Если они вынуты через день, то лучше держать их влажными в течение нескольких дней

Перемычка парит при экзотермической теакции. Видео, 18 сек.

Изготавливая формы для огнеупорного бетона, необходимо работать точно. Поверхности модулей, уплотняемые керамической бумагой в 1/8 дюйма (3 мм), должны быть прямыми и квадратными, чтобы все было нормально.

Внутренняя поверхность подины духовки печи была отлита в слегка смазанную жиром деревянную форму. Вероятно, предпочтительней отлить ее в полиэтилен, поскольку это обеспечит более гладкую поверхность, которая является менее водопроницаемой и которую легче чистить.

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.

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.

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.

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.

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

Жаростойкий бетон

by Wayne

В. Какой тип бетонной смеси лучше всего подходит для использования на площадке для пожарных тренировок? Площадка будет содержать стальные поддоны с водой и дизельным топливом, и часто дизельное топливо находится в прямом контакте с бетоном и воспламеняется. Я понимаю, что это пагубно для бетона, но это неизбежное зло.

A. Механизм теплового выкрашивания довольно прост. Когда бетон подвергается воздействию температур выше 212 градусов по Фаренгейту, точки кипения воды, влага в бетоне превращается в пар.Если температура повышается быстрее, чем пар может выйти через бетонную матрицу, повышающееся давление превышает прочность бетона, и он начинает раскалываться. В крайних случаях такое растрескивание может привести к взрыву.

Воздействие огня на бетон в значительной степени зависит от типа используемого крупного заполнителя. Бетон, содержащий карбонатные заполнители (включая известняк и доломит) и легкие заполнители (встречающиеся в природе или полученные путем расширения сланца, глины или шлака), сохраняют большую часть своей прочности на сжатие до 1200 градусов по Фаренгейту.Однако бетон, содержащий кремнеземистые заполнители, такие как гранит, кварцит, сланцы и другие материалы, состоящие в основном из кремнезема, сохраняет только около 55% своей прочности на сжатие при 1200 градусах F.

Повреждение бетона, вызванное огнем, может варьироваться от незначительного. от косметических пятен до более серьезных повреждений, таких как внешнее растрескивание, расслоение и растрескивание, внутреннее микротрещина и химические изменения.

Наиболее важным фактором, который следует учитывать, является выбор агрегата.Различное тепловое движение между цементным тестом и заполнителем — вот что может вызвать повреждение. Кварцитовый заполнитель наиболее подвержен возгоранию из-за растрескивания кварцитового заполнителя и разрыва связи между цементным тестом и заполнителем. Заполнитель известняка показывает лучшую огнестойкость при воздействии низкотемпературного огня. Легкий агрегат также хорошо себя проявил. В этой ситуации легкий бетон с мешком 6 1/2 должен обеспечить все необходимое тепловое сопротивление.

При более высоких температурах (выше 800 градусов по Фаренгейту) обычно требуется жаростойкий бетон.Легкие заполнители оказались более термостойкими, поэтому первый шаг — использовать легкие. Когда температура становится чрезвычайно высокой (выше 1000 градусов по Фаренгейту), из алюминатного цемента образуется огнеупорный бетон.

Конструирование бетонных смесей с повышенной огнестойкостью или жаропрочностью | Журнал Concrete Construction

Одним из факторов, который редко учитывается при стремлении к высокой степени огнестойкости или термостойкости бетонной конструкции, является конструкция самой бетонной смеси.И все же, чтобы назвать только один пример, исследование показало, что соответствующее изменение типа используемого заполнителя иногда может удвоить огнестойкость бетона. Кирпичный щебень, шармот, корунд и другие специальные заполнители могут использоваться для бетона, подверженного воздействию огня или высоких температур. Здесь мы имеем дело с заполнителями, обычно используемыми в общем бетонном строительстве. Карбонатные агрегаты подвергаются потере диоксида углерода при температурах в основном в диапазоне от 1320 до 1794 градусов по Фаренгейту для карбоната кальция и от 1365 до 1540 градусов по Фаренгейту для карбоната магния.Это химическое изменение поглощает тепло без соответствующего повышения температуры. В то же время он образует пленку из углекислого газа на поверхности бетона, образуя изолирующий слой, особенно когда газ генерируется в значительном объеме. Кремнистые агрегаты не имеют такой встроенной защиты. В прошлом они также подвергались дефектам из-за расширения, сопровождающего инверсию кремнезема, которая происходит при температурах около 1600 градусов по Фаренгейту. Однако эффект инверсии кремнезема не становится важным при большинстве пожаров, и вероятно, что основной Различия в огнестойкости кремнеземистых и карбонатных агрегатов объясняются преимуществами, полученными за счет удаления углекислого газа из карбонатных агрегатов.Подводя итог, если проектировщики бетонной смеси желают достичь высокой степени огнестойкости самого бетона, не прибегая к использованию специальных огнеупорных материалов, им следует прислушаться к следующему совету: из имеющегося заполнителя используйте тот, который демонстрирует наибольшая стабильность при высоких температурах; использовать низкое соотношение заполнитель-цемент; если возможно, использовать пуццолановый или доменный шлаковый цемент; спроектировать смесь с прочностью, превышающей то, что необходимо конструктивно, от того, что необходимо для выдерживания максимальной ожидаемой температуры; выдерживать бетон достаточно долго, чтобы достичь необходимой прочности; и тщательно высушите бетон, прежде чем подвергать его воздействию огня или действительно сильного нагрева.

Жаростойкий бетон — его типы, применение, свойства, преимущества и недостатки

Что такое жаростойкий бетон?

Как видно из названия, жаропрочный бетон — это материал, который может выдерживать высокие температуры. Основным материалом, используемым для изготовления жаропрочного бетона, является бетон с высоким содержанием глинозема или бетон из алюмината кальция.

В то время, когда бетон с высоким содержанием глинозема подвергается воздействию высоких температур, он будет немного растягиваться, но при этом будет достаточно прочным, чтобы выдержать обычную нагрузку.

Жаростойкий бетон

Наиболее часто используемый жаростойкий бетон — это щебень с глиноземистым бетоном. Иногда эти агрегаты можно назвать огнеупорными агрегатами. Этот материал выдерживает температуру до 1400 градусов Цельсия.

Обычно требуются более высокие температуры (выше 400 ° C), жаростойкий бетон. Когда температура становится очень высокой (выше 550 ° C), следует использовать бетон из алюмината кальция.

Однако недавно было обнаружено, что добавление нового уникального цемента может изменить бетон.Создание цемента или раствора приведет к невообразимому расширению теплового препятствия. Бетонные растворы без особого вреда подвергаются воздействию температур 2000 ° C. Он также известен как огнеупорный бетон.

Типы жаропрочного бетона ( Огнеупорный бетон )

Существует два типа огнеупорного бетона, а именно: —

  1. Высококачественный жаростойкий бетон
  2. Бетон низкосортный жаропрочный

Высококачественный жаростойкий бетон

Высококачественный жаростойкий бетон 1-го типа может противостоять высокой температуре или может противостоять высокой температуре горячим поверхностям.Жаростойкий бетон можно использовать для инструментов с горячими поверхностями. Инструменты с горячим лицевым покрытием — это любой материал, который сразу подвергается воздействию тепла.

Ex: — Газовая горелка, Woodfire и т. Д.

Бетон низкосортный жаростойкий

Жаростойкий бетон 2-го типа устойчив к низкому нагреву. Может использоваться при низкой термостойкости.

Также читайте: Планирование и подготовка площадки под бетон

Свойства жаропрочного бетона

Обычно жаростойкий бетон разрывается после первой заделки.Эти разрывы возникают из-за усадки при высыхании и химических реакций между бетоном и заполнителем при высоких температурах. В некоторых условиях эти разрывы заполняются, когда бетон повторно нагревается до допустимой температуры из-за теплового расширения.

Применение жаропрочного бетона

Обычно используется в асфальтовом покрытии взлетно-посадочных полос или покрытиях взлетно-посадочных полос. Бетонное покрытие подвергается воздействию высоких температур из-за мокрого самолета. В момент внезапного воздействия тепла пар внутри вещества может вызвать растрескивание.Бетонное покрытие повреждается высокой температурой струйных взрывов, включая выскакивание заполнителей, трещины и трещины.

Преимущества жаропрочного бетона
  1. Усадка: Огнеупорный бетон не скручивается во время сушки и обжига, так как он затвердевает в результате химической реакции, поэтому они были спечены для образования глиняной связки.
  2. Прочность по зеленому цвету: Огнеупорный бетон имеет такую ​​же прочность, что и конвертируемый бетон, даже до того, как он был завершен.Он имеет тенденцию двигаться более эффективно, чем большие куски хрупкой глины или грязи
  3. Прочность: При обжиге огнеупорный бетон значительно тверже, чем традиционный бетон, из-за способности заполнителя улавливать распространение трещин.

Недостатки жаропрочного бетона
  1. Жаростойкий бетон может нанести вред окружающей среде, а также людям.
  2. Термостойкие частицы вредны для человеческого организма.
  3. Жаростойкий бетон обладает хорошей целостностью и воздухонепроницаемостью, поэтому вредит нашему существованию.

Какие ингредиенты используются для изготовления жаропрочного бетона?
  1. Огнеупорный заполнитель (песок из реки)
  2. Огнеупорный цемент (алюминатный цемент)
  3. Вода
  4. Известь (CaO)

Что такое огнеупорный цемент?

Любая степень комбинации, например, смесь шамота-кремнезема-ганистера или шамота, смешанного с измельченным кирпичом или шамотно-кремнеземистым песком, известна как огнеупорный цемент.

Огнеупорный бетон

В огнеупорном бетоне масса огнеупорных зерен сначала армируется обожженной связкой, которая обжигается с химической реакцией Si3N4 и Si2ON2, которая защищает спеченный бетон с высокой температурой от воздействия разрушения во время использования бетона. как вкладыш для разделителей утеплителя, короба.

Также читайте: Какие бывают разновидности цемента

Состав огнеупорного цемента
  • Глиноземистые материалы (в основном Al2O3)
  • Известковые материалы
  • Хлорид магния / хлорид кальция / барий
  • Смесь связующего или клинкера и крупного заполнителя
  • Хлорид / хлорид натрия
  • Керамика глинозема, огнеупорная глина, кирпичи, сборные железобетонные изделия, алюминатный цемент
  • Асбест обожженная шпинель
  • Магнезия, реактивная магнезия
  • Органическая кислота

Для производства огнеупорного цемента из вышеуказанных материалов процесс обжига проводится при температуре от 1500 до 1550 по Цельсию.

Использование огнеупорного цемента

Огнеупорный цемент используется в разных местах:

  1. В дымоходах и дровяных печах, где температура очень высока, можно использовать огнеупорный цемент.
  2. Огнеупорный цемент — достойный материал для ремонта печей и мусоросжигательных заводов.
  3. При закладке и хранении огнеупорного кирпича в топке используется.
  4. Электрическая или тепловая защита. Он отлично справляется с теплоизоляцией от тепла.
  5. Для герметизации утечек воздуха и газа используется огнеупорный цемент.

Как сделать жаростойкий бетон?

Огнестойкость — это способность материала выдерживать или выдерживать очень высокую температуру или тепло. При таких высоких температурах некоторые материалы теряют свою прочность, возникает жесткость и растрескивание. Однако бетон — это защитный материал.
Различные составляющие компоненты, используемые для приготовления бетона, в том числе глина, известняк, гипс и заполнитель, делают материал непроницаемым для тепла и огня.Сам по себе состав делает бетон негорючим, но при этом химически инертен, поэтому дополнительная противопожарная защита не требуется.
Низкая скорость теплового движения позволяет бетону выдерживать очень высокие температуры без разрывов, трещин, выделения токсичных газов, дыма или расплавленных частиц.
Обсуждая свои огнестойкие качества, бетон сохраняет свою структурную способность, и материал не горит сам по себе. Это ограничивает риск возгорания и требует минимального обслуживания для предотвращения повреждений.

Из какого цемента бывает жаростойкий бетон?

Огнеупорный цемент — это жаростойкий бетон.

Свойства бетона при повышенных температурах

Огнестойкость бетонных конструктивных элементов зависит от тепловых, механических и деформационных свойств бетона. Эти свойства значительно зависят от температуры, а также от состава и характеристик бетонной смеси, а также от скорости нагрева и других условий окружающей среды.В этой главе описаны основные характеристики бетона. Обсуждаются различные свойства, которые влияют на характеристики огнестойкости, а также роль этих свойств в огнестойкости. Представлено изменение термических, механических, деформационных и откольных свойств в зависимости от температуры для различных типов бетона.

1. Введение

Бетон широко используется в качестве основного конструкционного материала в строительстве благодаря многочисленным преимуществам, таким как прочность, долговечность, простота изготовления и негорючие свойства, которыми он обладает по сравнению с другими строительными материалами.Бетонные конструктивные элементы при использовании в зданиях должны удовлетворять соответствующим требованиям пожарной безопасности, указанным в строительных нормах [1–4]. Это связано с тем, что пожар представляет собой одно из самых тяжелых условий окружающей среды, которым могут подвергаться конструкции; поэтому обеспечение соответствующих мер противопожарной безопасности для элементов конструкции является важным аспектом проектирования здания.

Меры пожарной безопасности конструктивных элементов измеряются с точки зрения огнестойкости, которая представляет собой продолжительность, в течение которой конструктивный элемент проявляет сопротивление в отношении структурной целостности, стабильности и передачи температуры [5, 6].Бетон обычно обеспечивает лучшую огнестойкость из всех строительных материалов [7]. Эта превосходная огнестойкость обеспечивается материалами, составляющими бетон (например, цемент и заполнители), которые при химическом соединении образуют материал, который по существу инертен и имеет низкую теплопроводность, высокую теплоемкость и более медленное ухудшение прочности с температурой. Именно эта низкая скорость теплопередачи и потери прочности позволяют бетону действовать как эффективный противопожарный щит не только между соседними помещениями, но и защищать себя от повреждений от огня.

Поведение бетонного конструктивного элемента, подверженного воздействию огня, частично зависит от термических, механических и деформационных свойств бетона, из которого он состоит. Подобно другим материалам, теплофизические, механические и деформационные свойства бетона существенно изменяются в диапазоне температур, связанных с пожарами в зданиях. Эти свойства меняются в зависимости от температуры и зависят от состава и характеристик бетона. Прочность бетона существенно влияет на его свойства как при комнатной, так и при высоких температурах.Свойства высокопрочного бетона (HSC) изменяются в зависимости от температуры иначе, чем свойства бетона нормальной прочности (NSC). Это изменение более выражено для механических свойств, на которые влияют прочность, влажность, плотность, скорость нагрева, количество микрокремнезема и пористость.

На практике огнестойкость конструктивных элементов оценивалась в основном с помощью стандартных огнестойких испытаний [8]. Однако в последние годы использование численных методов для расчета огнестойкости элементов конструкции получает все большее распространение, поскольку эти методы расчета гораздо менее затратны и требуют много времени [9].Когда элемент конструкции подвергается определенному температурно-временному воздействию во время пожара, это воздействие вызовет предсказуемое распределение температуры в элементе. Повышенные температуры вызывают деформации и изменение свойств материалов, из которых изготовлен элемент конструкции. Зная о деформациях и изменениях свойств, обычные методы строительной механики могут применяться для прогнозирования характеристик огнестойкости конструктивного элемента. Наличие свойств материала при повышенной температуре позволяет использовать математический подход для прогнозирования огнестойкости элементов конструкции [10, 11].

Очевидно, общая информация о свойствах бетона при комнатной температуре редко применима для расчета огнестойкости [12]. Поэтому крайне важно, чтобы практикующий специалист по пожарной безопасности знал, как расширить, исходя из априорных соображений, полезность скудных данных о свойствах, которые могут быть собраны из технической литературы. Кроме того, знание уникальных характеристик, таких как растрескивание бетона в результате пожара, имеет решающее значение для определения огнестойкости бетонных элементов конструкции.

2. Свойства, влияющие на огнестойкость
2.1. Общие сведения

На огнестойкость железобетонных элементов (ЖБИ) влияют характеристики составляющих материалов, а именно, бетона и арматурной стали. К ним относятся (а) термические свойства, (б) механические свойства, (в) деформационные свойства и (г) специфические характеристики материала, такие как растрескивание бетона. Тепловые свойства определяют степень теплопередачи к элементу конструкции, тогда как механические свойства составляющих материалов определяют степень потери прочности и ухудшения жесткости элемента.Деформационные свойства в сочетании с механическими свойствами определяют степень деформаций и деформаций в элементе конструкции. Кроме того, растрескивание бетона в результате пожара может сыграть значительную роль в пожарных характеристиках элементов RC [13]. Все эти свойства меняются в зависимости от температуры и зависят от состава и характеристик бетона, а также арматурной стали [12]. Изменение свойств бетона, вызванное температурой, намного сложнее, чем изменение свойств арматурной стали, из-за миграции влаги, а также значительного различия ингредиентов в различных типах бетона.Таким образом, основное внимание в этой главе уделяется влиянию температуры на свойства бетона. Влияние температуры на свойства стальной арматуры можно найти в [4, 12].

Бетон доступен в различных формах, и его часто группируют по разным категориям в зависимости от веса (как обычный и легкий бетон), прочности (как бетон нормальной прочности, высокопрочного и сверхвысокопрочного бетона), наличия волокон (как простой бетон). и бетон, армированный фиброй), и эксплуатационные характеристики (как обычный бетон, так и бетон с высокими эксплуатационными характеристиками).Специалисты по пожарной безопасности также подразделяют бетон с нормальным весом на силикатный (кремнистый) и карбонатный (известняковый) бетон, в зависимости от состава основного заполнителя. Кроме того, когда небольшое количество прерывистых волокон (стальных или полипропиленовых) добавляется к бетонной смеси для улучшения характеристик, этот бетон называют фибробетоном (FRC). В этом разделе в основном обсуждаются различные свойства обычного бетона. Подчеркивается влияние прочности, веса и волокон на свойства бетона при повышенных температурах.

Традиционно прочность на сжатие бетона составляла от 20 до 50 МПа, который классифицируется как бетон нормальной прочности (НБК). В последние годы стал широко доступен бетон с прочностью на сжатие в диапазоне от 50 до 120 МПа, который называют высокопрочным бетоном (HSC). Когда прочность на сжатие превышает 120 МПа, его часто называют бетоном со сверхвысокими характеристиками (UHP). Прочность бетона ухудшается с температурой, и на скорость ухудшения прочности сильно влияет прочность бетона на сжатие.

2.2. Термические свойства

Термическими свойствами, которые влияют на повышение и распределение температуры в бетонном конструктивном элементе, являются теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность и потеря массы.

Теплопроводность — это свойство материала проводить тепло. Бетон содержит влагу в различных формах, и тип и количество влаги оказывают значительное влияние на теплопроводность. Теплопроводность обычно измеряется с помощью методов испытаний в «установившемся режиме» или «в переходных режимах» [14].Переходные методы предпочтительнее для измерения теплопроводности влажного бетона, чем стационарные методы [15–17], поскольку физико-химические изменения бетона при более высоких температурах вызывают прерывистое направление теплового потока. В среднем теплопроводность обычного бетона нормальной прочности при комнатной температуре составляет от 1,4 до 3,6 Вт / м- ° C [18].

Удельная теплоемкость — это количество тепла на единицу массы, необходимое для изменения температуры материала на один градус, и часто выражается в терминах тепловой (теплоемкости), которая является произведением удельной теплоемкости и плотности.На удельную теплоемкость сильно влияют влажность, тип заполнителя и плотность бетона [19–21]. До 1980-х годов изменение удельной теплоемкости в зависимости от температуры определялось с помощью адиабатической калориметрии. С 1980-х годов дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) была наиболее часто используемой техникой для построения графика кривой за одну развертку температуры при желаемой скорости нагрева [22, 23]. К сожалению, точность метода DSC в определении вклада явной теплоты в кажущуюся удельную теплоемкость может быть не очень хорошей (иногда она может составлять всего ± 20 процентов).Скорость повышения температуры в тестах DSC обычно составляет 5 ° C · мин -1 . При более высоких скоростях нагрева пики на кривых ДСК имеют тенденцию смещаться в сторону более высоких температур и становиться более резкими. Для температур выше 600 ° C также используется высокотемпературный дифференциальный термический анализатор (DTA) для оценки удельной теплоемкости.

Температуропроводность материала определяется как отношение теплопроводности к объемной удельной теплоемкости материала [24]. Он измеряет скорость передачи тепла от открытой поверхности материала к внутренним слоям.Чем больше коэффициент диффузии, тем быстрее поднимается температура на определенной глубине в материале [12]. Подобно теплопроводности и удельной теплоемкости, коэффициент температуропроводности изменяется с повышением температуры в материале. Температуропроводность,, может быть рассчитана с использованием соотношения где — теплопроводность, — плотность, — удельная теплоемкость материала.

Плотность в высушенном в печи состоянии — это масса единицы объема материала, состоящей из самого твердого вещества и пор, заполненных воздухом.С повышением температуры материалы, такие как бетон, которые имеют большое количество влаги, будут испытывать потерю массы в результате испарения влаги из-за химических реакций. Предполагая, что материал изотропен в отношении своего дилатометрического поведения, его плотность (или массу) при любой температуре можно рассчитать по термогравиметрическим и дилатометрическим кривым [24].

2.3. Механические свойства

Механические свойства, которые определяют огнестойкость элементов RC, — это прочность на сжатие и растяжение, модуль упругости и реакция на напряжение-деформацию составляющих материалов при повышенных температурах.

Прочность бетона на сжатие при повышенной температуре имеет первостепенное значение для расчета огнестойкости. Прочность бетона на сжатие при температуре окружающей среды зависит от водоцементного отношения, переходной зоны раздела заполнитель-паста, условий отверждения, типа и размера заполнителя, типов добавок и типа напряжения [25]. При высокой температуре на прочность на сжатие сильно влияют прочность при комнатной температуре, скорость нагрева и связующие вещества в замесе (например, микрокремнезем, летучая зола и шлак).В отличие от термических свойств при высокой температуре, механические свойства бетона хорошо изучены. Снижение прочности в HSC не является постоянным, и, как сообщают различные авторы, наблюдаются значительные различия в потере прочности.

Прочность бетона на растяжение намного ниже прочности на сжатие из-за легкости, с которой трещины могут распространяться под действием растягивающих нагрузок [26]. Бетон является слабым при растяжении, и для NSC предел прочности на разрыв составляет только 10% от его прочности на сжатие, а для HSC коэффициент прочности на растяжение еще больше снижается.Таким образом, предел прочности бетона при растяжении часто не учитывается при расчетах прочности при комнатной и повышенных температурах. Однако это важное свойство, потому что трещины в бетоне обычно возникают из-за растягивающих напряжений, а структурное повреждение элемента при растяжении часто возникает из-за развития микротрещин [26]. В условиях пожара прочность бетона на растяжение может быть еще более важной в случаях, когда в бетонном элементе конструкции происходит выкрашивание из-за пожара [27]. Прочность бетона на растяжение зависит почти от тех же факторов, что и прочность бетона на сжатие [28, 29].

Еще одно свойство, влияющее на огнестойкость, — это модуль упругости бетона, который уменьшается с температурой. При высокой температуре разрушение гидратированных цементных продуктов и разрыв связей в микроструктуре цементного теста снижает модуль упругости, и степень снижения зависит от потери влаги, ползучести при высокой температуре и типа заполнителя.

2.4. Деформационные свойства

Деформационные свойства, определяющие огнестойкость железобетонных элементов, включают тепловое расширение и ползучесть бетона и арматуры при повышенных температурах.Кроме того, переходная деформация, возникающая при повышенных температурах в бетоне, может усилить деформации в подверженных огню бетонных конструктивных элементах.

Термическое расширение характеризует расширение (или усадку) материала, вызванное нагревом, и определяется как расширение (усадка) единицы длины материала при повышении температуры бетона на один градус. Коэффициент теплового расширения определяется как процентное изменение длины образца на градус повышения температуры.Расширение считается положительным, когда материал удлиняется, и отрицательным (усадкой), когда он укорачивается. Как правило, тепловое расширение материала зависит от температуры и оценивается с помощью дилатометрической кривой, которая является записью частичного изменения линейного размера твердого тела при неуклонно повышающейся или понижающейся температуре [24]. Тепловое расширение является важным свойством для прогнозирования тепловых напряжений, возникающих в элементе конструкции в условиях пожара.На тепловое расширение бетона обычно влияют тип цемента, содержание воды, тип заполнителя, температура и возраст [15, 30].

Ползучесть, часто называемая деформацией ползучести, определяется как пластическая деформация материала, зависящая от времени. При нормальных напряжениях и температурах окружающей среды деформации из-за ползучести незначительны. Однако при более высоких уровнях напряжения и повышенных температурах скорость деформации, вызванной ползучестью, может быть значительной. Следовательно, основными факторами, влияющими на ползучесть, являются температура, уровень напряжений и их продолжительность [31].Ползучесть бетона обусловлена ​​наличием воды в его микроструктуре [32]. Удовлетворительного объяснения ползучести бетона при повышенных температурах нет.

Переходная деформация возникает при первом нагреве бетона и не зависит от времени. Это в основном вызвано термической несовместимостью заполнителя и цементного теста [6]. Переходная деформация бетона, аналогичная деформации при высокотемпературной ползучести, представляет собой сложное явление, на которое влияют такие факторы, как температура, прочность, влажность, нагрузка и пропорции смеси.

2,5. Выкрашивание

Помимо термических, механических и деформационных свойств, еще одним свойством, которое оказывает значительное влияние на огнестойкость бетонного конструктивного элемента, является выкрашивание [33]. Это свойство уникально для бетона и может быть определяющим фактором при определении огнестойкости структурного элемента RC [34]. Отслаивание определяется как разрыв слоев (кусков) бетона с поверхности бетонного элемента, когда он подвергается воздействию высоких и быстро растущих температур, например, при пожарах.Отслаивание может произойти вскоре после воздействия быстрого нагрева и может сопровождаться сильными взрывами или может произойти на более поздних стадиях пожара, когда бетон стал настолько слабым после нагрева, что при образовании трещин куски бетона отвалятся от поверхности. конкретный член. Последствия ограничены до тех пор, пока степень повреждения невелика, но обширное выкрашивание может привести к ранней потере стабильности и целостности. Кроме того, при растрескивании более глубокие слои бетона подвергаются воздействию высоких температур, что увеличивает скорость передачи тепла внутренним слоям элемента, включая арматуру.Когда арматура подвергается прямому воздействию огня, температура в арматуре повышается с очень высокой скоростью, что приводит к более быстрому снижению прочности (емкости) элемента конструкции. Потеря прочности арматуры в сочетании с потерей бетона из-за растрескивания значительно снижает огнестойкость конструктивного элемента [35, 36].

Хотя растрескивание может происходить во всех типах бетона, HSC более подвержен растрескиванию, вызванному огнем, чем NSC, из-за его низкой проницаемости и более низкого водоцементного отношения по сравнению с NSC.Вызванное огнем растрескивание также зависит от ряда факторов, включая проницаемость бетона, тип воздействия огня и прочность бетона на растяжение [34, 37–40]. Таким образом, информация о проницаемости и прочности бетона на растяжение, которые меняются в зависимости от температуры, имеет решающее значение для прогнозирования вызванного огнем растрескивания бетонных элементов.

3. Термические свойства бетона при повышенных температурах

Термическими свойствами, которые определяют зависящие от температуры свойства бетонных конструкций, являются теплопроводность, удельная теплоемкость (или теплоемкость) и потеря массы.На эти свойства существенно влияют тип заполнителя, влажность и состав бетонной смеси. Существует множество программ испытаний для определения тепловых свойств бетона при повышенных температурах [16, 41–44]. Подробный обзор влияния температуры на термические свойства различных типов бетона дан Khaliq [45], Kodur et al. [46] и Флинн [47].

3.1. Теплопроводность

Теплопроводность бетона при комнатной температуре находится в пределах 1.4 и 3,6 Вт / м ° К и зависит от температуры [18]. На рисунке 1 показано изменение теплопроводности НБК в зависимости от температуры на основе опубликованных данных испытаний и эмпирических зависимостей. Данные испытаний собраны Халиком [45] из разных источников на основе экспериментальных данных [16, 20, 21, 24, 44, 48] и эмпирических соотношений в различных стандартах [4, 15]. Вариации измеренных данных испытаний показаны заштрихованной областью на Рисунке 1, и это изменение в отчетных данных по теплопроводности в основном связано с содержанием влаги, типом заполнителя, условиями испытаний и методами измерения, используемыми в экспериментах [15, 18–20 , 41].Следует отметить, что существует очень мало стандартизованных методов измерения тепловых свойств. На рисунке 1 также показаны верхняя и нижняя границы значений теплопроводности в соответствии с положениями EC2, и этот диапазон относится ко всем типам заполнителей. Тем не менее, теплопроводность, показанная на Рисунке 1, согласно соотношениям ASCE, применима для бетона с карбонатными заполнителями.


Общая теплопроводность постепенно уменьшается с температурой, и это снижение зависит от свойств бетонной смеси, в частности, от влажности и проницаемости.Эта тенденция к снижению теплопроводности может быть объяснена изменением содержания влаги с повышением температуры [18].

Теплопроводность HSC выше, чем у NSC из-за низкого соотношения w / c и использования различных связующих в HSC [49]. Обычно теплопроводность HSC находится в диапазоне от 2,4 до 3,6 Вт / м · К при комнатной температуре. Теплопроводность бетона, армированного фиброй (как стальным, так и полипропиленовым), почти соответствует той же тенденции, что и у обычного бетона, и ближе к теплопроводности HSC.Таким образом, делается вывод об отсутствии значительного влияния волокон на теплопроводность бетона в диапазоне температур 20–800 ° C [27].

3.2. Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость бетона при комнатной температуре варьируется в диапазоне от 840 Дж / кг · К до 1800 Дж / кг · К для различных типов заполнителей. Часто удельная теплоемкость выражается в терминах теплоемкости, которая является произведением удельной теплоемкости и плотности бетона. Удельная теплоемкость чувствительна к различным физическим и химическим превращениям, происходящим в бетоне при повышенных температурах.Это включает испарение свободной воды при температуре около 100 ° C, диссоциацию Ca (OH) 2 на CaO и H 2 O между 400–500 ° C и кварцевое преобразование некоторых агрегатов при температуре выше 600 ° C [ 24]. Поэтому удельная теплоемкость сильно зависит от содержания влаги и значительно увеличивается с увеличением отношения воды к цементу.

Халик и Кодур [27] собрали результаты измерений удельной теплоемкости различных бетонов из различных исследований [16, 20, 24, 41, 44, 48]. На рис. 2 показано изменение удельной теплоемкости NSC в зависимости от температуры, о чем сообщалось в различных исследованиях, основанных на данных испытаний и различных стандартах.Удельная теплоемкость бетона остается почти постоянной до 400 ° C, затем увеличивается примерно до 700 ° C, а затем остается постоянной в диапазоне от 700 до 800 ° C. Из различных факторов тип заполнителя оказывает значительное влияние на удельную теплоемкость (теплоемкость) бетона. Этот эффект отражен в соотношениях ASCE для удельной теплоемкости бетона [15]. Бетон из карбонатного заполнителя имеет более высокую удельную теплоемкость (теплоемкость) в диапазоне температур 600–800 ° C, и это вызвано эндотермической реакцией, которая возникает в результате разложения доломита и поглощает большое количество энергии [12].Эта высокая теплоемкость в бетоне с карбонатным заполнителем помогает свести к минимуму растрескивание и повысить огнестойкость элементов конструкции.


По сравнению с NSC, HSC демонстрирует несколько меньшую удельную теплоемкость в диапазоне температур 20–800 ° C [41]. Наличие волокон также оказывает незначительное влияние на удельную теплоемкость бетона. Для бетона с полипропиленовыми волокнами при сжигании полипропиленовых волокон образуются микроканалы для выпуска пара; и, следовательно, количество поглощенного тепла меньше при обезвоживании химически связанной воды; таким образом, его удельная теплоемкость снижается в диапазоне температур 600–800 ° C.Однако бетон со стальной фиброй показывает более высокую удельную теплоемкость в диапазоне температур 400–800 ° C, что может быть связано с дополнительным теплом, поглощаемым при обезвоживании химически связанной воды.

3.3. Потеря массы

В зависимости от плотности бетон обычно подразделяют на две основные группы: (1) бетон с нормальным весом с плотностью от 2150 до 2450 кг · м −3 ; и (2) легкие бетоны плотностью от 1350 до 1850 кг · м −3 . Плотность или масса бетона уменьшается с повышением температуры из-за потери влаги.На удержание массы бетона при повышенных температурах сильно влияет тип заполнителя [21, 44].

На рис. 3 показано изменение массы бетона в зависимости от температуры для бетонов, изготовленных из карбонатных и кремнистых заполнителей. Потеря массы минимальна как для карбонатных, так и для кремнистых заполнителей до температуры около 600 ° C. Однако тип заполнителя оказывает значительное влияние на потерю массы бетона при температуре выше 600 ° C. В случае бетона из кремнистого заполнителя потеря массы незначительна даже при температуре выше 600 ° C.Однако при температуре выше 600 ° C бетон с карбонатным заполнителем испытывает больший процент потери массы по сравнению с бетоном с кремнистым заполнителем. Этот более высокий процент потери массы в бетоне с карбонатным заполнителем объясняется диссоциацией доломита в карбонатном заполнителе при температуре около 600 ° C [12].


Прочность бетона не оказывает значительного влияния на потерю массы, и, следовательно, HSC демонстрирует ту же тенденцию в потере массы, что и NSC. Потеря массы для бетона, армированного фиброй, такая же, как и для обычного бетона при температуре примерно до 800 ° C.При температуре выше 800 ° C потеря массы HSC, армированного стальным волокном, немного ниже, чем у простого HSC.

4. Механические свойства бетона при повышенных температурах

Механические свойства, которые имеют первостепенное значение при расчете огнестойкости, включают прочность на сжатие, предел прочности на разрыв, модуль упругости и реакцию на напряжение-деформацию при сжатии. Механические свойства бетона при повышенных температурах широко изучены в литературе по сравнению с термическими свойствами [12, 39, 50–52].Испытания механических свойств при высоких температурах обычно проводятся на образцах бетона, которые обычно представляют собой цилиндры или кубы разных размеров. В отличие от измерений свойств при комнатной температуре, когда размеры образцов указаны в соответствии со стандартами, высокотемпературные механические свойства обычно проводятся на широком диапазоне размеров образцов из-за отсутствия стандартизированных спецификаций испытаний для проведения испытаний механических свойств при высоких температурах [53, 54].

4.1. Прочность на сжатие

На рисунках 4 и 5 показано изменение соотношения прочности на сжатие для NSC и HSC при повышенных температурах, соответственно, с верхней и нижней границами (заштрихованной области), показывающими изменение диапазона представленных данных испытаний.На этих рисунках также показано изменение прочности на сжатие, полученное с использованием Еврокода [4], ASCE [15] и Kodur et al. [46] отношения; На рис. 4 показано большое, но равномерное изменение скомпилированных данных испытаний для НБК в диапазоне температур 20–800 ° C. Однако на рис. 5 показано большее изменение прочности на сжатие HSC при температуре в диапазоне от 200 ° C до 500 ° C и меньшее отклонение выше 500 ° C. Это в основном связано с тем, что для HSC при температурах выше 500 ° C было зарегистрировано меньшее количество точек данных испытаний, либо из-за возникновения растрескивания в бетоне, либо из-за ограничений в испытательной аппаратуре.Однако более широкий разброс наблюдается для NSC в этом диапазоне температур (выше 500 ° C) по сравнению с HSC, как показано на рисунках 4 и 5. Это в основном из-за большего количества точек данных испытаний, указанных для NSC в литературе и также из-за меньшей склонности НБК к растрескиванию под огнем. В целом разброс механических свойств бетона при сжатии при высоких температурах довольно велик. Эти отклонения от различных испытаний могут быть объяснены использованием различных скоростей нагрева или нагружения, размера образца и отверждения, условий при испытании (содержание влаги и возраст образца) и использования добавок.



В случае НБК прочность бетона на сжатие незначительно зависит от температуры до 400 ° C. NSC обычно очень проницаемы и позволяют легко рассеивать поровое давление за счет водяного пара. С другой стороны, использование различных связующих в HSC дает превосходную и плотную микроструктуру с меньшим количеством гидроксида кальция, что обеспечивает положительный эффект на прочность на сжатие при комнатной температуре [55]. Такие связующие, как использование шлака и микрокремнезема, дают наилучшие результаты по повышению прочности на сжатие при комнатной температуре, что объясняется плотной микроструктурой.Однако, как упоминалось ранее, компактная микроструктура очень непроницаема и при высоких температурах становится вредной, поскольку не позволяет влаге уходить, что приводит к нарастанию порового давления и быстрому развитию микротрещин в HSC, что приводит к более быстрому ухудшению прочности и возникновению. выкрашивания [27, 56, 57]. Наличие в бетоне стальной фибры помогает замедлить потерю прочности при повышенных температурах [44, 58].

Среди факторов, которые напрямую влияют на прочность на сжатие при повышенных температурах, — начальное отверждение, содержание влаги во время испытаний, а также добавление примесей и микрокремнезема в бетонную смесь [59–63].Эти факторы не рассматриваются в литературе, и отсутствуют данные испытаний, которые показывают влияние этих факторов на высокотемпературные механические свойства бетона.

Другой основной причиной значительного разброса характеристик прочности бетона при высоких температурах является использование различных условий испытаний (таких как скорость нагрева и скорость деформации) и процедур испытаний (испытание на прочность в горячем состоянии и испытание на остаточную прочность) из-за отсутствия стандартизированных методов испытаний для проведения испытаний свойств [46].

4.2. Прочность на растяжение

Прочность бетона на растяжение намного ниже, чем прочность на сжатие, поэтому предел прочности бетона на растяжение часто не учитывается при расчетах прочности при комнатной и повышенных температурах. Однако с точки зрения огнестойкости это важное свойство, потому что растрескивание бетона обычно происходит из-за растягивающих напряжений, а структурное повреждение элемента при растяжении часто возникает из-за развития микротрещин [26]. В условиях пожара прочность бетона на растяжение может быть еще более важной в случаях, когда в бетонном элементе происходит выкрашивание из-за пожара [27].Таким образом, информация о прочности на разрыв HSC, которая изменяется в зависимости от температуры, имеет решающее значение для прогнозирования вызванного огнем растрескивания в элементах HSC.

На рисунке 6 показано изменение отношения прочности на разрыв для NSC и HSC в зависимости от температуры, как сообщалось в предыдущих исследованиях и положениях Еврокода [4, 64–66]. Отношение прочности на разрыв при данной температуре к прочности на разрыв при комнатной температуре показано на рисунке 6. Заштрихованный участок на этом графике показывает диапазон изменения прочности на разрыв при расщеплении, полученный различными исследователями для NSC с обычными заполнителями.Снижение предела прочности НБК с температурой может быть объяснено слабой микроструктурой НБК, позволяющей образовывать микротрещины. При температуре 300 ° C бетон теряет около 20% своей начальной прочности на разрыв. Выше 300 ° C прочность на разрыв НБК снижается быстрыми темпами из-за более выраженного термического повреждения в виде микротрещин и достигает примерно 20% от его начальной прочности при 600 ° C.


HSC испытывает быструю потерю прочности на разрыв при более высоких температурах из-за развития порового давления в плотных микроструктурированных HSC [55].Добавление стальной фибры в бетон увеличивает его прочность на разрыв, и это увеличение может быть на 50% выше при комнатной температуре [67, 68]. Кроме того, прочность на разрыв бетона, армированного стальной фиброй, снижается медленнее, чем у простого бетона, в диапазоне температур 20–800 ° C [69]. Эта повышенная прочность на растяжение может замедлить распространение трещин в конструкционных элементах из стального фибробетона и очень полезна, когда элемент подвергается изгибающим напряжениям.

4.3. Модуль упругости

Модуль упругости () различных бетонов при комнатной температуре варьируется в широком диапазоне, от 5,0 × 10 3 до 35,0 × 10 3 МПа, и зависит в основном от водоцементного отношения в смеси. , возраст бетона, метод кондиционирования, а также количество и характер заполнителей. Модуль упругости быстро уменьшается с повышением температуры, и частичное снижение существенно не зависит от типа заполнителя [70].Однако из других исследований [38, 71] выясняется, что модуль упругости бетонов с нормальным весом уменьшается с повышением температуры более быстрыми темпами, чем модуль упругости легких бетонов.

На рисунке 7 показано изменение отношения модуля упругости при целевой температуре к модулю упругости при комнатной температуре для NSC и HSC [4, 19, 72]. Из рисунка видно, что тенденция потери модуля упругости обоих бетонов с температурой аналогична, но есть значительные различия в представленных данных испытаний.Модуль разрушения как в NSC, так и в HSC можно отнести к чрезмерным термическим напряжениям и физическим и химическим изменениям в микроструктуре бетона.


4.4. Реакция на напряжение-деформацию

Механический отклик бетона обычно выражается в виде соотношений «напряжение-деформация», которые часто используются в качестве исходных данных в математических моделях для оценки огнестойкости бетонных конструктивных элементов. Как правило, из-за снижения прочности на сжатие и увеличения пластичности бетона наклон кривой напряжения-деформации уменьшается с повышением температуры.Прочность бетона оказывает значительное влияние на деформационную реакцию как при комнатной, так и при повышенных температурах.

Рисунки 8 и 9 иллюстрируют стресс-деформационную реакцию NSC и HSC, соответственно, при различных температурах [72, 73]. При всех температурах и NSC, и HSC демонстрируют линейный отклик, за которым следует параболический отклик до пикового напряжения, а затем быстрый нисходящий участок до отказа. В целом установлено, что HSC имеет более крутые и линейные кривые деформации по сравнению с NSC при 20–800 ° C.Температура оказывает значительное влияние на реакцию напряжение-деформацию как NSC, так и HSC, как и скорость повышения температуры. Напряжение, соответствующее пиковому напряжению, начинает увеличиваться, особенно при температуре выше 500 ° C. Это увеличение является значительным, и деформация при пиковом напряжении может в четыре раза превышать деформацию при комнатной температуре. Образцы HSC демонстрируют хрупкую реакцию, о чем свидетельствует постпиковое поведение кривых напряжения-деформации, показанных на рисунке 9 [74]. В случае бетона, армированного фиброй, особенно со стальной фиброй, реакция на напряжение-деформацию более пластичная.



5. Деформационные свойства бетона при повышенных температурах

Деформационные свойства, которые включают тепловое расширение, деформацию ползучести и переходную деформацию, сильно зависят от химического состава, типа заполнителя, а также химических и физических реакций, которые возникают в бетоне при нагревании [75].

5.1. Термическое расширение

Бетон обычно расширяется при воздействии повышенных температур. На рисунке 10 показано изменение теплового расширения НБК в зависимости от температуры [4, 15], где заштрихованная часть указывает диапазон данных испытаний, представленных различными исследователями [46, 76].Тепловое расширение бетона увеличивается от нуля при комнатной температуре до примерно 1,3% при 700 ° C, а затем обычно остается постоянным до 1000 ° C. Это увеличение является значительным в диапазоне температур 20–700 ° C и в основном связано с высоким тепловым расширением, возникающим из-за составляющих заполнителей и цементного теста в бетоне. Тепловое расширение бетона осложняется другими факторами, такими как дополнительные изменения объема, вызванные изменением содержания влаги, химическими реакциями (дегидратация, изменение состава), а также ползучестью и микротрещинами в результате неоднородных термических напряжений [18].В некоторых случаях термическая усадка также может быть результатом потери воды из-за нагрева наряду с тепловым расширением, и это может привести к отрицательному изменению общего объема, то есть к усадке, а не к расширению.


Еврокод [4] учитывает влияние типа заполнителя на изменение теплового расширения, чем у бетона, в зависимости от температуры. Бетон из кремнистого заполнителя имеет более высокое тепловое расширение, чем бетон из карбонатного заполнителя. Тем не менее, положения ASCE [15] предоставляют только один вариант как для кремнистого, так и для карбонатного заполнителя бетона.

Прочность бетона и наличие фибры умеренно влияют на тепловое расширение. Скорость расширения HSC и фибробетона снижается между 600–800 ° C; однако скорость теплового расширения снова увеличивается выше 800 ° C. Замедление теплового расширения в диапазоне 600-800 ° C объясняется потерей химически связанной воды в гидратах, а увеличение расширения выше 800 ° C объясняется размягчением бетона и чрезмерным развитием микро- и макротрещин [77 ].

5.2. Ползучесть и переходные деформации

Зависящие от времени деформации в бетоне, такие как ползучесть и переходные деформации, значительно усиливаются при повышенных температурах под действием сжимающих напряжений [18]. Ползучесть бетона при высоких температурах увеличивается из-за выхода влаги из матрицы бетона. Это явление еще больше усиливается из-за рассеивания влаги и потери сцепления в цементном геле (C – S – H). Следовательно, процесс ползучести вызывается и ускоряется в основном двумя процессами: (1) движением влаги и обезвоживанием бетона из-за высоких температур и (2) ускорением в процессе разрыва сцепления.

Переходная деформация возникает при первом нагреве бетона, но не возникает при повторном нагреве [78]. Воздействие высоких температур на бетон вызывает комплексные изменения влажности и химического состава цементного теста. Более того, существует несоответствие в тепловом расширении между цементным тестом и заполнителем. Следовательно, такие факторы, как изменения химического состава бетона и несоответствия в тепловом расширении, приводят к внутренним напряжениям и микротрещинам в компонентах бетона (заполнителя и цементного теста) и приводят к переходным деформациям в бетоне [75].

Обзор литературы показывает, что имеется ограниченная информация о ползучести и неустановившейся деформации бетона при повышенных температурах [46]. Некоторые данные о ползучести бетона при повышенных температурах можно найти в работах Круза [70], Маречаля [79], Гросса [80] и Шнайдера и др. [81]. Андерберг и Теландерссон [82] провели испытания для оценки переходных деформаций и деформаций ползучести при повышенных температурах. Они обнаружили, что предварительно высушенные образцы при уровне напряжения нагрузки 45 и 67,5% были менее подвержены деформации в «положительном направлении» (расширению) под нагрузкой.При предварительном натяжении 22,5% образцы не показали значительной разницы в деформациях. Они также обнаружили, что влияние водонасыщенности не было очень значительным, за исключением свободного теплового расширения (предварительная нагрузка 0%), которое оказалось меньше для водонасыщенных образцов.

Khoury et al. [78] изучали деформацию ползучести изначально влажного бетона при четырех уровнях нагрузки, измеренную во время первого нагрева со скоростью 1 ° C / мин. Важной особенностью этих результатов было то, что наблюдалось значительное сжатие под нагрузкой по сравнению со свободными (ненагруженными) тепловыми деформациями.Это сжатие называется «термической деформацией, вызванной нагрузкой», и считается, что фактическая термическая деформация состоит из общей термической деформации за вычетом термической деформации, вызванной нагрузкой.

Шнайдер [75] также исследовал влияние переходных процессов и ограничения ползучести на деформацию бетона. Он пришел к выводу, что испытание на переходные процессы для измерения общей деформации или прочности бетона в наибольшей степени связано с пожарами в зданиях и, как предполагается, дает наиболее реалистичные данные, имеющие прямое отношение к пожару.Важные выводы из исследования заключаются в том, что (1) соотношение воды и цемента и исходная прочность не имеют большого значения для деформаций ползучести в переходных условиях, (2) соотношение заполнителя и цемента имеет большое влияние на деформации и критические температуры: чем тверже агрегат тем ниже тепловое расширение; поэтому общая деформация в переходном состоянии будет ниже; и (3) условия отверждения имеют большое значение в диапазоне 20–300 ° C: отвержденные на воздухе и высушенные в печи образцы имеют более низкие переходные процессы и деформации ползучести, чем образцы, отвержденные водой.

Андерберг и Теландерссон [82] разработали основные модели ползучести и переходных деформаций в бетоне при повышенных температурах. Эти уравнения для ползучести и переходной деформации при повышенных температурах, предложенные Андербергом и Теландерссоном [82], имеют следующий вид: где = деформация ползучести, = переходная деформация, = 6,28 × 10 −6 с −0,5 , = 2,658 × 10 −3 K −1 , = температура бетона (° K) за время (с), = прочность бетона при температуре, = напряжение в бетоне при текущей температуре, = константа находится в диапазоне от 1.8 и 2.35, = термическая деформация и = прочность бетона при комнатной температуре.

Обсуждаемая выше информация о высокотемпературной ползучести и переходной деформации в основном разработана для НБК. По-прежнему отсутствуют данные испытаний и модели влияния температуры на ползучесть и переходную деформацию в HSC и фибробетоне.

6. Выкрашивание в результате пожара

Обзор литературы представляет противоречивую картину возникновения выкрашивания в результате пожара, а также точного механизма выкрашивания в бетоне.В то время как некоторые исследователи сообщали о взрывных растрескиваниях в бетонных конструктивных элементах, подвергшихся воздействию огня, в ряде других исследований сообщалось о незначительном или полном отсутствии значительного отслаивания. Одним из возможных объяснений этой запутанной тенденции наблюдений является большое количество факторов, влияющих на скалывание, и их взаимозависимость. Однако большинство исследователей сходятся во мнении, что основными причинами возникновения растрескивания бетона в результате пожара являются низкая проницаемость бетона и миграция влаги в бетоне при повышенных температурах.

Есть две общие теории, с помощью которых можно объяснить явление откола [83].

(i) Повышение давления. Считается, что отслаивание вызвано увеличением порового давления во время нагрева [83–85]. Чрезвычайно высокое давление водяного пара, образующееся при воздействии огня, невозможно избежать из-за высокой плотности и компактности (и низкой проницаемости) более прочного бетона. Когда эффективное поровое давление (пористость, умноженная на поровое давление) превышает предел прочности бетона на разрыв, куски бетона отваливаются от элемента конструкции. Считается, что это поровое давление приводит к прогрессирующему разрушению; то есть, чем ниже проницаемость бетона, тем больше выкрашивание из-за пожара.Это падение бетонных кусков часто может быть взрывоопасным в зависимости от пожара и характеристик бетона [38, 86].

(ii) Ограниченное тепловое расширение. Эта гипотеза предполагает, что отслаивание является результатом ограниченного теплового расширения вблизи нагретой поверхности, что приводит к развитию сжимающих напряжений, параллельных нагретой поверхности. Эти сжимающие напряжения снимаются хрупким разрушением бетона (отслаиванием). Поровое давление может сыграть значительную роль в возникновении нестабильности в виде взрывного термического выкрашивания [87].

Хотя отслаивание может происходить во всех бетонах, считается, что высокопрочный бетон более подвержен растрескиванию, чем бетон нормальной прочности из-за его низкой проницаемости и низкого водоцементного отношения [88, 89]. Высокое давление водяного пара, возникающее из-за быстрого повышения температуры, не может исчезнуть из-за высокой плотности (и низкой проницаемости) HSC, и это повышение давления часто достигает давления насыщенного пара. При 300 ° С поровое давление может достигать 8 МПа; такое внутреннее давление часто бывает слишком высоким, чтобы ему могла противостоять смесь HSC, имеющая предел прочности на разрыв примерно 5 МПа [84].Осушенные условия на нагретой поверхности и низкая проницаемость бетона приводят к сильным градиентам давления вблизи поверхности в виде так называемого «засора влаги» [38, 86]. Когда давление пара превышает предел прочности бетона на разрыв, куски бетона отваливаются от элемента конструкции. В ряде тестовых наблюдений на колоннах HSC было обнаружено, что скалывание часто носит взрывной характер [19, 90]. Следовательно, отслаивание является одной из основных проблем при использовании HSC в строительстве и должно быть должным образом учтено при оценке противопожарных характеристик [91].Выкрашивание в колоннах NSC и HSC сравнивается на Рисунке 11 с использованием данных, полученных в результате натурных испытаний на огнестойкость нагруженных колонн [92]. Видно, что в колонне HSC, подвергшейся воздействию огня, растрескивание является весьма значительным.


Степень отслаивания зависит от ряда факторов, включая прочность, пористость, плотность, уровень нагрузки, интенсивность возгорания, тип заполнителя, относительную влажность, количество микрокремнезема и других примесей [34, 93, 94]. Многие из этих факторов взаимозависимы, и это делает прогноз выкрашивания довольно сложным.Изменение пористости в зависимости от температуры является наиболее важным свойством, необходимым для прогнозирования откольных характеристик HSC [33]. Noumowé et al. провели измерения пористости образцов НСК и ГСК с помощью ртутного порозиметра при различных температурах [88, 95].

Основываясь на ограниченных испытаниях на огнестойкость, исследователи предположили, что растрескивание в HSC можно минимизировать, добавляя полипропиленовые волокна в смесь HSC [85, 96–101]. Полипропиленовые волокна плавятся, когда температура в бетоне достигает примерно 160–170 ° C, и это создает в бетоне поры, достаточные для снижения давления пара, возникающего в бетоне.Другой альтернативой для ограничения образования сколов, вызванных возгоранием, в колоннах HSC является использование изогнутых стяжек, при которых стяжки загнуты под углом 135 ° в бетонную сердцевину [102].

7. Соотношения высокотемпературных свойств бетона

Существуют ограниченные определяющие соотношения высокотемпературных свойств бетона в нормах и стандартах, которые могут использоваться для пожарного проектирования. Эти отношения можно найти в руководстве ASCE [15] и в Еврокоде 2 [4]. Kodur et al. [46] собрали различные соотношения, которые доступны для термического, механического и деформирования бетона при повышенных температурах.

Существуют некоторые различия в определяющих соотношениях для высокотемпературных свойств бетона, используемых в европейских и американских стандартах. Основополагающие отношения в Еврокоде применимы к NSC и HSC, в то время как отношения в практическом руководстве ASCE применимы только к NSC. Основные соотношения для высокотемпературных свойств бетона, указанные в Еврокоде и руководстве ASCE, приведены в Таблице 1. В дополнение к этим основным моделям, Kodur et al.[93] предложили определяющие отношения для HSC, которые являются расширением отношений ASCE для NSC. Эти отношения для HSC также включены в Таблицу 1.


NSC — ASCE Manual 1992 HSC — Kodur et al. 2004 [10] NSC и HSC — EN1992-1-2: 2004 [4]

Соотношение напряжение-деформация

.


,
.
.
For, Еврокод допускает использование как линейной, так и нелинейной нисходящей ветви в численном анализе.
Параметры этого уравнения см. В Таблице 2.

Теплоемкость Бетон из кремнистого заполнителя

Бетон из карбонатного заполнителя
Бетон из кремнистого заполнителя

Бетон из карбонатного заполнителя

1 90 Дж / кг C)
, для 20 ° C ≤ ° C,
, для 100 ° C <≤ 200 ° C,
, для 200 ° C <° C,
, для 400 ° C <≤ 1200 ° C.
Изменение плотности (кг / м 3 )
= Контрольная плотность
для 20 ° C ≤ ≤ 115 ° C,

для 115 ° C <≤ 200 ° C,

для 200 ° C <≤ 400 ° C,

для 400 ° C <≤ 1200 ° C,
Тепловая мощность =.


Теплопроводность Бетон из кремнистого заполнителя

Бетон из карбонатного заполнителя
Бетон из кремнистого заполнителя
.
Бетон с карбонатным заполнителем
Все типы:
Верхний предел:,
для 20 ° C ≤ ≤ 1200 ° C.
Нижний предел:
,
для 20 ° C ≤ ≤ 1200 ° C.

Термическая деформация Все типы:
.
Все типы:
.
Кремнистые заполнители:
, для 20 ° C ≤ ≤ 700 ° C.
, для 700 ° C <≤ 1200 ° C,
Известковые заполнители:
, для 20 ° C ≤ ≤ 805 ° C.
, для 805 ° C <≤ 1200 ° C.

0,0 60045

Темп.° F Темп. ° C NSC HSC
Кремнистый агломерат. Известняковая агг.
Класс 1 Класс 2 Класс 3


1 0,0025 0,02 1 1 1
212 100 1 0.004 0,0225 1 0,004 0,023 0,9 0,75 0,75
392 200 0,95 0,035 0,035 0,0035 0,035 0,9 0,75 0,70
572 300 0,85 0,007 0,0275 0,91 0,007 0.028 0,85 0,75 0,65
752 400 0,75 0,01 0,03 0,85 0,01 0,94 500 0,6 0,015 0,0325 0,74 0,015 0,033 0,60 0.60 0,30
1112 0,025 0,035 0,6 0,025 0,035 0,45 0,45 0,25
1292 700 4 0,035 0,035 0,035 904 903 0,038 0,30 0,30 0,20
1472 800 0,15 0,025 0,04 0,27 0.025 0,04 0,15 0,15 0,15
1652 900 0,08 0,025 0,0425 0,15 0,05
1832 1000 0,04 0,025 0,045 0,06 0,025 0,045 0,04 0,075 0.04
2012 1100 0,01 0,025 0,0475 0,02 0,025 0,048 0,01 0,038 0,01 0,038 9030 904 0 0 0 0

Еврокод классифицирует HSC в зависимости от его прочности на сжатие *, а именно:
(i) класс 1 для бетона с прочностью на сжатие между C55 / 67 и C60 / 75,
(ii) класс 2 для бетона с прочностью на сжатие между C70 / 85 и C80 / 95,
(iii) класс 3 для бетона с сжатием прочность выше, чем C90 / 105.
Обозначение прочности C55 / 67 относится к марке бетона с характеристической прочностью цилиндра и куба 55 Н / мм 2 и 67 Н / мм 2 соответственно.
* Примечание: если фактическая характеристическая прочность бетона, вероятно, будет более высокого класса, чем указанный в проекте; относительное снижение прочности для более высокого класса следует использовать для пожарного расчета.

Основное различие между европейскими и ASCE высокотемпературными составляющими отношениями для бетона заключается во влиянии типа заполнителя на свойства бетона.Еврокод специально не учитывает влияние типа заполнителя на теплоемкость бетона при высоких температурах. В Еврокоде такие свойства, как удельная теплоемкость, изменение плотности и, следовательно, теплоемкость, считаются одинаковыми для всех типов заполнителей, используемых в бетоне. Для теплопроводности бетона Еврокод предлагает верхнюю и нижнюю границы без указания того, какой предел использовать для данного типа заполнителя в бетоне. Кроме того, Еврокод классифицирует HSC на три класса в зависимости от его прочности на сжатие, а именно: (i) класс 1 для бетона с прочностью на сжатие от C55 / 67 до C60 / 75, (ii) класс 2 для бетона с прочностью на сжатие между C70 / 85. и C80 / 95, (iii) класс 3 для бетона с прочностью на сжатие выше, чем C90 / 105.

8. Резюме

Бетон при повышенных температурах претерпевает значительные физико-химические изменения. Эти изменения вызывают ухудшение свойств при повышенных температурах и создают дополнительные сложности, такие как растрескивание HSC. Таким образом, термические, механические и деформационные свойства бетона существенно изменяются в диапазоне температур, связанных с пожарами в зданиях. Кроме того, многие из этих свойств зависят от температуры и чувствительны к параметрам (методам) испытаний, таким как скорость нагрева, скорость деформации, температурный градиент и т. Д.

На основании информации, представленной в этой главе, очевидно, что высокотемпературные свойства бетона имеют решающее значение для моделирования реакции железобетонных конструкций на пожар. Существует много данных о термических, механических и деформационных свойствах НБК и ГСК при высоких температурах. Однако данные о свойствах новых типов бетона при высоких температурах, таких как самоуплотняющийся бетон и зольный бетон, при повышенных температурах очень ограничены.

Обзор свойств материалов, представленный в этой главе, представляет собой общий обзор имеющейся в настоящее время информации.Дополнительные подробности, относящиеся к конкретным условиям, при которых развиваются эти свойства, можно найти в цитированных ссылках. Кроме того, при использовании свойств материала, представленных в этой главе, должное внимание следует уделять свойствам замеса партии и другим характеристикам, таким как скорость нагрева и уровень загрузки, поскольку свойства при повышенных температурах зависят от ряда факторов.

Заявление об отказе от ответственности

Некоторые коммерческие продукты указаны в этом документе, чтобы надлежащим образом описать экспериментальную процедуру.Ни в коем случае такая идентификация не подразумевает рекомендаций или одобрения со стороны автора, а также не подразумевает, что идентифицированный продукт или материал является наилучшим из доступных для этой цели.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов относительно публикации данной статьи.

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон — установка, применение

🕑 Время считывания: 1 минута

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон обладают способностью выдерживать экстремальные температуры.Обсуждается монтаж и области применения жаропрочного огнеупорного бетона. Отверждение укладки и применение жаропрочного и огнеупорного бетона будет рассмотрено в следующих разделах.

Рис.1: Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон — установка и применение Обсуждаются следующие подробности о жаростойком огнеупорном бетоне:
  • Укладка и уплотнение жаропрочного или огнеупорного бетона
  • Выдержка жаропрочного бетона
  • Сушка и обжиг жаростойкого огнеупорного бетона
  • Армирование из жаропрочного или огнеупорного бетона
  • Усадка и тепловое расширение жаропрочного бетона
  • Прочность после выстрела
  • Применение жаропрочного огнеупорного бетона

Укладка и уплотнение жаропрочного или огнеупорного бетона

Размещение и уплотнение жаропрочного бетона и огнеупорного бетона имеет большое значение.Как и обычный бетон, жаропрочный и огнеупорный бетон укладывается и затвердевает, и для этого не требуется специального инструмента или специальных навыков. Что касается опалубки, используются стандартные материалы, а при использовании сборных элементов следует тщательно учитывать размеры. Если доступ к месту затруднен и его невозможно отлить в обычном режиме, тогда рассматривается применение торкретирования, и оно проводится специально квалифицированными подрядчиками.

Отверждение Жаропрочного или огнеупорного бетона Основная цель отверждения бетона — сохранить влажность бетона и продолжить реакцию гидратации, чтобы бетон приобрел достаточную прочность.Неадекватное отверждение приведет не только к образованию пыльной и рыхлой поверхности бетона, но и к разрушению бетона при эксплуатационных нагрузках. Таким образом, отверждение бетона на основе кальциево-алюминиевого цемента (САЦ) имеет решающее значение. Отверждение жаропрочного и огнеупорного бетона аналогично обычному бетону, но затвердевание кальциево-алюминиево-цементного бетона должно начинаться в течение 3-4 часов после укладки из-за быстрого затвердевания и большого тепловыделения.

Сушка и обжиг жаропрочного или огнеупорного бетона По окончании отверждения бетона в бетоне останется значительное количество свободной воды.Если эта свободная вода не будет удалена, невозможно избежать растрескивания бетона, когда бетон подвергается воздействию огня. Перед тем, как бетон подвергнется огню, рекомендуется удалить как можно больше свободной воды путем принудительной сушки при температуре 100 o C или естественной сушки, а если степень нагрева превышает 100 o C до 350 o C , то гидратация цементной воды удаляется. Очень важно применять нагрев осторожно, и плоскость подачи тепла зависит от ряда факторов, таких как толщина, тип бетона и цель, для которой построен проект.Типичная плоскость нагрева бетона включает нагрев бетона в течение шести часов при минимальной температуре от 50 o C до 500 o C, затем она будет увеличена для достижения рабочей температуры. Бывают случаи, когда просушивание бетона непросто и не может быть проведено должным образом, например, когда толщина бетона превышает 500 мм. Поэтому рекомендуется создать правильный проход для выхода водяного пара. Это может быть достигнуто за счет увеличения пористости бетона за счет добавления органических волокон или пористого заполнителя.Не допускается применение обогрева, кроме случаев, когда бетон полностью намокает в определенных случаях, например, при хранении на открытом воздухе в зимний период.

Армирование в жаропрочном бетоне Если стальные стержни заделаны в жаропрочный огнеупорный бетон, который подвергается сильному нагреву, необходимо уделить особое внимание армированию. Высокая температура не только приводит к уменьшению сцепления стали с бетоном и, возможно, к плавлению при очень высоких температурах, но также может вызывать растрескивание бетона и влиять на свойства стали.Следует отметить, что связь между бетоном и сталью ухудшается при температуре 300 o ° C, и если она увеличивается, бетон начинает раскалываться и образовывать трещины. При более высокой температуре стальная арматура может потерять свою функцию, и присутствие стали в бетоне больше не будет благоприятным. Рекомендация относительно указанной проблемы включает размещение стали вдали от нагретой поверхности бетона, а стальная арматура не должна нагреваться выше 300 o ° C. В некоторых случаях, например, в промышленных зонах, можно использовать специальную арматуру, например низкоуглеродистую сталь и стальную фибру.Последние обладают способностью выдерживать большую температуру по сравнению с первыми.

Усадка и тепловое расширение жаропрочного огнеупорного бетона Трещины обычно возникают, когда жаропрочный огнеупорный бетон подвергается воздействию огня из-за усадки, вызванной потерей воды. Эти трещины не только могут закрываться в течение срока службы, но они также не могут создавать проблем, если отходы не могут попасть в трещины, в противном случае ширина трещин увеличится при повторном нагревании бетона.

Прочность жаропрочного огнеупорного бетона после обжига Перед обжигом обычные бетоны, которые содержат около 15-25% цемента по весу, начинают затвердевать через 3-4 часа после укладки бетона и достигают большей части своей прочности через сутки. Когда бетон подвергается нагреву, развитие его прочности связано с объединенной и свободной водой, а при дальнейшем повышении температуры изменения прочности будут связаны с реакцией между кальциево-алюминиевым цементом и заполнителем.Когда бетон нагревается примерно до 500 ° C, гидравлическое сцепление уменьшается, что приводит к снижению прочности бетона. Когда степень нагрева превышает 500 o C, на этой стадии образуется керамическая связка на основе цемента и заполнителя между заполнителем и цементом. Бетон демонстрирует повышенную прочность при испытании на охлаждение, но демонстрирует снижение прочности при испытании перед охлаждением. Бетон с низким содержанием цемента демонстрирует повышенную прочность как в горячем, так и в холодном состоянии.Этот тип цемента хорошо работает при высоких температурах.

Применения Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон Применение жаропрочного бетона или огнеупорного бетона включает области противопожарной подготовки, которые могут включать широкие плоские поверхности, полноразмерные помещения или двухэтажные здания, пожарные, лестничные клетки, используемые во время противопожарных тренировок, литейные полы, бытовые дымоходы, камины и дымоходы. Что касается зоны пожарной подготовки, то, помимо воздействия на бетон огнем, весьма вероятно образование химического вещества в результате горения материалов, которое используется для создания огня, и этот материал разрушает бетон в этой зоне.

Рис. 2: Зона обучения огнетушителям из жаропрочного огнеупорного бетона

Что касается литейных полов, то это тип конструкции, которая может подвергаться постоянному нагреву и термическим ударам в дополнение к истиранию и ударам. Поэтому необходимо использовать бетон, который может выдерживать не только высокую температуру, но также удары и истирание. Например, цементно-кальциевый бетон в сочетании с синтетическим наполнителем из алюмината кальция.

Фиг.3: Литейные полы из жаропрочного огнеупорного бетона

Дымоходы обычно подвергаются нагреву и возможной химической агрессии из-за попадания кислоты в дымоходы.

Рис.4: Дымоход в зданиях из жаропрочного огнеупорного бетона

Подробнее: Показатели огнестойкости бетонных и каменных строительных элементов

Что такое жаростойкий бетон? | Применение огнеупорного бетона

Что такое жаростойкий бетон? | Применение огнеупорного бетона

Что такое жаростойкий бетон?

Огнестойкость означает способность материала оставаться твердым в случае пожара.При таких высоких температурах многие материалы теряют прочность, что приводит к жесткости и растрескиванию. А бетон — это защитный материал.

Различные основные компоненты, необходимые для производства бетона, такие как глина, известняк, гипс и заполнитель, придают материалу стойкость к нагреванию и огню. Поскольку смесь делает бетон негорючим, а также химически инертным, дополнительная противопожарная защита не требуется.

Жаростойкий бетон, как следует из названия, — это бетон, выдерживающий высокие температуры.Основным компонентом огнеупорного бетона является цемент с высоким содержанием глинозема или алюминат кальция. Этот бетон выдерживает температуру до 1400 градусов по Цельсию.

Как сделать бетон теплостойким?

Бетон не является естественно жаростойким материалом. Но оказалось, что он термостойкий с добавлением термостойких добавок в бетон.

Некоторые ингредиенты, такие как известняк и песок, могут быть добавлены в цемент, чтобы значительно улучшить его термостойкость.

Если вас беспокоит термостойкость бетона, вы можете предпринять несколько шагов, чтобы улучшить ее. Один из вариантов — добавить в цемент определенные ингредиенты (известняк и песок).

Еще один способ сделать бетон жаростойким — это использовать химический отвердитель, который приводит к образованию кристаллов. Это повысит степень кристалличности бетона и укрепит его против высоких температур.

Другой вариант — использовать полимеры или улучшенные полимерами материалы в качестве добавки к бетону.Эти, в дополнение к другим передовым методам, которые могут быть применены при строительстве бетонной композиции, могут быть дополнительными шагами, которые сделают результат более термостойким.

Какой бетон выдерживает высокие температуры?

Поскольку затвердевшая паста обезвоживается при таких высоких температурах, бетон из портландцемента не может выдерживать воздействие температуры 1500 ° F без существенной потери прочности и растрескивания.

Бетон, изготовленный из высокоглиноземистого цемента и огнеупорных заполнителей, может выдержать такое воздействие.

Портландцементный бетон с использованием огнеупорных материалов, щебня, шлака или известняка работает лучше, чем обычный бетон, при несколько более низких температурах.

Этот вид бетона часто используется для футеровки печей.

Безопасные температуры бетона находятся в диапазоне от 400 ° F до 800 ° F во время процесса строительства и от 500 ° F до 1000 ° F после того, как бетон затвердеет.

Можно ли сделать более прочную теплостойкую стену?

Бетон можно сделать более прочным, увеличив его прочность на сжатие и плотность.Этого можно добиться, используя высокопрочные заполнители, дополнительный цемент или и то, и другое. Чем выше прочность на сжатие и плотность, тем выше прочность стены.

На прочность бетонной стены в основном влияют ее сыпучие компоненты, такие как крупный песок и гравий. Цемент также является важным компонентом, который может сильно повлиять на прочность бетона.

Бетон часто используется для устройства полов, поскольку он выдерживает высокие температуры. Поэтому старайтесь использовать высокоплотные материалы при изготовлении плит перекрытия, чтобы повысить их ударопрочность.

Какие опоры можно использовать для поддержки термостойкой стены?

Опорная конструкция может быть сделана из стальных балок, стальных балок, кабельных сетей или даже изолированных бетонных опалубок. Стальные балки очень популярны, потому что с ними относительно легко работать и они помогают поддерживать теплоизоляцию.

Стальные балки или отдельные стальные элементы также используются в конструкциях для поддержки теплостойких стен. Этот тип несущей конструкции часто используется в массивных стенах из огнеупорного материала.

Изолированные бетонные опалубки — популярный выбор для бетонных опорных конструкций, поскольку они быстро устанавливаются и обеспечивают хорошую теплоизоляцию. Теплоизоляция важна, так как помогает предотвратить перегрев стены.

Использование теплостойких стен дает огромные преимущества. Их можно использовать для защиты людей и зданий от экстремальных температур, защиты окружающей среды от чрезмерной жары и улучшения качества жизни тех, кто живет в пострадавших районах.

Раньше людям часто было трудно выдерживать температуры, превышающие 100 градусов. В настоящее время термостойкие стены предназначены для защиты людей и зданий от сильных температур.

Огнеупорный бетон Применение

Заполнитель, связующее и добавка составляют огнеупорный бетон. Это монолитный огнеупор, которому легко придать сложную форму для различных изделий. Огнеупорный бетон с высокой жаропрочностью можно использовать для облицовки печей, дверей и стен.

Огнеупорный бетон

· В промышленных печах огнеупорный бетон в основном используется для изготовления встроенных футеровок печей и сборных блоков.

· Огнеупорный бетон — это несгоревший продукт с простой технологией производства, позволяющей экономить энергию. Огнеупорный бетон может быть профилирован в соответствии с конкретными требованиями.

· В электрических печах используется огнеупорный бетон для футеровки печи, дверцы печи, стенки печи и стальной канавки.

· Огнеупорный бетон имеет большую целостность, чем кирпичная футеровка, которая подходит для механического строительства.

· Огнеупорный бетон в основном используется в металлургической, нефтяной, химической промышленности и промышленности строительных материалов, а также в механических и других промышленных печах.

· Как правило, рабочая температура составляет 1300 ° C. Если температура нанесения ниже 900 ° C, огнеупорный бетон может использоваться в качестве фундамента для теплового оборудования, дымоходов и дымовых конструкций.

Жаростойкий бетон

Из всех строительных материалов бетон — один из самых устойчивых к нагреванию и огню.

Жаростойкий бетон . Обсуждается монтаж и области применения жаропрочного огнеупорного бетона. Словарь архитектуры и строительства Макгроу-Хилла. Fondag — это предварительно смешанный высокопрочный жаростойкий бетон, предназначенный для применения в тяжелой промышленности.

Этот бетон выдерживает температуру до 1400 градусов по Цельсию. Различные составляющие компоненты, используемые для приготовления бетона, включая глинистый известняк, гипс и заполнитель, делают материал непроницаемым для тепла и пламени.И эти преимущества дают строителям и покупателям еще один повод подумать об использовании бетонных стен для своего следующего проекта.

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон обладают способностью выдерживать экстремальные температуры. Что такое жаростойкий бетон. Низкие цены на рекламу Гарантированная доставка. Платите только за то, что вы используете. Забронируйте сейчас.

Огнеупоры — это твердые жаропрочные материалы, такие как цементный кирпич, сборные формы, керамика и огнеупорная глина.Сам по себе состав делает бетон негорючим, но при этом химически инертным, поэтому дополнительная противопожарная защита не требуется. Когда температура становится чрезвычайно высокой, выше 1000 градусов по Фаренгейту, из цемента из алюмината кальция получается огнестойкий бетон.

Обладает высокими термостойкими характеристиками и прекрасными прочностными свойствами. Доступные услуги по бетону, на которые можно положиться — низкие затраты Получите предложение сегодня. Основным материалом, используемым для изготовления жаропрочного бетона, является бетон с высоким содержанием глинозема или бетон из алюмината кальция.

Жаростойкий огнеупорный бетон. Объявление Ознакомьтесь с нашим порядком выбора сейчас. В то время как бетон, изготовленный из портландцемента, является наиболее широко используемым, наш бетон холодного плавления CFC заставит людей дважды подумать при выборе лучшего строительного материала.

Обычный бетонный бетон, который содержит около 15-25 цемента по весу, начинает затвердевать через 3-4 часа укладки бетона и достигает большей части своей прочности через сутки.Как следует из названия, жаропрочный бетон — это материал, который может выдерживать высокие температуры. Этот тип выдерживает очень высокие температуры и может использоваться для нанесения горячих поверхностей.

Жаростойкий бетон или огнеупорный бетон обладают способностью выдерживать экстремальные температуры. Объявление Сравните цены перед покупкой в ​​Интернете. Для применений при температурах до 2550 F 1399 C Воздух с улавливанием воздуха для обеспечения устойчивости к замораживанию-оттаиванию.

Находите и сравнивайте товары от ведущих брендов и розничных продавцов в Product Shopper.Объявление Мы предлагаем товарный бетон широкого диапазона классов прочности. Подложка или поверхность износа.

Геополимерный бетон термостойкий. Бетон жаростойкий. Дешевле и дороже — сильнее и слабее в жару.

Объявление Ознакомьтесь с нашим порядком выбора сейчас. Заполнители в Fondag состоят из того же клинкера, из которого перемалывается алюминатный цемент.Находите и сравнивайте товары от ведущих брендов и розничных продавцов в Product Shopper.

Первый — жаростойкий огнеупорный бетон. Обладает высокими термостойкими характеристиками и прекрасными прочностными свойствами. Жаростойкий бетон, как следует из названия, — это бетон, который может выдерживать высокие температуры.

Получите лучшие предложения в Product Shopper. Бесплатная доставка по Великобритании для подходящих заказов.Fondag — это бетон из чистого алюмината кальция, который содержит как цемент из алюмината кальция, так и заполнители из алюмината кальция.

Низкие цены на рекламу Гарантированная доставка. Платите только за то, что вы используете. Забронируйте сейчас. Объявление Сравните цены перед покупкой в ​​Интернете. Такая огнестойкость дает домам с бетонными стенами определенные преимущества в плане безопасности.

Минеральная вата и стекловата. Один час рабочего времени.Доступные услуги по бетону, на которые можно положиться — низкие затраты Получите предложение сегодня.

Два вида жаропрочных бетонов, которые можно приготовить. Отверждение укладки и применение жаропрочного и огнеупорного бетона будет рассмотрено в следующих разделах. Жаростойкий бетон Любой бетон, который не разрушается при постоянном или циклическом нагревании при любой температуре, ниже которой образуется керамическое соединение.

Отличная удобоукладываемость и высокая прочность. Получите лучшие предложения в Product Shopper. Бесплатная доставка по Великобритании для подходящих заказов.

Укладка огнеупорного кирпича или глиняной кладки при высоких температурах. При более высоких температурах выше 800 градусов по Фаренгейту обычно требуется жаростойкий бетон. Есть два пути.

В термостойком бетоне, когда бетон подвергается воздействию температур выше 100 ° C (точка кипения воды), влага в бетоне может превратиться в пар.Основным компонентом огнеупорного бетона является цемент с высоким содержанием глинозема или алюминат кальция.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *