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

Жаропрочный бетон – специфический вид строительного материала, способный выдерживать длительное воздействие предельно высоких температур без потери прочности и снижения основных эксплуатационных характеристик. В зависимости от состава огнеупорный бетон выдерживает нагревание от 750 до 1800 градусов, а также воздействие открытого пламени.

Основное отличие огнеупорного состава от других бетонных смесей состоит в высоком содержании тонкодисперсных и пористых компонентов. Также включении в состав просева горных пород с низким содержанием кварца. При сильном нагревании материала главной проблемой выступает его обезвоживание, растрескивание и потеря связной прочности. Глиноземные компоненты, в силу предельно малой размерности частиц, позволяют добиться присутствия влаги в бетоне в связном состоянии. Они предотвращают иссушение и препятствуют утрате пластичных и прочностных свойств.

Огнестойкость бетона, изготовленного с использованием глиноземных материалов, достигается также переходом его в керамическое состоянии при длительном воздействии открытого пламени. Перечисленные особенности материала делают его незаменимым при строительстве как промышленных, так и частных объектов.

Виды и применение

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

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

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

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

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

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

Технология изготовления

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

Добавки, обеспечивающие термическую стабильность бетона:

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

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

Для изготовления жаростойкого бетона своими руками необходимо следовать стандартному производственному циклу – подбор состава, замешивание, выкладка, сушка. К специфическим рекомендациям можно отнести только использование лопастной мешалки для полного вымешивания тонкодисперсных фракций, четкое соблюдение пропорций состава и особое внимание при сушке.

Состав и пропорции

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

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

Особенности замешивания

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

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

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

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

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.

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".

Одним из важнейших материалов, использующихся и в промышленном, и в частном строительстве, сохраняющим свои эксплуатационные и технические характеристики даже при сильном нагревании, является жаростойкий бетон. Материал позволяет обеспечить надежную защиту людей и конструкций от воздействия высоких температур.

Виды огнеупорного бетона

Разработано и успешно применяется несколько видов огнеустойчивого бетона.

По основной классификации термостойкий материал бывает:

• тяжелый;
• легкий;
• ячеистый.

По температуре применения материал разделяется на:

• жароупорный, способный выдерживать температуру до 1580 °С;
• огнеупорный, выдерживающий воздействие температуры от 1580 до 1770 °С;
• высокоогнеупорный, противостоящий температуре свыше 1770 °С.

По виду использования бетонные блоки могут быть конструкционными и теплоизоляционными.

Популярен сухой огнеупорный состав, некоторые модификации которого могут противостоять воздействию температур до 2300 °С. Существенным недостатком сухих смесей является небольшой срок годности, потому приобретение крупной партии полуфабриката нецелесообразна.

Состав и основные характеристики

Специфические технические и эксплуатационные характеристики жаростойкого бетона обусловлены включением в состав огнеупорных ингредиентов. Основной вяжущий компонент — портландцемент. Наполнитель — отсевы горных пород, отходы металлургии либо синтетические вещества.

Термостойкий бетон обладает высокими прочностными характеристиками — показатель прочности на сжатие находится в диапазоне 200-600 МПа/см 2 .

Термическая устойчивость материала проявляется при температуре до 500 °С. При длительном воздействии на бетон открытого огня либо при его продолжительном соприкосновении с раскаленными поверхностями, показатели прочности материала значительно снижаются, приводя к образованию внутренних и поверхностных дефектов.

Глиноземистый бетон отличается устойчивостью, даже при термическом воздействии до 1600 °С. При постепенном увеличении температуры, цементный состав запекается и преобразуется в керамическую массу, благодаря чему жаропрочность материала увеличивается.

Тем не менее, глиноземистый огнеупорный бетон отличается относительно невысокой прочностью. Материал способен выдерживать давление не более 25-35 МПа/см 2 .

Сфера применения

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

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

Самостоятельное приготовление

Жаропрочный бетон, изготовленный своими руками, будет обладать всеми необходимыми характеристиками и свойствами. При выполнении работ необходимо следовать инструкции и соблюдать все технологические нормы производства, только тогда вы получите состав, не уступающий заводскому аналогу по термоизоляционным свойствам и устойчивости к температурным перепадам.

Для изготовления жаропрочного бетона можно использовать сухую смесь, продающуюся в строительных гипермаркетах и рынках, либо самостоятельно смешивая компоненты в требуемых пропорциях. Первый вариант, несомненно, надежнее, так как состав готовой смеси сбалансирован и готов к использованию.

Материалы и инструменты

Для производства огнеупорных бетонных блоков потребуется подготовить следующие инструменты:

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

Также отнюдь не лишним является и использование добавок:

• асбеста;
• бариевого цемента;
• жидкого стекла.

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

Жаростойкий бетон изготавливается своими руками следующим образом:

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

Заливка смеси

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

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

Уплотнение

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

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

Выдержка и увлажнение

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

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

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

В заключении

Изготовленные своими руками из правильно подобранных компонентов, жаростойкие бетонные блоки, при условии соблюдения технологических норм, прослужат несколько десятков лет, обеспечивая пожаробезопасность и надежность конструкции.