Применение жаропрочного бетона: изучаем по пунктам

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.

Рекомендации специалистов

Итак, для начала необходимо сделать смесь из воды и жаропрочного бетона посредством бетономешалки, потому что вручную это сделать крайне сложно. Далее получившуюся смесь необходимо выложить в форму деревянную, заранее выстланную силиконом.

Данную форму можно изготовить своими руками. Для этого понадобится следующее:

1. Пара длинных брусков.
2. Несколько коротких брусков.
3. Молоток.
4. Гвозди.

После того как все необходимые материалы были подобраны, следует сколотить их посредством гвоздей в следующей последовательности: между парой длинных брусков нужно поставить небольшие.

Классификация огнеупорных составов

1. Всю полученную конструкцию необходимо заколотить так, чтобы в результате образовалась как бы рамка. Секций в такой самодельной рамке может быть сколько угодно, все зависит только от того, какого размера необходим раствор для облицовки печи.
2. Далее полученную форму нужно поставить на идеально ровную поверхность и выложить силиконом, как это уже выше говорилось.
3. Далее силикон смазывается растительным жиром. После посредством мастерка в нее следует уложить жаростойкий и накрыть полиэтиленом. Необходимо оставить бетон на несколько дней, для того чтобы он полностью высох.

После того как раствор полностью просохнет, можно приступать к выкладке дымохода печи.

• Самым основным правилом кладки дымохода из огнеупорных материалов (в нашем случае бетон огнеупорный был выполнен в виде довольно крупных кирпичей для удобства) является то, что он должен выкладываться на раствор из смеси глины и сухого песка.

Также дымоход из плит, как и любой иной, по всей собственной протяженности должен быть строго вертикальным.

• до самого потолочного перекрытия дымоход нужно выкладывать идеально ровно;
• вертикаль можно проконтролировать посредством отвеса.

Состав и основные характеристики

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/м3.

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.

Общее описание

В большинстве случаев даже обычный бетон не требует дополнительной противопожарной защиты из-за его стойкости к возгоранию. Этот негорючий материал имеет медленную скорость передачи тепла. Структурная целостность остается неизменной под воздействием пламени.

Огнезащитные свойства жаропрочного бетона довольно просто понять. Основные компоненты этого материала: цемент (известняк, глина и гипс) и агрегатные химические элементы, которые делают его по факту жаростойким. Материал также имеет медленный темп передачи тепла, а это значит, что бетонные стены в доме выступают в качестве некой пожарной защиты, укрывая смежные комнаты от пламени и поддерживая свою структурную целостность, несмотря на воздействие жара от огня.

Какие же именно свойства бетона делают его жаропрочным: это способность материала оставаться твердым под воздействием огня, пока все вокруг горит. Определение огнестойкости строительного материала учитывает скорость теплопередачи и горючести этого материала при переменных условиях, таких как:

• температура огня;
• вентиляция;
• источников топлива в здании.

В то время как бетонные стены обычно выдерживают до четырех часов экстремального давления огня, большинство деревянных стен упадут менее чем за час. Также важно заметить, что когда бетон горит, он не испускает токсические перегары, дым или жидкие частицы.

Стоит заметить, что не так часто можно встретить применение жаростойкого бетона при строительстве зданий. Как правило, этот материал необходим для постройки особых целей:

• аварийные зоны в закрытых конструкциях (туннельные аварийные выходы);
• общая улучшенная огнестойкость для инфраструктуры;
• огнезащитное сооружение для членов правительства.

Существует ряд некоторых особенностей при изготовлении этого жаростойкого материала. Они заключаются в следующем:

• достижение максимальной огнестойкости основано на составе используемых компонентов;
• сопротивление может быть значительно увеличено путем использования специальных элементов;
• использование специальных пластмассовых волокон (ПВ) значительно увеличивает сопротивление по отношению к огню;
• использование отобранного песка повышает стойкость цементной матрицы.

Основные свойства

У такого строительного материала имеется ряд отличительных свойств. Среди основных особенностей таких бетонов следует выделить:

• высокую огнеупорность;
• повышенные эксплуатационные свойства;
• прочность;
• отсутствие необходимости использования дорогостоящего процесса обжига при производстве.

В настоящее время огнеупорный бетон можно классифицировать по весу. Изготовить самостоятельно или заказать можно некоторые формы описываемого материала:

• особо тяжелая;
• легкая;
• ячеистая;
• тяжёлая.

Таким образом удается получить материал, который может выполнять конструкционную или теплоизоляционную функцию, что зависит от ингредиентного состава.

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.

Соблюдая рекомендации производителя смесей и используя полученную информацию, вы сможете своими руками изготовить огнеупорные бетонные элементы для печных, отопительных и других конструкций.

Технические требования к жаростойким растворам

Для того, чтобы бетон мог считаться жаростойким предъявляется всего 2 требования:

• Способность выдержать температуру не менее 500 градусов
• Способность к сопротивлению на сдавливание от 200 МПа/см2

Кладка выдры

Каждый дымоход необходимо выкладывать с так называемой выдрой. Выдрой называется расширение внешнего участка печного дымохода снаружи над самой поверхностью кровли. Данное расширение предназначено для того, чтобы оберегать дымоход от негативного влияния на него атмосферных явлений.

В местах тяжелых термонагрузок только жароупорный обеспечит надежность конструкции.

Исходя из того, что уклон крыши каждого строения строго индивидуален, то и кладка выдры должна быть индивидуальной для каждого отдельно взятого случая.

Кладка наружного участка печного дымохода жаропрочным материалом обязательно должна производиться с добавлением в песочно-глиняный раствор сухого цемента.

• далее от самого нижнего участка крыши следует осуществить кладку в пару плиток по высоте. Потом необходимо начать расширение трубы: в 1-ом ряду выдры нужно сместить раствор наружу на 1-у четверть. Смещение должно выполняться исключительно в 1-у сторону. Последующий ряд должен иметь точно такое же по расстоянию смещение, но только с 2-х боковых сторон;
• после того как расширение внешнее было успешно проведено, необходимо продолжить вертикальную трубу. Далее следует установка оголовка и металлического колпака.

Дымоход готов. Техника его выполнения во многом схожа с технологией кладки кирпичного дымохода, но отнимает намного меньше времени, потому что блоки бетонные обладают большим размером.

Также применение бетона жаростойкого в данной ситуации наиболее предпочтительно, нежели применение огнеупорных кирпичей, потому что последние при нагревании расширяются, что требует непременного устройства специальных швов температурных.

Применение жаропрочного бетона

В бытовом строительстве бетон применяется для формовки камер сгорания печей и каминов, помещений, в которых расположены отопительные приборы, а также, благодаря высокой прочности материала при относительно малом весе, в фундаментах легких одноэтажных зданий.

Реже жаропрочный бетон используют в строительстве отдельно стоящих подсобных помещений, создания коллекторов кабелей и трубопроводов.

Коммерческое и промышленное применение материала намного обширнее. Помимо отопительных печей и котельных, бетон используется на таких объектах:

• Системы коммунальных трубопроводов;
• Производственные цеха горнодобывающих, металлургических, машиностроительных предприятий;
• Электростанции и другие объекты энергетики;
• Предприятия легкой и нефтеперерабатывающей промышленности;
• Мосты, плавучие конструкции, надземные переходы.

Расширение сфер применения огнеупорного бетона обусловлено его высокой прочностью, малой массой, пассивностью ко многим химическим веществам.

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

Материалы и инструменты

Для производства огнеупорных бетонных блоков потребуется подготовить следующие инструменты:

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

Также отнюдь не лишним является и использование добавок:

• асбеста;
• бариевого цемента;
• жидкого стекла.

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

Жаростойкий бетон изготавливается своими руками следующим образом:

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

Полезно! Для улучшения результата рекомендуется использовать ингредиенты комнатной температуры — 15-20 °С.

Заливка смеси

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

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

Уплотнение

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

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

Выдержка и увлажнение

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

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

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

Огнеупорный бетон своими руками

Состав жаростойкого бетона включает в себя базовые компоненты и некоторые добавки. Можно сделать свой собственный огнеупорный бетон с материалами, доступными в строительных магазинах. Если планируется построить блоки, то вам нужно иметь формы для блоков, приготовленные заранее. Огнеупорный цемент своими руками:

1. Поместить лист фанеры в рабочую зону или тачку. Надо быть рядом со шлангом, чтобы воду можно было легко добавить в раствор или промыть инструменты.
2. Разделить материалы в соотношении 3:2:2:0.5 (3 части гравия, 2 части песка, 2 части тугоплавкого цемента и 0,5 части оводненной известки). Соблюдать это соотношение независимо от объема огнеупорного бетона, который будет изготавливаться.
3. Поместить гравий и песок в тачку или на фанеру.
4. Добавить огнеупорный цемент и гидратированную известь поверх песка и гравия.
5. Смешать все сухие ингредиенты с помощью лопаты. Мешать до тех пор, пока все компоненты не будут равномерно распределены, получив состав однородной консистенции. Сделать ямку в середине смеси для того, чтобы добавить воду.
6. Добавить воду в смесь. Смешать сухие материалы и воду вместе, пока смесь не будет иметь никаких сухих комков. Не стоит добавлять слишком много воды, чтобы смесь не стала похожей на суп. Вода должна быть добавлена к смеси в количестве от 2 до 4 литров.
7. Продолжать добавлять воду до тех пор, пока смесь не станет похожа на бетон. Если получается сделать из жмени бетона снежок, и он при этом не распадается, то все сделано правильно.
8. Заполнить подготовленные формы бетоном при помощи лопаты.

В завершение поцесса лучше всего тщательно почистить и вымыть все оборудование и инструменты. Соскрести застывший огнеупорный материал со всех поверхностей, иначе на следующий день это станет крайне непростой задачей.

Замешивание вручную

Готовые бетонные смеси достаточно однородны, но еще раз перемолоть ингредиенты с помощью виброинструмента не помешает. Эту операцию удобно проводить перфоратором с миксерной насадкой в любой достаточно широкой емкости.

На следующем этапе в смесь вливают воду, обычно в пропорции 2 л/5 кг. Если производитель указал на упаковке другое соотношение, следуйте его инструкциям. В идеале температура и воды, и сухих компонентов должна составлять 15-20 градусов.

Все той же миксерной насадкой следует тщательно перемешать раствор. Затем нужно быстро выложить его в формы, так как схватывается поверхность бетона за 10-15 минут. Следующий этап — виброукладка, то есть воздействие перфоратора на форму для равномерного распределение раствора.

В процессе виброукладки нужно шпателем убирать с поверхности пузырьки воздуха, одновременно выравнивая будущий блок.

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.

Замешивание бетономешалкой

Работа с бетономешалкой значительно упрощает и ускоряет процесс формовки жаростойких блоков. Достаточно поместить заданное количество сухой смеси в барабан машины, залить воду и включить двигатель.

Через некоторое время Вы получите готовый раствор, который можно сразу вливать в опалубку.

Процессы заполнения форм и виброукладки бетона ничем не отличаются от аналогичных процессов ручного замешивания. Благодаря более однородному составу раствора, пузырение будет не таким интенсивным.

Особенности процесса твердения

Во время затвердевания бетона в его структуре протекают экзотермические реакции, то есть выделяется большое количество тепла. Чтобы это не привело к избыточному испарению влаги, форма с бетоном должна быть плотно закрыта полиэтиленовой пленкой или другими изолирующими материалами.

Блоки нельзя вынимать из форм раньше, чем через сутки. Если есть возможность, оставьте мелкие и средние изделия в опалубке на два дня, крупные — на три. Блоки, извлеченные раньше этого срока, следует обильного опрыскивать водой в течение еще двух-трех дней.

Покупка готовых смесей

Приобрести готовые сухие смеси для приготовления огнеупорного бетона можно в крупных супермаркетах строительных материалов или через Всемирную сеть.

Посмотрите видео:

Вот некоторые ориентировочные цены:

• Глиноземистая жаростойкая смесь — от 120 руб/кг;
• Портландцементная жаростойкая смесь — от 200 руб/кг;
• Мелкозернистые присадки, повышающие огнеупорные свойства — от 350 руб/кг;
• Жидкое стекло — от 100 руб/л.

Бывшие в употреблении блоки промышленного производства с доставкой к месту строительства обойдутся в 40-60 тыс. рублей за тонну.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...