В современном строительстве бетон остается одним из наиболее востребованных материалов. В зависимости от характера стройки используются разные его марки, и среди них – жаростойкий бетон, чья эксплуатация проходит в условиях высоких температур. Разбираемся, какими особенностями и свойствами он обладает, на какие виды делится, как изготовить термостойкий материал в домашних условиях.
Сфера применения
Жаропрочный бетон, благодаря особой устойчивости к термическому воздействию, обеспечивает безопасность эксплуатации объектов самого разного назначения. Его свойства оказываются полезными в большинстве отраслей хозяйства, из него изготавливают устойчивые к высоким температурам конструкции, например:
Термостойкий бетон незаменим в металлургической промышленности, где многие производственные процессы идут при высоких температурах. Он является составной частью промышленных печей и других установок, форм и литейных кассет в сталелитейных цехах.
Из него делают внутренние слои в отопительных системах, печах (футеровка) и других теплоагрегатах; везде, где нужна огнестойкость и высокая прочность.
Материал нашел применение при строительстве жилых домов: возведение и облицовка печей, каминов, дымоходов, использование в качестве термоизолятора; для возведения огнеупорных стен и перегородок.
В химической и нефтеперерабатывающей промышленности: электрокамеры, реакторы. При возведении мостов, перекрытий и других объектов на воде, где важна комбинация прочности и малого веса материала.
В состав жаростойких смесей входят следующие компоненты:
Вяжущие материалы. Основное вяжущее вещество – портландцемент (классы от М400 и выше); кроме него применяют шлакопортландцемент. Если предполагается эксплуатация при температурах более тысячи градусов, используют жидкое стекло (алюминат кальция или силикат натрия), глиноземистый или высокоглиноземистый цемент.
Огнеупорных заполнителей. Их подбирают так, чтобы выдерживать действие огня, и равномерно расширяться. При рабочих температурах до +600-800 ℃ добавляют отсевы горных пород (диабаз, базальт, андезит). При температурах до +600-800 ℃ добавляют керамзит, перлитовый песок, кирпичный бой, доменный шлак (в гранулах).
Вода. Ее добавляют для гидратации связующего, после чего сухая смесь становится бетонным раствором, а затем затвердевает с формированием бетонной формы.
Добавки. Они позволяют улучшить свойства бетона, важные в тех или иных условиях эксплуатации. Это может быть не только жаростойкость, но и, например, прочность или устойчивость к агрессивным средам.
Виды термостойкого бетона
Жаростойкие материалы производятся при разных температурных условиях, и по этому признаку делятся на три группы:
Безобжиговые. Температура обработки не превышает +200 ℃.
Термообработанные. Материал приобретает нужные свойства при нагреве до + 200-800 ℃.
Выжженные. Бетон приобретает огнестойкие свойства при нагреве более чем до + 800℃.
Если говорить о рабочей температуре материала во время эксплуатации, то выделяется три вида термостойкого бетона:
Жароупорный. Рассчитан на применение при температурах не выше +1580 ℃.
Огнеупорный. Применяется, если температура поднимается до + 1580-1770 ℃.
Высокоогнеупорный. Способен выдержать нагрев выше 1770 ℃.
Бетоны также классифицируют по структуре, а именно:
Легкие. Они содержат пористый наполнитель: керамзит, перлит, вулканический туф; иногда, чтобы уменьшить массу, в состав вводят пенообразователи. Легкие бетоны отличаются хорошим уровнем теплоизоляции, поэтому их часто применяют при возведении промышленных и жилых сооружений.
Ячеистые. Материал с характерной пористой структурой успешно применяется как жаропрочная теплоизоляция.
Так как термостойкий бетон должен работать в различных условиях, производится множество его марок, и существуют дополнительные способы классификации, например:
По назначению. Жаропрочный бетон является материалом специального назначения. Его сфера применения – создание термопрочных изделий, футеровка внутренних слоев тепловых агрегатов, а также их ремонт.
По количеству СаО (золы) в составе. Зола бывает разной: висококальциевой (СаО > 20 %) и низкокальциевой (СаО < 20 %). По содержанию золы выделяют бетоны средне- и низкоцементные, ультранизкоцементные, а также бесцементные.
По типу вяжущего вещества. Различают несколько групп бетонов: цементные, гипсовые, известковые, силикатные. Имеется целое семейство шлаковых материалов, а также специальных смесей (например, полимербетоны).
По размеру наполнителя. Материал с размером частиц до 0,5 мм называют тонкозернистым, до 2 мм – мелкозернистым. Также выделяют средне-, крупно- и грубозернистый наполнитель (соответственно, 5 мм, до 1 см, и до 4 см).
Свойства и преимущества огнестойких материалов
По сравнению с обычным бетоном термостойкий материал обладает особыми свойствами. Они и является его преимуществами в своей сфере использования, а именно:
Основное отличие – способность выдерживать высокие температуры (в том числе, многократное нагревание и охлаждение) без разрушения. Так как огнестойкость у разных марок бетона разная, материал следует внимательно подбирать под свои условия.
Прочность, стойкость к механическим нагрузкам. Важное качество – низкая усадка: в процессе эксплуатации изделие сохраняет форму и размеры.
Химическая стойкость к агрессивным внешним факторам (например, к кислотам). Некоторые марки бетонных смесей разрабатывались специально для применения в металлургии, нефтепереработке, химической промышленности.
Комментарии