Ruvzdorný beton: klasifikace, charakteristika, složení, vlastnosti, výroba

Při provádění stavby je nutné zajistit odolnost stavěných konstrukcí a budov vůči vystavení zvýšeným teplotám. Pro tyto účely se používají ochranné hmoty, které si zachovávají svůj tvar a výkonnostní charakteristiky při teplotách nad 1000 °C. Jedním z takových materiálů je žáruvzdorný beton.

Vlastnosti složení a specifická výrobní technologie umožňují tepelně odolnému materiálu odolávat významným teplotám při zachování pevnosti. Nenahraditelný je žárobeton pro kamna, používaný při pokládce krbů, montáži komínů a také pro průmyslové účely, kdy je potřeba zajistit odolnost konstrukcí proti účinkům otevřeného ohně a vytápění.

Podívejme se blíže na žáruvzdorný beton se zaměřením na jeho vlastnosti, složení, klasifikaci a oblast použití. Řekneme vám, jak vyrobit tepelně odolný beton vlastníma rukama doma.

Stavební materiál, který si zachovává své mechanické a provozní vlastnosti při dlouhodobém používání v rozsahu extrémně vysokých teplot až 1700 °C – žárobeton

Klasifikace

Žáruvzdorný beton vyřešil problém snížených pevnostních charakteristik tradičního cementu, který se zhoršuje při zvýšených teplotách. Jsou známy různé typy žáruvzdorných kompozic, včetně speciálních modifikátorů, které zvyšují teplotní odolnost pole na více než 1800 °C.

Tepelně odolné kompozity jsou klasifikovány podle různých kritérií:

• struktura, která určuje provozní teplotní režim;
• oblasti použití, podle kterých se určuje účel materiálu;
• typy komponent používaných jako plnivo;
• použitá pojiva.

Žáruvzdorný beton pro pece a jiné objekty pracující při zvýšených teplotách se dělí na následující typy:

• Tepelně odolný, odolný vůči stálému vystavení teplotám do 800 °C, ale náchylný na krátkodobé zvýšení teploty do 1,5 tisíce °C.
• Tepelně odolný, udržující integritu při stálém zahřívání až do 1 tis. °C se zvýšením prahu teploty na 1 tis. °C.

Bez žáruvzdorného betonu si nelze představit zejména stavbu kamen, krbů a komínů.

V závislosti na účelu jsou žáruvzdorné materiály rozděleny do následujících typů:

• konstrukční materiály, které jsou vystaveny ohřevu a současně nesou značné zatížení;
• tepelně izolační kompozity používané k zajištění spolehlivé tepelné izolace otopných konstrukcí a budov.

Určuje vysoce výkonné charakteristiky, které má žáruvzdorná betonová kompozice. Zvažme, jaké komponenty se používají při výrobě žáruvzdorných materiálů.

Vlastnosti kompozice

Pro domácí použití, řešení problémů souvisejících s opravami topných systémů, instalace potrubí pro odvod kouře, bude vyžadován žáruvzdorný beton, který odolá teplotám až 1200 °C.

Právě kompoziční vlastnosti kompozitu určují jeho stabilitu a schopnost zachovat celistvost masivu při významných teplotách. Než zvážíme složení, pojďme zjistit, proč je běžný beton zničen:

• To je způsobeno výrazným odpařováním vlhkosti obsažené v poli během ohřevu.

Beton se skládá ze základních složek (cement, plnivo, voda) a přísad – určují ohnivzdorné vlastnosti konečného výrobku.

• V důsledku toho ztrácí materiál svou provozní pevnost v důsledku aktivní dehydratace.
• Vzhledem k nevratnosti reakce je nemožné udržet stabilitu pole, které v důsledku destrukce ztrácí své vlastnosti.

Proto, aby byla zachována integrita kompozitu, je důležité udržet vlhkost uvnitř pole. K tomuto účelu se přidávají pojivové složky a speciální přísady. Jako pojivo se používá:

• vysoce kvalitní portlandský cement;
• struskový portlandský cement s vysokou vazebnou schopností;
• cement vyznačující se vysokou koncentrací oxidu hlinitého.

Existuje také tekuté sklo, které má adstringentní vlastnosti.

Následující drcené přísady se přidávají jako složky, které zvyšují tepelnou stabilitu pole:

• Plnivo z expandované hlíny.
• Drcené cihlářské výrobky obsahující magnezit, šamot, dolomit.
• Ruda s vysokým obsahem chromitu.
• Popelový prach.
• Pemza.
• Vysokopecní struska v granulované nebo drcené formě.

Aditiva zajišťují lepší vytvrzení kompozice a přeměnu na monolitický žáruvzdorný základ

Kromě toho se nacházejí odolné minerální materiály, včetně čediče a diabasu. V závislosti na konkrétní receptuře může kompozice obsahovat perlitové plnivo, tuf nebo vermikulit. Velikost frakce plniva závisí na účelu žáruvzdorného materiálu a je:

• pro jemné kamenivo ne více než 5 mm;
• pro velké frakce do 2,5 cm.

V případě potřeby lze zavést drcený štěrk, který výrazně zvyšuje pevnost a znesnadňuje zpracování vytvrzené hmoty.

Vlastnosti

Žáruvzdorný beton má vysoké výkonové vlastnosti. Hlavní vlastnosti:

• Zvýšená odolnost vůči otevřenému ohni a vysokým teplotám.
• Vysoká pevnost (až 500 mPa/cm²), což umožňuje použití kompozice jako konstrukčního materiálu.
• Zlepšení pracovních vlastností pole během provozu.
• Dostupnost výrobního procesu, který eliminuje fázi vysokoteplotního vypalování.

Nepopiratelné výhody ohnivzdorných kompozitů umožňují použití materiálu v různých oblastech.

Ideální pro domácí a průmyslová kamna, krby a stavby různých konstrukcí

Rozsah aplikace

Žáruvzdorný beton se díky své zvýšené teplotní odolnosti používá v různých oblastech. Je nezbytný pro provádění následujících úkolů:

• výstavba průmyslových topných systémů a tepelných konstrukcí;
• stavba kamen a krbů určených pro domácí použití;
• tvorba vnitřního povrchu spalovacích komor;
• výroba kolektorů a žáruvzdorné keramiky.

Rozsah použití ohnivzdorného kompozitu není omezen na konstrukce, které odolávají zvýšeným teplotám. Je široce používán ve stavebnictví, energetice a chemickém průmyslu. Nízká měrná hmotnost žáruvzdorného masivu umožňuje snížení hmotnosti vztyčených konstrukcí až o 40 % při zachování pevnosti.

Použití žáruvzdorného kompozitu umožňuje:

• Výstavba základů.
• Stavba mostů.
• Výroba plovoucích konstrukcí.
• Konstrukce stropů.

Použití komůrkových plniv ve výrobě výrazně rozšiřuje možnosti použití ohnivzdorných kompozitů.

Za zmínku stojí, že žárobeton výrazně odlehčuje konstrukce, protože obsahuje porézní přísady, což snižuje zatížení základny o 40%.

Co potřebujete k práci?

Chcete-li vyrobit tepelně odolný beton vlastníma rukama, připravte potřebné materiály a nástroje:

• míchačka betonu používaná pro míchání přísad;
• pojivo podle použité receptury;
• potřebná plniva a tepelně odolné přísady, jejichž množství je stanoveno v souladu s provozní teplotou materiálu;
• lopata a hladítko;
• kolečko potřebné k dodání směsi;
• plnění kontejnerů nebo panelového bednění.

Pokud je vše připraveno, můžete začít vyrábět.

Jak připravit kompozici?

Při výrobě tepelně odolného betonu doma vlastníma rukama proveďte práci v následujícím pořadí operací:

• Do míchačky nasypte drcený čedič (štěrk), prosátý písek, ohnivzdorný cement a vápno, dodržujte následující poměry – 6:4:4:1.
• Dále přidejte vysokopecní strusku a pemzu rozdrcenou na prášek a přidejte popílek.

Existují dvě možnosti přípravy žáruvzdorného betonu: ze suché směsi nebo smícháním sady přísad.

V tomto okamžiku je fáze přípravy směsi dokončena. Další fází je lití.

Žáruvzdorný beton, používaný při zvýšených teplotách, se lije do instalovaného panelového bednění nebo lije do forem odpovídajících velikosti a konfiguraci požadovaného výrobku.

Proces plnění je poměrně jednoduchý:

• naplňte bednění nebo formu směsí a průběžně nalévejte;
• hmotu zhutněte, odstraňte vzduchové bubliny. Při vibračním hutnění omezte dobu trvání operace, aby se zabránilo usazování plniva na dně formy.
• Naplánujte povrch pole a odstraňte přebytečnou směs stěrkou.

Poslední fází výroby produktů z tepelně odolných kompozitů je sušení. Ohnivzdorné materiály mají zvýšenou citlivost na proces hydratace. Pro zajištění normální hydratace je nutné zajistit minimální odpařování vlhkosti zakrytím povrchu bednění nebo formy. Tím se sníží tepelné ztráty a zpomalí se rychlost odpařování vlhkosti.

Po vychladnutí a úplném vytvrdnutí masivu pokračujte v demontáži bednění. Hotový výrobek je vhodné několik dní navlhčit, čímž se zvýší jeho mechanické vlastnosti.

Výsledky

Pečlivý výběr receptury, dodržování technologie a použití vysoce kvalitních surovin vám umožní samostatně vyrábět žáruvzdorný beton, který je nezbytný pro domácí účely a řešení průmyslových problémů.

Na stránce: Autor a redaktor článků na webu pobetony.ru
Vzdělání a pracovní zkušenosti: Vyšší technické vzdělání. Praxe v různých odvětvích a na stavbách – 12 let, z toho 8 let – v zahraničí.
Další dovednosti a schopnosti: Má 4. skupinu schválení elektrické bezpečnosti. Provádění výpočtů s využitím velkého množství dat.
Současné zaměstnání: Poslední 4 roky působí jako nezávislý poradce v řadě stavebních společností.

Potřeba použití žárobetonu vzniká při instalaci nebo opravách tepelných jednotek: pecí, kotlů, komínů a dalších objektů, nejčastěji pro průmyslové účely. Horní teplotní limit u konvenčních značek nepřesahuje 300 °C při provozu v podmínkách stálých a zvýšených tepelných vlivů, používají se pouze specializované směsi: tepelně odolné, vysoce pevné, s výkonnostními charakteristikami, které zůstávají nezměněny nebo se zlepšují ohřevem, a nevyžadují složitou ochranu nebo střelbu. V průmyslové výstavbě jsou vybírány pouze tovární směsi nezávislá příprava takového betonu je povolena pouze pro soukromé účely.

1. Technické parametry žáruvzdorného betonu
2. Typ a rozsah
3. Návod na vlastní výrobu
4. Cena suchých betonových směsí

Popis materiálu, vlastností a složení

V tomto případě jsou vyžadovány speciální typy pojiv: portlandský struskový cement, hliník, druhy periklasu, tekuté sklo. Vysoce kvalitní portlandský cement se mísí s jemně mletou šamotovou nebo magnezitovou cihlou, pemzou, andezitem, sprašovou hlínou, vysokopecní struskou nebo popílkem a chromitovou rudou. Jako plniva se také používají mullity, keramzit, perlit, žáruvzdorné horniny a korund. Zásadní význam má velikost zrn při přípravě: u jemných zrn se pohybuje od 0,15 do 5 mm, u hrubých od 5-25.

Složení betonu se volí s přihlédnutím k očekávaným provozním podmínkám: směsi na bázi portlandského cementu nejsou vhodné pro použití v kyselém prostředí (komíny) a roztoky s vysokým podílem tekutého skla nevydrží časté působení vlhkosti. Odolnost vůči agresivním faktorům závisí na procentu hlinitanů a silikátů vápenatých, čím vyšší je, tím lépe.

Komponenty také určují hlavní výkonnostní charakteristiky žárobetonu:

1. Otevřená pórovitost, pohybující se od 15 do 25 %. Tento ukazatel klasifikuje žáruvzdorné betony jako husté (10-16%), zhutněné (16-20) a středně husté (20-30) a nepřímo ovlivňuje smršťování směsí.

2. Teplota aplikace. Beton, který vydrží zahřátí až na 1580 °C, je klasifikován jako žáruvzdorný, od 1580 do 1770 – jako ohnivzdorný, výše – jako vysoce žáruvzdorný.

3. Měrná hmotnost materiálu. Všechny značky se konvenčně dělí na lehké (obsah perlitu a podobné přísady), těžké a zvláště těžké, v průměru normovaná hustota druhé a třetí skupiny přesahuje 1500 kg/m3.

Typy a rozsah použití

Žáruvzdorný beton se podle zamýšleného účelu dělí na beton konstrukční a tepelně izolační, druhý typ má nižší součinitel tepelné vodivosti a je určen do pecí a jiných objektů se zvýšenými požadavky na udržení teplotních podmínek. Podle typu plniva se rozlišují směsi dinas (oxid křemičitý a vápno), korund (krystalický oxid hlinitý) a křemenné směsi.

Žádané jsou ohnivzdorné a žáruvzdorné třídy:

• V metalurgii železných a neželezných kovů (doporučený beton – ASBG).
• Při provádění monolitického obložení topných těles (SSBA, SBC, SBS) a ocelových licích pánví (VGBS).
• Pro tepelnou izolaci výše uvedených objektů (TIB)
• Při instalaci protipožární vrstvy bez pálení (beton na bázi clamotte).
• Při přípravě maloformátových žáruvzdorných výrobků.

V soukromé výstavbě jsou materiály žádané při instalaci kamen a krbů a pokládání komínů. Směsi lze použít jak jako zdicí materiály, tak pro domácí výrobu tepelně odolných výrobků.

Jak vyrobit ohnivzdorný beton vlastníma rukama?

Roztoky určené pro použití při zvýšených teplotách se míchají výhradně mechanizací. Přednost se dává hotovým směsím, voda se podává přísně podle dávek uvedených v receptu, její podíl bývá minimální. Je nesmírně důležité vzít v úvahu datum vydání; kompozice rychle ztratí své příznivé vlastnosti. Chcete-li připravit žárovzdorný beton vlastníma rukama, postupujte takto:

• Výběr receptury, příprava komponent: mletí, drcení a povinné sušení. Je obtížné dokončit tuto fázi sami pro velké objemy, budou vyžadována drtící zařízení.
• Směs v suchém stavu důkladně promícháme lopatou.
• Vložte jej do míchačky na beton, přidejte vodu, otáčejte do hladka. Tato fáze se provádí v teplé místnosti, doporučuje se mírně zahřát míchací kapalinu.
• Lití do forem, hutnění pomocí vibračního zařízení. Všechny ohnivzdorné a žáruvzdorné kompozice mají nízkou zpracovatelnost a vyžaduje se distribuce roztoku pomocí vibračních nástrojů, ale tento proces by neměl být zdržován nadměrným úsilím, těžké frakce v betonu se usadí;
• Stárnutí. Tovární směsi ztvrdnou za den, připravené nezávisle za 2-3, obě možnosti jsou navlhčeny a odstraněny z forem po 3 dnech, poté je třeba výrobky uchovávat ve vytápěné místnosti po dobu až 25 dnů.

Doporučená receptura betonu obsahuje 3 díly štěrku, 2 díly hrubého křemičitého písku, 2 díly připravené žáruvzdorné hmoty nebo speciálního cementu, 0,5 hašeného vápna. V některých případech se pro zlepšení tepelné odolnosti přidává až 0,25 dílu jemně mleté ​​pemzy, strusky nebo popela. Minimální pevnostní třída cementu je M400, podíl pojivové báze navíc zahrnuje drcené žáruvzdorné nebo šamotové cihly (1:2). Při výběru možností s tekutým sklem se používají konvenční komponenty, ale se zavedením lepidla od 15 do 25% celkové hmoty současně s vodou se takové roztoky spotřebovávají co nejrychleji.

Náklady na tovární žáruvzdorné suché betonové směsi

Tyto produkty nabízí mnoho domácích výrobců: SpetsOgneuporKomplekt (Jekatěrinburg), Sukholozhsky Refractory Plant (Sverdlovsk region), NovosibTeploStroy, Aliter-Axi (St. Petersburg). Běloruské žáruvzdorné sloučeniny Parad a Polský Rath mají dobré recenze. Nejjednodušší je nakupovat žáruvzdorné směsi a beton ve velkých pytlích, jsou levnější. Většina těchto výrobců také prodává cement pro samopřípravu tepelně odolných řešení doma, průměrná cena jednoho 50 kg pytle je 1500 XNUMX rublů.