Огнеупорный (огнестойкий) бетон: состав и характеристики

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Разобраться в их многообразии помогает классификация бетонов. Бетоны классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.

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.

Виды и технология изготовления бетонных составов

Рассмотрим, какими же бывают классы и марки бетона и где они находят свое применение:

Виды и технология изготовления бетонных составов
  • Цементный бетон – часто применяемый на стройплощадках вид раствора, изготавливается на основе цемента, чаще всего, это портландцемент. Также для изготовления цементного бетона может использоваться шлако-портландцемент и портландцемент пуццолановый. Не исключаются добавки декоративного цемента: напрягающего и безусадочного вяжущего;
  • Специальная бетонная смесь – ее изготовление происходит на основе специального вяжущего вещества. Химически устойчивые и огнеупорные свойства бетонов получают путем дополнения смеси жидким стеклом. В качестве вяжущего вещества применяют шлаковые, стеклощелочные и нефелиновые добавки;
  • Силикатный бетон – редко используется на строительных объектах, изготавливается за счет добавки известкового вяжущего материала. Затвердевание и приобретение прочности происходит за счет применения автоклавной технологии. Технические свойства силикатного раствора зависят от количества и тонкости помола кварцевого песка, используемого при производстве;
  • Шлакощелочной – изготавливают на основе измельченных шлаков, путем затворения бетона с помощью растворов щелочи. В строительстве данный вид бетонного состава начал применяться недавно;
  • Полимерный – для производства полимербетона применяют определенное соотношение специальных смол, цемента и латекса;
  • Гипсовый – изготавливают на основе вяжущего вещества — гипса. Теплоизолирующие свойства данных составов позволяют применять их для внутренних отделочных работ, в частности при возведении межкомнатных перегородок;
  • Ячеистые легкие материалы – классифицируется как легкий тип бетона. Ячеистые бетоны изготавливают на основе минерального вяжущего вещества и кремнеземистой минеральной добавки. В строительстве легкие ячеистые изделия, чаще всего, используют для утепления возводимых объектов.

Классификация бетона

Классификация бетона предполагает разделение бетонных смесей на виды по плотности, типу входящего в состав смеси вяжущего вещества и целевому назначению бетона.

Классификация бетона по плотности делит бетонные смеси на:

  • Особо тяжелые (>2500 кг/ куб. м.). К категории особо тяжелых бетонов по классификации относятся смеси, сформированные с добавлением стальных опилок, стружек, железной руды или барита.
  • Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/ куб. м.) бетоны получают при использовании в качестве заполнителя гранита, известняка или диабаза.
  • Легкие (от 500 до 1800 кг/ куб. м.) бетоны производятся на основе пористых заполнителей, таких как керамзит, туф, пемза, шлак.
  • Особо легкие (<500 кг/куб. м.). Классификация бетона причисляет к категории легких ячеистые производные бетона — пенобетон и газобетон.
Читайте также:  Как выполняется установка металлосайдинга своими руками на стены дома?

Легкие и тяжелые бетоны

Тяжелый бетон

Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях — стальных опилках или стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).

Легкий бетон

В строительстве наиболее широко используют тяжелый бетон с плотностью 2100 … 2500 кг/м3 на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз и др.). Облегченный бетон с плотностью 1800 … 2000 кг/м3 получают на щебне из горных пород с плотностью 1600 … 1900 кг/м3 или без песка (крупнопористый бетон).

Легкие бетоны изготовляют на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф и др.)- Применение легких бетонов уменьшает массу строительных конструкций, удешевляет строительство, поэтому производство их развивается опережающими темпами.

К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием смеси вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях. В ячеистых бетонах заполнителем, по существу, является воздух, находящийся в искусственно созданных ячейках.

Классификация легких бетонов

Легкий бетон следует рассматривать как один из видов семейства легких материалов, именуемых «пористыми бетонами». В настоящее время известны различные виды пористых бетонов, используемых и в несущих конструкциях, а также в конструкциях, выполняющих одновременно несущие и теплоизоляционные функции, и в качестве материала для теплоизоляции.

Разнообразие видов этих бетонов как по используемым компонентам, так и по способам изготовления затрудняет составление исчерпывающей классификации легких бетонов, тем более, что многие из них не имеют еще установившейся технологии и применяются в ограниченном объеме.

В соответствии с установившимися представлениями и практикой можно подразделить пористые бетоны на следующие четыре вида:1) бетон, изготовленный на основе вяжущего и пористых заполнителей; пористость материала в основном обусловлена пористым строением зерен заполнителя; этот вид бетона традиционно называется легким бетоном;2) бетон на основе вяжущего и пористого или плотного (обычного) заполнителя; пористость материала обусловлена в основном порами в межзерновых пространствах в результате незначительного содержания мелких фракций заполнителя; этот вид бетона называется крупнопористым (беспесчаным) бетоном на пористых или плотных заполнителях;3) бетон на основе вяжущего и пористых заполнителей; пористость его обусловлена как пористым строением зерен заполнителя, так и порами в цементирующем их вяжущем, образованными путем введения в смесь пены или вспучивания смеси газообразующими добавками или, наконец, путем введения в смесь воздухово-влекающих добавок; этот вид бетона называется поризованным легким бетоном;4) бетон, приготовленный из пластичной мелкозернистой смеси, в которой поры образованы в результате введения в смесь пены или вспучивания смеси при добавлении газообразователей; такой бетон называется ячеистым.

В качестве вяжущих и заполнителей для указанных четырех видов пористых бетонов могут быть использованы материалы как органического, так и неорганического происхождения или их комбинации.В соответствии с изложенным перечисленные виды пористых бетонов могут быть классифицированы согласно следующей таблице.

Приведенные виды пористых бетонов по объему применения занимают различное место. Одни имеют массовое применение, другие применяются в ограниченных размерах и, наконец, есть разновидности, которые только зарождаются и еще не применяются на практике, но могут получить распространение в будущем.

В настоящее время наибольшее применение имеют легкие бетоны на минеральных вяжущих и неорганических пористых заполнителях, а также ячеистые бетоны. В меньших масштабах применяются крупнопористые и поризованные легкие бетоны, причем в последние годы предпочтение отдается поризованным легким бетонам на неорганических пористых заполнителях с добавлением воздухововлекающих добавок, пены или газообразователей.

Первые три вида пористых бетонов отличаются от четвертого наличием в них пористых заполнителей, за счет чего в основном и обеспечивается их относительная легкость, в то время как в бетоне четвертого вида отсутствует крупный заполнитель, и малый объемный вес материала достигается в основном за счет пор, образующихся в цементирующем вяжущем. Поэтому первые три вида пористых бетонов, различающихся между собой в принципе лишь строением, обычно объединяются в один вид под общим названием «бетоны на пористых заполнителях». В этом случае известные виды пористых бетонов могут быть сведены к двум:а) бетоны на пористых заполнителях или легкие;б) ячеистые бетоны.

Читайте также:  Сайдинг для обшивки дома, его виды и преимущества

В отношении правильности наименования можно, напомнить, что еще в начале 30-х годов, когда в качестве пористых заполнителей в бетонах использовались преимущественно топливные шлаки, легкие разновидности пемз и другие подобные материалы — для получения низкомарочных стеновых камней или в монолитном строительстве, такие бетоны назывались «теплыми» бетонами, поскольку их применение вызывалось присущими им высокими показателями теплозащитных свойств.

Но по мере развития производства разнообразных видов природных и искусственных пористых заполнителей на их основе начали изготовлять также бетоны с более высокими конструктивными качествами для применения в ответственных несущих конструкциях, в которых теплозащитные свойства бетонов имеют второстепенное значение. Поскольку в этих условиях на передний план выступает их меньший вес по сравнению с обычными, то вошло в обиход наименование «легкие» бетоны.

В настоящее время традиционно-установившееся, но не точное наименование «легкий бетон», означает именно «бетон на пористых заполнителях».

  • < Назад

Заключение

Знание всех типов, марок и прочих параметров бетона позволит Вам точнее подобрать оптимальную именно в вашем случае рецептуру, что оптимизирует затраты на строительство и сделает новое здание или сооружение безопасным, долговечным и надёжным.

Также, в случае заказа проекта у сторонней организации, зная все обозначения, вы сможет лучше разбираться в проекте и понимать, почему именно такой состав бетона будут использовать в тех, или иных работах.

Звоните на нашу горячую линию – мы всегда рады Вам помочь!

8 800 550 52 82 (звонок бесплатный по территории РФ)

Виды и характеристика

Бесцементный бетон классифицируется по объемной массе и распределяется на такие разновидности:

Виды и характеристика
Виды и характеристика
  • Тяжелый состав. Имеет крупный заполнитель в виде гравия, песка и щебня. Из такого класса смеси формируются крупногабаритные конструкции, прочность материала — 60 Мпа.
  • Легкий. Основа состава — керамзит и вермикулит. Используется для возведения перегородок, внутренних стен.
  • Ячеистый материал. Имеет пористую структуру. Характеризуется наличием пузырьков воздуха по периметру изделия. Рекомендован для эффекта теплоизоляции.
Виды и характеристика
Виды и характеристика

В зависимости от рецептуры приготовления силикатного материала разделяют специальный и конструкционный бетона. Бетон без цемента разделяется на виды, каждый из которых наделен уникальной технологической рецептурой приготовления и отличается индивидуальными специфическими свойствами:

Виды и характеристика
Виды и характеристика
  • Специальный бетон. Его прочность достигает от 8 до 75 кг/м3.
  • Конструкционный. В свою очередь разделяется на материалы, что имеют среднюю прочность, от 900 до 2500 кг/м3, на низкопрочные — от 2 до 5 и водоотталкивающие смеси.
Виды и характеристика
Виды и характеристика

Виды и характеристика
Виды и характеристика

Кладка из ячеистобетонных блоков

Как и при обычной кирпичной кладке, при возведении стен из ячеистых блоков используют принцип перевязки. Сдвиг вертикальных швов верхнего ряда должен быть минимум 6 см по отношению к вертикальным швам нижнего ряда. Блоки, предназначены для тонкошовной кладки, сбоку имеют профилированное пазогребневое соединение, которое не нужно заполнять клеевым раствором. При этом экономится не только сам раствор, но и время, которое затрачивалось бы на его нанесение вручную на каждую боковую грань. Обычные блоки (с плоскими боковыми гранями), используемые для кладки с толстыми швами, требуют заполнения и вертикальных швов.

В ситуациях, когда для увеличения толщины стены в одном ряду соединяют два вида элементов (блоки и плиты), их следует располагать таким образом, чтобы лицевой слой в соседних рядах поочередно формировался плитами и блоками. Например, используя блоки со стороной 30 см и плиты 12 см, можно сложить стену толщиной 43 см (с учетом шва 1 см). При этом для перевязки один ряд следует класть плитой наружу, а другой – блоком. И так до верху.

Читайте также:  Где используется эковата и каковы её преимущества?

Основы проектирования состава лёгких бетонов

При подборе состава лёгких бетонов исходят из условия получения экономичного бетона, обеспечивающего не только удобоукладываемость бетонной смеси и прочность бетона, но и заданную плотность при наименьшем расходе цемента.

Задача подбора состава лёгкого бетона усложняется по сравнению с подбором состава тяжёлого бетона. Подбирая состав тяжёлого бетона, обычно находят соотношение между щебнем и песком, требуемое В/Ц и расход цемента. В лёгком бетоне трудно установить расчётом В/Ц, а удобоукладываемость колеблется в больших пределах. Это связано с тем, что пористые заполнители обладают значительным водопоглощением, интенсивно отсасывая воду из цементного теста. Шероховатая поверхность пористых заполнителей затрудняет получение точных показателей удобоукладываемости смеси. Эти обстоятельства приводят к тому, что состав легкобетонной смеси подбирают опытным путём, определяя оптимальный расход воды для каждого состава бетона, устанавливая зависимость прочности бетона от расхода цемента при оптимальных расходах воды.

Существует несколько методов подбора состава лёгкого бетона, но чаще всего применяют метод подбора состава лёгкого бетона по оптимальному расходу воды. При этом пользуются способом опытных затворений, который включает следующие операции: выбор наибольшей крупности и определение содержания крупного и мелкого заполнителей (); определение расхода вяжущих и добавок для пробного замеса; предварительный расчёт расхода заполнителей на 1 м³ смеси для приготовления пробных замесов; уточнение расхода воды по заданной подвижности или выявление оптимального содержания воды по наибольшей плотности уплотнённой легкобетонной смеси; установление зависимости между расходом вяжущего и прочностью бетона при заданной подвижности смеси. Одновременно устанавливают зависимость между расходом цемента и плотностью бетона при принятых условиях уплотнения смеси.

Материалы для производства силикатных бетонов

Основным вяжущим компонентом в силикатном бетоне выступает тонкомолотая известь кипелка или известь-пушонка, которая в сочетании с заполнителями и составляет основное сырье для производства силикатных бетонов. После добавления воды и последующей тепловой обработки в автоклавах, силикатобетонная смесь превращаться в прочное бетонное изделие.

Известь, применяемая для производства силикатных смесей должна отвечать следующим свойствам:

  • средняя скорость гидратации;
  • умеренный экзотермический эффект;
  • вся фракция должна быть одинаково обожженной;
  • MgO менее 5%;
  • время гашения извести — 20 мин не более.

Недожог известковой массы приводит к повышенному расходу материала. Пережог снижает время гидратации извести, что приводит к вспучиванию, появлению трещин на поверхности изделий и др.

Известь

Известь, применяемая для производства силикатобетона, обычно используется в виде тонкомолотых известковых смесей следующего состава:

  • известково-кремнеземистые — соединение извести и кварцевого песка;
  • известково-шлаковые (известь и доменный шлак);
  • известково-зольные — топливная сланцевая или угольная зола и известь;
  • известково-керамзитовые и другие подобные компоненты, получаемые из отходов промышленного производства пористых заполнителей;
  • известково-белитовые вяжущие, получаемые при низкотемпературном обжиге известково-кремнеземистой сухой смеси и кварцевого песка.

В качестве кремнеземистых заполнителей используют следующие материалы:

Материалы для производства силикатных бетонов
  • кварцевый молотый песок;
  • металлургические (доменные) шлаки;
  • зола ТЭЦ.

Наиболее часто в качестве заполнителей выступают кварцевые пески средней и мелкой фракции, которые по своему составу должны выглядеть следующим образом:

  • 80% и более кремнезема;
  • менее 10% глинистых включений;
  • 0,5% и меньше примесей слюды.

Крупные включения глины в структуре кварцевого песка снижают морозостойкость и прочность силикатного бетона.

Кварцевый песок

Тонкомолотый кварцевый песок оказывает значительное влияние на формирование высоких эксплуатационных свойств силикатных бетонов. Так, с повышением дисперсности частиц песка увеличивается морозостойкость, прочность и другие характеристики силикатных материалов.

При выборе составляющих для изготовления силикатного бетона необходимо знать следующее:

  1. Расход вяжущего увеличивается пропорционально увеличению прочности бетона.
  2. Снижение расхода вяжущих в составе силикатной смеси наблюдается при повышении дисперсности мелкого кварцевого песка, и увеличивается при повышении формовочной влажности силикатобетонного раствора.
  3. Дисперсность молотого кварцевого песка должна быть в 2,5 раза ниже дисперсности молотой извести.