Ruvzdorný beton: složení a vlastnosti

Železobetonové konstrukce se nám zdají být spolehlivými protipožárními překážkami, ale běžné betonové směsi používané při jejich vytváření často nevydrží náhlé zahřátí na vysoké teploty, křehnou a začnou se rychle hroutit. Při stavbě řady objektů je proto k ochraně zařízení potřeba žáruvzdorný beton.

Co to je a jeho účel

Tepelně odolný, ohnivzdorný beton, podle definice GOST 25192-2012, která stanoví klasifikaci a technické požadavky pro všechny druhy betonu, je beton, jehož účelem je pracovat při vysokých teplotách v rozmezí 800-1800 ℃.

Tento typ stavebního materiálu, specifický svým určením a aplikací, se od ostatních typů betonových směsí liší nejen svou odolností proti otevřenému ohni a dlouhodobému působení vysokoteplotních tepelných toků, ale také nesnížením hl. provozní parametry za těchto drsných podmínek – zachování pevnosti, absence deformací, povrchové a hluboké destrukce struktur.

Toho je dosaženo přidáním různých pojiv (speciálních přísad) do základu žáruvzdorných cementů, které prošly při výrobě vysokoteplotním výpalem. Proto při procesu tvrdnutí žárobetonu vzniká odolná struktura, podobná přírodnímu kameni, která nevyžaduje před použitím vypalování, ale je připravena na požární a tepelné zatížení.

K tomuto tématu ▼
Ohnivzdorná omítka
Aplikace pro konstrukční zpracování

V souladu s tím se tento materiál nepoužívá při výstavbě standardních budov, ale používá se ve formě komerčních požárně odolných betonových směsí, hotových výrobků – požárně odolných bloků, monolitických konstrukcí při výstavbě zvláště důležitých zařízení, včetně dopravní infrastruktury, například silniční a železniční tunely, podzemní inženýrské sítě .

Používá se také při stavbě průmyslových zařízení pracujících ve vysokoteplotním rozsahu – pro monolitické vyzdívky kotlů tepelných elektráren, vysokých pecí, pecí s otevřeným ohništěm, pecí na pražení minerálních materiálů; pro vložkování pánví pro dopravu, lití litiny, oceli a jiných roztavených kovů.

druhy

podle fyzikálních vlastností

Podle fyzikálních vlastností a oblastí použití se žárobetony dělí na dva typy:

• Těžké nebo designové, používané pro odlévání stavebních konstrukcí, základů topenišť pecí, kotlů.
• Lehké (komůrkové) nebo tepelně izolační, používané pro obložení stěn, kleneb pecních zařízení, stříkané betonování vnitřního povrchu zařízení chemického průmyslu.

z provozní teploty

V závislosti na provozní, špičkové provozní teplotě se rozlišují tři typy ohnivzdorného betonu:

• Tepelně odolný s provozní teplotou do 1000 ℃, vydrží krátkodobé zahřátí až do 1500 ℃.
• Ohnivzdorné, pracující v teplotním rozsahu od 1500 do 1800 ℃.
• Vysoce ohnivzdorné s provozní teplotou až 1800 ℃, vydrží špičkové zahřívání až 2300 ℃.

Domácí výrobky ve formě suchých hotových směsí jsou na trhu zastoupeny těmito značkami:

• ASBS – hlinitokřemičitanový žárobeton.
• SBK – s přísadami korundu.
• ШБ-Б – se šamotovým ohněm.
• „BOSS-200“ je betonová ohnivzdorná suchá směs.
• TIB – tepelně izolační beton.
• VGBS – s vysokým obsahem ohnivzdorných hlinitanových cementů.
• SSBA je suchá betonová armovací směs.
• SBS je samonivelační betonová směs.

Ze zahraničních výrobních společností:

• Pro cast 12 – litý beton pro vysoké pece.
• Calcestruzzo refrattario.
• Promacret-PF.
• Rath CARATH.

Rozdíly mezi vzorky žárobetonu

Složení a vlastnosti

Základem ohnivzdorného betonu je ohnivzdorný cement, což je spojovací prvek, který drží všechny ostatní komponenty pohromadě do homogenní celistvé struktury.

• Portlandské cementy vysoké jakosti.
• Základ tvoří portlandský cement s přídavkem popela a hutní strusky, která má vysokou viskozitu.
• Hlinitanová cementová báze s přídavkem silikátů (tekuté sklo).
• Hlinitanový cement (AC) s obsahem oxidu hlinitého do 55 %, jehož bod tání dosahuje 1500 ℃.
• Vysoký hlinitanový cement (HAC), ve kterém je obsah Al₂O₃ dosahuje 70 %, s bodem tání až 1800 ℃.

Aplikace žárobetonů v metalurgii

Nejčastěji používáme VHC, což je hydraulické pojivo při výrobě těžkých i lehkých (lehčených) betonů s vysokou odolností proti ohni a vysokým teplotám.

Hlinitanové cementy jsou velmi běžnou součástí suchých hotových směsí pro výrobu žáruvzdorného betonu: stříkaný beton, zdicí malty. Mezi jejich pozitivní vlastnosti patří:

• Rychlý nárůst pevnosti – až 70 MPa po nalití a nastříkání.
• Uvolňování tepla během kalení, což umožňuje práci při teplotách pod nulou bez zahřívání.
• Vysoký hustota žárobetonu, získané na jejich základě – až 2 tisíce kg / m 3.
• Odolnost vůči agresivním vlivům prostředí, což umožňuje jejich použití jako ochranné vrstvy v zařízeních chemické výroby s vysokými procesními teplotami.
• Při vystavení otevřenému plameni a vysokoteplotním tepelným tokům se beton vyrobený z hlinitých tříd žáruvzdorného cementu slinuje do homogenní keramické hmoty.

K tomuto tématu ▼
Požární ochrana kovových konstrukcí
Složení a metody

Druhou integrální složkou žárobetonu je jedná se o nehořlavou výplň, který se používá jako:

• Šamotové a magnezitové cihly.
• Magnezit, andezit.
• Chromitová ruda.
• Hutní strusky.
• Popel z tepelných elektráren.
• Čedič, diorit, korund.
• Sopečná pemza.
• Pálená kaolinová hlína.

Při výrobě a přípravě k použití jsou všechny druhy plniv drceny na normami požadované frakce a procházejí tepelným zpracováním, takže jejich vlastnosti pod vlivem ohně a silného zahřátí se nemění, stejně jako nedochází k žádným chemickým nebo fyzikálním změnám, které ovlivňují celistvost a pevnost konstrukce žáruvzdorného betonu.

Specifikace výkonu

Hlavní vlastnosti žárobetonu, kromě vysoké požární odolnosti:

• Spolehlivá tepelná izolace.
• Vysoká pevnost, nezničitelnost i při náhlých změnách teplot.
• Posilující vlastnosti během provozu.
• Po dokončení lití a stříkaných betonů není potřeba vypalování.
• Snižte náklady při použití hotových směsí, které lze snadno uvést do požadované konzistence přímo na stavbě.

Často vyvstává otázka – jak vyrobit ohnivzdorný beton vlastníma rukama?

To je nezbytné, aby se z něj vyrobila stacionární grilovací pec, tandoor nebo krb.

Navzdory radám „sofa guru“ z internetu nestačí přidat speciální ohnivzdorné přísady do běžné betonové směsi a je také nemožné nezávisle vybrat potřebné přísady podle továrního receptu na ohnivzdorný beton. . V každém případě se výsledný materiál bude podobat požadovanému pouze jménem, ​​nebude mít požadované výkonové vlastnosti, ale Žáruvzdorný beton je stále možné vyrobit doma.

Instalace pece s použitím žárobetonu

K tomu je třeba:

• Kupte si továrně vyráběnou suchou směs s potřebnými vlastnostmi.
• Pro přípravu výplňové a zdící malty použijte přesně takové množství vody na 1 kg směsi, jak je uvedeno v návodu k použití.
• Pro míchání je třeba použít lopatkovou míchačku betonu s elektrickým pohonem, protože není možné ručně dosáhnout jednotné konzistence betonového roztoku.
• Při vysychání je nutné povrchovou vrstvu stříkat vodou, aby se betonová struktura rovnoměrně hydratovala a zvýšila její pevnost.
• Před stanovenými lhůtami pro konečné vytvrzení byste neměli topit ani provozovat kamna a krby, kde byl pro vylévání a zdění použit ohnivzdorný beton.

Většina hotových žáruvzdorných směsí má navíc krátkou trvanlivost, proto se vyplatí je zakoupit krátce před použitím.

Požadavky na regulační dokumenty (normy)

Stanoveno v následujících státních normách:

• GOST 28874-2004 – o klasifikaci žáruvzdorných materiálů, která definuje žárobetonovou hmotu jako směs žáruvzdorného cementu, plniv, přísad a kapaliny, připravená k použití.
• GOST R 52541-2006 – o předpisech pro přípravu vzorků žárobetonu pro certifikační zkoušky.
• GOST 24830-81 – o použití ultrazvukové metody pro kontrolu kvality žárobetonových výrobků.

Od 01.04.2019. dubna 34470 navíc vstoupí v platnost GOST 2018-XNUMX, která stanoví technické podmínky pro žárobeton.

Aplikace

Žáruvzdorný, žáruvzdorný beton je žádaný v následujících odvětvích průmyslové výroby a stavebnictví:

• V podnicích železné a neželezné metalurgie při stavbě a opravách vysokých pecí, otevřených nístějových pecí, indukčních pecí na tavení hliníku, mědi, zinku; pro dopravu obložení, licí pánve, licí formy.
• Jako nosič chemických katalyzátorů pro technologické procesy zpracování uhlovodíkových surovin, v organické syntéze.
• Pro vyvložkování kotlů tepelných a technologických tepelných elektráren.
• Pro tepelnou izolaci topenišť, skříní, kleneb průmyslových zařízení.
• Pro kamna, krby jako výplň, zdící maltu, včetně při instalaci komínů, potrubí, požární řezy, ústup.
• Při výrobě malorozměrových žáruvzdorných výrobků.

A také v dalších případech, kdy jsou na betonové konstrukce kladeny požadavky na odolnost proti ohni, stálému vysokému teplu, změnám teplot, při zachování pevnosti, fyzikální, chemické stability použitého materiálu v takto náročných podmínkách.

Tepelně odolný a ohnivzdorný beton jsou stavební materiály používané při stavbě objektů, které jsou provozovány při vysokých teplotách a některé – pod vlivem otevřeného plamene.

Žáruvzdorný beton: klasifikační charakteristiky

Tento typ betonu se používá při stavbě tepelných jednotek pracujících při jednostranném vystavení teplotám do +1800°C. Výroba žáruvzdorných betonových směsí je regulována GOST 20910-90. Beton se dělí podle následujících parametrů:

• Do cíle – tepelné izolace, stavebně-tepelné izolace a konstrukční.
• Podle struktury – husté, těžké, buněčné plíce.
• Podle typu pojiva – na portlandský cement a jeho druhy, hlinitanové cementy, silikátová pojiva.
• Nadruh plniva – šamot, čedič, diabas, struska, keramzit, vermikulit, odpadový beton.
• Podle typu jemné přísady – se šamotem, agloporitem, popelem a struskou, hořčíkem.

Žáruvzdorný beton se na rozdíl od žáruvzdorného betonu dodatečně nepálí, protože tento materiál prochází při prvním uvedení objektu do provozu nezbytným tepelným zpracováním.

Těžký žáruvzdorný beton: použití a složení

Těžké žáruvzdorné směsi jsou žádané pro vložkové jednotky provozované při vysokých teplotách, v podnicích chemického průmyslu a při stavbě komínů. Konkrétní oblast použití je určena složkami směsi.

Portlandský cement a portlandský struskový cement s mikroaditivy

Tento materiál je stabilní v neutrálním prostředí a prostředí obsahujícím alkálie. Jedná se o nejoblíbenější skupinu žáruvzdorných betonů.

Popularita je vysvětlena relativně nízkou cenou surovin, osvědčenou výrobní technologií a dobrými výkonnostními charakteristikami hotového výrobku.

Takové betonové směsi jsou žádané při výstavbě topných bloků, potrubí jaderných elektráren a dalších objektů provozovaných při zvýšených teplotách.

Tabulka složení žáruvzdorného betonu na bázi portlandského cementu a portlandského struskového cementu

Spotřeba materiálu, t/m 3

Maximální provozní teplota, °C

Cement

Jemně mletá přísada

Zástupné symboly

Malé

Velké

Popílek, pemza, hliněné cihly, granulovaná vysokopecní struska

Andezit, čedič, diorit, diabas, tuf, vysokopecní struska

Boj z hliněných cihel

Boj z hliněných cihel

Popílek, šamot třídy B

Materiál s jemně mletými šamotovými složkami má nejvyšší pevnostní charakteristiky.

Hlinitan, oxid hlinitý a cement s vysokým obsahem oxidu hlinitého

Směsi na jejich bázi se používají v prostředí uhlíku, vodíku a fosforu. Třídy tepelné odolnosti – I8-18. Žáruvzdorné konstrukce na bázi hlinitanového cementu odolávají teplotám do +1300°C bez speciálních přísad a do +1700°C s přísadami.

Konstrukce vyrobené z oxidu hlinitého a žáruvzdorného betonu s vysokým obsahem oxidu hlinitého se vyznačují:

• dobré mechanické vlastnosti;
• stabilita charakteristik při náhlých změnách teploty;
• nízké tepelné smrštění;
• malá lineární expanze;
• nízký koeficient tepelné vodivosti.

Tekuté sklo

Žádané pro betonové směsi odolné vůči kyselým plynným médiím. Pro výrobu žáruvzdorného betonu určeného pro provoz při teplotách +800. +1600°C se používá draselné nebo sodné sklo.

Maximální aplikační teplota, °C, přípustná při jednostranném ohřevu

Jemné a hrubé kamenivo

Rozbitá magnezitová cihla

Šamot, andezit, diabas

Diabas, andezit, čedič

Vytvrzování silikátových směsí je pomalý proces. Pro zvýšení její intenzity se do kompozice přidávají silikofluorid sodný a fluorokřemičitany alkalických kovů. Tato tvrdidla iniciují uvolňování kyseliny křemičité, která pomáhá zhutňovat a zpevňovat beton.

Tvrdnutí betonové směsi mohou urychlit: nefelinový kal, feromangan a ferochromové strusky.

Plniva do žáruvzdorného betonu

Vlivem vysokých teplot nejen pojivo, ale i kamenivo ztrácí své výkonové charakteristiky. Jejich výběr je proto brán obzvláště pečlivě. Konvenční tmely odolávají teplotám ne vyšším než +200 °C.

Plniva se vybírají v závislosti na plánovaných provozních teplotách:

• Do +800°C – čedič, diabas, andezit, granulovaná vysokopecní struska, porézní uměle vyrobené komponenty.
• Do +1700°C – drcené žáruvzdorné materiály (lámané šamotové cihly, chromit, korund, kalcinovaný kaolin), kompozice získané pálením a drcením žáruvzdorných jílů a magnezitu.

Vlastní výroba žáruvzdorného betonu

V soukromé výstavbě jsou takové materiály vyžadovány při stavbě krbů, kamen a komínů. Jednoduchým a efektivním způsobem výroby tepelně odolných výrobků je nákup hotových suchých směsí. Návod je obvykle uveden na obalu. Pro míchání použijte vodu nebo tekuté sklo. Při výrobě produktů z jednotlivých komponentů v míchačce na beton jsou dodržována následující pravidla:

• 90% vody nebo zředěné tekuté sklo se nalije do míchačky na beton.
• Přidejte jemně mletou přísadu.
• Naložte polovinu objemu cementu a kameniva.
• Zapněte míchačku na beton a promíchejte všechny komponenty.
• Bez zastavení jednotky přidejte zbytek pojiva a plniva a poté kapalinu – vodu nebo zředěné tekuté sklo.
• Doba míchání není delší než pět minut, jinak se směs začne oddělovat.

Žáruvzdorný beton: klasifikace, složení a vlastnosti

Výroba žárobetonu je regulována GOST 34470-2018. Tyto žáruvzdorné betony jsou žádané pro lisování žáruvzdorných výrobků, výrobu a opravy vyzdívky pecí a jiných topných těles. V souladu s normou se žáruvzdorné betonové směsi dělí podle následujících parametrů:

• ProcentuálněCaO – bezcementové, ultranízcementové, nízkocementové, středněcementové.
• Podle typu pojiva – na hlinitý a vysokohlinitý cement, polymerační a koagulační pojiva. Dalším typem je keramický beton s vysoce koncentrovanou pojivovou suspenzí.
• Podle maximální velikosti agregátupoužívá se do žárobetonu – hrubozrnný (do 40 mm), hrubozrnný (do 10 mm), střednězrnný (do 5 mm), jemnozrnný (do 2 mm), jemnozrnný (do do 0,5 mm).
• Podle maximální provozní teploty – pro střední (do +1100°C), střední (+1400°C), vysoké (+1700°C), zvláště vysoké (nad +1700°C) teploty.
• Do cíle – pro výrobu a opravy, vyzdívky tepelných celků, žárobetonových výrobků různých tvarů.

Podle požadované teploty tepelného zpracování se výrobky ze žáruvzdorných materiálů dělí na následující typy:

• Nestřílející. Takové stavební materiály získávají požadované vlastnosti již při teplotě +200°C.
• Tepelně zpracované. Pro získání požadovaných vlastností je nutné tepelné zpracování při teplotách +200. +800°C.



• Spálený. Pro dosažení specifikovaných vlastností je nutné zpracování při teplotách nad +800°C.

Žáruvzdorný beton se obvykle vyrábí v továrně.

Oblíbené značky



Autor: Andrey Vasiliev

• Stavitel s 20letou praxí
• Expert na rostlinu “Mladý Udarnik”

V roce 1998 absolvoval St. Petersburg State Polytechnic University, studoval na katedře stavebního inženýrství a aplikované ekologie.

Podílí se na vývoji a realizaci opatření k zamezení uvolňování nekvalitních výrobků.

Vypracovává návrhy na zlepšení výroby betonu a malt.