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.

Samostatným typem tohoto stavebního materiálu je žárobeton. Je určen pro stavbu konstrukcí, které pracují při zvýšených teplotách: průmyslové a domácí pece, krby a další objekty. Materiál se od běžného betonu liší vysokou pevností, zvýšenou hustotou, požární odolností a tepelnou odolností. Aby bylo dosaženo těchto vlastností, používají se speciální komponenty. Výroba materiálu je regulována GOST R 52541-2006. Norma definuje typy, jejich technické vlastnosti a zkušební postup. Oficiální text národního standardu naleznete ZDE.

Složení žárobetonu

Žáruvzdorný beton obsahuje speciální přísady, které dodávají materiálu tepelně odolné vlastnosti. Jako základ se používá směs cementů, kterou lze nalézt v prodeji pod následujícím označením:

• ASBS (hlinitokřemičitan);
• SSBA (suchá žáruvzdorná betonová armovací směs);
• SBC (s korundovými složkami);
• SABT (technická směs butan-propan);
• ШБ-Б (se šamotovou bitvou);
• TIB (lehký tepelně izolační beton);
• VGBS (se zvýšeným procentem složek oxidu hlinitého).

Komponenty se přidávají do cementové směsi v drcené formě. Plniva se melou buď na práškovou konzistenci nebo na konkrétní velikosti. Složení žárobetonového roztoku může obsahovat následující složky:

• Plastifikátory. Může to být keramzit, ferochromová struska, vermikulit nebo perlit.
• Pojiva. Často se používá tekuté sklo nebo hlinité látky, aluminofosfáty nebo portlandský cement.
• Plnidla. Nejžádanější jsou: šamotový písek, vysokopecní struska, magnezit, chromitový rudný prach, korund, drť nebo pemza.

Důležité! Pokud si chcete materiál připravit sami a hledáte recepty, jak vyrobit žárobeton vlastníma rukama, měli byste se nejprve rozhodnout, jaké technologické a provozní parametry by měl mít, aby byla zajištěna správná kvalita konkrétní konstrukce.

Klíčové vlastnosti

Betonové žáruvzdorné materiály jsou rozděleny do několika skupin podle svých parametrů, materiály každé z nich se liší svými technickými parametry:

• Tepelně odolný. Beton snese zahřátí až do +700 stupňů C, krátkodobé překročení až 1500 stupňů C. K míchání se používají struskové portlandské cementy nebo portlandské cementy.
• Žáruvzdorné. Materiál je určen pro stavbu objektů, které se zahřívají na +1000 stupňů C. Dočasné zvýšení je možné – až na 1800 stupňů C. Často se do nich přidává tekuté sklo pro odolnost proti korozním procesům a komponentům oxidu hlinitého.
• Vysoce ohnivzdorný. Tento žáruvzdorný materiál je vyžadován pro objekty, které jsou provozovány při extrémně vysokých teplotách – nad 1800 stupňů C. Přidávají se k nim drcené šamotové cihly, portlandské cementy, křemelina, oxid hlinitý a další komponenty.

K poznámce! Při stavbě konstrukcí, které jsou pravidelně nebo krátkodobě vystaveny otevřenému ohni a/nebo zvýšeným teplotám, se doporučuje přidávat ohnivzdorné betonové výplně. Použití tepelně odolných směsí ve stavebnictví se doporučuje v případech, kdy je potenciálně možné zničení nosných částí při požáru, což je plné tragických následků.

Vlastnosti přípravy

Pokud si chcete vyrobit ohnivzdorný beton sami, můžete si ingredience nasbírat sami. Nebo si kupte hotový výrobek v železářství. Tovární balení obsahuje návod k přípravě, který je nutné přísně dodržovat. Pokud jsou komponenty zakoupeny samostatně, příprava se provádí ve dvou fázích:

• míchání cementového základu;
• plnění plnivy a míchání žáruvzdorných materiálů.

Zda je materiál připraven k práci, zjistíte podle následujícího znaku. Pokud vezmete do ruky hroudu malty a ta se nerozdrolí ani nerozteče, můžete se pustit do stavby.

Dávejte pozor! Během procesu přípravy betonového roztoku by měl být roztok míchán, dokud není homogenní. A po použití materiálu při konstrukci konstrukce je nutné přísně dodržovat režim sušení.

Zkušenosti ukazují, že je lepší míchat beton ne v sudu nebo míchačce na beton, ale v běžném stavebním podnosu pomocí lopaty. Během vysychání sledujte rozložení vlhkosti v konstrukci. Pro rovnoměrné sušení je nutný stálý přívod a odvod čerstvého vzduchu. Samotnou konstrukci je lepší zakrýt, aby se zpomalil proces schnutí a zajistilo se rovnoměrné uvolňování vlhkosti. Povrchy je vhodné pravidelně smáčet. Zahřívání nebo vystavení ohni je povoleno pouze po úplném vysušení.

Oblasti použití podle značek

Žáruvzdorný stupeň a forma dodání	Rozsah použití
Suchá směs ASBS. Značka zahrnuje několik podtypů, jako jsou: P, ASBS30, L, 70 a 80.	Podniky tepelné energetiky a hutnictví
Betonová směs s vysokým obsahem oxidu hlinitého VGBS.	Používá se k nátěru vnitřních ploch pánví pro lití horkých materiálů a k obložení nístěje a stěn pecí. Odolává teplotám až +1800 stupňů C.
Směs s korundovým plnivem SBC.	Aplikace je podobná jako VGBS.
Beton s vysokými tepelně izolačními parametry TIB.	TIB se používá pro obložení tepelných instalací.
Samonivelační směs SBS.	Pro konstrukce používané při teplotách do +1500 stupňů C: pece, topné jednotky.
Směs se šamotovým plnivem ШБ-Б.	Pro nátěry částí hořáků používaných při teplotách do +1300 stupňů C.
Suchá směs výztuže SSBA.	Aplikace je podobná jako VGBS a SBC.

Požadavky GOST

Státní standard 52541-2006 byl uveden do oběhu v Rusku v roce 2007. Zaměřuje se především na testovací metody, výpočty a reporting. GOST je založena na několika normách. Jediný termín, který definuje standard, je konzistence. Pro testování se doporučují následující nástroje a vybavení:

• váhy se závažím;
• odměrný válec;
• polyethylenová fólie;
• teploměr;
• plynová nebo elektrická trouba;
• mechanická míchačka;
• posuvná měřítka;
• kulovitý pohár;
• gumové rukavice;
• špachtle nebo hladítko;
• voda;
• ocelový plech;
• sušicí skříň;
• vibrační plošina;
• zvlhčovací komora;
• forma s povlakem, který chrání proti korozi;
• stopky.

Varování! Vzorky se připravují v určitém pořadí: výběr, analýza konzistence, příprava hmoty pro výzkum, vytvoření formy, stanovení hustoty vzorku, sušení, vypalování. Vzorky mohou být po vypálení skladovány maximálně 3 dny před testováním. Pokud se provádí výzkum na nevypálených vzorcích, práce se provádějí ihned po vysušení. Takové produkty nelze skladovat.

Na základě výsledků zkoušek musí být vypracován protokol, který musí obsahovat následující informace:

• je uveden státní standard, podle kterého byl výzkum prováděn;
• je uvedena organizace, která práci provedla;
• je uvedeno datum, kdy byl výzkum proveden;
• jakost materiálu se určuje podle normy;
• indexy zdánlivé hustoty vybraných vzorků;
• velikosti a konfigurace vzorků;
• doba skladování od vyjmutí z pece do začátku testování;
• parametry testu: rychlost ohřevu, maximální teplota, trvání expozice;
• objemy použité vody;
• doba míchání, interval od míchání po dokončení výzkumu;
• výška formuláře;
• u hutných materiálů je uveden index toku;
• pro tepelně izolační betonové žáruvzdorné materiály – celá doba výzkumu.

Na zkoušky žárobetonu se můžete podívat v tomto videu:

Shrňte

Na internetu najdete mnoho receptů na výrobu žárobetonu, jak si to vyrobit sami. Ale při samostatné práci řemeslník nebude mít žádné záruky, že materiál splňuje parametry požadované pro objekt. Je lepší kupovat certifikovaná řešení od výrobce. Továrně vyrobené materiály budou mít vyšší cenu, ale mají záruky a doporučení pro skladování a použití. Nejčastěji jsou uvedeny na obalu. Při správném dodržení technologie získá uživatel beton s požadovanými technickými parametry.