Жаропрочный бетон: виды материала по температурным режимам. Область применения. Конструкционные материалы

Огнеупорный бетон – это отдельный вид данного стройматериала. Он разработан для сооружения конструкций, которые эксплуатируются при повышенных температурах: промышленные и бытовые печи, камины и другие объекты. От обычных бетонов материал отличают высокая прочность, увеличенная плотность, огнестойкость и жаропрочность. Для придания ему этих характеристик используют специальные компоненты. Производство материала регламентировано ГОСТ Р 52541-2006. Норматив определяет виды, их технические характеристики, порядок испытаний. С официальным текстом национального стандарта можно ознакомиться ЗДЕСЬ.

Устройство и размеры конструкции

Главное отличие барбекю от мангала – в низкой температуре и продолжительности обработки дымом. Можно смело выделить три главные особенности:

1. Температура в барбекю менее 95 °C.
2. Длительность готовки – от 3 часов.
3. Постоянная циркуляция дыма.

Если соблюдены все условия, то за время термической обработки в мясе происходят сложные химические реакции, которые придают готовому продукту специфические качества. В частности, образуется дымовое кольцо и появляется запекшаяся корочка.

https://www.youtube.com/watch?v=qRGy4Tc1c0Q

Такая печь состоит из двух отсеков: отделение для сжигания дров и камера для продуктов.

Сфера применения жароустойчивого раствора

Актуально применение огнеупорного материала при возведении промышленных сооружений, фундаментов, камер сгорания, а также при строительстве жилищных зданий. Также используется жаростойкий бетон в химической промышленности — там, где изготавливают строительные материалы, необходимые в области энергетики.

Жаропрочный материал применяется в конструкции перекрытий, плавучих сооружениях и прогонных мостах. Его применение предпочтительно в тех конструкциях, где желателен легкий вес, который может обеспечить жаростойкий материал. Ведь он способен уменьшить вес сооружений чуть ли не вполовину за счет нахождения в бетонной смеси пористого наполнителя. Используют жароустойчивый бетон при возведении дымовых труб, каминов и печей.

Основные свойства

У такого строительного материала имеется ряд отличительных свойств. Среди основных особенностей таких бетонов следует выделить:

• высокую огнеупорность;
• повышенные эксплуатационные свойства;
• прочность;
• отсутствие необходимости использования дорогостоящего процесса обжига при производстве.

В настоящее время огнеупорный бетон можно классифицировать по весу. Изготовить самостоятельно или заказать можно некоторые формы описываемого материала:

• особо тяжелая;
• легкая;
• ячеистая;
• тяжёлая.

Таким образом удается получить материал, который может выполнять конструкционную или теплоизоляционную функцию, что зависит от ингредиентного состава.

Классификация

Огнеупорный бетон классифицируется по следующим показателям.

По назначению:

• теплоизоляционный;
• конструкционный.

• жидкое стекло;
• портландцемент;
• глиноземистый цемент;
• шлакопортландцемент.

А также — по характеру наполнителей и эксплуатационному температурному режиму.

Дополнительные рекомендации по технологии

Огнеупорный бетон, состав которого описывается в статье, может иметь определенную марку. Каждая разновидность предполагает добавление своего пластификатора, магнезитовых порошков и феррохромовых шлаков. Если есть цель приготовить легкий бетон, то следует использовать вспученные материалы по типу:

• вермикулита;
• керамзита;
• перлита.

Если вы решили заказать изготовление смеси у профессионала, то соотношение компонентов они подберут сами, в соответствии с вашим проектом. Состав подбирается по эксплуатационной температуре и условиям службы.

Выбор места

Несмотря на то что огонь в печи закрытый, устанавливать барбекю следует не ближе 5 м от дома. Так как сооружение получится довольно громоздким и при этом дымным, лучше отвести ему открытое место. Не обязательно ставить барбекю в центре двора, но постарайтесь определить такую точку, которая со всех сторон обдувается ветром.

Предлагаем ознакомиться: Сауна в частном доме плюсы и минусы

Чтобы собранная своими руками печь не контрастировала с другими дворовыми постройками, ее декорируют согласно общему стилю ландшафта. Хотя до этого этапа руки доходят не у всех.

Состав и характеристики

Составляющей бетонной смеси может стать различное вяжущее вещество: жидкое стекло, портландцемент или глиноземистый цемент. Также в составе жаропрочного бетона используют тонкомолотые присадки, что влияют на объемный вес финишной конструкции. В зависимости от вяжущего компонента, в составе бетонов применяют измельченные добавки и наполнители, выбор которых также зависит от температурного режима, а также условий, в которых происходит эксплуатация огнеупорного материала.

Термостойкий материал, который изготавливается с включением в состав добавок в виде щебня, корунда и др., приготавливается на основе базовых ингредиентов. Сложности в его производстве не возникают, при наличии минимальных навыков строительства огнеупорный состав можно изготовить своими руками.

Для повышения прочности жароустойчивого материала его наполняют тонкомолотыми минеральными добавками, которые повышают плотность изделия. Заполнители в составляющих жаропрочных бетонах могут изготавливаться на заводе, кроме того, применяются горные огнеупорные породы.

На сегодняшний день существует возможность изготовления жаропрочных смесей под заказ. Преимуществом такового является выбор ингредиентов, а также их соотношения исходя из проекта заказчика. Составляющие в бетоне выбираются по предполагаемому температурному режиму при эксплуатации и сроку службы изделий.

Требования ГОСТ

Госстандарт 52541-2006 был введен в обращение в России с 2007 года. Преимущественно он направлен на методику испытаний, выполнение расчетов и составление отчетов. ГОСТ базируется на нескольких нормативах. Единственный термин, который определяет стандарт – консистенция. Для проведения испытаний рекомендуется такой инструментарий и оборудование:

• весы с гирями;
• цилиндр мерный;
• полиэтиленовая пленка;
• термометр;
• газовая или электрическая печь;
• смеситель механического типа;
• штангенциркуль;
• чашка сферической формы;
• резиновые перчатки;
• шпатель или кельма;
• вода;
• пластина из стального листа;
• шкаф для сушки;
• вибрационная площадка;
• камера для увлажнения;
• форма с покрытием, защищающим от коррозии;
• секундомер.

Внимание! Образцы подготавливаются в определенном порядке: отбор, анализ консистенции, приготовление массы для исследований, создание формы, определение плотности образцов, высушивание, обжиг. Хранить образцы после обжигания до начала испытаний можно не более 3 суток. Если исследования проводятся над необожженными образцами, то работы выполняются сразу после сушки. Такие изделия хранить нельзя.

По результатам испытаний в обязательном порядке составляется протокол, в котором должны быть отражены такая информация:

• обозначается Госстандарт, по которому проводились исследования;
• указывается организация, выполнявшая работы;
• указывается дата, когда проведены исследования;
• определяется марка материала, согласно нормативу;
• кажущие показатели плотности отобранных образцов;
• размеры и конфигурации образцов;
• время хранения от выемки из печи для обжига до начала испытаний;
• параметры испытаний: скорость нагрева, предельная температура, продолжительность воздействия;
• объемы использованной воды;
• время размешивания, промежуток от размешивания до завершения исследований;
• высота формы;
• для плотных материалов указывается индекс растекаемости;
• для теплоизоляционных бетонных огнеупоров – полное время исследований.

Посмотреть испытания огнеупорного бетона можно на этом видео:

Приготовление собственноручно

Схема бетономешалки для приготовления бетона.

Жаростойкий бетон можно приготовить своими руками, однако он потом должен выполнять все возложенные задачи. Также при работе с жаропрочным бетоном нужно выполнять рекомендации и придерживаться инструкции, которая, в свою очередь, должна соответствовать требованиям и технологическим нормам. В результате изготовления огнеупорного компонента своими руками должен получиться бетон, который, так же как и заводской, устойчив к температурным перепадам, обладает термоизоляционными функциями.

Изготавливая жаростойкий материал в домашних условиях, нужно запастись жидким стеклом, бариевым цементом, асбестом. Эти компоненты придадут бетону те характеристики, которые позволят использовать материал при строительстве сооружений с высоким температурным режимом.

Предлагаем ознакомиться: Как закрепить пенополистирол к стене

Чтобы сделать жаростойкий материал собственноручно, нужно поместить в мешалку для бетона цемент и песок в соотношении один к четырем. После тщательного перемешивания вливается вода до тех пор, пока консистенция не будет похожа на тесто. Получившийся раствор заливают в формы, а после — в опалубку. Чтобы удалить появившийся воздух, в растворе используют уплотнители.

Особенности замешивания

Перед тем как сделать огнеупорный бетон своими руками, состав раствора необходимо очень тщательно подобрать. Об этом было сказано выше. Что же касается особенностей замешивания, то для этого рекомендуется использовать лопастную мешалку. Она предпочтительна для теплоизоляционных бетонов, а вот для плотных растворов и вовсе необходима, так как позволяет равномерно и правильно замешивать материал с добавлением меньшего объема воды. Что касается бетономешалки, то этого эффекта добиться будет весьма сложно.

Данная рекомендация актуальна еще и по той причине, что для плотного бетона содержание влаги может оказаться критичным. Ведь для описываемых материалов максимальная прочность требуется наряду с оптимальной плотностью. По своей природе теплоизоляционные бетоны мягче, чем плотные, поэтому важно, чтобы они замешивались с использованием требуемого количества воды. Ее излишек может стать причиной снижения прочности и плотности, тогда как недостаток повлечет уменьшение текучести.

Материалы и инструменты

Для работы потребуются:

• Шлакоблок – 60 шт;
• Арматура ᴓ10 мм – 7 м;
• Листовая сталь толщиной 2 мм – 1х1 м (2 шт);
• Глина красная – 3 мешка;
• ПГС – 2 мешка;
• Болгарка с отрезным диском;
• Лопата;
• Мастерок;
• Молоток;
• Решетка для духовки – 2 шт.

Несколько уточнений по списку. Шлакоблоки нужны стандартного размера, желательно с пустотностью 40 %. Это обеспечит меньший нагрев всей конструкции. Арматуру лучше порезать на куски по 1 м. Листовая сталь требуется для устройства крышки, при этом важно, чтобы она была двойная. Для этой цели можно применить любой подручный негорючий материал, например, стекломагниевый лист.

Решетка для духовки используется для увеличения площади при закладывании продуктов в печь. Особенно это пригодится при готовке небольших кусков. Применение огнеупорного кирпича – необязательное условие, так как температура, даже при жарке на мангале, не слишком высокая. В печной камере внутренние стены обмазывают глиной, тем более что эта часть конструкции часто используется как мангал.

Для создания жароустойчивого раствора применяются:

• тачка;
• мешалка для бетонного раствора;
• лопата;
• водный шланг;
• опалубка;
• огнеупорный цемент;
• мастерок;
• пластиковый лист;
• гравий;
• гашеная известь;
• распылитель;
• песок.

Последовательность работ

На выбранном месте выкапывают яму глубиной 15 см. В нее насыпают, разравнивают и утрамбовывают песчано-гравийную смесь.

Сборное барбекю из шлакоблоков довольно устойчиво. Но конструкцию можно дополнительно усилить и сделать монолитной. Для этого понадобится 0,33 м3 бетона. Для получения такого объема потребуется:

• Цемент М400 – 2 мешка;
• ПГС – 7 мешков;
• Песок речной, промытый – 4 мешка;
• Вода ≈ 60 л.

Предлагаем ознакомиться: Устройство шиферной кровли своими руками

Приготовленный бетон заливают в пустоты шлакоблоков. При правильно выполненной перевязке в конструкции печи образуются сквозные колодцы. Если залить их бетоном, получается монолитная система. Но помните, подобная процедура резко повысит теплопроводность печи, хотя и увеличит ее теплоемкость.

Снаружи барбекю обмазывают глиной, алебастром или штукатурят.

Пропорции огнеупорного бетона

Приготовление огнеупорного бетона должно вестись с соблюдением определенных пропорций. Если с использованием материала планируется возвести камин, то раствор после затвердевания должен будет выдерживать температуру в пределах 1200 °C. Из смеси можно изготовить камин и топливник. Для проведения работ понадобится 1 часть бетона марки М-400, 2 части песка из огнеупорного кирпича, столько же частей крошки из боя кирпича, а также 0,33 части пылевидной шамотной добавки.

Если вы планируете выстраивать монолитный очаг, то на него в процессе эксплуатации отопительного оборудования постоянно будет воздействовать открытое пламя. Для этого требуется приготовить раствор со следующими пропорциями: 2,5 части щебня, часть бетона, 0,33 части шамотного песка. Что касается щебня, то он может быть выполнен из кварцевого или красного кирпича, в качестве альтернативного решения иногда используется тонкомолотый красный кирпич.