Как сделать жаропрочный цементный раствор
Приготавливаем жаропрочный бетон своими руками: Пропорции и инструкция- Обзор +Видео
Жаропрочный бетон – это вид бетона, который используется под долгим воздействием высокой температуры (не более 1580°С, огнеупорный до 1770°С), при этом не теряет свои механические и эксплуатационные качества.
Его используют в строительстве, как промышленных, так и жилых объектов. Из жаропрочного и огнеупорного бетона изготавливают домашние отопительные печи, мангалы, бани, сауны, камины и дымовые трубы.
Отличие жаропрочного и огнеупорного бетона от обычного в том, что последний выдерживает лишь недолговременный нагрев температуры не выше 200°С.
При более высоком нагреве бетон высыхает, трескается и, в итоге, разрушается, что приводит к поломке всей конструкции.
Применение жаропрочного бетона
В процессе эксплуатации огнеупорный бетон приобретает еще большую устойчивость к нагреву. Большим плюсом является тот факт, что жаропрочный бетон не требует дорогостоящего специального обжига, потому широко используется в строительстве.
По принципу работы он не отличается от обычного бетона и может гарантировать полную безопасность и защиту вашей конструкции от перегрева. К тому же, огнеупорный бетон может применяться как термоизоляционный материал.
Огнеупорные бетоны на фосфатной и силикатной связке
Огнеупорные бетоны на силикатной связке применяют в условиях кислотной среды. Для увеличения твердости добавляют силиката натрия, кремнефтористый натрий, фосфаты.
Заполнителем служит кварцевый песок, высококремнеземистый шамот. Благодаря повышенной устойчивости к кислотам огнеупорный бетон на силикатной связке принято использовать для дымохода в травильных ваннах, баках, футеровки труб.
Если вы решили построить из жаропрочного бетона мангал, камин или печь в доме своими руками, то с целью экономии при строительстве это можно легко сделать своими руками. Для этого используют готовую сухую смесь или смешивают ингредиенты по специальной технологии, схожей с приготовлением обычного бетона.
Определите площадку для работы, убедитесь в доступности воды и чистоте инструментов.
Изготовление огнеупорного бетона
В стандартный состав огнеупорного бетона входят: песок, гравий, гашеная известь, жаропрочный цемент. В пропорциях соответственно 3:2:2:0,5. Чистой фильтрованой воды требуется 7,7 л для 22,5 кг смеси. Лопатой как следует смешайте песок и гравий в тачке или используйте бетономешалку.
Чтобы убрать пустоты и избавиться от пузырьков воздуха в огнеупорной смеси примените перфоратор или воспользуйтесь отбойным молотком. В деревянную часть формы вставьте сверло и работайте в течении одной минуты. Далее готовую смесь необходимо накрыть пленкой и оставить на пару дней, изредка сбрызгивая водой. Готовый огнеупорный блок перенесите в помещение и оставьте на 25 дней.
Чтобы сделать отливки можно воспользоваться фанерой. Для легкого извлечения огнеупорного блока на дно формы укладывают полиэтилен, или в лучшем случае смазанный жиром силикон, который не будет препятствовать испарению воды с поверхности блока.
Виды огнеупорной смеси для кладки печей и каминов
Рассматривая варианты приемлемых растворов для скрепления кирпичей в топках и других частях печек и каминов важно понимать, что речь идет не только о красоте, прочности конструкции, но прежде всего о безопасности.
Добротная огнеупорная смесь для кладки печей исключает образование трещин при многократном разогревании любыми видами топлива, остывании, механических нагрузках от чугунных колосников, дверец, емкости для золы. Соответственно, в помещение не попадут вредные продукты горения, жители могут наслаждаться теплом с полным спокойствием и уверенностью в безопасности.
Виды смесей
Ассортимент готовых кладочных составов способен удовлетворить любые запросы мастеров, осуществить креативные идеи заказчиков. Единственный момент, к которому нужно морально подготовиться – это суммарная стоимость огнеупорной печной смеси, требуемой для возведения всей конструкции.
Цена за одну пачку вполне доступна, но с учетом немалого количества, которое потребуется на всю кладку: от фундамента до трубы денежные затраты будут заметными.
Можно сделать растворы самим, только для этого нужно разобраться в сути вопроса, рассмотреть виды смесей, необходимое исходное сырье.
При обсуждении характеристик применяют термины, не являющиеся синонимами:
Жаростойкая масса хорошо выдерживает нагревание до высоких температурных значений, последующее остывание, не претерпевает никаких структурных деформаций, успешно выдерживает большую статическую нагрузку.
Жаропрочные смеси стойко выдерживают термические нагрузки, способны переносить не только статический вес, но и динамические умеренные воздействия от работающих рядом механизмов.
Огнеупорные составы сочетают эксплуатационные качества стойких и прочных к жару смесей, проявляют при этом абсолютную инертность к выделяющимся продуктам горения любых видов топлива.
Обычные растворы, используемые при проведении общестроительных работ, совокупностью указанных качеств не обладают, поэтому для изготовления печей и каминов их использовать нельзя.
Глиняные огнеупорные составы
Глина у нас есть практически везде, главное – выбрать подходящий по составу вид. Брать глиняную смесь для кладки печи или камина у огородников не стоит, так как в ней содержится много органических отходов. Делать глубокие раскопки владельцы участков не будут.
Качество глины главным образом определяется содержанием и соотношением двух оксидов: алюминия и кремния.
Незначительное количество примесей, присущих конкретному пласту, придает специфическую окраску, не принципиально сказываясь на потребительских параметрах.
Большое значение для основного качества глины – жирности имеет массовая доля в ней песка. Сырье с большим количеством песка называется тощим, с минимальным содержанием – жирным. Для укладки печей лучше всего брать глину со средними значениями жирности. Высокожирное сырье после полного высыхания может приводить к появлению трещин, маложирная глина обладает малой прочностью.
Глиняные термостойкие составы обойдутся недорого, вполне пригодны по всем качествам для прогревания кладки до 1100 ℃, обладают полной инертностью к продуктам горения, обладают абсолютной газонепроницаемостью. Смесь удобна в работе тем, что не схватывается мгновенно, а постепенно высыхает в удобном для работника режиме.
Для приготовления огнеупорного раствора придется отработать навыки, что вполне удается сделать большинству даже начинающих мастеров. Масса удобна тем, что пригодна к использованию долгое время, даже после полного высыхания. Достаточно две части песка соединить с одной частью глины, добавить воду, дать размокнуть всем компонентам, хорошо перемешать и огнеупорный раствор можно укладывать. Способность изменяться под действием воды, не позволяет класть уличные печи на глиняных растворах.
Известковая огнеупорная смесь
Чтобы приготовить смесь для кладки печи, нужно взять очищенную гашеную известь, которую иногда называют кипелкой. Если таковой не окажется рядом, можно использовать негашеную известку и добавить воду до стадии полного окончания выделения пузырьков газа. Затем к одной части известковой массы добавляют три части песка.
Кладки печей на огнеупорных известковых смесях обладают большой механической прочностью, выдерживают контакт нагретых до 500 ℃ газов из топки, не пропускают их, могут использоваться для работы на улице потому, что совсем не реагируют на действие воды. Известковый состав долго держать нельзя, его нужно использовать максимум в течение 3 дней.
Цементно-известковая
Состав из цемента и гашеной извести, предназначенный для кладки печей, стоит дороже, чем однокомпонентная огнеупорная известковая масса, он обладает большей прочностью. Раствор устойчив к действию выделяющихся газов, имеющих температуру до 250 ℃, не реагирует с ними. Однако, в небольших количествах, не представляющих опасности, может пропускать газообразные продукты в окружающую среду.
Огнеупорный материал с цементной добавкой рекомендуют для укладки фундаментов под печи, использовать его нужно сразу после замешивания, не допуская выдерживания раствора более 1 часа.
Глиняно-шамотная
Добавление к обычной глине шамотных видов увеличивает стойкость кладочных швов к высоким температурам, достигающим 1300 ℃.
Все остальные показатели смеси в точности соответствуют характеристикам огнеупорных растворов из обычной глины. Но учитывая стоимость добавленного шамотного сырья, конечная цена смеси будет ощутимой для потребителя.
Цементно-шамотная
При смешивании огнеупорного шамотного сырья с цементом получают смеси, сочетающие лучшие характеристики всех предыдущих составов. Масса после застывания образует прочный, жаростойкий шов с хорошей огнеупорностью, вполне достаточной для топки среднестатистической печки. Кладочная связывающая прослойка не проницаема для газов.
Работу с шамотовой смесью, включающей цемент, нужно проводить быстро, потому, что полученная масса пригодна только в течение первых 40 минут. Соотношение компонентов в каждом конкретном случае определяется мастером, исходя из особенностей сырья и конструкции печи.
Особенности приготовления рабочих растворов
Независимо от выбранного состава огнеупорной смеси, мастеру в любом случае понадобится вода. Она не должна содержать большого количества солей жесткости – гидрокарбонатов кальция и магния.
Обычно, население знает особенности местной воды, местонахождение источников с водой небольшой жесткостью. При необходимости можно воду слегка смягчить специальными методами, но делать это целесообразно только в крайнем случае, так как удовольствие будет стоить дороговато.
Для кладки своими руками всех частей печи идеально подходит белый песок, имеющий кварцевый состав. Песчаные крупинки желтоватого цвета можно применять для кладки любых частей печной конструкции, кроме топочной.
Существуют давние исторические методы определения количества песка, которое необходимо добавить в глину. Предки жили неспешной размеренной жизнью, поэтому испытания смесей проводили больше 3 недель. Сейчас народ делает проверку быстрее – готовят несколько вариантов лепешек или шариков, ждут полного высыхания, затем роняют на деревянную поверхность с высоты одного метра. Достоин внимания состав, который не раскололся. Если таких стойких образцов несколько, высоту для проведения испытания можно увеличить, выбрать в коечном итоге самый прочный вариант.
Окончательную контрольную проверку можно проводить следующим образом: готовой смесью смазать широкую часть кирпича (постель) слоем раствора не менее 3 мм, сверху уложить второй кирпич, хорошо прижать его постукиванием деревянным черенком, выждать минут 10 и приподнять. Если нижний кирпич удерживается и не падает, состав подходит.
Готовые сухие составы
Огнеупорные смеси для кладки печей, предлагаемые в продаже, состоят из таких же компонентов, как самодельные составы.
Отличие заключается в проверенном специалистами качестве исходного сырья, его тщательной подготовке в производственных, а не домашних условиях.
Многие технологии используют возможность улучшения потребительских свойств смесей для кладки добавлением пластификаторов, модификаторов, которые в домашних условиях найти проблематично или вообще невозможно.
Каждый производитель прилагает к упаковке с сухой смесью инструкцию по приготовлению раствора, строго следуя которой испортить раствор практически невозможно.
Если покупатель финансово готов к некоторым дополнительным финансовым расходам, конечно, имеет смысл после общения с консультантами – профессионалами купить готовые составы. Работа с ними пойдет гораздо быстрее, потребует меньших физических усилий, позволит рассчитывать на гарантированно предсказуемый результат.
Жаропрочный бетон — 3 этапа изготовления своими руками
Такой стройматериал, как жаропрочный бетон, приобрел широкую популярность в строительстве конструкций, которые поддаются воздействию высоких температур. Стройматериал используется для частного и промышленного строительства. Его способность выдерживать температуру до 1500 °C позволяет строить из этого вида бетона печь для отопления, камины, сауны, бани, дымоходы, мангалы. Технология производства не требует обжига, поэтому бетонные блоки жаропрочного типа изготавливают даже в домашних условиях.
Состав и свойства
Жаростойкий бетон отличается от обычного бетонного раствора тем, что его составные являются огнеупорными. Все компоненты — цемент, песок, щебень и вода смешиваются, а к ним добавляются такие вещества:
Благодаря тому, что в состав жаропрочного бетона добавляются различные пористые наполнители, вес при высокой прочности является невысоким. Это позволяет сооружать объекты, где ограничена нагрузка на фундамент.
Марки качества
Технические характеристики жаростойкого бетона предусматривают его использование в конструкциях и помещениях с воздействием высоких температур. Его качество регулируется ГОСТом 20910–90. В зависимости от свойства выдерживать температурную нагрузку, выделяют такие марки стройматериала:
Где часто используют?
Термостойкий бетон применяется не только в помещениях и конструкциях с большими температурными нагрузками, но и в строительстве помещений жилого и промышленного характера. Из огнеупорных бетонных плит сооружают такие конструкции:
Как сделать своими руками?
Подготовка
Изготовление бетона жаропрочного вида не требует затрат на дорогостоящий обжиг изделия. Поэтому бетонные блоки этого типа изготавливают даже в домашних условиях. Подготовительные работы включают в себя приготовление площадки для изготовления блоков, сырья и инструментов. Место, где будет производиться заливка изделий, должно быть чистым и иметь доступ к воде. Перед началом работы инструменты очищаются от остатков частиц после предыдущих манипуляций. Качество сырья должно соответствовать нормам, лучше всего использовать готовые смеси для приготовления бетона.
Инструменты и материалы
При изготовлении бетонных блоков жаропрочного типа придерживаются всех пропорций и подбирают качественное сырье. Для работы подготавливаются такие материалы:
Опытные строители рекомендуют использовать качественные бетонные смеси, в состав которых входят все необходимые компоненты. Их достаточно развести водой в соответствии с пропорцией, указанной на упаковке.
Для работы понадобятся такие инструменты:
Приготовление раствора
Подготовив все необходимые инструменты и материалы, приступают к изготовлению бетонных блоков. Жаростойкий бетон делается в такой последовательности:
Готовые блоки извлекают и оставляют в помещении до 25 дней. Именно столько времени нужно жаростойкому бетону для приобретения достаточной прочности. Изделия, изготовленные в соответствии с технологиями даже своими руками, прослужат не 1 десяток лет. При этом высокие температуры не снижают прочность и надежность материала.
Как сделать огнеупорный (жаростойкий, жаропрочный) бетон своими руками — состав
Огнеупорный бетон – жаропрочный материал, который способен на протяжении достаточно длительного времени не менять своих характеристик под воздействием огня и высоких температур. Такой бетон применяется в самых разных сферах, но всегда там, где есть риск воспламенения или необходимость обеспечить стойкость конструкции к огню, повышенной температуре.
Уровень огнестойкости материала определяется такими параметрами, как: скорость горючести, теплопередачи при переменных условиях (вентиляция, температура огня, наличие/отсутствие источников топлива в здании). Бетонные стены из обыкновенного материала способны продержаться до 4 часов. Горит бетон без выделения токсинов, жидких частиц, дыма.
В частном строительстве зданий жаропрочный бетон используется редко – лишь отдельных конструкций. Свойства такого раствора актуальны при возведении туннельных аварийных выходов, конструкций инфраструктуры, производств, специальных сооружений для спасения членов правительства и т.д.
Общие сведения: материалы и характеристики жаростойких бетонов
Жаростойкий бетон – особый вид бетонного материала, который способен долго выдерживать воздействие температуры в диапазоне +1580-1770С максимум без потери эксплуатационных и механических свойств (огнеупорный бетон, в свою очередь, выдерживает недолговременный нагрев и до температуры максимум +200С).
Бетон используют в строительстве жилых и промышленных объектов. Из огнеупорного и жаропрочного бетона делают мангалы, домашние отопительные печи, сауны, бани, дымовые трубы, камины и т.д.
Жаростойкий бетон может быть конструкционным и теплоизоляционным. По структуре бывает легким поризованным, плотным, ячеистым.
Состав плотных огнестойких растворов
Плотный тяжелый жаростойкий бетон (состав может быть разным) обычно используется в создании огнестойких конструкций, а также в виде жаростойкой футеровки в тех или иных тепловых агрегатах: на производствах химической промышленной сферы, рекуператоров доменных печей, в специальных печах обжига кирпича, в процессе строительства дымовых труб.
Вяжущие
Жаростойкие бетоны производятся в соответствии с ГОСТ 20910 90. Данный документ предполагает возможность использования различных вяжущих в приготовлении раствора.
В нейтральной/щелочной среде обычно применяют смесь на шлакопортландцементе и портландцементе. Для газовой кислой среды подойдет жидкое стекло. Для водородной, фосфорной, углеродной среды лучше выбирать глиноземистые и высокоглиноземистые цементы.
Заполнители
Огнеупорные бетоны предполагают введение в состав не только специальных вяжущих, но и правильных заполнителей, которые должны равномерно расширяться и таким образом выдерживать воздействие огня и высоких температур. Обыкновенные заполнители гарантируют стойкость при максимум +200С, дальше они становятся менее прочными и при +600С полностью деформируются.
Когда готовят огнеупорный бетон, состав предполагает в качестве заполнителей использование материала, который не будет разрушаться/размягчаться при высоких температурах, а также не станет причиной появления высоких напряжений во внутренней структуре монолита.
Технические требования
Марка огнестойкого бетона должна включать такие параметры:
Что касается плотности, то материал с показателем 1100 кг/м3 применяют в качестве теплоизоляции для ограждающих конструкций ненагруженного типа, >1400 – для возведения ограждающих несущих конструкций общественных/жилых зданий. По уровню предельной температуры бетоны могут принадлежать к одному из 18 классов: И13-И18 используют лишь для ненесущих конструкций.
Если плотность бетона составляет 1500 кг/м3, он должен обладать водонепроницаемостью в диапазоне W-W8. Морозостойкость находится на уровне F-F75. Остаточная прочность и показатель температуры деформации при воздействии механической нагрузки напрямую зависят от вида вяжущих и точной температуры нагрева.
Что касается класса прочности, то для напряженных жаростойких конструкций показатель должен быть минимум В30, без нагрузки – допускается минимум В12.5.
Основные виды тяжелого огнестойкого бетона
Состав огнеупорного бетона может быть разным, что зависит от нужных характеристик, используемых материалов и их пропорций. Тяжелых бетонов существует несколько видов, ниже рассмотрены основные из них.
Бетон на портландцементе и шлакопортландцементе
Это самый распространенный вид жаростойких бетонов, отличающийся невысокой стоимостью, отработанной технологией приготовления и использования, хорошей прочностью. Обычно такой бетон выбирают для сооружения дымовых труб, тепловых агрегатов, создания огнестойких конструкций атомных электростанций и т.д.
Класс прочности должен быть в диапазоне В15-В40. В приготовлении используют цемент М400 и выше, добавляют лишь активные минеральные вещества (топливная зола, шамот, доменный шлак и т.д.). Наиболее прочный бетон получается с включением в состав шамотной добавки тонкого помола.
На глиноземистом алюминатном цементе
Из этих веществ готовят бетоны с классом термостойкости в диапазоне И8-И18. Основным минеральным составляющим такого цемента является моноалюминат кальция, высокоглиноземистого – диалюминат кальция. Если не вводить в состав никаких дополнительных добавок, бетон выдержит максимум +1300С, если включить заполнитель из корунда и оксида алюминия, можно повысить температурный режим до +1650С и больше.
Жидкое стекло в качестве вяжущего жаростойких бетонов
До того, как приготовить жаропрочный бетон из жидкого стекла, необходимо тщательно изучить состав смеси. Применяют калиевые/натриевые составы, благодаря которым огнеупорные бетоны могут эксплуатироваться при температуре +800-1600С.
По структуре жидкое стекло может быть высокомодульным (обозначается буквой В), среднемодульным (Б) и низкомодульным (буква А).
Другие виды бетонов, стойких к огню
В производстве легких ячеистых/поризованных бетонов используются те же вяжущие, но пористые заполнители или пенообразователи, которые уменьшают вес.
Легкие поризованные бетоны
Легкие бетоны, приготовленные на базе портландцемента или глиноземистого цемента, демонстрируют высокий уровень огнестойкости. Если использовать керамзитовый щебень в качестве заполнителя, то морозостойкость вырастает до F25-100.
Ячеистые бетоны
Данный тип раствора применяется в теплоизоляции и в качестве жаростойкого материала. Часто ячеистые бетоны выбирают для частного строительства в виде заводских конструкций либо блоков.
Данный тип бетонов может выдерживать воздействие открытого огня в течение 5-7 часов без изменения структуры. При нагревании до +400С отмечается повышение прочности материала, до +1000С – разрушение структуры.
Применение
Обычно огнеупорный и жаростойкий бетон актуален для использования в возведении химических, энергетических, металлургических сооружений. Материал подходит для сооружения плавилен, доменных печей, теплоцентралей.
В быту необходимость приготовления термостойкого бетона появляется при строительстве печей, котлов отопления, каминов. Также из раствора делают выводы труб, выкладывают отопительные контура. В частном строительстве бетон готовят своими руками, используя специальные компоненты и точно следуя инструкции, соблюдая указанные пропорции.
Новые конструкции вводятся в эксплуатацию минимум после 3 суток (быстротвердеющий цемент, глиноземистый, жидкое стекло), 7 суток (портландцемент) или после набора проектной прочности монолитом. До нагрева конструкции просушивают для полного удаления свободной воды в составе. Разогревают по специальным режимам, в соответствии с технологическими инструкциями.
Производство в домашних условиях
Проще всего сделать жаростойкий бетон своими руками – купить готовую смесь и замесить раствор по инструкции (обычно находится на оборотной стороне тары). Все очень просто: сухая смесь высыпается в бетономешалку, мешается в течение 1 минуты, затворяется обычной водой или жидким стеклом.
Бетонные работы в условиях сухого и жаркого климата
В условиях жаркого, сухого климата температура воздуха может подниматься до +40С, влажность обычно не превышает 25%, наблюдаются ветры и сильная солнечная активность. Все это плохо сказывается на бетонной смеси, провоцирует быстрое испарение воды, понижение прочности.
Приготовленный по всем правилам жаростойкий или огнеупорный бетон будет демонстрировать все заявленные характеристики и позволит реализовать любой проект, гарантируя высокое качество и оптимальные свойства, надежность и долговечность конструкции.