Žáruvzdorný beton je žáruvzdorný materiál, který je schopen neměnit své vlastnosti po dostatečně dlouhou dobu pod vlivem ohně a vysokých teplot. Takový beton se používá v nejrůznějších oblastech, ale vždy tam, kde hrozí vznícení nebo potřeba zajistit odolnost konstrukce proti ohni, zvýšeným teplotám.
Úroveň požární odolnosti materiálu je určena takovými parametry, jako jsou: míra hořlavosti, přenos tepla za proměnných podmínek (větrání, teplota požáru, přítomnost / nepřítomnost zdrojů paliva v budově). Betonové stěny z běžného materiálu vydrží až 4 hodiny. Beton hoří bez uvolňování toxinů, kapalných částic, kouře.
Při soukromé výstavbě budov se žáruvzdorný beton používá jen zřídka – pouze jednotlivé konstrukce. Vlastnosti takového řešení jsou relevantní při výstavbě nouzových východů tunelů, infrastrukturních staveb, průmyslových odvětví, speciálních konstrukcí pro záchranu členů vlády atd.
Obecné informace: materiály a vlastnosti žáruvzdorného betonu
Žáruvzdorný beton je speciální druh betonového materiálu, který je schopen dlouhodobě odolávat teplotám v rozmezí +1580-1770C bez ztráty provozních a mechanických vlastností (žárobeton zase snese krátkodobé zahřátí do maximální teploty +200C).
Beton se používá při výstavbě obytných a průmyslových objektů. Ohniště, domácí kamna, sauny, vany, komíny, krby atd. jsou vyrobeny ze žáruvzdorného a žáruvzdorného betonu.
Po dosažení mezní teploty a po určité době začnou žáruvzdorné betony vysychat, pokrýt se trhlinami a zbortit se.
- Vysoká úroveň pevnosti
- Spolehlivá tepelná izolace
- Posilování provozních vlastností v procesu práce
- Snadná příprava (není potřeba žádné další vypalování)
- Snížení nákladů na čas, finance, práci
Žáruvzdorný beton může být konstrukční a tepelně izolační. Struktura je světle porézní, hustá, buněčná.
Složení hutných ohnivzdorných malt
Hustý těžký žáruvzdorný beton (složení může být různé) se obvykle používá při vytváření požárně odolných konstrukcí, stejně jako ve formě žáruvzdorného obložení v různých tepelných jednotkách: ve výrobě chemického průmyslu, tryskání rekuperátory pecí, ve speciálních cihlářských pecích, v procesu výstavby kouřovodů.
Díky použití těžkých směsí je možné výrazně zkrátit dobu výstavby a opravy tepelných jednotek, výrazně snížit náklady a snížit množství práce.
Adstringenty
Žáruvzdorné betony jsou vyráběny v souladu s GOST 20910 90. Tento dokument navrhuje možnost použití různých pojiv při přípravě malty.
- Tekuté sklo
- Hlinitý (to může zahrnovat i vysoce hlinitý) cement
- Portlandský struskový cement se speciálními mikroplnidly
- Portlandský cement s povinným zahrnutím mikroplniva (jemně mletá přísada)
V neutrálním / alkalickém prostředí se obvykle používá směs portlandského struskového cementu a portlandského cementu. Tekuté sklo je vhodné do plynného kyselého prostředí. Pro vodíkové, fosforové, uhlíkové prostředí je lepší volit hlinité a vysokohlinité cementy.
Pro zlepšení struktury a zpevnění kompozice je možné přidat minerální složky (vysokopecní struska v granulích, šamotové/magnezitové cihly, sprašové hlíny, andezit atd.).
Zástupné symboly
U žárobetonů jde o zavedení nejen speciálních pojiv do kompozice, ale také správného kameniva, které musí rovnoměrně expandovat a odolávat tak účinkům ohně a vysokým teplotám. Obyčejná plniva zaručují odolnost maximálně do +200C, poté se stávají méně odolnými a zcela se deformují při +600C.
Při přípravě žárobetonu kompozice předpokládá použití materiálu jako kameniva, které se nezhroutí / nezměkne při vysokých teplotách a také nezpůsobí vysoké napětí ve vnitřní struktuře monolitu.
- +600 – 800С: horniny (diabas, andezit, čedič), porézní materiály z vulkanických hornin, mohou to být vysokopecní granulované strusky, lámané cihly, umělé porézní struktury (expandovaný perlit, expandovaný jíl, strusková pemza atd.) .
- +1200 – 1700C: přidávají se drcené žáruvzdorné materiály – často se volí chromit, šamotové cihly, magnezit, korund, pálený kaolin.
- Je možné přidat speciální materiály získané výpalem při vysoké teplotě směsi žáruvzdorné hlíny a magnezitu – hlinitokřemičitany, které se vyznačují minimální deformací, dobrou požární odolností.
Technické požadavky
Třída žáruvzdorného betonu by měla zahrnovat následující parametry:
- Typ betonu: žáruvzdorný je označen písmeny BR
- Pojivo: hlinitan (A), portlandský cement (P), silikáty (S)
- Třída pevnosti v tlaku/tahu – B1-B40
- Provozní teplota – IZ-I18
Příklad: žárobeton na bázi portlandského cementu s pevností B20, schopný odolat + 1200 °C, bude označen BR P B20 I12.
Pokud jde o hustotu, jako tepelná izolace pro nezatížené obálky budov se používá materiál s ukazatelem 1100 kg / m3, > 1400 – pro výstavbu nosných stavebních konstrukcí veřejných / obytných budov. Podle úrovně mezní teploty mohou betony patřit do jedné z 18 tříd: I13-I18 se používají pouze pro nenosné konstrukce.
Pokud je hustota betonu 1500 kg/m3, musí být vodotěsný v rozsahu W-W8. Mrazuvzdornost je na úrovni F-F75. Zbytková pevnost a teplotní index deformace při mechanickém zatížení přímo závisí na typu pojiv a přesné teplotě ohřevu.
Pokud jde o třídu pevnosti, u namáhaných tepelně odolných konstrukcí by měl být ukazatel alespoň B30, bez zatížení – je povoleno alespoň B12.5.
Hlavní typy těžkého žáruvzdorného betonu
Složení žárobetonu se může lišit v závislosti na požadovaných vlastnostech, použitých materiálech a jejich poměrech. Existuje několik typů těžkého betonu, hlavní z nich jsou popsány níže.
Beton na portlandském cementu a portlandském struskovém cementu
Jedná se o nejběžnější typ žáruvzdorného betonu, který se vyznačuje nízkou cenou, osvědčenou technologií přípravy a použití a dobrou pevností. Obvykle se takový beton volí pro stavbu komínů, tepelných jednotek, vytváření ohnivzdorných konstrukcí pro jaderné elektrárny atd.
Třída pevnosti by měla být v rozmezí B15-B40. V přípravku se používá cement M400 a vyšší, přidávají se pouze aktivní minerální látky (popel, šamot, vysokopecní struska atd.). Nejodolnější beton se získává se zahrnutím jemně mletých šamotových přísad do kompozice.
Portlandský struskový cement umožňuje přídavek hutní vysokopecní strusky, takže směs lze použít pro míchání betonu s předpokládaným teplotním účinkem do +700C.
Na hlinitanovém cementu
Z těchto látek se připravují betony s třídou tepelné odolnosti v rozmezí I8-I18. Hlavní minerální složkou takového cementu je monoaluminát vápenatý, vysokoaluminát – dialuminát vápenatý. Pokud do kompozice nejsou přidány žádné další přísady, beton vydrží maximálně +1300 °C, pokud zahrnete korund a výplň z oxidu hlinitého, můžete zvýšit teplotní režim na +1650 °C a více.
- Minimální tepelné smrštění, mírná lineární roztažnost při ohřevu
- Vysoká mechanická pevnost
- Udržování stabilního stavu při náhlých změnách teploty
- Tepelná vodivost minimum
- Do jednoho dne po nalití lze konstrukce provozovat
Tekuté sklo jako pojivo pro žáruvzdorné betony
Před přípravou žáruvzdorného betonu z tekutého skla je nutné pečlivě prostudovat složení směsi. Používají se sloučeniny draslíku a sodíku, díky kterým lze žárovzdorné betony provozovat při teplotě + 800-1600C.
Podle struktury může být tekuté sklo vysokomodulové (označené písmenem C), středněmodulové (B) a nízkomodulové (písmeno A).
- Nejlepší výkon sodného skla jako pojiva pro žáruvzdornou směs je s modulem silikátu 2.0-3.5 a draselného skla 2.5-4.0.
- Tekuté sklo tvrdne dlouho, proto se do směsi přidávají různá tvrdidla (sloučenina fluoridu křemíku sodného, fluorokřemičitan alkalického kovu). Kromě rychlého tvrdnutí tyto látky pomáhají zvýšit pevnost a hustotu roztoku. Pro urychlení vytvrzování lze také přidat ferochrom, feromanganové strusky a nefelinový kal.
- Je třeba poznamenat, že do směsí lze přidávat různá změkčovadla, jemně mleté přísady, regulátory a přísady pro lepší zpracovatelnost.
- Na metr krychlový betonu je potřeba cca 250-400 kg / m3 pojiva, tvrdidlo – 0.1-0.2 hmotnostních dílů pojiva. Plnivo bude potřebovat asi 0.12-0.3 hmotnosti tekutého skla.
- V zařízení se hněte roztok na bázi tekutého skla, protože směs musí být nalita do půl hodiny. Pokládka se provádí při teplotě minimálně + 15 °C, vlhkost by měla být maximálně 70 %.
Jiné druhy betonu odolné proti ohni
Při výrobě lehkého pórobetonu se používají stejná pojiva, ale porézní kamenivo nebo pěnové koncentráty, které snižují hmotnost.
Lehký pórobeton
Zde se jako plnivo používají různé druhy porézních materiálů, schopné odolávat vlivu teplot do + 1000C: vulkanický tuf, expandovaný perlit, expandovaná hlína. Lehké betony odpovídají třídám D300-1800.
Klasifikace pórobetonu podle oboru provozu:
- Strukturální – s hustotou 1400-1800 kg / m3, minimální pevnost M50, libovolná tepelná vodivost.
- Tepelná izolace – s maximální hustotou 500 kg/m3, pevností v rozsahu M14-M25, tepelnou vodivostí maximálně 0.14 W/m*K.
- Tepelně izolační a konstrukční – pevnost minimálně M35, tepelná vodivost v rozmezí 0.14–0.54 W/m*K, hustota je 500-800.
Lehké betony připravené na bázi portlandského cementu nebo hlinitanového cementu vykazují vysokou úroveň požární odolnosti. Pokud se jako výplň použije drcený kámen z expandované hlíny, pak mrazuvzdornost roste na F25-100.
Buňkový beton
Tento typ řešení se používá v tepelné izolaci a jako tepelně odolný materiál. Často je pórobeton vybrán pro soukromou výstavbu ve formě továrních konstrukcí nebo bloků.
- Pro tepelnou izolaci – objemová hmotnost do 500 kg/m3
- Tepelně izolační a strukturální – ukazatel je v rozmezí 500-900 kg / m3
- Strukturální – od 1000 do 1400
- Tepelně odolný – do 1200 kg/m3, lze použít při teplotách do +800C
Tento typ betonu vydrží vystavení otevřenému ohni po dobu 5-7 hodin bez změny konstrukce. Při zahřátí na +400 °C je zaznamenáno zvýšení pevnosti materiálu na +1000 °C – zničení konstrukce.
Při přípravě žáruvzdorného betonu vlastními rukama lze zvýšit požární odolnost buněčného materiálu zavedením hlinitokřemičitanových alkalických pojiv do kompozice, metalurgických strusek, palivového popela, vápeno-belitových kompozic jsou také povoleny.
přihláška
Obvykle je žáruvzdorný a žáruvzdorný beton relevantní pro použití při stavbě chemických, energetických a metalurgických konstrukcí. Materiál je vhodný pro stavbu hutí, vysokých pecí, výtopen.
V každodenním životě se potřeba přípravy žáruvzdorného betonu objevuje při stavbě pecí, topných kotlů, krbů. Z roztoku se také vyrábí potrubí, rozkládají se topné okruhy. V soukromé výstavbě se beton připravuje ručně pomocí speciálních komponentů a přesně podle pokynů, přičemž se dodržují uvedené proporce.
Nové konstrukce se uvádějí do provozu minimálně po 3 dnech (rychlotvrdnoucí cement, hliník, tekuté sklo), 7 dnech (portlandský cement) nebo po nabytí konstrukční pevnosti monolitu. Před ohřevem se konstrukce vysuší, aby se úplně odstranila volná voda v kompozici. Vyhřívají se podle speciálních režimů, v souladu s technologickým návodem.
Výroba doma
Nejjednodušší způsob, jak vyrobit tepelně odolný beton vlastníma rukama, je koupit hotovou směs a hníst roztok podle pokynů (obvykle umístěných na zadní straně nádoby). Vše je velmi jednoduché: suchá směs se nalije do míchačky na beton, míchá se 1 minutu, uzavře se obyčejnou vodou nebo tekutým sklem.
- Výběr optimálního složení materiálů.
- Nalití do míchačky na beton 90% požadovaného objemu vody nebo tekutého skla (ve zředěné formě).
- Zásyp jemně mletou přísadou, přidání poloviny kameniva a cementu, promíchání, postupné přidávání zbylých materiálů, zbytek vody (nebo skla).
- Hnětení by mělo probíhat alespoň 5 minut.
- Zásilka hotové směsi přímo na objekt, plnění.
Betonářské práce v suchém a horkém klimatu
V horkém a suchém klimatu může teplota vzduchu stoupnout až na +40 C, vlhkost obvykle nepřesahuje 25%, jsou pozorovány větry a silná sluneční aktivita. To vše má špatný vliv na betonovou směs, vyvolává rychlé odpařování vody, snížení pevnosti.
- Správně zvolte složení složek – jako pojivo je nejlepší brát portlandský cement, kamenivo – materiály se shodným indexem tepelné roztažnosti (blízko cementu).
- Výplně určitě hydratují.
- Použití změkčovadel – ke snížení poměru voda-cement a zlepšení pohyblivosti.
- Zvýšení doby míchání složek v průměru o 40-50%.
- Směs lze dopravovat k objektu pouze v míchačce na beton, do míchačky nakládat pouze suché komponenty a před litím promíchat s vodou.
- Bednění se před litím zkontroluje na těsnost a navlhčí.
- Směs je dodávána do zařízení pomocí speciálního vědra nebo betonového čerpadla.
- Betonování se provádí pomocí hloubkového vibrátoru.
- V procesu získávání síly se směsí by měl být beton pokryt navlhčenými slaměnými rohožemi, kousky rohoží, pytlovinou a poté každé 3-4 hodiny zaléván vodou po dobu 28 dnů.
Žáruvzdorný nebo žáruvzdorný beton připravený v souladu se všemi pravidly prokáže všechny deklarované vlastnosti a umožní realizaci jakéhokoli projektu, zaručující vysokou kvalitu a optimální vlastnosti, spolehlivost a trvanlivost konstrukce.
Žáruvzdorný beton je druh betonu, který se používá při dlouhodobém vystavení vysokým teplotám (ne více než 1580°C, žáruvzdorný do 1770°C), přičemž neztrácí své mechanické a provozní vlastnosti.
Používá se při výstavbě průmyslových i bytových objektů. Ze žáruvzdorného a žáruvzdorného betonu se vyrábí domácí kamna, grily, vany, sauny, krby a komíny.
Rozdíl mezi žáruvzdorným a žáruvzdorným betonem od běžného betonu spočívá v tom, že tento vydrží pouze krátkodobé zahřátí na teplotu nepřesahující 200 ° C.
Při vyšších teplotách beton vysychá, praská a nakonec se zhroutí, což vede k poruše celé konstrukce.
Použití žáruvzdorného betonu
Složení žáruvzdorného betonu zahrnuje speciální přísady a směsi, které dodávají materiálu významnou pevnost při vystavení vysokým teplotám.
Během provozu se žárobeton stává ještě odolnějším vůči teplu. Velkým plusem je skutečnost, že žáruvzdorný beton nevyžaduje drahé speciální vypalování, proto je široce používán ve stavebnictví.
Podle principu fungování se neliší od běžného betonu a může zaručit úplnou bezpečnost a ochranu vaší konstrukce před přehřátím. Žárobeton lze navíc použít jako tepelně izolační materiál.
Podle použití se dělí lehčený, lehčený nebo hutný beton. Materiál je považován za lehký, pokud jeho hmotnost ve vysušeném stavu není větší než 1500 kg/m3. K základním surovinám se přidávají jemně mleté nečistoty z portlandského struskového cementu, portlandského cementu, hlinitanového cementu nebo tekutého skla, jako jsou šamotové cihly, kusový šamot, pemza, magnezitové cihly, andezit a další. Přísady přispívají k tvrdnutí žárobetonu a utvářejí jeho žáruvzdorné vlastnosti.
Žáruvzdorné betony na bázi fosfátových a silikátových pojiv
Existuje tzv. speciální žárobeton. To je, když se do jeho složení kromě hlinitocementového pojiva přidává silikátová nebo fosfátová báze. Žáruvzdorný beton pojený fosfáty lépe přilne k jiným žáruvzdorným materiálům, rychleji tvrdne a má vyšší pevnost ve srovnání s betonem na bázi hlinitanového cementu. Tužidlo je cement, mastek, oxid hořečnatý. Plnidlem jsou vysokoteplotní materiály: korund, střepy z korundu a vysokoaluminiové žáruvzdorné materiály, chromity a chrommagnezit.
Žáruvzdorné betony na silikátové vazbě používá se v kyselém prostředí. Pro zvýšení tvrdosti se přidává křemičitan sodný, silikofluorid sodný a fosfáty.
Plnidlem je křemičitý písek, vysokokřemičitý šamot. Kvůli zvýšené odolnosti vůči kyselinám se žárobeton s křemičitým pojivem běžně používá pro komíny v mořicích lázních, nádržích a výstelkách potrubí.
Pokud se rozhodnete postavit ohniště, krb nebo kamna v domě vlastníma rukama z tepelně odolného betonu, můžete to snadno udělat sami, abyste ušetřili peníze během výstavby. K tomu použijte hotovou suchou směs nebo ingredience promíchejte speciální technologií podobnou přípravě běžného betonu.
Tovární směsi jsou vyráběny podle všech norem a mohou zaručit kvalitu výrobků. Při použití hotové suché směsi si pozorně přečtěte návod na obalu a striktně jej dodržujte.
Technologie výroby žáruvzdorného betonu je rozdělena do dvou typů: pokud bude konstrukce vystavena vlhkosti, nepřidávejte tekuté sklo, pokud je prostředí kyselé a agresivní, nepoužívejte portlandský cement.
Určete pracovní oblast, ujistěte se, že je k dispozici voda a nástroje jsou čisté.
Výroba žárobetonů
Standardní složení žárobetonu zahrnuje: písek, štěrk, hašené vápno, žáruvzdorný cement. V poměru, respektive 3:2:2:0,5. Čistá filtrovaná voda vyžaduje 7,7 litrů na 22,5 kg směsi. Pomocí lopaty důkladně promíchejte písek a štěrk v kolečku nebo použijte míchačku na beton.
Poté směs zalijte vodou, dokud nedosáhne požadované konzistence. Směs přendejte do hotové formy nebo odlitku, povrch vyrovnejte stěrkou a odstraňte přebytečný beton. Čím rychleji budete pracovat, tím hustší bude roztok.
Chcete-li odstranit dutiny a zbavit se vzduchových bublin v žáruvzdorné směsi, použijte perforátor nebo sbíječku. Do dřevěné části formy vložte vrták a pracujte jednu minutu. Dále musí být hotová směs pokryta filmem a ponechána několik dní, občas postříkána vodou. Hotový žáruvzdorný blok přeneste do místnosti a nechte 25 dní.
K výrobě odlitků můžete použít překližku. Pro snadné vyjmutí žáruvzdorné tvárnice je na dno formy umístěn polyetylen, v lepším případě namazaný silikon, který nezabrání odpařování vody z povrchu tvárnice.
