Родился в Англии в 1961, живет в Монреале, Канада. Член Асоциации Печников Северной Америки. Занимается печным делом более 20 лет и специализируется в основном на строительстве финских противоточных печей в различных вариантах. Область интересов: нестандртные облицовки из старинного кирпича, дизайн в стиле Арт-Деко, история печного дела. В наполнении своего сайта www.pyromasse.ca придерживается политики "open sourse".

Перевод: 12.02.2011

Огнеупорный бетон для печей - приготовление на объекте

Выбор смеси для приготовления огнеупорного бетона, пригодного для использования при кладке печи, может вызвать затруднения. К нему предъявляются следующие требования: высокая плотность, крупные зерна и хорошая устойчивость к тепловому шоку. Огнеупорный бетон, используемый здесь - Mount Savages Heatcrete 24 ESC (24 f. extra strength course). Статья описывает формирование, заливку, и извлечение из формы четырех бетонных модулей, используемых в постройке печи с духовкой непрямого нагрева. Статья обрисовывает в общих чертах методы обычной работы на объекте. Оборудование и методы в условиях мастерской, конечно, могут быть намного лучше.

Предстоит залить 4 формы. Сверху вниз, по часовой стрелке. Подина, задняя плита, верхняя плита и перемычка печи. Форма для подины темная, так как сделана из фанеры, используемой для формовочных работ. Как только формы собраны, они должны быть уплотнены, чтобы препятствовать испарению воды во время реакции, и позволить легко извлечь отливки. Формы могут быть покрыты полиэтиленом, или обработаны растительным жиром и силиконом. Оба метода пригодны, здесь описан метод, использующий растительный жир. Полиэтилен дает законченным модулям блестящую поверхность, типа отделки, которая легко чиститься. Такой блеск, однако, может значительно препятствовать удалению механически-связанной воды во время нагрева. Поверхность модулей от форм, обработанных жиром значительно более пористая.

Перед заливкой огнеупорого бетона все формы уплотняются. Силикон накладывается на все места стыков. Поверхности форм тщательно намазываются растительным жиром.

Полоска керамической бумаги помещена в основание формы для разгрузочной перемычки. Она сформирует углубление, куда будет положена такая же полоска, когда перемычка будет установлена. Бумага должна быть покрыта полоской полиэтилена, чтобы остановить впитывание смеси во время вибрации формы.

Смесь должна быть идеально перемешана в механической мешалке. Большое количество смеси практически невозможно перемешать вручную. Производители рекомендуют определенное количество воды. Один и три четверти галлона (7,7 л) воды на 50 фунтовый (22,5 кг) мешок смеси, кажется, слишком мало. Хотя после тщательного размешивания смесь хорошо виброукладывается на место. Даже небольшой избыток воды может значительно повредить готовые модули.

Используемая вода должна быть чистой. Как вода, так и сухая смесь должны быть относительно теплыми во время затворения, и содержаться в тепле до и во время реакции и после заливки. 15-20 С оптимально. Если приходиться заливать при низкой температуре и подогревать материалы, то важно не перегреть, иначе смесь начнет схватываться до того, как будет уложена.

Из-за того, что смесь такая жесткая, важно работать быстро. Огнеупорный бетон помещен в форму. Лучше заполнить форму с избытком и удалить лишнее, чем недозаполнить и добавлять потом. Бетон должен быть помещен в форму мастерком, прежде, чем будет вибрироваться. Изображения показывает огнеупорный бетон после вибрирования в течение одной минуты. Хотя вплоть до этого момента смесь казалась слишком сухой, она отлично заполнила формы после однократного вибрирования.

Виброукладка огнеупорного бетона с помощью перфоратора. Видео, 11 сек.

Виброукладка, удаление воздушных пузырьков. Видео, 12 сек.

Формы прибиты к листу фанеры, которая лежит на другом листе фанеры. Это делает вибрирование более эффективным, особенно при работе на бетонном полу. Вибрирование производиться отбойником или перфоратором. Помещая сверло в деревянную часть формы, форма вибрируется, заставляя бетон садиться, а захваченные пузырьки воздуха всплывать на поверхность.

Эти три формы для огнеупорного бетона устроены так, что средняя и две внутренних поверхности внешних частей, не могут легко вибрироваться, и особое внимание должно быть уделено вибрированию именно этих частей.

Вибрирование укладывает огнеупорный бетон и удаляет воздух, но это также заставляет крупную фракцию оседать к основанию формы, выдавливая более мелкую вверх. Поскольку это приводит к неоднородности состава, то форма не должна вибрироваться дольше, чем необходимо.

Внешние поверхности модулей, обращенные к огню, нужно оставить грубыми и не затирать мастерком. После заливки формы должны быть плотно покрыты пластиком, и весь воздух удален из-под него разглаживанием рукой. Хорошо пристрелить пластик к формам степлером, чтобы углы не подняло коварными ночными ветрами.

Формы, выстеленные полиэтиленом.

Теже формы, залитые бетоном и укрытые полиэтиленом.

Выдерживание сильно влияет на крепость готового изделия. Рабочее пространство должно быть теплым при выдерживании. Экзотермическая реакция гидравлического схватывания огнеупорного бетона начнется спустя несколько часов после заливки, в зависимости от количества воды и температуры материалов. Реакция сделает изделие весьма горячим, поскольку это продолжается несколько часов. Важно, что бы изделие было тщательно укрыто, чтобы предотвратить потери воды через испарение во время реакции. Хотя я вынимаю и использую модули через день после заливки, как только они остыли, лучше оставить в их формах в течение дополнительных двух дней. Если они вынуты через день, то лучше держать их влажными в течение нескольких дней

Перемычка парит при экзотермической теакции. Видео, 18 сек.

Изготавливая формы для огнеупорного бетона, необходимо работать точно. Поверхности модулей, уплотняемые керамической бумагой в 1/8 дюйма (3 мм), должны быть прямыми и квадратными, чтобы все было нормально.

Внутренняя поверхность подины духовки печи была отлита в слегка смазанную жиром деревянную форму. Вероятно, предпочтительней отлить ее в полиэтилен, поскольку это обеспечит более гладкую поверхность, которая является менее водопроницаемой и которую легче чистить.

Жаростойкий бетон - искусственный каменный материал, необходимый для промышленных агрегатов, подверженных нагреванию строительных конструкций, облицовки котлов. Назначение материала для промышленных печей объясняется его эксплуатационными качествами.

Классификация огнеупорного материала

Жаропрочный бетон подразделяется на подвиды. Категория вещества определяется типом применяемого вяжущего составляющего. Существует несколько видов вяжущего сырья:

• Портландцемент, создаваемый комбинированным, сухим, мокрым способом. Огнеупорный состав с добавлением портландцемента - добротный стройматериал;
• Шлакопортландцемент - эксплуатируемый в процессе кладки фундамента, строительства стен жаростойкий материал. Бетонная безусадочная жаростойкая смесь на основе шлакопортландцемента обладает повышенной жаропрочностью, водостойкостью;
• Жидкое стекло - вяжущий элемент, который состоит из воды, силикатных солей. Огнеупорный бетон с добавлением жидкого стекла - находка при возведении жилых домов;
• Глиноземистый цемент - стойкий к деформациям материал, обладающий крупно кристаллической структурой. Принято использовать раствор для печей каминов при строительстве коттеджей.

Для увеличения прочности, надежности строительной основы профессионалы применяют уникальные добавки в виде гранулированного шлака, хромитовой руды. При добавлении в состав приготавливаемый на основе портландцемента - специального вяжущего вещества учитывается тонкость помола. Сито 009 должно пропускать не более 70% вещества. Производство бетона на основе вяжущего составляющего жидкого стекла тонкость помола должна быть такова, что сито 009 пропускало бы не более 50%. В процессе изготовления любых видов жаропрочного бетона учитывается ГОСТ.

Грамотно подобранные составляющие жаропрочного бетона способствуют долговечности постройки, строительство которой подразумевало применение такого сырья, как бетон жаростойкий. Стройматериал может применяться при высоких температурах. Цена материала определяется несколькими факторами - его типом, качеством, количеством. Чтобы купить огнеупорный бетон для печей и каминов грамотно, следует ознакомиться с правилами их выбора.

Огнеупорный бетон – это специальный вид бетона, обладающего особыми свойствами, такими как: стойкость к воздействию высоких температур, повышенная плотность и прочность.

В соответствии с этим огнеупорный бетон используется для: футеровки промышленных печей и стенок сталеразливочных ковшей, обмазки топок бытовых печей, строительства каминов и прочих работ, связанных с защитой конструкций от высокой температуры.

Что такое огнеупорный бетон?

Как уже было сказано, огнеупорный бетон, является узкоспециальным видом строительного материала, поэтому неудивительно, что для его приготовления используются особые компоненты, обладающие высокой жаростойкостью и огнестойкостью. В числе базовых компонентов:

• Связующие: глиноземистый (периклазовый) и портландцементы, жидкое стекло и алюмофосфаты;
• Заполнители: корунд, магнезит, шамотный песок, щебень, пылевидная хромитовая руда, пемза, доменные шлаки и ряд других;
• Пластификаторы: феррохромовый шлак (магнезиальный порошок), перлит, керамзит либо вермикулит.

При этом заполнители огнеупорного бетона производятся как промышленным способом, но зачастую используются отходы (бой) производства огнеупоров и измельченные тугоплавкие природные горные породы. Огнеупорный бетон состав природных и искусственных заполнителей из числа «ряд других»: бой шамотного и обыкновенного кирпича, измельченный базальт, глиноземистый шлак, отвальный доменный шлак и бой магнезитового кирпича.

Производители огнеупорных бетонов поставляющихся в виде сухих смесей принимают и выполняют индивидуальные заказы, основанные на проектных разработках печей, ковшей и т.п. В этом случае состав и пропорции компонентов выбирается строго по максимально возможной температуре и другим условиям эксплуатации возводимой конструкции. На данный момент времени, в общем случае, все огнеупорные бетоны по температуре эксплуатации условно делятся на три вида:

• Огнеупорный бетон. Рабочая температура эксплуатации до 1 580 Градусов Цельсия;
• Жаропрочный бетон. Рабочая температура эксплуатации до 1 770 Градусов Цельсия;
• Высокожаропрочные. Рабочая температура эксплуатации более 1 770 градусов Цельсия.

По отдельному заказу, производители бетона, используя усовершенствованные компоненты, могут изготавливать бетоны выдерживающие температуру окружающей среды до 2 300 градусов Цельсия.

Марки огнеупорных бетонов применяющиеся в РФ

Очень многие Интернет-ресурсы публикуют рецепты приготовления огнеупорного бетона для домашнего строительства печей и каминов «своими руками». В то же время, учитывая специальный состав и специальные свойства огнеупорного бетона, изготовление «своими руками» не дает гарантии, что подобный материал будет работать в тех или иных условиях. Поэтому в вопросе футеровки печи и камина не стоит экономить и приобретать огнеупорную смесь заводского изготовления.

При этом следует знать, что сухие огнеупорные смеси имеют очень короткий гарантийный срок хранения, а также, в связи с высокой плотностью и «тяжестью» состава их невозможно замесить вручную – только в бетономешалке с электрическим приводом.

Также, при приготовлении огнеупорного бетона следует строго соблюдать количество затворяемой воды, указанное на упаковке. Дело в том, что выдержав рекомендуемую порцию этого компонента, некоторым неопытным застройщикам может показаться, что бетон слишком густой. На самом деле это не так. При правильном и тщательном перемешивании у вас получится хорошо укладываемый качественный огнеупорный раствор.

Потребность в применении огнеупорных материалов довольно часто возникает при строительстве объектов. В дальнейшем это позволяет защитить конструкции и людей от неприятных последствий случайных возгораний. Одним из таких материалов выступает жаропрочный бетон, который способен противостоять воздействию высоких температур до 1000 оC. При этом он сохраняет полезные качества и не теряет форму.

Классификация

Существует несколько видов жаропрочного бетона, который еще называют огнеупорным или жароустойчивым. В состав материала входят специальные огнеупорные добавки. Основным вяжущим компонентом при производстве жаропрочного бетона выступает портландцемент. В качестве наполнителей здесь могут использоваться: доменные шлаки, отсевы горных пород (диабаз, андезит, пористые породы вулканического происхождения, диорит, искусственные наполнители), доменные шлаки.

Разделяют материал на отдельные классы согласно:

1. Структуре (тяжелый, легкий, пористый).
2. Назначению (теплоизоляционный, конструкционный).
3. Характеру наполнителей.
4. Используемым вяжущим компонентам.

Технические характеристики

Приготовленный с использованием портландцемента в качестве связующей основы огнеупорный бетон обладает классическим индексом прочности. При проведении теста на сдавливание граничными оказываются показатели в пределах от 200 до 600 МПа/см2.

Проявления термической стабильности наблюдаются при достижении температур не более 500 оС. Продолжительное воздействие на материал открытого пламени или длительный контакт с раскаленными поверхностями значительно снижает прочностные показатели цемента и нередко вызывает возникновение дефектов.

Наиболее огнеупорные бетоны, приготовленные на основе глинозема, способны выдерживать любые бытовые температуры. Насыщенные по составу глиноземистые покрытия отличаются термической стабильностью порядка 1600 оС и выше. Постепенное повышение температуры приводит в данном случае к увеличению жаропрочности, поскольку происходит преобразование цементной массы в керамическое состояние.

Впрочем, несмотря на высокую устойчивость к воздействию повышенных температур, глиноземистый огнеупорный бетон обладает сравнительно низкой прочностью. Материал, изготовленный с использованием таких компонентов, выдерживает давление механического характера на уровне до 25-35 МПа/см2.

В первую очередь огнеупорный материал применяется в сфере изготовления тепловых конструкций, печей промышленного и бытового назначения, фундаментов, коллекторов, камер сгорания. Впрочем, нельзя сказать, что такой бетон используется лишь в конструкциях, которые поддаются термическим воздействиям.

Так, специфический состав огнеупорного бетона способствует его широкому применению в химической промышленности, при производстве стройматериалов, для удовлетворения потребностей энергетической сферы.

Жаростойкий материал используют при сооружении перекрытий, плавучих конструкций, прогонных мостов. Отдают предпочтение данной строительной основе ввиду необходимости облегчения сооружений, учитывая высокие показатели прочности и надежности. Огнеупорный состав дает возможность снизить вес конструкций примерно на 40%. Объясняется это применением в смеси значительного объема пористых наполнителей.

Приготовление состава

Как же создать огнеупорный бетон, прибегая к изготовлению смеси своими руками? Для этого используется вода, вяжущие компоненты и различные жаропрочные наполнители. Процесс изготовления имеет свои отличительные особенности. Используемые составляющие должны отличаться особой чистотой. Кроме того, исключается засорение огнеупорных и тугоплавких составляющих песком, известняком или гранитом.

Допущение подобных промашек в технологии производства нередко приводит к быстрому разрушению материала.

Методики изготовления

Существует несколько способов производства жаропрочного бетона своими руками. Прежде всего, получить материал можно, используя готовую сухую смесь, которая обладает всеми нужными составляющими. Более сложный вариант предполагает самостоятельное смешивание компонентов в необходимых пропорциях.

Оптимальным решением является применение первой методики, поскольку при производстве жаропрочных смесей в заводских условиях используются наилучшие компоненты. К тому же в данном случае тщательно соблюдается технология изготовления. В результате потребитель получает возможность использовать готовую к применению смесь наивысшего качества. Достаточно лишь добавить растворитель или воду.

При самостоятельном изготовлении для приобретения материалом огнеупорных качеств в смесь целесообразно добавлять следующие компоненты тонкого помола: андезит, шамотный бой, хромитовую руду, магнезитовый цемент. Результатом правильного подбора ингредиентов и соблюдения пропорций становится материал, который выдерживает повышенные температуры, не разрушаясь.

Инструменты и материалы

Прибегая к собственноручному , можно заметно сэкономить, отказавшись от услуг мастеров. Однако прежде чем приступать к изготовлению смеси, рекомендуется подготовить необходимые инструменты и материалы. Здесь потребуется следующее:

• оборудование для смешивания компонентов бетона;
• лопатка-кельма;
• тачка для транспортировки материалов;
• совковая лопата;
• распылитель для воды;
• деревянная опалубка, формы для разливки;
• песок, гравий, гашеная известь, жаропрочные компоненты;
• портландцемент.

Особенности изготовления

При изготовлении огнеупорного цемента в бетономешалку помещаются предварительно подготовленные сухие компоненты (соотношение цемент-песок составляет 1:4). После формирования однородной смеси добавляется вода в количестве, необходимом для достижения тестообразной консистенции. Так как огнеупорные строительные основы отличаются специфическими характеристиками вязкости и быстро затвердевают, добавляя воду, лучше ориентироваться на рекомендации изготовителя цемента.

Готовую смесь распределяют по формам, заливают в опалубку или используют в качестве вяжущего материала при кладке огнеупорного кирпича. Применяя глиноземистые наполнители, после добавления воды действуют крайне оперативно, что позволяет избежать преждевременного схватывания раствора.

При необходимости подготовки незначительных объемов раствора с использованием портландцемента смешивать компоненты можно вручную. Удобно использовать для этого широкие емкости – глубокие тазы, ванны, корыта.

Строительство объектов разного назначения довольно часто предусматривает необходимость использования огнеупорных материалов. С их помощью можно защитить людей и конструкции. В качестве одного из таких материалов выступает огнеупорный бетон. Некоторые его разновидности способны претерпевать воздействие температуры до 1000 °C, при этом форма и полезные свойства сохраняются.

Основные свойства

Среди основных особенностей таких бетонов следует выделить:

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

На сегодняшний день огнеупорный бетон можно классифицировать по весу. Изготовить самостоятельно или заказать можно следующие разновидности описываемого материала:

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

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

Особенности изготовления

Если вы решили изготовить огнеупорный бетон, то следует ближе ознакомиться с его составом. Материал выполняется на основе базовых компонентов и некоторых добавок, среди которых выступают:

• шамотный песок;
• магнезит;
• разные ;
• глиноземистый цемент.

Среди добавок следует выделить еще тонкомолотые и минеральные вещества, которые придают материалу прочность. Среди таких добавок:

• пемза;
• мелкоизмельченная хромитовая руда;
• доменный шлак.

Эти компоненты добавляются с целью повышения плотности не только готового изделия, но и сухого состава. Иногда заполнители для производства изготавливаются в условиях завода, но в некоторых случаях могут использоваться тугоплавкие горные породы и бой обожженного огнеупорного кирпича. Для получения разных марок бетона добавляются заполнители разных фракций. Если речь идет о крупнозернистом веществе, то его элементы могут иметь диаметр в пределах от 5 до 25 мм. Когда речь идет о мелкой фракции, то она равна пределу 0,15 и 5 мм. Среди таких ингредиентов следует выделить:

• магнезитовый кирпич;
• шамотный кирпич;
• бой обыкновенного кирпича;
• глиноземистый шлак;
• диабаз;
• базальт;
• отвальный доменный шлак.

Самым распространенным среди потребителей является огнеупорный бетон, который изготавливается с использованием шамота, ведь он отвечает всем запросам строительства. В качестве связующего звена выступают алюмофосфатные ингредиенты и жидкое стекло. Портландцементы, периклазовые и и выполняют роль вяжущих компонентов. Если к ингредиентам добавляется жидкое стекло, то оно позволяет повышать эксплуатационные характеристики. Это особенно верно, если бетонный раствор используется для формирования штукатурного слоя.

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.

Дополнительно о составе по виду заполнителя

Если вы решили изготовить огнеупорный бетон своими руками, то вами могут использоваться разные заполнители, а именно:

• динасовые;
• корундовые;
• кварцевые;
• готовые смеси.

Рассматривая бетоны по составу, следует выделить марки. Например, АСБГ представляет собой огнеупорную сухую алюмосодержащую смесь, которая используется в цветной и черной металлургии, а также теплоэнергетике. Высокоглиноземистая бетонная смесь с огнеупорными характеристиками обозначается аббревиатурой ВГБС и предназначается для создания монолитной футеровки сталеразливочных ковшей, стен и при устройстве днища.

Эксплуатироваться такой состав может при температуре до 1800 °C. Арматурная сухая высокоглиноземистая смесь обозначается буквами ССБА. Она предназначается для тепловых агрегатов, печей, а также устройства арматурного слоя. Воздействующая температура может достигать отметки в 750 °C.

Сушка бетона

Сушка огнеупорного бетона может осуществляться после завершения этапа отвердевания. При этом используется воздух, а температура окружающей среды не должна оказаться ниже +10 °C. Перед начальным нагревом бетон следует выдержать в течение суток или больше, чтобы добиться устойчивого состояния. Операция сушки позволяет снизить объем свободной воды в бетоне, который мог бы вызвать химическую реакцию между атмосферой и поверхностью футеровки.

После отвердевания футеровка оставляется на влажном воздухе без сушки. После завершения отверждения следует просушить футеровку. Если это невозможно, то бетон оставляется в замкнутой влажной среде. Важно обеспечить хорошую вентиляцию или оставить футеровку в хорошо проветриваемой зоне. Если вы задались вопросом о том, как сделать огнеупорный бетон, то должны быть знакомы еще и с особенностями его подготовки к эксплуатации. Например, этап сушки может проходить с использованием подходящего вентилятора или воздуходувки, которая будет подавать горячий воздух.

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 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.

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 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.

Заключение

Особенности приготовления раствора для создания огнеупорного бетона схожи с теми, которые используются при затворении обычного цементного раствора. Если предполагается осуществлять заливку в опалубку, то движение должны быть направлены по часовой стрелке. Иногда для формирования изделий используются формы из фанеры.

Для того чтобы исключить испарение воды в процессе затвердевания, формы после изготовления следует уплотнить. Это способствует более легкому извлечению отливок. Наиболее простой способ уплотнения - полиэтилен, но для того чтобы добиться лучшего результата, следует использовать силикон, который предварительно смазывается растительным жиром.