Приготавливаем жаропрочный бетон своими руками: Пропорции и инструкция – Обзор

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 изготовлению огнеупорного бетона, 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.

https://youtube.com/watch?v=04jyMhBzxYo

В завершении работ рекомендуется тщательно очистить и вымыть оборудование. Соскрести застывший огнеупорный материал с инструментов на следующие сутки станет крайне непростой задачей.

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

Использование огнеупорного бетона

В состав огнеупорного бетона входят специализированные добавки и смеси, которые придают материалу большую прочность при влиянии больших температур.

Во время эксплуатации жаропрочный бетон приобретает еще значительную стойкость к нагреву. Хорошим положительным качеством считается тот момент, что огнеупорный бетон не просит очень дорогого особого обжига, потому повсеместно применяется в строительстве.

По фунционалу он не выделяется от простого бетона и может обеспечивать полную безопасность и защиту вашей конструкции от перегревания. Более того, жаропрочный бетон может использоваться как материал для термоизоляции.

В зависимости от сферы использования делят ячеистый, не тяжелый или плотный бетон. Не тяжёлым материал считается, когда в высушенном состоянии его вес не больше 1500 кг/м3. К базисному сырью из шлакопортландцемента, портландцемента, глиноземистого цемента или стекла жидкого прибавляются тонкомолотые примеси, вроде боя огнеупорного кирпича, кускового шамота, пемзы, боя магнезитового кирпича, андезита и прочих. Добавки помогают отвердеванию жаростойкого бетона и формируют его жаростойкие качества.

Жаростойкие бетоны на фосфатной и силикатной связке

Есть говоря иначе специализированный жаропрочный бетон. Это когда кроме глиноземисто-цементной связки в его состав добавляют силикатную или фостфатную основу. Жаропрочный бетон на фосфатной связке лучше схватуется с другими огнеупорами, быстрее затвердевает и имеет более большую прочность если сравнивать с бетоном на глиноземистом цементе. Отвердитлем выступает цемент, тальк, окись магния. Наполнением служат высокотемпературные материалы: корунд, бой корундовых и высокоглиноземистых огнеупоров, хромиты и хромомагнезиты.

Жаростойкие бетоны на силикатной связке используют в условиях кислотной среды. С целью увеличения твердости добавляют силиката натрия, кремнефтористый натрий, фосфаты.

Заполнителем служит кварц, высококремнеземистый шамот. Благодаря очень высокой стойкости к кислотам жаропрочный бетон на силикатной связке как правило применяют для дымоотвода в травильных ваннах, баках, футеровки труб.

Если вы пришли к выводу построить из огнеупорного бетона мангал, камин или печька в доме собственными руками, то для экономии во время строительства это можно легко изготовить собственноручно. Чтобы это сделать применяют сухую приготовленную смесь или перемешивают компоненты по особенной технологии, схожей с приготовлением простого бетона.

Фабричные смеси сделаны по всем нормам и могут обеспечивать качество продукции. Используя сухую приготовленную смесь, тщательно прочтите на упаковке инструкцию и жестко следуйте ей.

Производственная технология огнеупорного бетона делится на два варианта: если конструкция будет подвергаться влаге, не добавьте жидкое стекло, если среда кислая и опасная не примените портландцемент.

Установите рабочую площадку, удостоверьтесь в общедоступности воды и чистоте инструментов.

Изготовление жаростойкого бетона

В типовый состав жаростойкого бетона входят: песок, гравий, гашеная известь, огнеупорный цемент. В соотношениях исходя из этого 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 примените бетоньерку.

Потом заливайте смесь водой, пока она не наберет необходимую консистенцию. Перенесите смесь в готовую форму или отливку, выровняйте поверхность шпателем и уберите лишний бетон. Чем быстрее вы будете работать, тем плотнее будет раствор.

Дабы убрать пустоты и освободится от воздушных пузырьков в жаростойкой смеси используйте перфаратор или воспользуйтесь отбойным молотком. В древесную часть формы вставьте сверло и работайте в течении одной минуты. Дальше смесь которая уже готова к использованию нужно покрыть пленкой и оставить на несколько дней, иногда сбрызгивая водой. Готовый противопожарный блок перенесите в помещение и потом оставьте на 25 дней.

Чтобы выполнить отливки воспользуйтесь фанерой. Для легкого извлечения жаростойкого блока на днище формы кладут полимерный этилен, или как максимум смазанный жиром силикон, который не будет мешать испарению воды с поверхности блока.

Составляющие бетонной смеси

Чтобы сделать бетон, необходим цемент, песок и повышающие ее прочность щебень, галька, гравий и другие наполнители. В настоящее время, для придания материалу уникальных свойств, в него добавляют специальные добавки, которые называются пластификаторами.

Для защиты основного тела фундамента от проседания и агрессивного воздействия воды часто применяют подложку, изготовленную из раствора цемента и песка. Цементный раствор без щебня и арматуры не отличается высокой прочностью, но защитные функции выполнять способен.

Задумавшись над тем, как сделать бетон своими руками правильно, надо понимать, что его прочность зависит от качества цемента, песка и фракции наполнителя, а также от чистоты всех составляющих ее компонентов.

Главный компонент — качественный цемент

Связывающим компонентом всех ингредиентов цементного раствора является цемент. Отличным качеством славится портландцемент, содержащий до 80% силиката кальция, который обеспечивает прекрасное сцепление с обрабатываемой основой и имеет клеящие свойства. Чем выше марка цемента, тем крепче будет бетон. При обустройстве ленточных фундаментов частных домов часто применяется цемент М 500.

При использовании марки М 400 эксплуатационный срок сооруженного фундамента снижается. Если строительные работы осуществляются при отрицательных температурах окружающей среды, хорошо подходит портландцемент, но при температурах ниже 17 градусов в него нужно добавлять пластифицирующие добавки. При сильной жаре применяют портландцемент с наполнителем из шлака.

Буква Д на маркировке цемента обозначает количество примесей в его составе, выраженное в процентном соотношении от его общего объема. Качественный цемент имеет не больше 20% примесей в своем составе, он должен быть сыпучим и сухим, не иметь отсыревших комков в своей массе

При приобретении цемента нужно обращать внимание на то, чтобы его упаковка была неповрежденной и на ней имелась этикетка с маркировкой

Выбираем песок получше

Помимо наполнителя из гравия или щебня, для приготовления смеси обязательно используется песок. Его можно исключить из состава смеси, когда крупного размера заполнитель можно утрамбовать таким образом, чтобы промежутки между компонентами были очень маленькими. Частицы качественного песка не должны сильно отличаться друг от друга по размерам и иметь в сечении от полутора до пяти миллиметров. Корни растительности, бумага и другие фрагменты в его составе, которые разлагаются и гниют, снижают прочность готового изделия, поэтому перед употреблением песок необходимо просеять через сито.

Хорошими эксплуатационными качествами обладает речной песок, он не содержит глиняных включений, являясь материалом, добытым в оврагах. Включения глины в бетонной смеси снижают ее способность к сцеплению с элементами наполнителя, а ведь именно они обеспечивают прочность отлитого изделия. Частицы глины из песка удалить достаточно сложно, для этого его нужно замочить и отстаивать, что очень трудоемко и невыгодно, поэтому лучше использовать речной песок, хоть он и дороже.

В районах расположения карьеров можно приобрести искусственно приготовленный песок из мелко раздробленного камня, имеющий большую массу и плотность. Если его хорошенько просеять через сито, то по своим эксплуатационным качествам он будет превосходить песок из реки. При его применении необходимо учитывать, что вес готового изделия будет значительно выше, чем в случае использования обычного песка. Радиационный фон также может быть повышенным.

Подбираем щебень по назначению бетона

Прочность бетону придает наполняющий его щебень. Хорошо подходит материал раздробленной каменной выработки. Обточенная водой галька не обеспечивает хорошего сцепления компонентов смеси, поэтому ее не следует использовать.

Размер отдельных частиц варьируется от восьми до тридцати пяти миллиметров, большие фрагменты редко применяются, чаще всего при промышленном производстве. В составе щебенки также не должно быть включений глины, ее необходимо очистить от строительного мусора перед использованием. В зависимости от назначения конструкции из бетона, в качестве его наполнителя может применяться легкий керамзит и другие подобные компоненты.

При самостоятельном замесе раствора лучше использовать щебень, частицы которого имеют разные размеры, либо необходимо произвести предварительное смешивание его крупных и средних фрагментов.

Материалы и инструменты

Для создания жароустойчивого раствора применяются:

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

Заливка раствора

После приготовления огнеупорной смеси приступают к ее заливке в опалубку или емкости. Формы для заливки раствором нужно предварительно смазать жиром. Это предотвращает пересыхание и упрощает доставание готового элемента. Работы нужно выполнять быстро, так как жароустойчивый раствор обладает высокой плотностью. Укладывают раствор в опалубки или емкости с помощью лопаты, лишнее убирают мастерком.

Уплотнение

Для избавления от пузырьков воздуха в жаропрочном растворе его уплотняют, применяя различные механизмы для трамбовки. Уплотнение огнеупорных растворов происходит с помощью поверхностных или погружных вибраторов. Жароустойчивые смеси нужно утрамбовывать более длительное время. А чтобы предотвратить расслаивание раствора, его доставляют на место укладки напрямую, не совершая перегрузки.

Увлажнение и выдержка

После заливки огнеупорного раствора и уплотнения его оставляют для затвердевания. Процесс естественного твердения заключается в испарении влаги, поэтому раствор нужно периодически обрызгивать водой. Это позволит предотвратить появление растрескивания. Еще незатвердевший раствор нужно укрыть пленкой на 48 часов – потом ее убирают, и бетон продолжает твердеть. Спустя два дня можно извлечь элементы из емкости и поместить в теплое помещение на 28 дней. Когда бетонный раствор достигнет своих прочностных характеристик, он готов к применению по назначению.

Применение арт-бетона

Материал хорошо подходит для внутренней отделки помещений и облицовки наружных объектов. Его можно наносить на стены и различные конструкции или заливать в опалубки, матрицы, получая фигуры любого типа.

Применение в интерьере

Декоративная штукатурка используется для решения следующих задач:

• создания покрытия без стыков, швов на стеновых панелях, колоннах, потолочных перекрытиях, фризах и других архитектурных элементах во внутренней отделке помещений;
• оформление помещений с высокой влажностью при выполнении дополнительного защитного покрытия с помощью материалов марок Cera Decor, Cera di Veneziano, Pastello Vernici;
• специальные средства применяются для внешней отделки зданий (арки, колоннады, ниши, лепнина и другие элементы декора);
• создание имитированного эффекта травентина.

Фасад

С помощью красивых и необычных барельефов из арт-бетона можно обеспечить фасадам зданий оригинальный внешний вид. Также наружные стены покрывают бетоном с целью имитировать каменное покрытие. Из этого материала отливают колонны и арки, а также различные фигурки для украшения строений.

Придомовая территория

Для оформления участка у дома из архибетона нередко изготавливают:

• вазоны и клумбы для цветов или декоративных кустарников;
• небольшие мостики через ручьи, отделанные бетоном;
• скульптуры животных, сказочных персонажей;
• бордюры, светильники, фонтаны;
• камни для альпийских горок;
• садовые столы, скамейки;
• кубы, пирамиды, шары;
• заборы, столбы.

Чаще всего вопрос о том, как сделать архитектурный бетон своими руками, волнует тех хозяев, которые хотят украсить территорию участка. Необычные фигурки можно создать самостоятельно, однако скульптуру или целую группу можно заказать и в мастерских.

Область применения

Пожаростойкий, огнеупорный бетон востребован в следующих отраслях промышленного производства, строительства:

• На предприятиях черной, цветной металлургии при возведении, ремонте доменных, мартеновских печей, индукционных печей выплавки алюминия, меди, цинка; для футеровки транспортных, разливочных ковшей, отливочных форм.
• Как носитель химических катализаторов технологических процессов по переработке углеводородного сырья, в органическом синтезе.
• Для футеровки котлов тепловых, технологических теплоэлектростанций.
• Для термоизоляции подов, корпусов, сводов промышленного оборудования.
• Для печей, каминов в качестве заливочного, кладочного раствора, в том числе при устройстве дымоходов, труб, противопожарных разделок, отступок.
• При производстве малоразмерных огнеупорных изделий.

А также в других случаях, когда к бетонным конструкциям предъявляются требования по стойкости к огню, постоянному сильному нагреву, перепадам температуры, с сохранением прочности, физической, химической стабильности используемого материала в таких жестких условиях.

Виды, какой бывает

Разновидности огнестойкого бетона отличаются по составу, свойствам и рабочей температуре. Это накладывает отпечаток на их использование. По химическому составу составы делят на бесцементные, ультранизкоцементные, низкоцементные и среднецементные. Высокоцементных смесей среди огнеупорных составов не бывает. Это объясняет более низкую прочность и устойчивость к холодам.

Термостойкий бетон  приобретает огнеупорные свойства не сразу при замешивании, а под воздействием высоких температур. Безобжиговая разновидность становится огнеупорной при 200°, которая разрушает обычный бетон. Такой материал хорошо использовать для небольших печей и дымоходов – он приобретает нужные свойства во время работы. Термообработанному составу требуется обжиг при температуре до 800°. Это делается на предприятиях, которые поставляют готовые бетонные блоки. Обожженным считается материал, который прошел обработку при температуре выше 800°.

По физическим свойствам

Физические свойства бетона зависят от его состава. Максимальное содержание цемента невысокое, применяются негорючие вяжущие составы и заполнители – именно они создают нужные огнеупорные свойства.

По цели применения и физическим свойствам бетон разделяют на:

• Конструкционный (тяжелый). Обладает относительно низкой жаростойкостью, но выдерживает значительные механические нагрузки. Используется для создания опорных конструкций, обычно внутри помещения, заливки оснований печей и котлов, в том числе промышленных. Если предполагается использование при сверхвысоких температурах, требуется дополнительная изоляция.
• Изоляционный (легкий). Обладает высокими огнеупорными свойствами, но низкой прочностью. Применяется для того, чтобы обезопасить от огня конструкции из других материалов, которые принимают на себя основную нагрузку.
• Конструкционно-изоляционный (средний). Обладает средними огнеупорными качествами и умеренной механической прочностью. Может использоваться как для изоляции, так и для создания некоторых опорных конструкций.

Общая черта всех жаропрочных бетонов – низкая теплопроводность. Материал не только сохраняет свои свойства при высоких температурах и пожаре, но и не позволяет нагреваться другим конструкциям, менее устойчивым к огню. При работе с высокими температурами это снижает риск пожара и делает условия работы людей более комфортными. При пожаре – сдерживает распространение огня.

В зависимости от рабочей температуры эксплуатации

Типы огнеупорных составов по температурному режиму:

• Умеренно жаропрочный (умеренные температуры) – до 1100°;
• Жаропрочный (средние температуры) – до 1400°;
• Огнеупорный (высокие температуры) – до 1700°;
• Высокоогнеупорный (особо высокие температуры) – выше 1700°.

Применение каждой разновидности зависит от ее «любимой» температуры. Для большей прочности и безопасности можно сочетать несколько разных видов бетона. Так делают в промышленных печах, где основание сделано из умеренно жаропрочного материала, устойчивого к механическим нагрузкам, основа стен – из жаропрочного или огнеупорного, а внутренняя облицовка – из высокоогнеупорного материала.

Приготовление бетона

1. Измерение материалов

Не готовьте порции объемом более, чем способна вместить ёмкость, в которой будет производиться смешивание. Для стандартной тачки это не более 0,04 куб. м. Отмерьте каждый из компонентов () в ведро.  Для цемента и заполнителя используйте отдельные ведра.

2. Смешивание сухих материалов

Вначале насыпьте песок в тачку и мотыгой сделайте в нем углубление. Затем высыпьте в углубление цемент и все тщательно перемешайте. Когда смесь станет равномерной по цвету, сделайте еще одно углубление. Уложите в него щебень и перемешайте смесь еще раз.

3. Добавление воды

Сделайте углубление в смеси, прижав ее к стенкам тачки, и медленно наливайте в него примерно половину требуемого количества воды. Постепенно опускайте смесь со стенок в воду до увлажнения всей смеси. Когда воды не останется, размешайте смесь три-четыре раза. Понемногу добавляйте воду и размешивайте до получения равномерного цвета и консистенции смеси. Неиспользованную воду держите в мерном ведре до получения окончательных результатов испытания консистенции бетона и внесения необходимых изменений в рецептуру. В конце дня сделайте полную уборку.

Жидкое стекло в бетонной смеси

Жидкое стекло – это раствор силиката натрия, калия или лития. Изначально сухая субстанция получают при объединении под высокой температурой/давлением кварцевого песка с содой и параллельной автоклавной обработкой кремнезема. Вещество растворяется в жидкости, применяется как в виде внешних пропиток поверхности бетонных конструкций, так и добавкой в смесь на этапе приготовления продукции.

Во всех случаях вещество не вливается напрямую, а предварительно разбавляется с дистиллированной или чистой питьевой водой в соотношении 1 к 10. Получаемая десятипроцентная субстанция вносится в раствор с соблюдением необходимой концентрации, зависящей от типа основного материала:

• Жаростойкий бетон. 1 процент от массы цемента в пересчете на концентрат изделия.
• Цементно-песчаная огнеупорная смесь. 3 процента от массы цемента в перерасчете на концентрат продукции.
• Растворы для устранения протечек, укладки материалов для печей, каминов. 10 процентов от массы цемента в перерасчете на концентрат изделия.
• Огнеупорная цементная штукатурка. 15 процентов от массы цемента в перерасчете на концентрат материала.

Концентрация вносимого в качестве дополнения кремнефтористого натрия в готовую эссенцию добавки – 15 процентов в абсолютном эквиваленте.

Следует учитывать, что вещество в подготовленном растворе с кремнефтористым натрием выступает вторичным ускорителем твердения, соответственно при самостоятельном изготовлении бетона его необходимо оперативно использовать для заливки или иных нужд. Зависимость времени загустения/схватывания продукции от концентрации внесенного жидкого стекла с добавкой:

• Без жидкой комбинации. Загустение – 2 часа. Окончательное схватывание – 5 часов.
• 1 процент жидкой комбинации в абсолютном эквиваленте. Загустение – 1 час. Окончательное схватывание – 4 часа.
• 2 процента жидкой комбинации в абсолютном эквиваленте. Загустение – 40 минут. Окончательное схватывание – 3,5 часа.
• 5 процентов комбинации в абсолютном эквиваленте. Загустение – 25 минут. Окончательное схватывание – 3 часа.
• 8 процентов комбинации в абсолютном эквиваленте. Загустение – 15 минут. Окончательное схватывание – 2,5 часа.
• 10 процентов комбинации в абсолютном эквиваленте. Загустение – 5 минут. Окончательное схватывание – 2 часа.

Вне зависимости от вносимой концентрации жидкого стекла и кремнефтористого натрия, бетон набирает критическую прочность и окончательно затвердевает путём полной дегидратации в обычные для себя сроки. При комфортных для материала условиях внешней среды (температура 15-25 градусов Цельсия, влажность 60-70 процентов) – это 12 и 28 суток соответственно.

Материалы и инструменты

Для производства огнеупорных бетонных блоков потребуется подготовить следующие инструменты:

• тачку;
• бетономешалку;
• шланг;
• опалубку;
• мастерок;
• виброинструмент (например, перфоратор);
• распылитель;
• лист пластика;
• огнеупорный цемент;
• гашеную известь;
• гравий.

Также отнюдь не лишним является и использование добавок:

• асбеста;
• бариевого цемента;
• жидкого стекла.

Эти присадки придадут бетону все необходимые характеристики, позволяющие использовать его при возведении конструкций, которые будут эксплуатироваться при высоких температурах.

Жаростойкий бетон изготавливается своими руками следующим образом:

1. В бетономешалку насыпается цемент и песок в пропорции 1:4.
2. При перемешивании в смесь постепенно заливается вода (желательно фильтрованная) и тонкомолотые компоненты до получения тестообразной консистенции.

Полезно! Для улучшения результата рекомендуется использовать ингредиенты комнатной температуры — 15-20 °С.

Заливка смеси

Приготовленную бетонную смесь необходимо залить в опалубку либо формы, предварительно смазанные жиром или силиконом для недопущения потери влаги и упрощения извлечения застывшего блока.

Работа должна выполняться оперативно, так как раствор отличается высокой плотностью и быстро застывает. Раствор укладывается лопатой с небольшим запасом, излишки при этом убираются мастерком.

Уплотнение

Уплотнение бетонной смеси производится при помощи различных трамбовочных механизмов: погружных либо поверхностных вибраторов. Рабочая часть инструмента помещается в наполненную смесью форму и на протяжении минуты производится усадка раствора.

Основная цель уплотнения — устранение пузырьков воздуха, негативно влияющих на характеристики материала, а также снижающих его качество и эксплуатационные свойства.

Выдержка и увлажнение

По окончании уплотнения раствор оставляется для затвердевания. При естественном твердении из смеси испаряется влага, что может привести к растрескиванию блоков. Поэтому раствор необходимо периодически увлажнять, обрызгивая его водой.

В первые 48 часов затвердевающие блоки укрываются полиэтиленовой пленкой. Через два дня пленка убирается, блоки извлекаются из форм и переносятся в теплое помещение на 28 суток, требующихся для окончательного набора прочности.

На завершающем этапе изготовления материала, следует промыть, применявшееся оборудование и удалить с него остатки смеси. Лучше очищать инструменты сразу после их использования, чтобы цементный раствор не успех засохнуть.

https://youtube.com/watch?v=C0r86LozCCk