Готовим дешевый огнеупорный раствор для кладки печи или камина


Трещины на печке: почему они появляются. Разница в температурном расширении кладочных материалов. Ещё несколько причин, которые не так опасны. Варианты избавления от трещин. Материалы для ремонта и их использование. Огнеупорный раствор и его приготовление. Оштукатуривание огнеупорным раствором. Чем замазывать трещины, если они всё же появились.

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.

После достижения предельной температуры и по прошествии определенного времени жаростойкие бетоны начинают высыхать, покрываться трещинами, разрушаться.

Главные свойства огнеупорных бетонов:

  • Высокий уровень прочности
  • Надежная термоизоляция
  • Усиление эксплуатационных характеристик в процессе работы
  • Простота приготовления (дополнительный обжиг не нужен)
  • Уменьшение затрат времени, финансов, труда

Жаростойкий бетон может быть конструкционным и теплоизоляционным. По структуре бывает легким поризованным, плотным, ячеистым.

огнеупорный бетон

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.

Благодаря применению тяжелых смесей удается существенно сократить время на выполнение строительства и ремонта тепловых агрегатов, заметно понизить себестоимость, уменьшить объем трудозатрат.

Вяжущие

Жаростойкие бетоны производятся в соответствии с ГОСТ 20910 90. Данный документ предполагает возможность использования различных вяжущих в приготовлении раствора.

Виды вяжущего для производства:

  • Жидкое стекло
  • Глиноземистый (сюда можно включить и высокоглиноземистый) цемент
  • Шлакопортландцемент со специальными микронаполнителями
  • Портландцемент с обязательным включением в состав микронаполнителя (тонкомолотой добавки)

приготовление огнеупорного бетона своими руками

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.

Возможно добавление минеральных компонентов (доменный шлак в гранулах, бой шамотного/магнезитового кирпича, лессовидный суглинок, андезит и т.д.) с целью улучшения структуры и упрочнения состава.

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.

примерный состав растворов на портландцементе

Выбор заполнителя в соответствии с температурой:

  • +600 – 800С: горные породы (диабаз, андезит, базальт), пористые материалы из горных вулканических пород, это могут быть доменные гранулированные шлаки, бой кирпича, искусственные пористые структуры (вспученный перлит, керамзит, подойдет шлаковая пемза и т.д.).
  • +1200 – 1700С: добавляют дробленые огнеупорные материалы – хромит, шамотный кирпич, магнезит, часто выбирают корунд, обожженный каолин.
  • Возможно добавление специальных материалов, полученных посредством обжига при высокой температуре смеси огнеупорной глины и магнезита – алюмосиликаты, которые отличаются минимальной деформацией, хорошей огнеупорностью.

Технические требования

Марка огнестойкого бетона должна включать такие параметры:

  • Тип бетона: жаростойкий обозначается буквами BR
  • Вяжущее: алюминатный (А), портландцемент (Р), силикаты (S)
  • Класс прочности на сжатие/растяжение – B1-В40
  • Температура эксплуатации – ИЗ-И18

Пример: жаростойкий бетон на базе портландцемента с прочностью В20, способный выдерживать +1200С, будет обозначаться BR Р В20 И12.

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.

прочностные свойства жаростойких бетонов

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.

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:

  • жаростойкий;
  • жаропрочный;
  • огнеупорный.

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.

Достоинства

Огнеупорные марки цемента имеют следующие достоинства:

  • способность выдерживать действие открытого огня;
  • стойкость при непродолжительном нагревании свыше 3000 ℃;
  • высокая механическая прочность;
  • увеличенная адгезия по сравнению со всеми остальными видами смесей;
  • большая скорость полного затвердевания массы;
  • инертность по отношению к агрессивному влиянию внешней среды.

Жаропрочный цемент мелко измельчают, после чего однородный порошок просеивают через сито №008, получая 90% материала. Фракция с зернами покрупнее составляет не больше 10 %. Цементная смесь с обычным содержанием глинозема окрашена в серые или светло-коричневые цвета; с повышенной концентрацией термостойкого компонента – в белые или светло-стальные цвета. Плотность огнеупорного порошка отличается: ее минимальный показатель составляет 2,8 г/см2, максимальный – 3,2 г/см2.

Продукт с улучшенными огнеупорными качествами готовят по стандартной технологии, используя обычное количество песка и воды. При этом застывания портландцемента приходится ждать от 1 до 3 суток, а огнеупорные марки затвердевает полностью за 10 часов даже во влажном окружении.

Из негативных аспектов, характеризующих термостойкий цемент, отмечают повышенную цену по сравнению с другими сортами, что вполне понятно. Некоторые авторы говорят о вредном влиянии на огнеупорный материал щелочей. Возможно, концентрированные щелочи в каких-то условиях могут вступать в реакции с определенной частью огнеупорного сырья, но на практике щелочных воздействий такого рода быть не может ни при каких ситуациях.

Основные свойства

огнеупорный бетон

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.

Виды раствора

Весь бетон, способный выдерживать высокие температуры делиться на 3 группы, в зависимости состава и максимального жара:

  • Жаропрочный — рабочая температура 700 0С, максимальная разовая 1500 0С. Основное составляющее — шлакопортландцемент.
  • Огнеупорный — рабочая — 1000 0С, максимальная — 1800 0С.Добавки — жидкое стекло или глинозем.
  • Высокоогнеупорный — более 1800 0С. В составе глинозем, крошка диамотового или шамотного кирпича, шлаки.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА УСКОРЕННЫМ МЕТОДОМ

Среднюю пробу для производства анализа отбирают из верхнего
отстоявшегося слоя жидкого стекла без перемешивания, предварительно сняв
поверхностную пленку, затем приступают к определению содержания в нем оксида
натрия. Для этого жидкое стекло разводят водой до плотности 1,38 г/см3.
Затем навеску жидкого стекла массой около 1 г смывают горячей дистиллированной
водой в химический стакан объемом 250-300 мл, тщательно перемешивают, накрывают
часовым стеклом и кипятят в течение 10 мин.

После охлаждения в раствор добавляют 3-4 капли 0,2 %-го раствора
метилоранжа и титруют 0,1 нормальным раствором НСl до перехода окраски жидкости из желтой в
бледно-розовую.

Модуль жидкого стекла определяют по формуле

Мсж = 162dι- 2,5,

где d —
навеска жидкого стекла, ι-
объем 0,1 раствора НCl,
затрачиваемого при титровании, мл; 162 и 2,5 — эмпирические коэффициенты.

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.

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.

Самостоятельное приготовление жаростойкого бетона:

  • Выбор оптимального состава материалов.
  • Заливка в бетономешалку 90% нужного объема воды либо жидкого стекла (в разбавленном виде).
  • Засыпка тонкомолотой добавки, добавление половины заполнителя и цемента, перемешивание, постепенное добавление оставшихся материалов, остатка воды (или стекла).
  • Замес должен осуществляться на протяжении минимум 5 минут.
  • Отгрузка готовой смеси непосредственно на объекте, заливка.

Полезное видео

Видео, в котором показан еще один способ определения наилучшей консистенции глиняного раствора и его смешивание.

Смеси мертели

Одна из самых популярных смесей для печей – мертель. Она выпускается в виде очень измельченного порошка. Для применения порошок разводят водой и применяют для кладки в паре с огнеупорными кирпичами или камнем.

Огнеупорная смесь для кладки печей

Не всякая смесь мертель подходит для кладки очага. Существуют огнеупорные и обычные затвердевающие смеси. Последние становятся твердыми при термической обработке, подобно керамике. В их составе содержится гидравлический цемент.

Смеси без гидравлических включений с другими добавками и называют огнеупорными. Существуют разные виды мертели, различающиеся размером зерен. Так тонкозернистыми называют смеси с частичками до 1 мм, а крупными – до 2.

Огнеупорная смесь для кладки печей

Разные маркировки раствора обозначают буквенными сокращениями МШ. Материал чаще всего используют для домашних или хозяйственных печей, для клади промышленных очагов используют смесь алакс. Готовый панцирь из смеси мертель имеет очень высокую прочность и без проблем эксплуатируется долгие годы.

Применение жаростойкого материала

Применение жаростойкого, или огнеупорного, бетона включает в себя обустройство противопожарных зон, полномасштабные помещения или двухэтажные здания, пожарные, лестничные шкафы, используемые во время обучения, литейные полы, бытовые дымоходы, камины, печи и другие термостойкие изделия.

Характеристики: плюсы и минусы

Не только из-за привлекательной внешности новый материал ценится строителями: как профессионалами, так и любителями. В «превосходном списке» декоративной разновидности следующие качества:

  1. Стойкость к жаре и холоду. Ему ни страшны перепады: ни максимально низкие температуры (-50°), ни аномально высокие (+50°). Он выдерживает около 300 циклов замораживания/разморозки.
  2. Высокая сопротивляемость ударным нагрузкам, сжатию, изгибанию и истиранию. Этими характеристиками материал обязан высококачественным пластификаторам, другим добавкам.
  3. Нейтральность к жирам, нефтепродуктам, кислотам, щелочам и другой продукции химической промышленности.
  4. Антистатичность: бетон не накапливает электрический заряд, поэтому почти не притягивает пыль.
  5. Стойкость к ультрафиолету: цветному бетону не страшны солнечные лучи, он не выгорает.
  6. Максимальная прочность, если сравнивать декоративный вид с обычной цементной смесью.

Если попробовать поискать недостатки, то обнаружится всего один существенный минус. Это высокая стоимость работ, особенно когда речь идет о печатном виде декоративного бетона. Те, кто уже «обзавелся» декоративным бетонным покрытием, сделанным профессионалами или своими руками, отмечают еще одну особенность. Бетон боится металлических лопат, которыми убирают снег. Такие инструменты оставляют на нем царапины. По этой причине рекомендуют использовать не «железяки», а только пластмассовые изделия.

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:


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.