Традиционные марки цемента боятся температурных изменений и начинают деформироваться при высокой температуре. А поскольку такой материал пользуется большой популярностью, строители выбирают специальные огнестойкие разновидности. Они приспособлены к любым воздействиям и обладают массой эксплуатационных преимуществ.
Достоинства
Выбирая огнеупорный цемент, важно учитывать не только его плюсы, но и минусы. Среди них:
- Высокая стоимость, если сравнивать его с классическими вариантами вяжущих компонентов.
- Вероятность химической реакции при взаимодействии с некоторыми элементами из таблицы Менделеева. При подобных процессах материал не выделяет токсических веществ и остается безвредным для человеческого здоровья, однако результатом реакции является неприятный запах.
Список плюсов более обширный.
В него вошли следующие пункты:
- Увеличенные прочностные свойства. Они обусловлены применением особой технологии производства, которая подразумевает термическое воздействие на исходное сырье. Под воздействием высоких температур обеспечивается улучшенное соединение керамических соединений. Чтобы изготовить кладочный и штукатурный раствор, необходимо в точности соблюдать пропорции и рецептуру.
- Высокая скорость схватывания и короткие сроки затвердевания. В сравнении с другими марками цементной смеси, включая Портландцемент М400, термостойкий цемент быстрее набирает требуемую прочность и делает конструкцию готовой к прямому использованию уже через сутки.
- Хорошая степень вязкости и сцепления с другими строительными материалами.
- Устойчивость к коррозийным процессам, которую обеспечивает наличие в составе алюмината кальция.
- Жаростойкость. Подобный вяжущий компонент способен выдерживать воздействие открытого огня и жара с температурами до +2000…+3500°C. Это делает его незаменимым решением для промышленных помещений или построек, размещенных в зоне повышенной пожарной опасности.
- Хорошая изоляция от электрических разрядов. В составе цемента отсутствует влага, поэтому он обладает неэлектропроводными свойствами.
- Надежность и устойчивость сцепления кирпичей. При производстве жаростойких марок используются особые гранулы клея, которые обеспечивают максимальную прочность соединения кирпичной кладки, блокируют пустоты и не дают воздуху выходить наружу.
Использование огнестойких смесей предусматривает соблюдение тех же пропорций, что и при выборе остальных связующих материалов.
Огнестойкость конструкций из железобетона
Огнестойкость конструкций из железобетона зависит от многих параметров:
- Размеров сечения конструкции;
- Толщины защитного слоя;
- Диаметра и количество арматуры;
- Нагрузки на конструкцию.
Горизонтально расположенные конструкции
К таким конструкциям относятся следующие виды изделий:
- Настилы перекрытий и панели;
- Балочные плиты;
- Прогоны;
- Балки и пр.
Обратите внимание! У прогонов и балок предел огнестойкости сильно зависит еще и от ширины сечения.
Кроме этого направляться подчернуть, что при однообразных параметрах, огнестойкость балок и плит различная, что связано с тем, что балки при пожаре разогреваются с трех сторон.
Тонкостенные изгибаемые конструкции смогут преждевременно разрушаться под действием пожара по косому сечению у опор. Такие разрушения предотвращают методом установки вертикальных каркасов длиной ? пролета на при опорных участках.
К изгибаемым тонкостенным конструкциям относятся:
- Ребристые и пустотные панели;
- Балки и ригели;
- Настилы и пр.
Опертые по контуру плиты владеют значительно громадным пределом огнестойкости, чем изгибаемые элементы. Такие плиты армированы в двух направлениях, исходя из этого их огнестойкость зависит от соотношения длины арматуры в долгом и маленьком проемах.
Обратите внимание! С позиций огнестойкости наиболее прочной есть арматурная сталь марки 25Г2С класса А-III. Ее критическая температура образовывает 570 градусов по шкале Цельсия. Нужно заявить, что цена арматуры из таковой стали относительно высокая.
Колонны
Огнестойкость таких конструкций как колонны кроме этого зависит от ряда факторов:
Кстати! Будет интересно узнать: Гидроизоляция фундамента битумной мастикой
Разрушение колонн под действием открытого огня происходит в следствии понижения прочности бетона и арматуры. Причем, внецентреннаянагрузка сокращает их огнестойкость.
Обратите внимание! Огнестойкость колонн, выполненных из раствора на гранитном щебне, на 20 процентов меньше, чем колонн на известковом щебне.
Направления использования
Цемент жаростойкий можно применять для самых различных работ в сфере строительства. Однако из-за высокой стоимости его принято использовать для возведения построек и конструкций, находящихся под воздействием высокой температуры. Подобное решение особенно востребовано для промышленных помещений и частных домов.
Список основных сфер использования выглядит следующим образом:
- Организация монолитной футеровки при проведении ремонтных и восстановительных работ с тепловым и плавильным оборудованием, которое эксплуатируется в температурном режиме до +1600°C.
- Обустройство конструкций из железобетона, устойчивых к высокому нагреву.
- Производство блоков и кирпичей с огнеупорными характеристиками.
- Изготовление раствора для кирпичной кладки и обмазки банных печей.
- Создание клеевых основ для нефтеперерабатывающей промышленности.
- Возведение печей для производства стекла.
- Сооружение каминов и печей для жилых объектов.
- Монтаж систем дымоотвода.
Жаростойкие смеси необходимы и для горной или металлургической сферы деятельности. Еще они незаменимы для обустройства тоннелей, подложек и прочих конструкций, подвергающихся усиленному нагреву.
Область использования
Для строительства современных каминов и печей, при кладке дымоходов и сооружения вентиляции.- При производстве элементов футеровки как связующий элемент.
- В отрасли стекловарения.
- Для изготовления печей особой прочности (для производственных задач в черной и цветной металлургии).
- Для строительства конструкций, без которых не обходится производство фосфора, аммиака и спирта.
- При приготовлении раствора для обмазки домашних печей.
- Для выпуска строительных блоков, огнеупорных кирпичей, железобетонных сборных конструкций повышенной прочности к огню (постройки шахт, фундаментов под машины, подземных сооружений).
- Для восстановления плавильного устройства или иного теплового агрегата, работающего при температурах до 1600 градусов Цельсия (горелочных камней, стекловаренных печей).
- Для организации монолитной футеровки в процессе восстановления печи или камина.
- Как компонент в создании клеев и растворов в химической, строительной и нефтеперерабатывающей промышленности.
- С помощью огнеупорного цемента изготавливают основу под подоконники, притолоки и полы.
Нет лучшего связующего материала для проведения строительных работ в холодные месяцы, чем жаропрочный цемент. Благодаря полученному раствору можно избежать усадки при температурах ниже нуля (до -10 градусов).
Марки огнеупорных цементов
Производство огнестойких цементных смесей подразумевает использование глинозема с учетом требований ГОСТа. В зависимости от концентрации в составе оксида алюминия цемент разделяется на несколько марок. Если содержание добавок не превышает 35%, продукция обозначается аббревиатурой ГЦ. При наличии более высокой доли применяется обозначение ВГЦ.
Смеси с маркой ВГЦ I на 60% состоят из алюминия. Еще в составе присутствуют такие компоненты:
- Кальций — 32%.
- Кремний — 3%.
- Железо, магний, сера — от 1 до 2%.
Серия ВГЦ II содержит 70% оксида алюминия и небольшое количество оксидов кремния и кальция. Возле маркировки присутствуют цифры, указывающие на прочностные свойства при сжимающих нагрузках. Так, смеси серии ГЦ 40 могут выдерживать нагрузки от 40 МПа.
При выборе марки покупатели обращают внимание на фактические термические и механические нагрузки, с которыми будет сталкиваться цементная смесь. В продаже предлагается широкий выбор жаропрочных компонентов как зарубежного, так и отечественного производства.
Ко второй группе относятся материалы, которые создаются на основе клинкера из приволжских и центральных регионов Российской Федерации, Москвы и Сибири. Также на рынке доступны турецкие, финские, французские и польские смеси, обладающие массой эксплуатационных достоинств.
Бетон
Значение коэффициента условия работы γ
bt
принимают по средней температуре бетона при расчете по формулам:
по температуре крайнего волокна — (5.6, 5.7);
по температуре в зоне анкеровки — (8.14).
Значение коэффициента условий работы бетона на сжатие γ
bt
разрешается принимать равным единице (
γbt
= 1) при нагреве бетона до критической температуры (п. 4.12) и
γbt
= 0 при нагреве бетона выше критической температуры.
Кстати! Будет интересно узнать: Именно ценность служит основой и фундаментом каждой культуры эссе егэ
При расчете огнестойкости и огнесохранности по деформационной модели и с помощью компьютерных программ необходимо учитывать изменение коэффициента условий работы бетона γ
bt
на всем диапазоне температур нагрева бетона.
При этом расчет ведется по геометрическому сечению бетона. Значения коэффициента условий работы бетона на сжатие γ
bt
принимают по табл. 5.1 в зависимости от температуры бетона.
Rbtnt
=
Rbtnγbtt
;
Rbtt
=
Rbtγbtt
;
Rbt,ser,t
=
Rbt,serγbtt
( 5.2)
Значение коэффициентов γ
bt
,
βb
и
φb,cr
для бетона при температуре,°С
Главные характеристики материала
Эксплуатационные характеристики жаропрочных цементных смесей выглядят следующим образом:
- Возможность эксплуатации под постоянным температурным воздействием до +3500°C. Устойчивость к прямому огню.
- Улучшенные огнеупорные свойства и прочность, обусловленная особой технологией производства.
- Повышенный коэффициент соединения с поверхностью и оптимальная вязкость.
- Высокая скорость затвердевания. Конструкции, соединенные термостойкими компонентами, подлежат эксплуатации уже через 20 часов.
- Отсутствие сложностей при самостоятельной подготовке смеси.
- Стандартные пропорции для изготовления. Чтобы подготовить качественную смесь, достаточно использовать общепринятую рецептуру, как при производстве традиционных марок цемента.
Жаропрочный бетон на основе глиноземистого цемента своими руками
Чтобы изготовить огнестойкий бетон на основе глиноземистого цемента в домашних условиях, нужно подготовить следующие компоненты:
- Вода.
- Вяжущие и жаропрочные добавки.
Технологический процесс содержит массу нюансов. В первую очередь следует позаботиться о чистоте всех составляющих, а еще предотвратить вероятность загрязнения огнеупорных компонентов песком, гранитом или известняком.
Строители используют разные способы изготовления огнестойкого бетона. Наиболее простая технология подразумевает использование готовой сухой смеси, содержащей в своем составе жаропрочные добавки. Если состав изготовляется с нуля, понадобится грамотно составить пропорции компонентов и смешать их.
Специалисты рекомендуют останавливаться на первом варианте, поскольку готовые сухие смеси обладают требуемыми эксплуатационными характеристиками и произведены по заводскому технологическому процессу. Поэтому пользователю предоставляется цемент высшего качества, который нужно лишь разбавить водой или растворителем.
Начиная самостоятельное изготовление огнеупорной бетонной смеси, важно предусмотреть наличие таких добавок:
- Хромитовая руда.
- Магнезитовый цемент.
- Андезит.
- Шамотный бой.
Если правильно подобрать ингредиенты, конечная конструкция будет надежной и долговечной.
Все составляющие переносятся в бетономешалку и тщательно перемешиваются в пропорции 1:4 (цемент и песок). Когда получится однородная смесь, к ней можно добавить жидкость до появления тестообразной консистенции. В таком случае смесь получит требуемую степень вязкости и быстро станет твердой. Разбавляя ее водой, важно придерживаться рекомендаций специалистов и не отклоняться от рецептуры.
Готовый состав помещается в формы и заливается в опалубку или применяется для кирпичной кладки. При использовании глиноземистых наполнителей важно вовремя разбавлять их водой, чтобы предотвратить чрезмерно быстрое схватывание.
После выполнения всех действий необходимо провести очистку оборудования и избавиться от застывшего материала с инструментом. Если возникает желание сделать небольшое количество раствора на основе портландцемента, смешивание компонентов можно выполнять без бетономешалки. Для этой цели используются широкие емкости и ручной инструмент.
Отличие от других видов цемента
Основное отличие огнеупорных цементных смесей от остальных марок заключается в усиленной защите от высокотемпературного воздействия. Классическая продукция подвергается растрескиванию при нагреве до +250°C.
Если на материал будет воздействовать температура свыше +500°C, бетон начнет деформироваться, массив потеряет целостность и станет непригодным для дальнейшего использования.
В отличие от традиционных марок цемента, жаропрочные аналоги сохраняют устойчивость к нагреву до +2000°C.
Стоимость продукции разных марок
Цена жаростойких материалов зависит от разных факторов, включая сезонный. Если они выпускаются в летний период, их стоимость повышается, поскольку объемы строительных работ стремительно растут. Зимой цемент более дешевый и продается как в розницу, так и оптом.
Таблица стоимости выглядит таким образом:
- 50 кг цемента ГЦ-40 обойдется по цене 1,3-1,4 тыс. рублей.
- 50 кг цемента Gorkal 40, производимого польской компанией, будут стоить 1,4-1,5 тыс. рублей.
- Российский цемент ВГЦ-50 продается по цене 1,8 рубля за 20 кг.
Перед тем как приобрести смесь, нужно ознакомиться с наличием сертификатов качества и ее маркой.
Огнестойкость бетона | БЕТОН-24
Различие между огнестойкостью и жаростойкостью
Факторы, влияющие на огнестойкость
На степень сопротивляемости открытому пламени оказывают влияние следующие факторы:
Кстати! Будет интересно узнать: Стоимость фундамента для дома 8 на 8
Все эти параметры учитываются при проектировании и построении конструктивной схемы. Проводятся соответствующие расчеты и принимаются решения по предотвращению распространения открытого пламени при пожаре.
Способы увеличения огнестойкости
Как работать
Цементные составы с жаропрочными свойствами стоят дороже, чем простые марки, поэтому работать с ними нужно более осторожно и ответственно. Если не учитывать правила и допускать погрешности, это может привести к неоправданным финансовым затратам и образованию низкокачественной конструкции.
Чтобы материал хорошо сцепился с поверхностью, важно грамотно подойти к подготовительным работам и очистить эту зону от любых неровностей или дефектов.
Собираясь нанести массу на рабочую площадь, важно избавиться от пыли и грязи, провести шлифовальные работы и устранить сажу или жировые пятна. Чем грамотнее будут проведены эти мероприятия, тем дольше и качественнее прослужит конструкция.
