Приготавливаем жаропрочный бетон своими руками: Пропорции и инструкция – Обзор

Как изготовить жаростойкий бетон своими руками

Перечень марок бетона.

Существует два основных способа, как своими руками приготовить жаростойкий бетон: использовать отдельные составляющие или готовую сухую смесь.

Предпочтительнее второй вариант.

Смесь, изготовленная в заводских условиях, однородная, соответствует стандартам. Достаточно добавить в нее воду и тщательно перемешать. После ее затвердевания получается огнеупорный бетон высокого качества.

Если смесь готовить самостоятельно, нужно правильно выбрать тип материалов в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться бетон:

• если предполагается частое взаимодействие с водой, в смесь добавлять жидкое стекло нельзя;если среда кислая и агрессивная, нельзя использовать портландцемент.

Кислая среда образуется в дымовых трубах. Серный ангидрид, содержащийся в продуктах сгорания, разрушает бетон, изготовленный на основе портландцемента.

Если в жидкое стекло добавить алюминаты кальция и силикаты, получается бетон с повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Он быстрее набирает прочность, обладает отличной водостойкостью и может эксплуатироваться при температурах до 1600°С.

В домашних условиях заполнителем могут служить имеющиеся подручные материалы: тугоплавкие горные породы, хромитовая руда, базальт, диабаз, андезит, бой глиняного, высокоглиноземистого, шамотного, талькового, магнезитового и обычного кирпича. Применяется дунит, титаноглиноземистый шлак.

Для приготовления пористых бетонов используется доменный шлак, керамзит, вспученный перлит.

В домашних условиях материал нужно измельчить до размеров 5-25 мм. Дробление — самый долгий и трудный процесс. После него заполнитель следует высушить.

Размер фракций в заводских смесях — 0.1-5 мм. Чем однороднее фракции, тем выше качество бетона.

Для улучшения свойств в состав смеси вносят тонкомолотые добавки: пемзу, цемянку.

При нормальной влажности и температуре воздуха 20°С смесь отвердевает через 24 часа.

Схема приготовления бетонной смеси.

Приобретая промышленную смесь, нужно учесть несколько рекомендаций.

Готовая сухая смесь имеет ограниченный срок хранения.

Для индивидуального применения нужно приобретать крупнозернистую смесь с высокой плотностью.

Состав смесей от различных производителей может отличаться, следует внимательно изучить инструкцию на упаковке. Обычно пакет имеет массу 22-25 кг, для приготовления раствора требуется 7-8 литров воды. Предпочтительнее использовать меньшее количество воды, так как ее избыток увеличивает время отвердевания, ухудшает свойства бетона.

Для качественного приготовления смеси даже в небольших объемах следует использовать бетоносмеситель. В него заливают воду и при постоянном перемешивании досыпают сухую смесь до получения однородной массы требуемой густоты. При необходимости можно добавить пластификаторы.

Из доступных подручных наполнителей нужно использовать один вид. Разные материалы имеют различные коэффициенты теплового расширения, бетон, изготовленный из разных видов наполнителей, со временем может растрескаться.

Если имеется конструкция, выполненная из обычного бетона, ее устойчивость к высоким температурам можно повысить, обработав специальными пропитками или мастиками. Проникая внутрь конструкции, они уменьшают степень обезвоживания и дегитратации.

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.

Применение жаропрочного бетона

В состав жаропрочного бетона входят специальные добавки и смеси, которые придают материалу значительную прочность при воздействии высоких температур.

В процессе эксплуатации огнеупорный бетон приобретает еще большую устойчивость к нагреву. Большим плюсом является тот факт, что жаропрочный бетон не требует дорогостоящего специального обжига, потому широко используется в строительстве.

По принципу работы он не отличается от обычного бетона и может гарантировать полную безопасность и защиту вашей конструкции от перегрева. К тому же, огнеупорный бетон может применяться как термоизоляционный материал.

В зависимости от области применения разделяют ячеистый, легкий или плотный бетон. Легким материал считается, когда в высушенном состоянии его вес не более 1500 кг/м3. К базовому сырью из шлакопортландцемента, портландцемента, глиноземистого цемента или жидкого стекла добавляются тонкомолотые примеси, вроде боя шамотного кирпича, кускового шамота, пемзы, боя магнезитового кирпича, андезита и других. Добавки способствуют затвердеванию огнеупорного бетона и формируют его огнеупорные качества.

Огнеупорные бетоны на фосфатной и силикатной связке

Существуют так называемый специальный огнеупорный бетон. Это когда помимо глиноземисто-цементной связки в его состав добавляют силикатную или фостфатную основу. Огнеупорный бетон на фосфатной связке лучше схватывается с другими огнеупорами, быстрее твердеет и имеет более высокую прочность в сравнении с бетоном на глиноземистом цементе. Отвердитлем выступает цемент, тальк, окись магния. Наполнителем служат высокотемпературные материалы: корунд, бой корундовых и высокоглиноземистых огнеупоров, хромиты и хромомагнезиты.

Огнеупорные бетоны на силикатной связке применяют в условиях кислотной среды. Для увеличения твердости добавляют силиката натрия, кремнефтористый натрий, фосфаты.

Заполнителем служит кварцевый песок, высококремнеземистый шамот. Благодаря повышенной устойчивости к кислотам огнеупорный бетон на силикатной связке принято использовать для дымохода в травильных ваннах, баках, футеровки труб.

Если вы решили построить из жаропрочного бетона мангал, камин или печь в доме своими руками, то с целью экономии при строительстве это можно легко сделать своими руками. Для этого используют готовую сухую смесь или смешивают ингредиенты по специальной технологии, схожей с приготовлением обычного бетона.

Заводские смеси изготовлены по всем стандартам и могут гарантировать качество продукции. Применяя готовую сухую смесь, внимательно прочтите на упаковке инструкцию и строго следуйте ей.

Технология изготовления жаропрочного бетона делится на два вида: если конструкция будет подвергаться влаге, не добавляйте жидкое стекло, если среда кислая и агрессивная не используйте портландцемент.

Определите площадку для работы, убедитесь в доступности воды и чистоте инструментов.

Изготовление огнеупорного бетона

В стандартный состав огнеупорного бетона входят: песок, гравий, гашеная известь, жаропрочный цемент. В пропорциях соответственно 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 используйте бетономешалку.

Затем заливайте смесь водой, пока она не наберет нужную консистенцию. Перенесите смесь в готовую форму или отливку, разровняйте поверхность шпателем и удалите лишний бетон. Чем быстрее вы будете работать, тем плотнее будет раствор.

Чтобы убрать пустоты и избавиться от пузырьков воздуха в огнеупорной смеси примените перфоратор или воспользуйтесь отбойным молотком. В деревянную часть формы вставьте сверло и работайте в течении одной минуты. Далее готовую смесь необходимо накрыть пленкой и оставить на пару дней, изредка сбрызгивая водой. Готовый огнеупорный блок перенесите в помещение и оставьте на 25 дней.

Чтобы сделать отливки можно воспользоваться фанерой. Для легкого извлечения огнеупорного блока на дно формы укладывают полиэтилен, или в лучшем случае смазанный жиром силикон, который не будет препятствовать испарению воды с поверхности блока.

Классификация

Жаростойкий бетон решил проблему пониженных прочностных характеристик традиционного цемента, разрушающегося при повышенной температуре. Известны различные разновидности огнеупорного состава, включающие специальные модификаторы, повышающие температурную стойкость массива более 1800 °С.

Жаропрочный композит классифицируются согласно различным критериям:

• структуре, определяющей температурный режим эксплуатации;
• области применения, согласно которой определяется назначение материала;
• разновидности компонентов, применяемых в качестве наполнителя;
• применяемым вяжущим веществам.

Огнеупорный бетон для печей, а также других объектов, работающих при повышенной температуре, делится на следующие виды:

• Жаростойкие, устойчивые к постоянному воздействию температуры до 800 °С, но воспринимающие кратковременное увеличение температуры до 1,5 тыс. °С.
• Жаропрочные, сохраняющие целостность при постоянном нагреве до 1 тыс.°С с повышением порога терморежима до 1, 8 тыс.°С. В особенности для печей, каминов, дымоходов невозможно представить возведение без жаростойкого бетона
• Огнеупорные композиты, эксплуатирующиеся в экстремальных условиях при температуре выше 1, 8 тыс.°С.

В зависимости от назначения огнеупоры делятся на следующие типы:

• конструкционные материалы, подвергающиеся нагреву одновременно с восприятием значительных нагрузок;
• теплоизоляционные композиты, используемые для обеспечения надежной тепловой изоляции нагревающихся конструкций и сооружений.

Определяет высокие эксплуатационные характеристики, которые имеют огнеупорный бетон состав. Рассмотрим, какие компоненты используются при изготовлении огнеупоров.

Что лучше использовать – щебень или гравий

Большое значение в составе построечного бетона имеют заполнители. Что лучше использовать щебень или гравий, можно выяснить, сравнивая физические свойства. Отмечается внешняя схожесть веществ, оба получены путем искусственного и естественного дробления горных пород.

Щебень – это фракции камня, размером 5-6 мм. Гравий, осколки скалы, по происхождению может быть ледниковым, морским, речным или озерным. Гравий имеет суглинистые добавки, поэтому для изготовления прочной бетонной смеси лучше подходит щебень.

Его неровная поверхность, форма, способность равномерно распределяться и связываться с цементом, делают его лучшим заполнителем. Подходящий размер 20 мм. Использование щебня разной величины уменьшит пустоту в готовом продукте.

Как делают бетон: способы замешивания

Ни одно строительство не обходится без бетона, замешивание которого должно соответствовать нормам и пропорциям. В домашних условиях расчеты производят самостоятельно.

На даче или участке замешивание проводят двумя способами – ручной замес и бетономешалкой. Какой из них использовать, зависит от объемов.

Ручной замес

Приготовление бетонной смеси выполняют совковой лопатой. Расчеты количества отмеряют ведрами. Берут 1 часть цемента, 5 частей щебня, песка 3 части. Работа выполняется пошагово:

1. В подготовленную емкость засыпать цемент и песок, смешать до однородности.
2. Сделать углубление в середине смеси, вылить воду. Жидкость по норме составляет 1/5 от общего объема. Сразу всю воду не наливают.
3. Перемешать лопатой от края к центру.
4. Добавлять воду нужно, если потребуется, до получения пластичности.
5. Всыпать щебень или другой заполнитель, мешать до равномерного распределения.

Работать будет легче, если смешивают сначала рыхлые компоненты, с последующим добавлением заполнителей. При условии соблюдения пропорций и порядка этапов, можно изготовить качественную смесь. При приготовлении бетона часто используют автоматику.

Типы бетономешалок

Перед тем, как замесить бетон, нужно выбрать смеситель. Бетономешалки бывают двух типов: принудительного и периодического принципа действия. Первые вырабатывают высокопластичный, прочный материал. Используются на масштабных строительных площадках.

Агрегаты гравитационного или периодического действия применяют в частном строительстве. Существуют редукторные машины закрытого типа. Они долго служат, но при поломке не поддаются ремонту.

Второй вид – венечные бетономешалки, открытые, все поломки можно исправить легко своими руками. Вокруг барабана проходит зубчатое кольцо, которое его вращает.

Основная часть агрегатов для замеса имеют объемы до 200 л. Универсальными считаются машины 130-140 литров. В тех, что имеют объем до 300 л. загрузка и выгрузка производится вручную.

Замес бетономешалкой

Рассчитывая количество составляющих, нужно ориентироваться на вместительность бетономешалки.

Включать ее следует до начала замешивания, закладка идет в работающий прибор. На площадке подготавливают все нужные компоненты. Процесс идет поэтапно:

1. Налить ½ объема воды.
2. Засыпать половину количества цемента.
3. Всыпать весь щебень.
4. Добавить оставшуюся часть цемента.
5. Небольшими порциями добавлять песок.
6. Остатки воды добавляют только при необходимости.

Время приготовления 3 минуты при непрерывном процессе.

Какой замес лучше

Объем замешивания бетонной смеси влияет на выбор способа. Если нужно 2-3 лопаты материала, то никто не станет включать мешалку. Большой объем работы трудно выполнить вручную. Использование бетономешалки облегчает труд, экономит время, качественно перемешивает;

Значит, при больших объемах лучше выбрать автоматическое замешивание.

Для приготовления бетона своими руками нужно знать, что в его состав входит цемент, песок, заполнитель, в пропорциях 1 : 3 : 5. Для прочного бетона используют щебень из-за его лучших связующих качеств. Количество воды скажется на пластичности. Использование бетономешалки намного облегчит труд по изготовлению бетона.

Приготовление геополимерного бетона в домашних условиях

Изготовление полистиролбетона своими руками дома

Технология самостоятельного производства арболитовых блоков

Технология полимерного бетона и его состав

Общие характеристики

Общаясь с профессионалами и просто погружаясь в тему выясняется, что практически везде используется аббревиатура – бетон обозначают буквенно-цифровым индексом:

• М – марка, где цифры означают среднее значение прочности на сжатие в кг на см², до начала разрушения.
• В – его класс, более современное обозначение. Сродни марке, но его значение – гарантированная прочность с коэффициентом запаса.
• П – подвижность. Характеристика важна для обеспечения качества работ. Простые монолитные работы выполняются бетоном малой подвижности – в обиходе процесс называют «укладка». А узкие густоармированные конструкции, труднодоступные для вибратора и «штыкования» полости требуют материал высокой подвижности – для «заливки».
• Ж – жёсткость. Характеристика «тощего» бетона – с заниженным количеством цемента и воды. Такие пропорции бетона для фундамента хорошо подходят для самой нижней его части – закрыть подушку. Из-за отсутствия «избыточной воды», которая не реагирует с цементом, жёсткий бетон меньше страдает от усадки. Ещё его активно применяют для дорожного строительства.
• W – водонепроницаемость. Достигается специальными добавками. Ощутимые преимущества: эксплуатация без дополнительной гидроизоляции, отсутствие негативных последствий от сезонных заморозков и оттепелей.
• F – морозостойкость. Значение – количество циклов замораживания-оттаивания без потери, или с допустимым изменением прочности.

Сфера применения

Жаростойкий бетон, благодаря повышенной температурной устойчивостью, используется в различных областях. Он незаменим для выполнения следующих задач:

• сооружения промышленных отопительных систем и конструкций теплового назначения;
• строительства печей, каминов, предназначенных для бытовой эксплуатации;
• формирования внутренней поверхности камер сгорания;
• изготовления коллекторов и термостойкой керамики.

Применение огнеупорного композита позволяет осуществить:

• Возведение фундаментов.
• Сооружение мостов.
• Изготовление плавучих сооружений.
• Строительство перекрытий.

Использование при изготовлении ячеистых наполнителей значительно расширяет область применения огнестойкого композита.

Стоит отметить, что огнеупорный бетон значительно облегчает конструкции, так как имеет в своем составе пористые ингредиенты, что на 40 % снижает нагрузку на основание

Сфера применения жароустойчивого раствора

Актуально применение огнеупорного материала при возведении промышленных сооружений, фундаментов, камер сгорания, а также при строительстве жилищных зданий. Также используется жаростойкий бетон в химической промышленности – там, где изготавливают строительные материалы, необходимые в области энергетики. Жаропрочный материал применяется в конструкции перекрытий, плавучих сооружениях и прогонных мостах. Его применение предпочтительно в тех конструкциях, где желателен легкий вес, который может обеспечить жаростойкий материал. Ведь он способен уменьшить вес сооружений чуть ли не вполовину за счет нахождения в бетонной смеси пористого наполнителя. Используют жароустойчивый бетон при возведении дымовых труб, каминов и печей.

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.

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:

Компоненты

Смесь из четырёх основных компонентов, у каждого из них свои задачи. Иногда присутствуют добавки. Изучим их, чтоб разобраться, как правильно сделать бетон.

Связующие

Цемент и вода – основные реагенты, связующие все компоненты в единый монолит. От марки и количества цемента напрямую зависит марка бетона. Даже после случайного взаимодействия с водой цемент схватывается и твердеет «в камень». Казалось бы, результат достигнут. Однако технические характеристики далеки от желаемых. Их значительно повышает применение наполнителей.

Наполнители

Идеально, когда в бетонной смеси крупный наполнитель – щебень, дополняется средним – меньшего размера. А свободное пространство меж ними заполняет мелкий наполнитель – песок. Это оптимальная структура способная снизить усадку, многократно увеличить прочность, но при этом ощутимо удешевить конечный продукт, например – фундамент дома. Раз уж заговорили об условиях масштабных работ – пропорции бетона для фундамента в ведрах – наиболее удобная для восприятия формулировка.

Для улучшенного результата желательно чтоб прочность наполнителя была примерно в 2 раза выше расчётной прочности бетона. Ведь она набирается через 28 суток и со временем растёт. При этом прочность самого наполнителя остаётся прежней. А такой подход разницу между ним и связующим более-менее уравнивает. Получается запас прочности при оптимальной стоимости.

Основные виды щебня:

• Известняк. С некоторыми видами удаётся получить достаточно прочный бетон. Но низкая влагостойкость и морозоустойчивость ограничивает область применения. Он хорошо себя чувствует в закрытом от осадков пространстве, а ещё лучше в отапливаемых помещениях. На улице такой материал относительно быстро разрушается.
• Гравий. Самый популярный в индивидуальном строительстве наполнитель. Прочность для него более чем достаточна, работать с ним значительно проще, а стоимость невелика. Поэтому существует довольно спорное мнение, что самый правильный бетон своими руками на основе гравия.
• Гранит. Прочный наполнитель с низким водопоглощением и высокой морозостойкостью.

Химдобавки

Специфические свойства, необходимые для каких-то конкретных условий, бетону придают добавки – пластификаторы и модификаторы:

• Пластифицирующая добавка увеличивает подвижность смеси, поэтому воды на замес нужно чуть меньше. Следовательно, проектная прочность достигается с меньшим количеством цемента – это экономия. Однако добавки влияют на время твердения и начального набора прочности.
• Противоморозные добавки не дёшевы. Цена дозировки, позволяющей работать до -20 °C сопоставима цене самого бетона. Он при минусовой температуре через 28 суток должен набрать не менее 30% проектной прочности. Остальное достаточно быстро наберёт при плюсовой температуре.

Важно: как правильно замешивать бетон без дорогостоящих химдобавок? В быту пластификатором хорошо работает любой концентрированный мыльный раствор. Клей ПВА повышает прочность, а жидкое стекло гидроизоляционные свойства. Если жизненно необходимо бетонирование при небольшой отрицательной температуре, можно добавить поваренную соль

Но это «на свой страх и риск», незначительный объём в неответственном месте. Морально подготовившись и понимая, что потеряем часть прочности. Качественная альтернатива – устройство прогрева.

Если жизненно необходимо бетонирование при небольшой отрицательной температуре, можно добавить поваренную соль. Но это «на свой страх и риск», незначительный объём в неответственном месте. Морально подготовившись и понимая, что потеряем часть прочности. Качественная альтернатива – устройство прогрева.

В обычных условиях – 15-20 °C за 3 дня бетон окрепнет примерно на 30% от расчётной прочности, за 7 дней – на 70%, через 28 дней будет 100%. С понижением температуры снижается динамика набора прочности. Полную прочность он конечно наберёт, но этот период затянется.

Как приготовить нужную марку бетона

В зависимости от того, какую необходимо сделать марку бетона, используется различное количество компонентов для раствора. Чем меньше жидкости добавляется, тем более прочный будет материал. Используя гравий (Прочитать о видах и фракциях гравия можно тут), песок и цемент марки М400 можно получить различные марки бетона: М100, если добавить 0,85 л воды на 1 кг цемента, а для бетона М400 — 0,4 литра.

Марка бетона определяет нагрузку на 1 см2 площади. В зависимости от типа конструкции производятся специальные расчеты для определения подходящей марки. Основные марки бетона:

• С низкой прочностью.
• Со средней.
• Высокопрочные.