Огнеупорный цемент для печи марка

Жаростойкий, огнестойкий бетон, по определению ГОСТ 25192-2012, устанавливающего классификацию и технические требования ко всем видам бетонов – это бетон назначением которого является эксплуатация при высоких температурах в диапазоне 800-1800 ℃.

От других видов бетонных смесей этот специфический по назначению и применению вид строительных материалов отличается не только стойкостью к открытому огню, длительному воздействию высокотемпературных тепловых потоков, но и не снижением в этих жестких условиях основных эксплуатационных параметров – сохранением прочности, отсутствием деформации, поверхностного, глубокого разрушения структуры.

Достигается это добавками в основу из огнестойких цементов различных связующих (специальных добавок) прошедших при получении высокотемпературный обжиг. Поэтому в процессе затвердевания огнеупорного бетона образуется прочная, подобная природному камню, структура, не требующая обжига перед эксплуатацией, но готовая к огневым, тепловым нагрузкам.

Соответственно, этот материал не используют при возведении типовых зданий, а применяют в виде товарных огнестойких бетонных смесей, готовых изделий – огнеупорных блоков, монолитных конструкций при строительстве особо важных объектов, в том числе транспортной инфраструктуры, например, автомобильных, железнодорожных тоннелей, подземных инженерных коммуникаций.

Используется также при возведении промышленного оборудования, работающего в высокотемпературном диапазоне – для монолитной футеровки котлов ТЭЦ, доменных, мартеновских печей, агрегатов обжига минеральных материалов; для облицовки ковшей транспортировки, розлива чугуна, стали, других расплавленных металлов.

по физическим свойствам

По физическим свойствам, области применения огнеупорные бетоны подразделяют на два вида:

• Тяжелые или конструкторские, используемые для отливки строительных конструкций, подовых оснований печей, котлов.
• Легкие (ячеистые) или теплоизоляционные, применяемые для футеровки стенок, сводов корпусов печного оборудования, торкретирования внутренней поверхности аппаратов химической промышленности.

от рабочей температуры

В зависимости от рабочей, пиковой температуры эксплуатации различают три вида огнестойких бетонов:

• Жаропрочный с рабочей температурой до 1000 ℃, выдерживающий кратковременный нагрев до 1500 ℃.
• Огнеупорный, эксплуатирующийся в температурном диапазоне от 1500 до 1800 ℃.
• Высоко огнеупорный с температурой эксплуатации до 1800℃, выдерживающий пиковый нагрев до 2300 ℃.

Отечественная продукция в виде сухих готовых смесей на рынке представлена следующими товарными марками:

• АСБС – алюмосиликатные огнеупорные бетоны.
• СБК – с корундовыми добавками.
• ШБ-Б – с шамотным боем.
• «БОСС-200» – бетонная огнеупорная сухая смесь.
• ТИБ – теплоизоляционный бетон.
• ВГБС – с высоким содержанием огнестойкого глиноземистых цементов.
• ССБА – смесь сухая бетонная армирующая.
• СБС – самовыравнивающая бетонная смесь.

От зарубежных компаний производителей:

• Pro cast 12 – наливной бетон для доменных печей.
• Calcestruzzo refrattario.
• Promacret-PF.
• Rath CARATH.

Как выбирают цемент для замешивания раствора кладки печей?

Цементный раствор как особо прочный связующий материал состоит из цемента, наполнителя (песка) и воды. В плане строительства отопительных печей цементный раствор используется для кладки фундаментов в сырых грунтах либо грунтах насыщенных влагой. А также его можно использовать для строительства дымоходов и боровов, которые не подвергаются влиянию высокой температуры печных газов.

При этом пропорциональный состав компонентов должен обеспечивать высокую прочность строительной конструкции. Поэтому состав кадочного раствора для кладки печи можно охарактеризовать как «крепкий» – 1 часть цемента М400 и 1 часть просеянного песка.

Изменять пропорции в сторону уменьшения количества цемента нет смысла, потому что в этом случае есть опасность столкнуться с малой долговечностью и необходимостью дорогостоящего ремонта.

Цемент для кладки печей используют для приготовления так называемых сложных растворов, состоящих из цемента М400, известкового молока и просеянного песка. При этом на одну часть цемента берется 1-3 части известкового теста и шесть частей просеянного песка. Данный рецепт пригоден к использованию при строительстве фундаментов и элементов печи которые не испытывают высокие температурные нагрузки (дымоходы, боровы дымоходов и фундаменты).

Кладочная смесь

Как было сказано выше, для кладки огнеупорного кирпича можно использовать сырьевую глину, но при этом толщина стены должна быть не менее одного кирпича (250 мм). Такая кладка имеет слабую устойчивость, стена не рассыпается за счёт статичности кирпича, глина только распределяет нагрузку. Это вполне приемлемо для печей и каминов внутри дома, т. к. швы не дают усадки, и стенки не деформируются.

Ещё одна проблема глины — она со временем высыпается из шва. Чтобы придать такой кладке прочность, можно использовать цементно-глиняный раствор. Его пропорции:

1. Глина — 2 части.
2. Песок — 1 часть.
3. Цемент — 0,3 части или 10% от объёма смеси.

Небольшое количество цемента поможет глине удержаться в швах. Такой раствор можно условно назвать жаропрочным, т. к. в его составе всё же присутствует горючий материал. Цементно-глиняный раствор выдержит температуру не более 80–90 °С.

Разумеется, лучшим решением для огнеупорной кладки своими руками будут заводские смеси. До 90% их состава это мертели — готовые огнеупорные порошки, которые в разных пропорциях внедрены в цементно-песчаную смесь. Количество мертеля рассчитывается в зависимости от температуры — чем она выше, тем больше процент порошка. Толщина шва — от 3 до 12 мм.

Огнеупорные кладочные смеси

Эксплуатационные свойства жаропрочного цемента

Приготовленные на основе портландцемента смеси имеют классические показатели прочности. Допустимый предел при проверке на сжатие составляет от 200 до 600 МПа/см2.

Следует отметить, что термическая стабильность таких составов проявляется при температурах не более 400-500 °С. Длительное воздействие открытого пламени или раскаленных предметов уменьшает прочность цементов и приводит к возникновению дефектов.

Наиболее жаростойкие цементы, выполненные на основе глинозема, выдерживают все достижимые в быту температуры. Высокоглиноземистые покрытия обладают термостабильностью порядка 1600 °С и выше. Повышение температуры эксплуатации приводит к увеличению жаропрочности, поскольку происходит спекание цементной массы до керамического состояния.

Платой за высокую огнестойкость глиноземистого цемента является меньшая прочность. Выдерживаемое давление таких растворов составляет 25-35 МПа/см2.

Пример использования жаропрочного цемента для изготовления садового барбекю:

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:

1. Кальций — 32%.
2. Кремний — 3%.
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.

Шамотные смеси, приготовленные в домашних условиях

В качестве основного компонента раствором самостоятельного приготовления может выступать цемент, глина или известь. На его выбор напрямую влияют условия использования и назначение печи или камина. Неизменно в составе любой самодельной шамотной смеси для печи имеется песок и глина. Чтобы сделать ее более пластичной, добавляют известковое молоко. В качестве армирующего усиления обычно выступает асбест. Кроме этого, могут применяться и другие добавки.

Используя огнеупорные смеси для кладки печей собственного приготовления, следует быть готовым к наличию у них определенных недостатков:

1. Невысокая прочность. Глина известна своей слабой устойчивостью к механическим нагрузкам. Поэтому растворы на ее основе рекомендуется использовать исключительно в качестве кладочных. Для штукатурки желательно подыскать более прочный состав. Также нужно быть готовым к тому, что характеристики глины могут изменяться в зависимости от ее состава и места добычи.
2. Невысокая привлекательность. Печи и камины, сооружаемые в жилых помещениях, желательно отделывать заводскими растворами, т.к. самодельные смеси смотрятся не эстетично. Их разрешается применять в тех случаях, когда декоративный эффект отделанной поверхности не играет особой роли.

Требования для кладочного состава

Для классической русской печи применялся раствор, в котором учитывалось сочетание жаропрочности, повышенной теплоемкости и коэффициента температурного расширения равного с кирпичом. Изготавливался такой раствор на основе жирной глины.

Фото 1. Классическая русская печь на дровах. Оборудована дровницей и местом для приготовления пищи.

В наши дни продаются сухие готовые смеси, отдельные виды глин, другие, используемые при кладке вещества. Строительство и ремонт с их помощью упрощается. Но не все готовые строительные смеси изначально обладают нужными характеристиками, такими как:

1. огнеупорность;
2. жаростойкость;
3. газоплотность.

Огнеупорные смеси относятся или к жаростойким, или к жаропрочным соединениям, которые приспособлены к длительному контакту с огнем и могут выдерживать действие химически активных компонентов, содержащихся в продуктах термического разложения топлива.

Жаростойким называется материал, способный выдержать нагревание до максимальной температуры, при этом он сохраняет свою прочность. Его структура и форма не изменяется после охлаждения. К жаростойким материалам относится, например, шамотный кирпич. В жаростойкий раствор обязательно входит глина.

Газоплотность должна быть высокой. Дымовые газы не пройдут через швы, но при этом готовая смесь пропускает влагу, то есть печь «дышит».

Эксплуатационные свойства жаропрочного цемента

Эксплуатационные характеристики смесей, отличающихся повышенной жаростойкостью таковы:

• высокая прочность, благодаря образованию керамических сцеплений при нагревании;
• стойкость к повышенному нагреванию до 3500°С;
• защита от коррозии и раннего разложения;
• ярко выраженные неэлектропроводные свойства из-за отсутствия влаги в составе;
• быстрое затвердевание готового элемента, за 20 часов;
• надежное сцепление кирпичной кладки, отсутствие пустот, что препятствует выходу воздуха.

Все вышеперечисленные свойства сделали термостойкие составы самым популярным строительным материалом. Несмотря на его повышенную стоимость и резкий запах, ее покупают чаще обычной смеси.