Nízkocementové a ultranízkocementové žárobetony – skupina společností UralNIIstrom

Žáruvzdorný beton je speciální beton vyrobený z materiálů, které umožňují, aby se jeho fyzikální vlastnosti neměnily při vystavení vysokým teplotám. Nazývá se také žáruvzdorný nebo žáruvzdorný beton, protože po vytvrzení může být použit v přímém kontaktu s plameny.

Značky žáruvzdorného betonu se tvoří na základě jejich účelu, struktury, typu pojiva, typu jemně mleté ​​přísady a plniva. Názvy betonu se mohou v závislosti na značce lišit, ale pokud jsou vyrobeny v souladu s GOST 20910-90, musí být předpokladem přítomnost zkratky obsahující:

• druh betonu: BR – žáruvzdorný
• druh pojiva: P – portlandský cement; A – hlinitanový cement; S – silikátové pojivo
• třída betonu pro pevnost v tlaku: od B1 do B40
• třída betonu podle nejvyšší dovolené teploty použití: od I3 do I18

Žáruvzdorný beton může být v závislosti na jeho účelu vyroben z různých surovin. Jako pojiva se používá hlinitý cement, vysokohlinitý cement, tekuté sklo nebo silikátový blok (křemičitan sodný). V případě výroby betonu za použití portlandského cementu nebo tekutého skla je zapotřebí přidání jemně mletých přísad, které jsou odolné vůči vysokým teplotám. Obvykle se jedná o tyto přísady:

• šamotová hlína
• cardierit
• popela a strusky
• keramzit
• agloporit
• beton (drcený žárobeton)

Jako plniva se při výrobě betonu obvykle používají šamotové, korundové a mullitokorundové materiály, regulační a technická dokumentace však obsahuje širší škálu materiálů pro tyto účely. Kordierit, karborundum, perlit, vermikulit a další lze použít jako plniva do žáruvzdorného betonu (viz tabulka 3 GOST 20910-90). Je třeba si uvědomit, že kontaminace kameniva, která může nepříznivě ovlivnit vlastnosti betonu, není povolena.

Jak cena, tak tepelná odolnost betonu přímo závisí na surovinách, ze kterých je vyroben. Podle podmínek provozní teploty se žáruvzdorný beton dělí na:

• žárobeton, s provozními podmínkami do 1580 o C
• žárobeton, s provozními podmínkami od 1580 o C do 1770 o C
• vysoce žáruvzdorný beton, s provozními podmínkami nad 1770 o C.

Nákup žáruvzdorného betonu v běžném železářství je problematický. Materiál se používá především v průmyslu, proto je zpravidla vyráběn na zakázku specializovanými výrobními organizacemi.

přihláška

Žáruvzdorný beton se používá v jednotkách a konstrukcích vystavených krátkodobému nebo dlouhodobému působení vysokých teplot a požáru. Na rozdíl od šamotových materiálů má beton v různých provedeních větší pevnost a větší nosnost, díky čemuž jsou nepostradatelné při stavbě různých průmyslových pecí, včetně vysokých pecí a tunelových pecí. Beton je také široce používán v ropném a plynárenském průmyslu, zejména pro výrobu trubkových ohřívačů v ropných rafinériích.

Použití žáruvzdorného betonu při výrobě výrazně zvyšuje životnost klíčových objektů, zkracuje čas a náklady na jejich výstavbu a větší opravy.

Vlastnosti

Zrnitost kameniva do betonu

Klasifikace podle nejvyšší dovolené teploty použití

Poslední desetiletí jsou charakteristická prudkým rozvojem technologie žárobetonů a způsobů jeho pokládky. Vznik a zdokonalování technologie žárovzdorných nízkocementových betonů a použití různých technik, které snižují smáčení betonové vyzdívky kovem, umožnilo vyřešit problém použití žáruvzdorných materiálů i v nejobtížnějších podmínkách.

Běžné hutné žárobetony jsou směsí hlinitanového cementu (vysokohlinitého nebo hlinitého) se žáruvzdorným plnivem (korund, bauxit, vysokohlinitý nebo obyčejný šamot). Obsah cementu v konvenčních hutných žáruvzdorných betonech je typicky 15-25%. Takové klasické betony mají své nevýhody:

· Vysoký obsah cementu zajišťuje vysokou pevnost žárobetonu v původním stavu, avšak v rozmezí 300-900 °C dochází vlivem dehydratace cementu ke ztrátě pevnosti; Pórovitost žárobetonu se zvyšuje až do teplot tvorby keramických vazeb.

V 1970. a 1980. letech se na světovém trhu žáruvzdorných hmot objevují žárobetony s nízkým obsahem cementu, bez těchto nevýhod. Jsou to složité vícesložkové kompozice, jejichž obsah cementu lze snížit na zlomky procent, aniž by došlo ke zhoršení mechanických vlastností. To je kompenzováno přítomností jemně dispergovaných a ultradispergovaných prášků v jejich složení, dispergačních přísad a složek, které regulují tuhnutí a tvrdnutí.

Betonové žáruvzdorné hmoty se sníženým obsahem cementu obsahují 7 až 12 % a méně než 5 % cementu, takže tyto nevýhody nemají. Jejich složení je komplexní a vyvážené: kromě zrnitých plniv a cementu obsahují ultradispergované prášky, deflokulanty, regulátory mechanismu a rychlosti tuhnutí a tvrdnutí. Počáteční pevnost těchto žárobetonů je často nižší než u betonů s vysokým obsahem cementu, nicméně již při nízkoteplotním sušení jsou výrazně zpevněny a při teplotě cca 600°C se začíná vytvářet keramická vazba. Betony této třídy se vyznačují vysokou hustotou, pevností, tepelnou odolností, otěruvzdorností a chemickou odolností. Nízkocementové žáruvzdorné betony mají díky nízkému obsahu cementu a tedy i oxidu vápenatého vysokou požární odolnost a svými vlastnostmi odpovídají vysoce kvalitním žáruvzdorným cihlám. Pokud je pro přípravu betonu s vysokým obsahem cementu nutné přidat do směsi 9-15% vody, pak pro nízkocementové a ultracementové betony obvykle postačí 4-7%. Čím méně cementu žáruvzdorná směs obsahuje, tím negativněji ovlivňuje předávkování vodou mechanické vlastnosti betonu. Pro přípravu nízkocementových žáruvzdorných směsí je proto nutné při pokládce používat intenzivní míchačky s nuceným chodem a vibrace. Pokud to není možné, měly by být použity žáruvzdorné samozhutnitelné směsi. Po smíchání s malým množstvím vody tvoří samozhutnitelné směsi žáruvzdorný beton, který teče a odplyňuje bez použití vibrací. U běžných žárovzdorných betonů to není možné bez přidání nadměrného množství vody, což snižuje jejich mechanické vlastnosti. Samozhutnitelné žárobetonové směsi mají všechny výhody nízkocementových žárobetonů (nízká pórovitost, vysoká hustota, pevnost, otěruvzdornost, žáruvzdornost), mají hladký zrcadlový povrch. Jejich použití je vhodné i pro obklady těžko dostupných míst, nanášení tenkých vrstev a opravy obkladů metodou lití.

Pro správný výběr žárobetonu s optimální kombinací vlastností pro určité provozní podmínky je nutné vzít v úvahu následující charakteristické vlastnosti nízkocementových směsí:

1. Vysoká hustota, nízká pórovitost, malá velikost pórů. Přítomnost ultradispergovaných prášků o velikosti 0,5-10 mikronů ve složení betonu zvyšuje hustotu balení částic; toto, stejně jako přítomnost dispergačních činidel, snižuje množství vody potřebné k přípravě betonu (až 4-7 oproti 8-12 % u konvenčního betonu). To vede ke zvýšení hustoty betonu, snížení pórovitosti a zvýšení podílu malých pórů.

2. Chemická odolnost vůči agresivnímu prostředí a tekutým kovům a slitinám.

Institut UralNIIstrom vyvinul nízkocementové žáruvzdorné směsi značky Ucast.

— typ směsi — nízkocementová žáruvzdorná směs LCC (nízkocementové žárobetony);

— značka směsi — Ucast (UralNiistrom žárobetky;

— jakost směsi podle obsahu Al2O3; maximální aplikační teplota.

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-53-1550

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-57-1600

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-60-1650

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-63-1650

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-65-1700

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-69-1700

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-85-1750

Nízkocementová žáruvzdorná směs LCC-Ucast-90-1800

Možnosti úprav jsou označeny dodatečnými značkami:

— ULCC — slévatelný s velmi nízkým obsahem cementu.

Ultranízká cementová žáruvzdorná směs ULCC-Ucast-42

Ultranízká cementová žáruvzdorná směs ULCC-Ucast-45

Ultranízká cementová žáruvzdorná směs ULCC-Ucast-50

Ultranízká cementová žáruvzdorná směs ULCC-Ucast-62

Ultranízká cementová žáruvzdorná směs ULCC-Ucast-72

Ultranízká cementová žáruvzdorná směs ULCC-Ucast-80

Ultranízká cementová žáruvzdorná směs ULCC-Ucast-90