Огнеупорный цемент

Огнеупорный цемент – химия на страже безопасности

Все знают, что огню противостоять достаточно тяжело. Практически любой материал плавится, горит или разрушается под воздействием высоких температур. Доказано, что в случае со строительными материалами, проблема огнеупорности стоит очень остро. После порога температуры в 250 градусов Цельсия цемент, как и бетон, начинает разрушаться, а при температуре в 500 градусов он просто лопается, что серьезно ослабляет целостность конструкции. Именно для противостояния высоким температурам и был придуман огнеупорный цемент.

Статья
Видео
Фото

Жаростойкий цемент – оценим характеристики материала

Этот специальный жаропрочный цемент обладает не только положительными, но еще и отрицательными свойствами. Последних конечно не так много, но они есть. Собственно с отрицательных сторон и начнем. Первая из них – цена. Так как этот цемент является специализированным, соответственно, и цена на него выше, чем на обычный. Конечно, это не огромная разница, но при больших партиях она действительно ощутима.

Второй минус – химический состав. Он не влияет на жизнедеятельность, не влияет на атмосферу, в общем, он безвреден, но при взаимодействии с некоторыми элементами известной всем таблицы возможны химические реакции, которые отрицательно сказываются на свойствах этого цемента.

Переходим к положительным сторонам, и первая из них – устойчивость к высоким температурам. Действительно, в зависимости от марки и вида, такой цемент способен выдерживать до 2 тысяч градусов Цельсия, а специальные марки, которые очень сложно найти, выдержат и 3,5 тысячи. Согласитесь, показатель просто невероятный.

Второй плюс – вязкость. По всем важным для строительного процесса параметрам (сцепляемости, тягучести и прочим) он не уступает обычному цементу.

Еще один плюс – простота приготовления. Не нужно быть химиком, чтоб смешать воду, цемент и песок. Собственно, это все что нужно, для получения огнеупорного раствора для дома.

Огнеупорный цемент – готовимся к работе

Решившись на использование специального цемента, вам нужно произвести некоторые подготовительные работы, которые упростят дальнейший процесс стройки. Все дело в том, что жаростойкий цемент не любит жира, пыли, масляных пятен и сажи. Именно поэтому подготовительные работы включают в себя обезжиривание и полную уборку поверхностей.

Жир можно оттереть растворителем либо спиртом, а также есть огромное количество специальных жидкостей. Пыль убирается пылесосом и влажной тряпкой, а вот если на поверхности, к примеру на кирпичах, есть сажа, то их желательно тщательно отшлифовать, сняв 2 миллиметра самой структуры кирпича. Это обеспечит максимально жаростойкую поверхность.

Из строительного инструмента вам понадобится: дрель, насадка миксер, возможно – бетономешалка, мастерок и, собственно, все.

Термостойкий цемент – как с ним обращаться?

После подготовительных работ нужно приступать к самой заливке и нанесению цемента на поверхность. Первым делом стоит развести нужное нам количество в строгом соответствии с инструкцией. Термостойкий цемент не прощает ошибок, поэтому не стоит торопиться. Главное – полное соответствие. Развести или замешать его можно как в небольшом корыте, так и в бетономешалке. Все зависит от объемов работы.

Размешав, берем его и выливаем на поверхность, которую собираемся обрабатывать. С помощью мастерка или полутерка разглаживаем цемент, придавая ему ровную поверхность. Обязательно проверьте точность с помощью уровня.

В случае кладки с использованием данного вида цемента нужно наносить слой в 5 мм на поверхность, после чего устанавливаем кирпич и плотно прижимаем его. Таким образом укладывается и второй ряд, правда теперь раствор с помощью мастерка наносим на первый ряд кирпичей и обязательно на стыки между двумя соседними кирпичами.

Главное, не оставлять пустот и тщательно заливать цементом все швы и прочие возможные издержки стройки. Вот и все, следуйте этим правилам, и ваш высокотемпературный цемент прослужит вам десятки лет.

Особенности огнеупорного цемента

Обычный цемент может претерпевать изменения, разрушаться при повышении температуры. Поскольку этот материал наиболее часто используют в строительстве, то возникает необходимость в поиске огнестойких модификаций.

Во многих ситуациях нужно использовать огнеупорный цемент, который без разрушения выдерживает продолжительные термические нагрузки до 3000 ℃. Особая огнестойкость обусловлена составом, технологией производства. Материал ориентирован на применение в жилом и промышленном строительстве, огнеупорные цементы применяют при обустройстве печей, где они проявляют хорошие качества при грамотной подготовке смеси.

Состав

Все цементы – это минеральные композиции на основе известняка, глины и гипса. Может сложиться впечатление, что такое сырье заведомо обладает огнеупорными свойствами.

Известняк и гипс, действительно, хорошо выдерживают нагревание, в то время как термостойкость глины в большой степени зависит от ее природы.

Существует 5 разновидностей цементных смесей, из которых в обычной практике наибольшее распространение получил портландцемент с максимальной термической устойчивостью до 600 ℃.

Нагревание уже до 250 ℃ провоцирует появление первых трещин, по которым может распространяться дым и огонь. При более высоких температурах портландцемент начинает разрушаться, что чревато серьезными последствиями при пожарах.

Таблица. Содержание оксидов в высокоглиноземистых составах

Содержание оксидов нижеуказанных элементов , %

Оксид кальция СаО

Оксид кремния SiO₂

Оксид магния MgO

Диоксид титана ТiO₂

Огнеупорный цемент, сделанный на основе специальных видов глины с преобладанием глиноземистого и высокоглиноземистого сырья, благополучно выдерживает достаточно длительное нагревание до 1480 ℃, особые сорта – до 1750 ℃. Повышенная термостойкость обусловлена большими концентрациями оксида алюминия, которые варьируются от 55 % до максимального содержания, равного 70 %.

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/см 2 , максимальный – 3,2 г/см 2 .

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.

Направления использования

Огнеупорные виды цемента можно применять для всех строительных работ. Учитывая экономические соображения, чаще всего его используют в ситуациях, когда конструкция постоянно подвергается высокому нагреву. Востребованность в огнеупорной цементной продукции возникает в промышленности и частных владениях.

Основные направления применения огнеупорного высокоглиноземистого цемента следующие:

футеровка нагреваемого пространства в отопительных комплексах и агрегатах;
изготовление жаростойких конструкций из железобетона;
производство огнеупорных панелей, кирпичей, блоков, растворов;
составление клеевых композиций для нефтяных и химических установок;
изготовление печей для плавления стеклянных изделий;
производство сооружений в теплоэнергетике;
сооружение дымоходов, домашних печей, каминов.

Огнеупорные виды цемента востребованы в горной, металлургической промышленности, а также при строительстве тоннелей, подложек для мощных тепловых установок в любых сферах.

Марки огнеупорных цементов

Жаростойкие сорта цемента сделаны с вложением глинозема, строго в соответствии с ГОСТом. Главным показателем для их подразделения на марки является содержание оксида алюминия.

Аббревиатурой ГЦ обозначена продукция с концентрацией оксида алюминия минимум 35 %.

Марки с большей массовой долей оксида обозначаются буквосочетанием ВГЦ.

Продукция ВГЦ I содержит следующие концентрации оксидов: минимум 60 % алюминия; кальция – 32 %; кремния – 3 %; железа, магния, серы – от 1 % до 2 %.

Продукция ВГЦ II содержит оксида алюминия минимум 70 %, оксидов кальция и кремния немного меньше, чем предыдущая марка, остальных – в таком же количестве.

В цементе ВГЦ III оксида алюминия минимум 80 %, оксидов кальция и кремния – 18 % и 0, 5 %, соответственно, остальных – прежнее количество.

Все марки продукции с обозначением ВГЦ имеют следовые количества оксида титана.

В маркировке рядом с буками указывают числа, которые обозначают предел прочности при сжимающих нагрузках на продукцию через 3 суток выдерживания. Например, цемент ГЦ 40 выдерживает нагрузку минимум 40 мПа.

Таблица. Технические параметры огнеупорных цементов

Наименование показателя	Значение для цемента вида и марки
	ГЦ			ВГЦ I	ВГЦ II		ВГЦ III
	40	50	60	35	25	35	25
1. Предел прочности при сжатии, МПа, не менее, в возрасте:
1 сут	22,5	27,4	32,4	—	—	—	—
3 сут	40,0	50,0	60,0	35,0	25,0	35,0	25,0
2. Тонкость помола:
остаток на сите с сеткой № 008 по ГОСТ 6613, %, не более	10	10	10	10	10	10	10
удельная поверхность, м 2 /кг, не менее	—	—	—	300	300	300	300
3. Сроки схватывания:
начало, мин, не ранее	45	45	45	30	30	30	30
конец, ч, не позднее	10	10	10	12	15	15	15
4. Огнеупорность, °С, не менее	—	—	—	1580	1670	1670	1670

Покупатели выбирают марку, с учетом реальных термических и механических нагрузок, при которых будет эксплуатироваться цемент. На рынке строительных материалов представлены марки авторитетных отечественных производителей огнеупоров, использующих глиноземистый клинкер из центральной, приволжской частей страны, Сибири. В продаже есть неплохие огнеупорные смеси от зарубежных производителей: Польши, Франции, Турции, Финляндии. Импортный материал полностью расфасован, отечественную продукцию могут расфасовывать по заявке заказчиков.

Как работать

Цементная продукция с высокой термостойкостью стоит дороже, чем обычная, требует внимательного отношения при работе.

Пренебрежение к правилам, погрешности в работе могут привести к опрометчивой потере средств, получению ненадежного материала, ухудшающие возможности эксплуатации конструкции в целом.

Материал хорошо закрепляется на очищенной поверхности, поэтому нужно не экономить время и силы для проведения подготовительной работы.

Перед нанесением массы рабочую площадь следует тщательно убрать, пыль смести или снять пылесосом, сажу счистить, ее местонахождение отшлифовать, жировые пятна убрать растворителями.

Цементный порошок разводят в точном соответствии с указаниями из инструкции. Наиболее часто для цементной смеси используется пропорция: 1 часть цемента:3 части песка. Однако по технологии в раствор могут добавляться другие материалы (щебень, шамот, известь). При изменении пропорций компонентов результат может не соответствовать ожиданиям и обещаниям. В зависимости от массы раствора его можно перемешивать обычным мастерком или бетономешалками.

При правильном выборе марки огнеупорного цемента, соответствующей режиму эксплуатации конструкции, материал будет прочным, надежным на протяжении десятилетий.

Сфера использования
Эксплуатационные характеристики
Отличие от других видов цемента
Маркировка и состав
Выполнение работ
Заключение

Благоустраивая коттеджи, дачные дома и индивидуальные строения, частные застройщики занимаются строительством оригинальных каминов, печей, а также обустраивают барбекю. Для выполнения поставленных задач целесообразно использовать цемент огнеупорный, сохраняющий эксплуатационные свойства при повышении температуры до 1750 градусов Цельсия.

Его не сложно приобрести в специализированных магазинах. Огнеупорный материал востребован, также, в промышленном сегменте. Он применяются, как термостойкий материал для бетонов, применяемых для облицовки печей, эксплуатирующихся при повышенном температурном режиме.

Особенность цементного раствора – ускоренное твердение, приобретение эксплуатационной прочности за ограниченное время. Жаропрочный цемент способен на протяжении длительного периода выдерживать воздействие открытого огня и по характеристикам соответствует традиционным огнеупорным стройматериалам. Остановимся детально на области применения, характеристиках термостойкого состава, маркировке, особенностях.

Читайте также:

Размеры беседки из дерева своими руками

Огнеупорный отличается от других видов цемента, например, от шлакового или портландцемента, степенью противостояния повышенным температурам

Сфера использования

Огнеупорный состав применяется для выполнения специальных задач, связанных с применением жаростойких растворов, в промышленных областях и в частном секторе. Основные области использования:

монолитная футеровка при ремонте, восстановлении тепловых устройств, плавильных агрегатов, эксплуатирующихся при температурах до 1600 градусов Цельсия;
производство сборных железобетонных конструкций, обладающих повышенной жаростойкостью;
изготовление огнеупорных кирпичей, блоков;
подготовка раствора для кладки печи из кирпича и обмазки;
изготовление клеевых смесей, применяемых в нефтеперерабатывающей отрасли, химической промышленности;
применение для технологических нужд, связанных с изготовлением аммиака, фосфора, спиртов;
строительство печей, отличающихся повышенной прочностью, для стекловаренной отрасли;
изготовление элементов футеровки;
строительство каминов, современных печей для частных построек;
сооружение дымоходов.

Жаропрочные смеси отличаются увеличенной устойчивостью к воздействию повышенных температур, способны сохранять целостность формируемой поверхности без образования трещин, характеризуются повышенной прочностью. Применение термостойких растворов осуществляется при выполнении бетонных мероприятий зимой, так как они позволяют без последующей усадки выполнять бетонирование при отрицательных температурах (до -10 градусов Цельсия).

Огнеупорный вид используется для изготовления жаростойких строительных смесей, употребляемых при установке и ремонте печей, каминов и дымоходов

Эксплуатационные характеристики

Жаростойкий цементный состав является разновидностью глиноземистых, а также высокоглиноземистых смесей. Он характеризуется следующими положительными свойствами:

Устойчивостью к воздействию повышенной до 3,5 тысяч градусов Цельсия температуры и открытому огню.
Повышенными огнеупорными и прочностными характеристиками, связанными с керамическим спеканием частиц под воздействием высоких температур. Это обеспечивает особую прочность, увеличение которой прямо пропорционально объемной доли цемента в смеси.
Увеличенным коэффициентом сцепления смеси с поверхностью и вязкостью, которые превосходят аналогичные параметры традиционно используемого обычного цемента.
Интенсивностью твердения, позволяющей эксплуатировать термостойкий состав через сутки после приготовления.
Устойчивостью к воздействию коррозионных процессов благодаря применению кальциевого алюмината.
Стандартной технологией применения, предусматривающей использование необходимых компонентов в процентных соотношениях, соответствующих технологии изготовления состава на основе портландцемента.
Несложностью приготовления раствора с использованием песка, воды и жаропрочного связующего.

Как и любые материалы, обладающие множеством положительных свойств, огнеупорные смеси имеют свои недостатки:

химический состав содержит ряд составляющих, определяющих огнеупорные характеристики материала, которые, при определенных условиях, выделяют неприятные запахи;
высокая стоимость термостойкой смеси, которая ощутима при приобретении больших объемов сырья. Расходы на его приобретение выше, чем на покупку обычного цемента.

Отличие от других видов цемента

Термостойкий цемент отличается повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур. Это является его основной особенностью в отличие от традиционно применяемых типов цемента, характерными представителями которых является портландцемент или шлаковый цементный раствор.

Обычные цементные смеси начинают деформироваться при температурах, доходящих до 250 градусов Цельсия. Воздействие нагрева до 500 градусов Цельсия вызывает появление трещин, нарушение целостности цементного массива и конструкций на его основе. Жаропрочный цемент сохраняет эксплуатационные характеристики, исходные свойства при повышении температуры до 2 тысяч градусов Цельсия.

Специальные, устойчивые к повышенной температуре смеси, обеспечивают сокращение продолжительности ввода объекта в эксплуатацию, увеличивают его ресурс.

Маркировка и состав

Жаропрочный цемент производится следующих видов, которые отличаются наносимой на упаковку маркировкой:

ГЦ40-ГЦ60, которой маркируются глиноземистые составы, используемые в энергетической, топливной, строительной отраслях;

Огнеупорные материалы находят применение при создании монолитных сооружений, специальных мертелей и сухих смесей

ВГЦI-ВГЦIII, а также ВГЦ 70-ВГЦ 75 – аббревиатуры высокоглиноземистых цементов, отличающихся повышенными огнеупорными параметрами, не выделяющие запахов при нагреве.

Применение сырья на базе глинозема, измельченного до порошкообразного состояния, обеспечивает эффективное твердение жаростойких растворов. Приобретение прочностных характеристик обусловлено керамическим контактом частиц цемента. Это отличает смесь от традиционных марок цемента, при затвердевании которых обеспечивается гидравлическое сцепление составляющих.

Материал включает различные компоненты:

Гранулированные шлаки объёмом от 50 до 90%.
Специальные добавки, обеспечивающие устойчивость к повышенным температурам – от 5 до 40%.
Разнообразные щелочные соединения металлов – 5-20%.

При необходимости обеспечения повышенной до 1,6 тысячи градусов Цельсия температуры эксплуатации цемента, в его состав входят алюминаты кальция с концентрацией более 75%, являющиеся шлаками алюмотермического происхождения.

Выполнение работ

Процесс подготовки поверхности к использованию специальных огнеупорных смесей аналогичен применению обычных видов цемента. Обязательно при подготовительных мероприятиях выполнить:

обезжиривание поверхности. Следует удалить, используя растворитель, жировые пятна, масляные подтеки;
уборку с применением пылесоса и влажной тряпки. Они позволят избавиться от сажи и пыли.

Эти несложные мероприятия обеспечат необходимую адгезию, благодаря которой огнеупорный состав надежно пристанет к поверхности.

Подготовка раствора осуществляется, согласно инструкции производителя, имеющейся на упаковке термостойкой смеси. В зависимости от объемов работ, можно использовать специальную емкость, позволяющую выполнять смешивание вручную или бетономешалку.

Подготовленный, согласно рецептуре, раствор наносится на обрабатываемую поверхность с помощью мастерка. Технология кладки кирпича не отличается от стандартной.

Важно подготовить поверхность, не допустить образования воздушных полостей, тщательно заполнить раствором швы. Соблюдение этих рекомендаций обеспечит длительный ресурс эксплуатации высокотемпературной смеси.

Приобретая огнеупорный состав, обращайте внимание на маркировку, наличие документов, подтверждающих качество продукции.

Заключение

Зная характеристики, маркировку огнеупорных составов можно выбрать специальный цемент, необходимый для выполнения поставленных задач. Быстрое твердение и повышенная прочность способствуют популярности термостойких составов.

Огнеупорный цемент: основные марки и области применения материала

Цемент – один из основных строительных материалов, применяемых для изготовления бетона и строительных растворов.

При возведении некоторых конструкций требуется применение огнеупорных модификаций, отличающихся устойчивостью к экстремально высоким температурам, коррозии и другим негативным факторам. На рынке представлен широкий ассортимент огнеупорного цемента.

Характеристики материала

Чтобы по достоинству оценить огнестойкий цемент, для начала нужно рассмотреть его положительные качества.

Среди наиболее ценных эксплуатационных характеристик этого материала можно отметить следующее:

способность выдержать нагрев до 3500°С (данное качество присуще не всем маркам огнеупорного цемента);
высокие прочностные характеристики, достигаемые за счет использования особого сорта глины;
короткое время затвердевания (конструкции, возведенные с помощью такого цемента, могут эксплуатироваться уже через 20 часов);
за счет добавления алюмината кальция огнеупорный цемент обретает устойчивость к коррозии и разложению;
в составе материала отсутствует влага, поэтому он не проводит электричество;
в состав материала также входят особые клеевые гранулы, усиливающие адгезию и блокирующие все пустоты.

Для приготовления огнестойкого раствора достаточно смешать необходимую марку огнеупорного цемента с песком и водой. Важно в точности соблюдать пропорции, указанные производителем на упаковке.

В частном домостроении наиболее часто используется огнеупорный цемент для печей. Но здесь важно правильно подобрать марку.

В состав материала должны входить алюминаты кальция. Причем их концентрация должна составлять не более 75%.

Несмотря на все положительные качества, огнеупорный цемент имеет и определенные недостатки. В частности, его стоимость в разы выше, чем у традиционного портландцемента. А при нагревании он выделяет специфический запах.

Сферы применения

Сферы применения огнеупорного цемента безграничны. Он может использоваться при выполнении любых строительных работ.

Но, учитывая высокую стоимость, его используют при возведении конструкций, подвергающихся высокотемпературному нагреву. Огнеупорные модификации наиболее востребованы в промышленности.

С их помощью выполняются следующие работы:

облицовываются отопительные комплексы и агрегаты;
изготавливаются жаростойкие железобетонные конструкции;
производятся огнеупорные кирпичи, блоки, растворы и панели;
составляются клеевые растворы для нефтяных и химических установок;
изготавливаются печи для плавления стекла;
применяют в теплоэнергетической промышленности.

В частных домовладениях огнестойкий цемент используется для сооружения домашних печей, каминов и дымоходов.

Отличительные особенности

Основной отличительной особенностью огнестойких модификаций является устойчивость к экстремально высоким температурным воздействиям.

Обычные цементные смеси уже при 250°С начинают деформироваться. При нагреве до 500°С появляются трещины, приводящие к нарушению целостности конструкции.

В зависимости от марки, огнестойкие модификации способны выдерживать воздействие открытого пламени и не деформироваться даже при нагреве до 3500°С. А кирпичная кладка не теряет своих эксплуатационных характеристик.

Состав и маркировка

Все разновидности огнеупорного цемента должны соответствовать ГОСТ 28874-2004.

В зависимости от огнестойкого связующего, данный материал делят на два типа:

глиноземистый;
высокоглиноземистый.

В их состав входят следующие компоненты:

гранулированный шлак – 50-90%;
присадки, повышающие термостойкость материала – 5-40%;
щелочные соединения металлов – 5-20%.

Цемент огнеупорный глиноземистый маркируется буквенно-цифровым обозначением ГЦ40-ГЦ60. Продукция, имеющая такую аббревиатуру, содержит минимум 35% оксида алюминия.

Высокоглиноземистый – ВГЦ I, ВГЦ II и ВГЦ III или ВГЦ70 и ВГЦ75. Отличительной особенностью высокоглиноземистых материалов является повышенная термостойкость и отсутствие выделения запаха при нагревании. Аббревиатура ВГЦ I-ВГЦ III указывает на минимальное содержание оксида алюминия 60%, 70% и 80%.

Цифровые обозначения «40-60» указывают на максимальный предел прочности при сжимающих нагрузках. К примеру, цемент ГЦ50 способен выдержать нагрузку 50 мПа.

Выбор определенной марки огнеупорного цемента зависит от типа конструкции и условий ее эксплуатации. На рынке представлено широкое многообразие марок огнеупорного цемента, как отечественных, так и зарубежных производителей.

Зарубежная продукция отпускается в упакованном виде. Отечественный продукт можно приобрести как в упаковке, так и на развес.

Особенности применения

Стоимость термостойкой продукции гораздо выше, поэтому при работе с ней следует соблюдать предельную осторожность. Любые погрешности значительно снизят качество выполненных работ и приведут к непредвиденным расходам.

Для начала необходимо подготовить рабочую поверхность, на которую будет наноситься жаростойкий раствор. Ее очищают от пыли и мусора, используя щетку или пылесос.

Сажу считают, а место ее нахождения шлифуют. При наличии жировых пятен поверхность обрабатывают специальным растворителем.

Далее приступают к приготовлению бетонного раствора. Его готовят по инструкции, указанной производителем огнеупорного цемента. Чаще всего для получения 1 м 3 огнестойкого бетона смешивают следующее:

глиноземистый цемент – 300 кг;
шамотный щебень – 1200 кг;
шамотный песок – 750 кг;
воду – 160-170 литров.

Для приготовления смеси используют бетономешалку. При небольших объемах расход компонентов пропорционально уменьшают, а для перемешивания используют техническую емкость.

Готовый раствор наносят на рабочую поверхность с помощью мастерка. В целом, технология огнестойкой кладки ничем не отличается от стандартной.

Заключение

В состав огнеупорного цемента входят специальные сорта глины и дополнительные компоненты, усиливающие ее термостойкие качества.

Такой материал незаменим при облицовке строительных объектов, подвергающихся высокотемпературному воздействию.

Его используют при кладке печей, каминов и дымоходов в частных домовладениях. А знание маркировок и характеристик огнестойких составов поможет подобрать цемент, требуемый для выполнения конкретной задачи.

Видео: Огнеупорный бетон

Огнеупорный цемент – основные характеристики

Строительно-конструкционный связующий материал, работающий в условиях высокой температуры рабочей среды, называется огнеупорный цемент. В связи с тем, указанный строительный материал широко используется частными застройщиками при возведении отопительных печей и каминов, есть смысл рассказать о том, что такое жаростойкий цемент подробнее.

Где применяют огнеупорный цемент
Характеристики огнеупорного цемента
Маркировка жаростойкого цемента
Назначение отдельных видов жаропрочного цемента
Цены на огнеупорный цемент
Как сделать огнеупорный цемент своими руками?
Заключение

Где применяют огнеупорный цемент

Стойкостью к высокой температуре окружающей среды обладает глиноземистый огнеупорный цемент. Этот вид связующего сохраняет свои свойства при температуре сравнимой с температурой плавления стали – 1 750-1800 °C.

Для сравнения, конструкции, изготовленные на основе обычного общестроительного портландцемента, начинают разрушаться при температуре 250 °C, а при температуре 500 °C и более, разрушение приобретает необратимый характер.

Назначение огнеупорного цемента:

Приготовление кладочных растворов для возведения отопительных печей и каминов.
Приготовление растворов для обмазки топок печей и каминов.
Приготовление растворов для строительства и эксплуатации промышленных (туннельных, муфельных, лабораторных и др.) печей.
Промышленное производство огнеупоров, мертелей, сухих огнеупорных смесей, бетонных монолитов общего назначения.

Технический смысл «огнеупорности» цемента заключается в следующем – связующее, обладая специальным составом, схватывается и твердеет с образованием так называемых «керамических сцеплений». При этом общестроительный цемент схватывается и твердеет с образованием «гидравлических сцеплений».

Характеристики огнеупорного цемента

Глиноземистый цемент поучают методом совместного спекания и очень тонкого измельчения нескольких компонентов. В частности в состав огнеупорного цемента входят следующие компоненты:

Огнеупорный глинозем не менее 60%. Основной компонент.
Окись кальция до 35-40%.
Присадки до 3-5% не более.

Внешне и тактильно, товарный жаропрочный цемент представляет собой тонкодисперсный (при просеивании лабораторных проб сквозь проверочное сито с размерами ячейки 0,08х0,08 мм допускаемый «не более 10%») порошок темно-коричневого, серого, светло-серого или белесого колера в зависимости от содержания глинозема.

Характеристика бетонной смеси на основе огнеупорного цемента:

Величина прочности на сжатие: 250-600 кгс/см2 через 24-72 часа после затворения состава.
Стойкость к вредным факторам (кислота, щелочь, минеральная гидрокарбонатная вода, сульфаты и пр.): высокая.
Структура затвердевшего материала: низкопористая, влагонепроницаемая.
Высокий уровень выделение теплоты образующейся при гидратации цемента: до70% в первые 24 часа после затворения от 100%.
Допускаемая температура эксплуатации изделий и конструкций: 1 200-1 800 °C в зависимости от вида и количества присадок (шамотный порошок, хромистый порошок, магнезитовый порошок).

Маркировка жаростойкого цемента

Нормативный документ ГОСТ 969-91. «Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые» в зависимости от содержания в связующем оксида алюминия (Al₂O₃) дифференцирует жаропрочный цемент на следующие виды:

Глиноземистый материал ГЦ.
Высокоглиноземистый материал ВГЦ I, ВГЦ II, ВГЦ III.

В зависимости от достигаемой прочности бетона в течение 72 часов, ГОСТ 969-91 дифференцирует цемент на следующие марки:

ГЦ 40,ГЦ 50, ГЦ60.
ВГЦ I-35.
ВГЦ II-25,ВГЦ- 35.
ВГЦ III-25.
ВГЦ 70-ВГЦ 75
ВГКЦ-70-1.

Арабские цифры, 40,50,60,25 и 35, сообщают потребителю, что бетонный материал на основе того или иного вида огнеупорного цемента, через 72 часа после затворения, при стандартных условиях набора прочности (температура воздуха 20-25 °C, 75-80% относительной влажности воздуха) будет обладать прочностью на сжатие 40 МПа, 50 МПа, 60 МПа и т.д.

Пример обозначения жаропрочного цемента: Цемент огнеупорный гц 40 ГОСТ 969-91. Цемент огнеупорный глиноземистый. Достигаемая прочность на сжатие через 72 часа после затворения бетонной смеси – 40 МПа или 400 кгс/см2. Эмпирическая огнеупорность 780-1 000°C. Огнеупорность связующего этого вида не регламентируется ГОСТ 969-91.

Назначение отдельных видов жаропрочного цемента

Глиноземистый цемент ГЦ40-ГЦ60. Производство сухих огнеупорных смесей, дорожное строительство, бетонирование при отрицательных температурах, обмазка топок бытовых печей и каминов.
Высокоглиноземистый цемент ВГЦ 70-ВГЦ 75, ВГЦI-ВГЦIII. Строительство сооружений работающих при очень высоких температурах среды. Производство быстротвердеющих бетонных растворив различного назначения.
Высокоглиноземистый цемент ВГКЦ-70-1. Производство огнеупоров, футеровка промышленных печей, строительство подложек печей.

Цены на огнеупорный цемент

В соответствии со специальным назначением и специальной технологией изготовления, стоимость огнеупорных цементов достаточно высокая. Кроме того, большие партии материала этого вида, как правило, изготавливаются по отдельному заказу. На данный момент времени стоимость огнеупорного цемента в розничной продаже составляет:

Цемент ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60: 1 600 рублей за мешок весом 50 кг. Производитель ОАО Пашийский Металлургическо-Цементный Завод, Российская Федерация.
Цемент ВГЦ 70-ВГЦ 75, ВГЦI-ВГЦIII: 1480-1550 рублей за мешок весом 20кг. Производитель ООО «НТЗГЦ» (НИЖНЕТАГИЛЬСКИЙ ЗАВОД ГЛИНОЗЕМИСТЫХ ЦЕМЕНТОВ) Российская Федерация.
Цемент ВГКЦ-70-1: 1 580-1 680 рублей за мешок массой 20 кг. Производитель компания ООO «Консолит», Российская Федерация.

Как сделать огнеупорный цемент своими руками?

Очень высокие цены и ограниченная доступность покупки специального огнеупорного цемента создают определенные трудности для простых частных застройщиков желающих иметь в своем распоряжении отопительные печи и отопительные камины.

В сети интернет очень много информации о том, как изготовить огнеупорный цемент для печи и камина с помощью различных жаростойких добавок: керамзит, асбест (запрещенный по причине своей канцерогенности), доменного шлака, боя шамотного кирпича, золы уноса и даже хромитовой руды которую неизвестно где можно купить.

На основании практического опыта успешной эксплуатации отопительной печи частного дома можно сделать вывод. Для строительства и эксплуатации топки и других конструкций печи, находящихся под кровлей здания можно и нужно использовать раствор глины и песка смешанный в пропорциях 1:1, плюс затворитель до консистенции «домашней сметаны».

Для строительства дымохода и части дымохода расположенного под кровлей здания можно использовать раствор, приготовленный по указанной выше пропорции. Часть дымохода, расположенная над кровлей здания строится на основе кладочного раствора приготовленного по рецепту: обычный портландцемент любой марки, смешанный с песком в пропорции 1:2.

Заключение

Использование жаростойкого глиноземистого цемента при строительстве частных отопительных сооружений допустимо. Однако это не является экономически оправданно в плане себестоимости строительства и дальнейшей эксплуатации частных сооружений.

Огнеупорный цемент – на страже безопасности химия

Главная страница » Публикации » Огнеупорный цемент – на страже безопасности химия

Все известно, что огню противостоять очень тяжело. Практически любые материалы плавятся, горят или разрушаются под воздействием высокой температуры. Доказано, что в случай со строительным материалом, проблемы огнеупорности стоят очень остро.

После температуры в 250 градуса Цельсия цементы, как и бетоны,начинают разрушаться, а при температурах в 500 градуса они просто лопаются, что серьезно ослабит целостность конструкций. И для противостояния высокой температуре, были придуманы огнеупорные цементы.

Содержание:

Жаростойкие цементы – оценка характеристик материалов
Огнеупорные цементы – подготовка к работе
Термостойкие цементы – как с ними обращаться?

Жаростойкие цементы – оценка характеристик материалов

Эти специальные жаропрочные цементы обладают не только положительными, но и некоторыми отрицательными из свойств, их не так уж и много, но все-таки они имеются.

Первое – это цена. Так как эти цементы являются специализированными, соответственно, и цены на них выше, чем в обычных цементах. Разумеется, это не громадная разница, но при закупках больших партий они действительно ощутимы.

Второе – это химические составы. Они не влияют на жизнедеятельность, не влияют на атмосферу, и в общем, они безвредны, но взаимодействуя с некоторыми из элементов известной таблицы возможна химическая реакция, которая отрицательно скажется на свойстве данного цемента.

Переходя к положительным сторонам, и одна из них – устойчивость к высокой температуре. Действительно, в зависимости от марок и видов, такие цементы способны выдержать до 2000 градусов по Цельсию.

Второе из плюсов – это вязкость. По важнейшим для строительных процессов параметрам (сцепляемость, тягучесть и прочие) они не уступают обычным цементам.

Еще одно из положительных свойств – простота в приготовлении. Не обязательно быть химиком, чтоб смешивать растворы воды, цемента и песка. А это все что нужно, чтобы получить огнеупорный раствор для домашнего использования.

Огнеупорные цементы – подготовка к работе

Решаясь на использование специальных цементов, нужно производить некоторую подготовительную работу, которая упростит дальнейшие процессы строительства. Ведь дело в том, что жаростойкие цементы не любят жирных, пыльных, масляных пятен или сажу. Именно потому подготовительная работа включает в себя обезжиривание и тщательную уборку поверхности.

Жир оттирается растворителями или спиртом, имеется огромное количество других специальных жидкостей. Пыль убирают пылесосом и влажными тряпками, а если на поверхности, например на кирпиче, сажа, то кирпич нужно тщательно отшлифовывать, снимая 2 мм с него. Это обеспечивает максимальные жаростойкие поверхности.

Из строительных инструментов понадобятся: дрели, насадки миксеры, возможно и бетономешалка, мастерки.

Термостойкие цементы – как с ними обращаться?

После подготовительной работы нужно приступить к самому процессу заливки и нанесения цемента на поверхности. Первое дело — разводят нужное количество, строго следуя инструкции.

Термостойкие цементы не прощают ошибки, потому не нужно торопиться. Разводить или замешивать его можно как и в небольших корытах, так и с помощью бетономешалки, в зависимости от объема работ.

Помешав, берут его и выливают на поверхности, которые собираются обработать. С помощью мастерков или полутерки разглаживают цемент, придав ему ровной поверхности. Обязательно нужно проверить точность с помощью уровней.

В случай кладок с использованием данных видов цементов нужно нанести слой в 5 мм на поверхности, а после этого устанавливают кирпичи и плотно их прижимают. Таким способом укладывают и другой ряд, правда раствор с помощью мастерка теперь наносят на первые ряды кирпича и обязательно на стык между соседними кирпичами.

Главное, чтобы не оставить пустоты и тщательно залить цементом швы и прочие изъяны. Следуя этим несложным правилам, высокотемпературные цементы прослужат вам многие годы.

Строительство любого дома начинается с фундамента. Если вы решили строить его самостоятельно, без привлечения специалистов, то перед вами обязательно.

В процессе ремонта в квартире или частном доме важным этапом является подготовка основания пола – укладка стяжки. Наиболее популярна и давно известна.

Приобретая в магазине цемент, большинство людей не имеют ни малейшего представления, какой цемент лучше выбрать. Прежде всего, следует задать себе.

Принцип работы и устройство сварочного инвертора

Чтобы правильно выбрать оборудование для выполнения сварочных работ, необходимо знать устройство конструкции и принцип работы сварочного инвертора. Если хорошо разбираться в таких вопросах, можно не только эффективно использовать, но и самостоятельно ремонтировать инверторные устройства.

Инверторные сварочные аппараты производства Италии

На современном рынке предлагается множество моделей инверторов, что позволяет мастерам подобрать оборудование в соответствии со своими потребностями и финансовыми возможностями. При желании сэкономить можно изготовить инверторный сварочный аппарат своими руками.

Как работает инверторный сварочный аппарат

Принцип действия инверторного аппарата во многом схож с работой импульсного блока питания. И в инверторе, и в импульсном блоке питания энергия трансформируется похожим образом.

Процесс преобразования электрической энергии в сварочном аппарате инверторного типа можно описать так.

Переменный ток с напряжением 220 Вольт, протекающий в обычной электрической сети, преобразуется в постоянный.
Полученный постоянный ток при помощи специального блока электрической схемы инвертора опять преобразуется в переменный, но обладающий очень высокой частотой.
Понижается напряжение высокочастотного переменного тока, что значительно увеличивает его силу.
Сформированный электрический ток, обладающий высокой частотой, значительной силой и низким напряжением, преобразуется в постоянный, на котором и выполняется сварка.

Принцип работы сварочного инвертора

Основным типом сварочных аппаратов, которые использовались ранее, были трансформаторные устройства, повышавшие сварочный ток за счет уменьшения значения напряжения. Самыми серьезными недостатками такого оборудования, которое активно используется и сегодня, являются низкий КПД (так как в них большое количество потребляемой электрической энергии тратится на нагрев железа), большие габариты и вес.

Изобретение инверторов, в которых сила сварочного тока регулируется совершенно по иному принципу, позволило значительно уменьшить размеры сварочных аппаратов, а также снизить их вес. Эффективно регулировать сварочный ток в таких аппаратах становится возможным благодаря его высокой частоте. Чем выше частота тока, который формирует инвертор, тем меньшими могут быть габариты оборудования.

Одна из основных задач, которую решает любой инвертор, – это увеличение частоты стандартного электрического тока. Возможно это благодаря использованию транзисторов, которые переключаются с частотой 60–80 Гц. Однако, как известно, на транзисторы можно подавать только постоянный ток, в то время как в обычной электрической сети он переменный и имеет частоту 50 Гц. Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, в инверторных аппаратах устанавливают выпрямитель, собранный на основе диодного моста.

После транзисторного блока, в котором формируется переменный ток с высокой частотой, в сварочных инверторах расположен трансформатор, который понижает напряжение и, соответственно, увеличивает силу тока. Для регулировки напряжения и тока, имеющих высокую частоту, требуются менее габаритные трансформаторы (при этом по своей мощности они не уступают более крупным аналогам).

Сварочный инвертор без защитного кожуха

Элементы электрической схемы инверторных устройств

Устройство сварочного инвертора составляют следующие базовые элементы:

выпрямитель переменного тока, поступающего из обычной электрической сети;
инверторный блок, собранный на основе высокочастотных транзисторов (такой блок и является генератором высокочастотных импульсов);
трансформатор, который понижает высокочастотное напряжение и увеличивает высокочастотный ток;
выпрямитель переменного высокочастотного тока;
рабочий шунт;
электронный блок, отвечающий за управление инвертором.

Какими бы характеристиками ни обладала определенная модель инверторного аппарата, принцип его действия, основанный на использовании высокочастотного импульсного преобразователя, остается неизменным.

Пример принципиальной схемы инвертора (нажмите для увеличения)

Выпрямительный и инверторный блоки оборудования в процессе своей работы сильно нагреваются, поэтому их устанавливают на радиаторы, активно отводящие тепло. Кроме того, для защиты выпрямительного блока от перегрева используется специальный термодатчик, отключающий его электропитание при достижении им температуры 90 градусов.

Инверторный блок, являющийся, по сути, генератором высокочастотных импульсов большой мощности, собирается на основе транзисторов, соединяемых по типу «косого моста». Высокочастотные электрические импульсы, формирующиеся в таком генераторе, поступают на трансформатор, необходимый для того, чтобы понизить значение их напряжения.

Наиболее распространенными трансформаторами, используемыми для оснащения сварочных инверторов, являются устройства со следующими характеристиками: первичная обмотка – 100 витков провода марки ПЭВ (толщина 0,3 мм); 1-я вторичная обмотка – 15 витков из медной проволоки диаметром 1 мм; 2-я и 3-я вторичные обмотки – 20 витков медного провода диаметром 0,35 мм. Все обмотки тщательно изолируются друг от друга, а места их выхода защищаются и запаиваются.

Внутреннее устройство сварочного инвертора

На выходной выпрямитель сварочного инвертора поступает ток, обладающий высокой частотой. С преобразованием такого тока в постоянный простые диоды не справятся. Именно поэтому основу выпрямителя составляют мощные диоды, обладающие большой скоростью открывания и закрывания. Чтобы предотвратить перегревание диодного блока, его размещают на специальном радиаторе.

Обязательным элементом любого сварочного инвертора является резистор высокой мощности, обеспечивающий устройству мягкий пуск. Необходимость использования такого резистора объясняется тем, что при включении питания на оборудование подается мощный электрический импульс, который может стать причиной выхода из строя диодов выпрямительного блока. Чтобы этого не произошло, ток подается через резистор на электролитические конденсаторы, которые начинают заряжаться. При достижении конденсаторами полного заряда и перехода устройства в штатный режим работы замыкаются контакты электромагнитного реле и ток начинает поступать на диоды выпрямителя, уже минуя резистор.

Выходные дроссели на плате сварочного инвертора

Инверторы благодаря своим техническим характеристикам позволяют выполнять регулировку сварочного тока в широком диапазоне – от 30 до 200 А.

Работой всех элементов такого сварочного аппарата, отличающегося компактными габаритами, небольшим весом и высокой мощностью, управляет специальный ШИМ-контроллер. Электрические сигналы поступают на контроллер от операционного усилителя, питающегося выходным током самого инвертора. На основе характеристик этих сигналов котроллер формирует корректирующие выходные сигналы, которые могут подаваться на диоды выпрямителя и транзисторы инверторного блока – генератора высокочастотных электрических импульсов.

Кроме основных, современные сварочные инверторы обладают еще целым перечнем полезных дополнительных опций. К таким характеристикам, которые значительно облегчают работу с устройством и дают возможность получать качественные, надежные и красивые сварные соединения, следует отнести форсирование сварочной дуги (быстрый розжиг), антизалипание электрода, плавную регулировку сварочного тока, наличие системы защиты от возникающих перегрузок.

Монтажная плата с основными элементами инвертора

Целесообразность использования инверторов и их основные недостатки

Широкое применение сварочных инверторов объясняется целым рядом весомых преимуществ, которыми они обладают.

Устройства данного типа отличаются высокой мощностью и производительностью.
Сварной шов, формируемый с использованием инверторов, характеризуется высоким качеством и надежностью.
Наряду с высокой мощностью, устройства данного типа отличаются компактными размерами и небольшим весом, что дает возможность легко переносить их в то место, где будут выполняться сварочные работы.
Сварочные инверторы обладают большим КПД (порядка 90%), потребляемая электрическая энергия используется в них эффективнее, чем в трансформаторах.
Благодаря высокому КПД такие аппараты отличаются экономичным расходованием потребляемой электроэнергии.
В процессе выполнения сварочных работ с помощью инвертора расплавленный металл разбрызгивается незначительно, что отражается на более рациональном потреблении расходных материалов.
Инверторы обеспечивают возможность плавной регулировки сварочного тока.
Благодаря наличию в таких устройствах дополнительных опций уровень квалификации сварщика почти не влияет на качество выполнения работ.
Широкая универсальность инверторов упраздняет вопрос о том, какой аппарат выбрать для выполнения сварки по различным технологиям.

Инверторные устройства выбирают в том случае, когда нужен аппарат, характеристики которого обеспечивают высокую стабильность горения сварочной дуги в любой ситуации. При использовании инверторов не возникает вопрос и о том, какой электрод выбрать для выполнения сварочных работ, так как с помощью этого оборудования можно варить металл электродами любого типа.

Конечно, недостатки у инверторов тоже есть, но их не так много. Сюда следует отнести достаточно высокую стоимость таких устройств, по сравнению с обычными сварочными трансформаторами. Дороги такие устройства и в ремонте, который чаще всего связан с необходимостью замены мощных транзисторов (их стоимость может составлять до 60% цены всего аппарата).

Очень чувствительны инверторы к негативным внешним факторам – пыли, грязи, осадкам и морозу. Если для работ в полевых условиях вам нужен именно инвертор, придется сооружать для него закрытую и отапливаемую площадку.