Цемент это огнеупорный материал

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:

1. способность выдержать нагрев до 3500°С (данное качество присуще не всем маркам огнеупорного цемента);
2. высокие прочностные характеристики, достигаемые за счет использования особого сорта глины;
3. короткое время затвердевания (конструкции, возведенные с помощью такого цемента, могут эксплуатироваться уже через 20 часов);
4. за счет добавления алюмината кальция огнеупорный цемент обретает устойчивость к коррозии и разложению;
5. в составе материала отсутствует влага, поэтому он не проводит электричество;
6. 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:

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:

1. глиноземистый цемент – 300 кг;
2. шамотный щебень – 1200 кг;
3. шамотный песок – 750 кг;
4. 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

Источник

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.

Источник