Конструкции из жароупорного бетона

Конструкции из жароупорного бетона

Семилетним планом развития народного хозяйства на 1959-1965 гг. поставлена важнейшая задача широкого внедрения новых прогрессивных строительных материалов и конструкций. К числу этих материалов относятся также жароупорные бетон и железобетон.

До последнего времени тепловые агрегаты возводятся из дорогостоящих мелких штучных огнеупоров в металлическом каркасе или кожухе, что вызывает большую затрату труда высококвалифицированных рабочих, затрудняет механизацию и индустриализацию строительства этих агрегатов, приводит к увеличению их стоимости.

Современные тепловые агрегаты представляют собой крупные инженерные сооружения, работающие в условиях сложного температурного режима. Во многих тепловых агрегатах, кроме высокой, температуры, действуют еще существенные нагрузки.

Причиной малого срока службы конструкций тепловых агрегатов является прежде всего то, что проектирование тепловых агрегатов производилось без надлежащей оценки напряженно деформированного состояния кладки и каркаса как единой системы и без учета изменения свойств огнеупора от воздействия высоких температур.

Применение в конструкциях печей и других тепловых агрегатов жароупорного бетона и железобетона во многих случаях открывает широкие возможности индустриализации и удешевления строительства. Переход на изготовление и монтаж этих конструкций крупными блоками или панелями повысит производительность труда.

В настоящее время в Институте бетона и железобетона АСиА разработаны составы жароупорных бетонов, принципы проектирования и основы методов расчета жароупорных железобетонных конструкций.

Жароупорный бетон в зависимости от требований к нему может изготавливаться на различных вяжущих: на глиноземистом цементе, портландцементе с тонкомолотой добавкой, шлакопортландцементе и на жидком стекле с кремнефториетым натрием. Бетон на жидком стекле одновременно является жароупорным и химически стойким бетоном.

Установлено, что положительное влияние микро заполнителей на жароупорные бетоны на портландцементе при воздействии высоких температур сказывается на изменении микроструктуры цементного камня и возникновении реакции между компонентами дегидратированного портландцемента и добавкой, происходящей при температуре 600- 1000° в твердом состоянии, а при 1100-1400° частично в жидкой фазе.

При прохождении реакции в твердой фазе между кремнеземом и глиноземом, содержащихся в добавке, и свободной окисью кальция портландцементного камня образуются силикаты и алюминаты кальция, устойчивые при высоких температурах. Связывание свободной окиси кальция цементного камня делает невозможным ее гашение 3 влагой воздуха после охлаждения бетона.

В зависимости от вида микронаполнителя последний рекомендуется вводить в количестве от 50 до 100% от веса портландцемента. С увеличением количества тонкомолотой добавки улучшаются жароупорные свойства бетона. Однако при увеличении количества этой добавки свыше 100% от веса цемента дальнейшее улучшение жароупорных свойств становится незначительным.

Исключение составляют тонкомолотые добавки- магнезит и хромит, которые могут быть введены в суммарном количестве до 200% от веса цемента.

В качестве тонкомолотых добавок и заполнителей применяется следующие материалы: шамот, магнезит, хромит, кварц, зола-унос, пемза, туф, гранулированные доменные шлаки, базальт, диабаз и андезит.

Лабораторией жароупорных и химически стойких бетонов Института бетона и железобетона АСиА в настоящее время разработан жароупорный бетон, пригодный для применения при температурах до 700°. В качестве вяжущего в этом бетоне используется обычный портландцемант в смеси   с тонкомолотыми хромитом и магнезитом.

Мелким и крупным заполнителями служит хромит Кимперсайского месторождения.

Портландцемент в таком бетоне является гидравлическим вяжущим, он придает бетону прочность в пред эксплуатационный период. При высоких температурах свободная окись кальция, находящаяся в составе портландцемента, реагирует с окисью хрома тонкомолотого хромита, а магнезит переводит примеси хромита в высокоогнеупорные соединения. При этом образуется керамическая связка.

Жароупорный бетон на жидком стекле в отличие от цементных бетонов при нагревании не снижает прочности такой бетон является жароупорным и химически стойким бетоном. Вяжущим в таком бетоне является жидкое стекло с добавкой кремнефтористого натрия, которого вводится в количестве 10-12% от веса жидкого стекла плотностью 1,38-4,4. При этом обеспечиваются нормальные сроки схватывания и твердения и необходимые жароупорные свойства.

В качестве тонкомолотого, мелкого и крупного заполнителей применяются те же материалы, что и для жароупорного бетона на портландцементе.

Установлено, что твердение цементного камня на жидком стекле происходит в результате коллоидно-химических процессов, протекающих при взаимодействии растворенного силиката натрия и добавленного в него кремнефториетого натрия.

Жароупорный бетон на жидком стекле с шамотным заполнителем имеет достаточную термическую стойкость. Его прочность составляет от 100 до 300 кг/см2.

В Институте бетона и железобетона АСиА проводятся работы над дальнейшим совершенствованием технологии жароупорных бетонов. Разрабатываются составы жароупорных бетонов, стойких в условиях различных расплавов и газов. Одновременно изыскиваются способы повышения температуры применения жароупорного бетона на жидком стекле до1700° с введением в состав этого бетона магнезита и хромита.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.