Attualmente ce n'è un numero enorme vari tipi calcestruzzo, che hanno una propria area di applicazione e proprietà aggiuntive, appositamente selezionati per esigenze specifiche. Tuttavia, ci sono situazioni in cui questo materiale è esposto vari fattori sotto forma di alte temperature, che non sono caratteristiche di lui. Pertanto, la questione di come realizzare il calcestruzzo resistente al calore con le proprie mani è di grande interesse per gli artigiani moderni.

Tipi di materiale in base alle condizioni di temperatura

Per cominciare, vale la pena ricordare che esistono molte varietà di tali materiali. Tutti hanno il loro caratteristiche tecniche, i principali dei quali sono i parametri di temperatura. Pertanto, è necessario comprenderne la composizione e i metodi di produzione.

Temperatura fino a 800 gradi

Innanzitutto va detto che la composizione del calcestruzzo resistente al calore consente l'utilizzo di questo materiale per alte temperature senza modificare le sue proprietà fondamentali.

In questo caso, a seconda della proporzione, puoi ottenere diverse marche di tale soluzione.

• Il ruolo principale in tali composizioni è svolto da un additivo speciale. Può essere acquistato in negozi o mercati specializzati materiali da costruzione. Tuttavia, va detto subito che è l'additivo necessario per produrre il calcestruzzo e non una composizione per vernici o altre sostanze.
• È anche necessario utilizzare altri leganti. In poche parole, la stessa quantità di cemento di scorie Portland viene aggiunta a una parte di cemento Portland. Inoltre, entrambe queste sostanze sono considerate come un'unità di misura quando si selezionano le proporzioni.

• Anche composizione calcestruzzo resistente al calore cambiamento rispetto ai riempitivi. Invece della normale pietra frantumata, vengono utilizzati mattoni rotti, scorie di altoforno o rocce. Argilla espansa, pomice, perlite, diabase, andesite e diorite sono perfette per questo ruolo.
• Invece della sabbia, è meglio mettere l'elettrocorindone in una soluzione del genere, ma per dati condizioni di temperatura questo è completamente facoltativo.

Consiglio! È molto importante seguire le istruzioni fornite con il supplemento. Possono differire tra loro a seconda della marca.

Temperatura fino a 1700 gradi

Questi tipi di materiali devono mantenere le loro proprietà a temperature molto elevate, il che significa che la loro composizione deve essere affrontata con molta attenzione. Ecco perché per loro viene utilizzato il corindone come sabbia, che è consigliabile pulire ulteriormente da varie impurità.

Esistono anche altri tipi che possono resistere alle alte temperature. Il loro prezzo può sembrare troppo alto, ma valgono pienamente il costo.

È importante ricordare che alcuni artigiani consigliano di utilizzare altri materiali invece del cemento come legante. Possono differire nella composizione e persino essere liquidi, ma devono essere selezionati individualmente.

Consiglio! Se l'area di applicazione di tali soluzioni richiede una qualità rigorosamente definita, è meglio ordinarle da un produttore che disponga del certificato appropriato per il proprio prodotto e non violi i processi tecnologici durante la produzione.

Area di applicazione

È importante ricordare che il calcestruzzo refrattario può essere di molti gradi diversi e avere densità diverse. Questo è precisamente il criterio principale per determinare l'ambito della sua applicazione.

Materiale isolante termico

Questa categoria presenta composizioni che, nelle loro caratteristiche, assomigliano a blocchi di schiuma o blocchi di gas. In effetti lo sono, ma solo con l'inclusione di uno speciale additivo e la corretta selezione dei componenti. Questi includono anche prodotti in calcestruzzo di argilla espansa.

Come isolante vengono utilizzate strutture realizzate con questo materiale, che deve resistere alle alte temperature senza consentire il raffreddamento dell'aria. Molto spesso, inoltre, si trovano all'interno di aree di lavoro e sono soggette a cambiamenti repentini.

Tali composizioni sono caratterizzate come cellulari e. Tuttavia hanno una certa conduttività termica e resistenza al riscaldamento intenso.

Consiglio! È importante ricordare che tali materiali non devono essere raffreddati forzatamente. Di conseguenza, potrebbero rompersi.

Materiali di costruzione

In genere, le istruzioni di installazione consigliano di utilizzare tipi simili di calcestruzzo per creare supporti, solai o altri elementi costruttivi esposti al calore durante il funzionamento. Tuttavia, vale la pena notare che con questi tipi di calcestruzzo non vale la pena utilizzare il rinforzo. Il fatto è che quando riscaldato, il metallo si espande e può distruggere l'intero prodotto.

Conclusione

Dopo aver visto il video in questo articolo, puoi studiare in dettaglio questi tipi di calcestruzzo e il loro ambito di applicazione. Inoltre, prendendo come base il testo presentato sopra, vale la pena concludere che questo materiale può essere prodotto in modo indipendente, ma per le aree critiche è meglio utilizzare prodotti di produttori affidabili.

La necessità di utilizzare materiali resistenti al fuoco sorge molto spesso durante la costruzione degli impianti. In futuro, ciò consentirà di proteggere strutture e persone dalle spiacevoli conseguenze di incendi accidentali. Uno di questi materiali è il calcestruzzo resistente al calore, che può resistere a temperature elevate fino a 1000 °C. Allo stesso tempo, conserva qualità utili e non perde la forma.

Classificazione

Esistono diversi tipi di calcestruzzo resistente al calore, chiamato anche resistente al fuoco o resistente al calore. Il materiale contiene speciali additivi resistenti al fuoco. Il principale componente legante nella produzione di calcestruzzo resistente al calore è il cemento Portland. Come riempitivi possono essere utilizzati: scorie d'altoforno, grigliati di rocce (diabase, andesite, rocce porose di origine vulcanica, diorite, filler artificiali), scorie d'altoforno.

Il materiale è suddiviso in classi separate in base a:

1. Struttura (pesante, leggera, porosa).
2. Scopo (isolamento termico, strutturale).
3. La natura dei riempitivi.
4. I componenti leganti utilizzati.

Specifiche

Il calcestruzzo resistente al fuoco preparato utilizzando cemento Portland come base legante ha un indice di resistenza classico. Quando si esegue un test di compressione, i valori limite sono compresi tra 200 e 600 MPa/cm2.

Manifestazioni di stabilità termica si osservano quando le temperature non superano i 500 °C. L'esposizione prolungata a fiamme libere o il contatto prolungato con superfici calde riduce significativamente le proprietà di resistenza del cemento e spesso causa difetti.

I calcestruzzi più resistenti al fuoco preparati a base di allumina sono in grado di resistere a qualsiasi temperatura domestica. I rivestimenti alluminosi saturi nella composizione sono caratterizzati da una stabilità termica di circa 1600 °C e superiore. Un graduale aumento della temperatura porta a in questo caso ad un aumento della resistenza al calore, poiché la massa cementizia viene convertita allo stato ceramico.

Tuttavia, nonostante l'elevata resistenza agli effetti Temperature elevate, il calcestruzzo refrattario alluminoso ha una resistenza relativamente bassa. Il materiale realizzato con tali componenti può resistere a pressioni meccaniche fino a 25-35 MPa/cm2.

Principalmente, il materiale refrattario viene utilizzato nella produzione di strutture termiche, forni industriali e uso domestico, fondazioni, collettori, camere di combustione. Tuttavia, non si può dire che tale calcestruzzo venga utilizzato solo in strutture suscettibili agli influssi termici.

Pertanto, la composizione specifica del calcestruzzo refrattario contribuisce al suo ampio utilizzo nell'industria chimica, nella produzione di materiali da costruzione e per soddisfare le esigenze del settore energetico.

Il materiale resistente al calore viene utilizzato nella costruzione di pavimenti, strutture galleggianti e ponti con arcarecci. Preferiscono questa base costruttiva a causa della necessità di alleggerire le strutture, tenendo conto degli indicatori di elevata resistenza e affidabilità. La composizione refrattaria consente di ridurre il peso delle strutture di circa il 40%. Ciò è spiegato dall'uso di un volume significativo di riempitivi porosi nella miscela.

Preparazione della composizione

Come creare calcestruzzo ignifugo realizzando la propria miscela? A questo scopo viene utilizzata l'acqua leganti e vari riempitivi resistenti al calore. Il processo di produzione ha il suo caratteristiche distintive. I componenti utilizzati devono essere di particolare purezza. Inoltre, viene eliminato l'intasamento dei componenti refrattari e refrattari con sabbia, calcare o granito.

Commettere tali errori nella tecnologia di produzione porta spesso alla rapida distruzione del materiale.

Tecniche di produzione

Esistono diversi modi per produrre calcestruzzo resistente al calore con le proprie mani. Prima di tutto, puoi ottenere il materiale utilizzando una miscela secca già pronta, che ha tutti i componenti necessari. Un'opzione più complessa prevede la miscelazione dei componenti da soli nelle proporzioni richieste.

La soluzione ottimale è utilizzare il primo metodo, poiché i migliori componenti vengono utilizzati nella produzione di miscele resistenti al calore in fabbrica. Inoltre, in questo caso, la tecnologia di produzione viene attentamente osservata. Di conseguenza, il consumatore ha l'opportunità di utilizzare una miscela pronta per l'uso la miglior qualità. Hai solo bisogno di aggiungere solvente o acqua.

Quando lo si realizza da soli, affinché il materiale acquisisca proprietà resistenti al fuoco, è consigliabile aggiungere seguenti componenti macinazione fine: andesite, argilla refrattaria, minerale di cromite, cemento di magnesite. Il risultato della corretta selezione degli ingredienti e del rispetto delle proporzioni è un materiale in grado di resistere a temperature elevate senza collassare.

Strumenti e materiali

Ricorrendo al fai da te, puoi risparmiare in modo significativo rifiutando i servizi dei maestri. Tuttavia, prima di iniziare a preparare la miscela, si consiglia di prepararla strumenti necessari e materiali. Qui avrai bisogno di quanto segue:

• attrezzature per la miscelazione di componenti in calcestruzzo;
• spatola-cazzuola;
• carriola per trasporto materiali;
• pala;
• spruzzo d'acqua;
• casseforme in legno, stampi per colata;
• sabbia, ghiaia, calce spenta, componenti resistenti al calore;
• Cemento Portland.

Caratteristiche costruttive

Quando si produce cemento refrattario, i componenti secchi pre-preparati vengono posti in una betoniera (il rapporto cemento-sabbia è 1:4). Dopo aver formato un impasto omogeneo, viene aggiunta acqua nella quantità necessaria per ottenere una consistenza simile ad un impasto. Poiché le basi edili refrattarie hanno caratteristiche di viscosità specifiche e induriscono rapidamente con l'aggiunta di acqua, è meglio seguire le raccomandazioni del produttore del cemento.

La miscela finita viene distribuita negli stampi, versata nella cassaforma o utilizzata come materiale legante durante la posa di mattoni refrattari. Quando si utilizzano cariche alluminose, dopo l'aggiunta di acqua agiscono in modo estremamente rapido, evitando la presa prematura della soluzione.

Qualora sia necessario preparare piccoli volumi di malta utilizzando cemento Portland, i componenti possono essere miscelati manualmente. Per questo è conveniente utilizzare contenitori ampi: bacini profondi, vasche da bagno, abbeveratoi.

Nel calcestruzzo su vetro liquido, il legante è una soluzione acquosa di silicato di sodio a N / a 2 O* nSiO 2 * mH 2 O, che, a seguito dell'interazione fisico-chimica con silicofluoruro di sodio o altri additivi (reagenti indurenti), si decompone per rilasciare Si(0H) 4, coagula e incolla insieme i grani aggregati in un conglomerato monolitico. Il vetro liquido ha elevate proprietà adesive rispetto a tutti i materiali utilizzati nell'industria dei refrattari. La sua capacità adesiva è 3-5 volte superiore a quella del cemento, il che garantisce la produzione di calcestruzzo resistente al calore di alta qualità basato su di esso.

A differenza del calcestruzzo con leganti idraulici, l'indurimento del calcestruzzo non avviene a seguito dell'idratazione dei minerali, ma a seguito della formazione di colla colloidale Si (OH) 4, che acquisisce la massima resistenza dopo l'essiccazione e la ricristallizzazione in Si0 2 con il rilascio di acqua. Il calcestruzzo indurisce in condizioni di essiccazione all'aria ad una temperatura dell'aria di almeno 15 °C. A temperature più basse il processo di indurimento praticamente non avviene; le temperature di indurimento più favorevoli sono 25–50 °C. Le proprietà più soddisfacenti sono possedute dal vetro liquido, in cui il modulo di silice (rapporto molare tra SiO 2 e Na 2 O) varia da 2,5 a 3. Il modulo di silice è anche chiamato modulo di vetro. Il processo di presa e indurimento del calcestruzzo avviene solo al momento della separazione del gel di silice dalla soluzione colloidale:

La presa e l'indurimento del calcestruzzo su vetro liquido con l'aggiunta di silicofluoruro di sodio o altri reagenti indurenti è un complesso processo di adsorbimento colloidale causato dall'interazione chimica colloidale del reagente indurente con il silicato di sodio alcalino. In una forma semplificata, l'interazione chimica del silicofluoruro di sodio con il silicato di sodio alcalino, il cui modulo del silicato è due, può essere espressa dal seguente schema:

Na2SiF6 + 2 (Na2O * 2SiO2) + 10H2O = 5Si (OH)4 + 6NaF;

Il silicofluoruro di sodio, a causa della sua bassa solubilità in acqua (0,6%), reagisce lentamente con il vetro liquido.

Il processo di presa e indurimento dipende dalla quantità di silicofluoruro, dalla temperatura e dal modulo aggiunti vetro liquido inizia tra 30-60 minuti. Durante questo periodo, la massa appena preparata è piuttosto plastica e ben modellata. La quantità di fluoruro di sodio silico dovrebbe garantire tempi normali di presa e indurimento del calcestruzzo, nonché la resistenza richiesta del calcestruzzo al momento della cassaforma. Non bisogna dimenticare che il fluoruro di sodio è un flusso altamente attivo che riduce le proprietà ignifughe del calcestruzzo a base di vetro liquido.

Oltre al silicofluoruro di sodio, i fanghi di nefelina, le scorie di ferrocromo e la serpentinite calcinata vengono talvolta utilizzati per indurire il calcestruzzo su vetro liquido, che viene utilizzato anche come riempitivo per produrre calcestruzzo refrattario con tempi di indurimento più rapidi (10-30 minuti).

Quando si riscalda il vetro liquido indurito con l'aggiunta di silicofluoruro di sodio, la maggior parte dell'umidità (80%) viene rimossa a 100 °C, quando riscaldato a 200 °C viene rimosso un altro 12% dell'umidità; L'umidità residua (8%) viene rimossa mediante riscaldamento a 300 °C, a causa della disidratazione dell'acido eliosilicico durante la cristallizzazione di Si0 2. Come risultato della rimozione dell'umidità nel calcestruzzo, si verifica il restringimento, che, quando selezione corretta la composizione del calcestruzzo non supera lo 0,8% e quando si utilizza calcestruzzo con magnesite finemente macinata lo 0,25%.

Il riscaldamento a 800–900 °C porta alla sinterizzazione parziale del calcestruzzo. Con l'introduzione di additivi refrattari finemente macinati, la sinterizzazione del calcestruzzo avviene a temperature più elevate, la sua resistenza al fuoco aumenta.

Per preparare additivi finemente macinati vengono utilizzati chamotte, magnesite, cromite, cromomagnesite, quarzo, dunite, serpentinite, talco, andesite, diabase, ecc. Il grado di macinazione di tutti i tipi di additivi deve essere tale che almeno il 50% della massa del materiale passi attraverso un setaccio da 0,09 mm (4900 fori/cm2).

La scelta di un tipo di additivo o di un altro dipende dalla resistenza al fuoco richiesta del calcestruzzo e dalle condizioni di esercizio del rivestimento. L'uso di magnesite finemente macinata e magnesite al cromo aumenta al massimo la resistenza al fuoco.

Minore è la densità del vetro liquido, minore è la resistenza del calcestruzzo, ad esempio, quando si utilizza vetro liquido con una densità di 1,25, la resistenza alla trazione è solo il 50% della resistenza alla compressione del calcestruzzo essiccato (25-30 N/mm2) preparato con vetro liquido di densità 1,36 g/cm 3 .

All'aumentare del consumo di vetro liquido, aumenta la quantità di acqua nel calcestruzzo, di conseguenza aumenta la sua porosità e diminuisce la sua resistenza. Pertanto, quando il contenuto di vetro liquido aumenta da 400 a 500 kg per 1 m 3 di calcestruzzo, la resistenza a compressione diminuisce in proporzione al contenuto di Na 2 O.

A seguito della cottura, la resistenza alla compressione del calcestruzzo cambia in modo insignificante rispetto alla resistenza del calcestruzzo essiccato. Il riscaldamento a 300–400 °C provoca il rafforzamento della sua struttura a causa della disidratazione del gel; a 400–600 °C si nota una certa diminuzione della resistenza; con un aumento della temperatura fino a 800–1000 °C, la forza della maggior parte delle composizioni non cambia o aumenta leggermente.

I tipi di additivi finemente macinati influiscono sulla resistenza del calcestruzzo quando riscaldato. È massimo per il calcestruzzo con additivi di magnesite e argilla refrattaria finemente macinati. L'aggiunta di quarzite finemente macinata riduce significativamente la resistenza a causa della sua trasformazione a 575 °C.

Il grado e i metodi della sua compattazione hanno una grande influenza sulla resistenza del calcestruzzo. Per garantire la mobilità del calcestruzzo durante la compattazione mediante vibrazione, almeno il 16% di vetro liquido dalla massa totale del calcestruzzo deve essere aggiunto al calcestruzzo con riempitivi di argilla refrattaria. È impossibile ridurre il consumo di vetro liquido con questo metodo di compattazione, poiché il calcestruzzo ha un'elevata viscosità e non viene compattato dalle vibrazioni.

Per ottenere calcestruzzi ad alta resistenza, irretraibili e con un contenuto di vetro liquido pari al 10-14%, è necessario utilizzare la compattazione con pressini pneumatici. In questo caso, la dimensione dell'aggregato nel calcestruzzo non deve superare i 5 mm, poiché l'ingrossamento porta alla frantumazione per compattazione e alla diminuzione della resistenza del calcestruzzo.

Quando si utilizza la compattazione di miscele semisecche, la resistenza alla compressione del calcestruzzo sul vetro liquido aumenta di 1,5-2 volte. Allo stesso tempo, il ritiro durante il processo di essiccazione e riscaldamento non viene quasi osservato, ciò è di grande importanza quando si rivestono forni fusori a induzione per la fusione dell'alluminio.

L'aumento del contenuto di fluoruro di sodio nel calcestruzzo riduce la resistenza al fuoco e la resistenza alle alte temperature, poiché è un flusso forte.

La temperatura di applicazione più alta è per il calcestruzzo di vetro liquido con additivi e riempitivi finemente macinati provenienti da mattoni rotti di magnesite (1300-1400 °C). Tale calcestruzzo inizia ad ammorbidirsi sotto un carico di 0,2 N/mm 2 a 1250-1300 °C e crolla a 1400-1450 °C.

Il calcestruzzo di vetro liquido con magnesite finemente macinata e riempitivi di argilla refrattaria è ampiamente utilizzato nei forni a induzione per la fusione dell'alluminio. Questo calcestruzzo ha un'elevata resistenza al calore ed è resistente all'azione riducente dell'alluminio fuso grazie al fatto che i grani di argilla refrattaria in questo calcestruzzo sono ricoperti da un guscio di pietra cementizia magnesite.

I calcestruzzi refrattari sono miscele di aggregati refrattari e cementi che, una volta induriti, si trasformano in un materiale simile alla pietra in grado di mantenere determinate proprietà meccaniche in caso di esposizione prolungata ad alte temperature. Recentemente, l'industria dei refrattari ha prodotto prodotti refrattari non combustibili in quantità crescenti. Possono essere considerati calcestruzzo resistente al fuoco in quanto, per analogia con il calcestruzzo ordinario, sono costituiti da un riempitivo resistente al fuoco, inerte alle temperature ordinarie, e da un legante di origine minerale o organica.

Il calcestruzzo refrattario differisce dal calcestruzzo ordinario, in primo luogo, per la sua resistenza al fuoco e resistenza sufficiente in condizioni di servizio ad alte temperature; in secondo luogo, acquisiscono le loro proprietà operative durante il funzionamento se esposti a temperature elevate. I refrattari di questo tipo sono ampiamente utilizzati perché la loro tecnologia di produzione non richiede lavorazioni complesse e costose processo tecnologico- licenziare.

Il calcestruzzo refrattario viene prodotto sotto forma di grandi blocchi o strutture di rivestimento monolitiche, che consentono di industrializzare la costruzione e la riparazione di forni industriali.

Il calcestruzzo refrattario presenta alcuni vantaggi rispetto ai prodotti refrattari cotti:

1) non ci sono giunture nel rivestimento monolitico di cemento e, nel caso di utilizzo di blocchi di cemento di grandi dimensioni, il numero di giunture è significativamente ridotto;

2) la cottura dei prodotti refrattari tradizionali, di regola, avviene in un ambiente ossidante e la composizione di fase dei prodotti cotti è caratterizzata di conseguenza dalle forme di ossido di alcuni componenti. Questi materiali refrattari servono nella maggior parte dei casi in un ambiente riducente a temperature alle quali le forme di ossido diventano instabili. Pertanto, nei prodotti cotti di qualsiasi tipo in condizioni di servizio, si verificano cambiamenti nella composizione delle fasi, spesso accompagnati da una variazione del volume dei minerali, che porta ad una perdita di resistenza dei prodotti. Nel calcestruzzo refrattario il cambiamento di composizione di fase avviene solo nel riempitivo inerte;

3) durante la fabbricazione di prodotti cotti, la cristallizzazione dei minerali avviene dalla fase liquida formata ad alte temperature. In condizioni di servizio si osserva processo inverso- dissoluzione di questi minerali nella fase liquida. Poiché i volumi specifici della sostanza allo stato liquido e allo stato solido sono diversi (il volume della fusione delle sostanze ossido è circa il 10% maggiore del volume della sostanza solida), la cristallizzazione dei minerali è accompagnata da porosità submicroscopica, che provoca un aumento energia gratis refrattario e, di conseguenza, una sua maggiore reattività.

Questo fenomeno è assente nel calcestruzzo refrattario.

I calcestruzzi refrattari sono sempre più resistenti al calore e meno termicamente conduttivi dei loro corrispondenti Composizione chimica prodotti cotti. Allo stesso tempo, il calcestruzzo refrattario è sempre meno resistente, soprattutto all'abrasione.

Il calcestruzzo refrattario deve: indurire abbastanza rapidamente a temperature normali; perdere gradualmente resistenza quando riscaldato alle temperature di decomposizione dei prodotti indurenti, per poi aumentarla a temperature più elevate a seguito della sinterizzazione parziale; avere sufficiente stabilità termica e resistenza al fuoco; hanno un basso ritiro durante l'essiccazione e la cottura e una temperatura di deformazione sotto carico abbastanza elevata.

Pertanto, solo i primi due requisiti sono specifici del calcestruzzo. Il resto è comune a qualsiasi tipo di refrattario.

La tecnologia del calcestruzzo refrattario utilizza una terminologia leggermente diversa da quella utilizzata nel campo della ceramica refrattaria.

Le polveri refrattarie, suddivise in frazioni, utilizzate per la produzione del calcestruzzo refrattario, sono chiamate aggregati (grossolani, fini, sottili). Le polveri refrattarie contenenti tutte le frazioni necessarie alla produzione del calcestruzzo e dei leganti secchi sono chiamate miscele secche di calcestruzzo. Le miscele insieme ad acqua o leganti liquidi sono chiamate miscele di calcestruzzo. I calcestruzzi refrattari sono classificati in base alla tipologia dei prodotti da essi realizzati, al tipo di leganti e riempitivi inerti utilizzati nella loro produzione.

Tipologia di prodotto:

1. prodotti non combustibili;

2. blocchi di grandi dimensioni;

3. rivestimenti monolitici costituiti da masse stampate o stampate.

In base alla tipologia di leganti utilizzati si distinguono:

In base al tipo di riempitivo, i calcestruzzi refrattari si dividono in:

1. dinas (in realtà dinas, quarzo, ecc.);

4. corindone;

La varietà del calcestruzzo in termini di composizione aggregata è eccezionale.

Come riempitivo è possibile utilizzare qualsiasi materiale ignifugo e non restringente.

I riempitivi si ottengono frantumando e setacciando il materiale refrattario di partenza in frazioni. L'aggregato a grana fine viene prodotto in mulini a sfere e tubi. Le miscele di calcestruzzo vengono preparate in betoniere convenzionali.

IN strutture monolitiche il calcestruzzo viene messo in opera mediante vibratori inerziali, e i blocchi vengono formati su piattaforme vibranti.

A seconda della resistenza alla compressione finale, il calcestruzzo è suddiviso in gradi 100, 150, 200, 250, 300 e 400. La perdita di resistenza del calcestruzzo refrattario quando riscaldato a determinate temperature, causata dalla decomposizione del legante, è determinata dal rapporto dalla resistenza a trazione del calcestruzzo dopo il riscaldamento alla resistenza a trazione di questo calcestruzzo prima del riscaldamento. La maggiore perdita di resistenza del calcestruzzo si osserva a temperature comprese tra 900 e 1100°C. Al di sopra di questa temperatura i componenti in calcestruzzo si sinterizzano e la resistenza aumenta nuovamente (fig. 23).

Il processo di formazione della struttura del calcestruzzo refrattario può essere convenzionalmente considerato costituito da tre processi sequenziali interconnessi:

1) indurimento - processo che avviene a basse temperature (fino a 300°C);

2) rammollimento (o indurimento) - processi che avvengono a temperature medie (circa 300-1100°C);

3) sinterizzazione - un processo che avviene ad alte temperature (>1000 °C).

Riso. 23. Variazione della resistenza a compressione del calcestruzzo refrattario quando riscaldato in base al tipo di additivo macinato finemente

1- Cemento Portland con scoria granulata macinata; 2- idem, con argilla refrattaria; 3- idem, con quarzo macinato; 4- lo stesso, senza additivi; 5- lo stesso, con cromite

Uno studio congiunto di questi processi consente di selezionare composizioni leganti ottimali e determinare la tecnologia più razionale che garantisce elevate proprietà del calcestruzzo refrattario a temperature diverse in condizioni operative.

Il processo di indurimento del calcestruzzo è determinato dall'interazione chimica dei componenti, dalla ricristallizzazione dei composti chimici o dalla loro idratazione. Il primo e il secondo processo sono tipici dei leganti autoindurenti, il secondo dei leganti idraulici.

L'ammorbidimento della struttura del calcestruzzo con leganti idraulici nell'intervallo di temperature medie è associato principalmente alla disidratazione e alla decomposizione degli idrosilicati di calcio. Processi di decomposizione del legante si osservano anche nella maggior parte dei calcestruzzi realizzati con leganti indurenti all'aria (vetro liquido, magnesio, solfato, ecc.).

Recentemente si è diffuso molto il calcestruzzo legato con fosfato. Ciò si spiega con il fatto che hanno una resistenza piuttosto elevata a temperature di 400-1000°C, cioè nell'intervallo di temperature in cui la resistenza del calcestruzzo convenzionale è bassa.

Leganti per calcestruzzo refrattario. Attualmente sono noti numerosi leganti a base di acido ortofosforico (H3PO4): fosfato di alluminio (a.f.e.), fosfato di magnesio, calcio, cromo, ferro, zirconio.

TABELLA 28. COMPOSIZIONE E PROPRIETÀ DEL CALCESTRUZZO REFRATTARIO

Aggregato	Additivo macinato finemente		Resistenza al fuoco, °C	Temperatura di deformazione sotto carico 2 kgf/cm1 (0,02 kN/cm2)	Limite della temperatura di servizio per il riscaldamento su un solo lato, *C
Compressione del 4%.	distruzione
Calcestruzzo altamente refrattario
Argilla refrattaria ad alto contenuto di allumina	Assente	Cemento ad alto contenuto di allumina
Rottura del mattone di magnesite-cromite		Cemento periclasio
	Cromite e magnesite	Cemento Portland I >1770
Corindone o argilla refrattaria ad alto contenuto di allumina	Allumina idrata
Calcestruzzo refrattario
	Assente	Cemento alluminoso
Cromite I Cromite	Vetro liquido 1700
Rottura del mattone di magnesite	Rottura del mattone di magnesite
Calcestruzzo refrattario
Argilla refrattaria di classe ShB	Argilla refrattaria di classe ShB	cemento Portland
		Vetro liquido con additivi

I leganti più utilizzati nella produzione di calcestruzzo refrattario sono l'alluminofosfato e il fosfato di magnesio.

I leganti alluminofosfati sono soluzioni colloidali di alluminofosfati ottenute dall'interazione dell'allumina idrato con diluito acido fosforico. Vengono utilizzati tre tipi di leganti alluminofosfati a seconda del grado di sostituzione dell'idrogeno da parte dei cationi:

1.Soluzione di alluminofosfato sodio-sostituito Al(H2PO4)3. È preparato da una miscela di 14% di idrato di allumina Al (OH)3 (un prodotto intermedio per la produzione di gradi di allumina GO e ΓΟΟ) e 86% di acido ortofosforico tecnico al 60%. La densità della soluzione è 1,54-1,55 g/cm3.

2. Una soluzione di alluminofosfato disostituito Al(HPO4)3 viene preparata da una miscela di 21% di idrato di allumina e 79% di acido ortofosforico tecnico al 50%. La densità della soluzione è 1,49-1,51" g/cm3.

3. Una soluzione di alluminofosfato trisostituito Al3(PO4)3 viene preparata da una miscela di 22% di idrato di allumina e 78% di acido ortofosforico tecnico al 50%.

Queste soluzioni vengono preparate nel sito di produzione del calcestruzzo refrattario. Per fare questo, l'idrato di allumina tecnica viene macinato in mulini a sfere per ottenere particelle di dimensioni inferiori a 60 micron e versato in un reattore resistente agli acidi con acido ortofosforico diluito, agitando continuamente. La soluzione può essere conservata fino a due mesi.

I leganti del fosfato di magnesio sono preparati in modo simile ai leganti dell'alluminofosfato.

Si consiglia di utilizzare come riempitivo solo materiali altamente refrattari: corindone, corindone frantumato e refrattari ad alto contenuto di allumina, cromite e magnesite di cromo. La composizione dei grani del riempitivo viene selezionata in base a Requisiti generali tecnologie del calcestruzzo e dei refrattari (Tabella 28).

Riso. 24. Rivestimento delle pareti di un aerotermo d'altoforno realizzato in blocchi di grandi dimensioni

1- calcestruzzo resistente al calore; 2- muratura ignifuga

L'ambito di applicazione del calcestruzzo refrattario è piuttosto ampio. Ad esempio, il cemento Portland può essere utilizzato per installare pareti e volte nelle zone di riscaldamento e raffreddamento dei forni a tunnel per la produzione di ceramica, nei forni a combustione senza fiamma delle raffinerie di petrolio e nei forni delle caldaie a vapore. I calcestruzzi a base di allumina e cemento ad alto contenuto di allumina con argilla refrattaria vengono utilizzati per isolare i refrigeratori sui tetti dei forni per la fusione dell'acciaio; i calcestruzzi a base di cemento periclasio vengono utilizzati nelle singole unità dei forni a focolare aperto. Il calcestruzzo refrattario con leganti fosfatici viene utilizzato come rivestimento per riscaldatori d'aria negli altiforni (Fig. 24), pareti anteriori di canali verticali di forni a focolare aperto, forni a induzione per la fusione di argento, zinco, rame e leghe di alluminio eccetera.

Il calcestruzzo resistente al calore viene utilizzato per la costruzione di stufe, caminetti e camini. Questo tipo il calcestruzzo viene utilizzato sia nell'edilizia residenziale che industriale. Affinché il materiale possa svolgere la sua funzione al livello adeguato e garantire sicurezza e protezione, è necessario il rigoroso rispetto di tutti i requisiti tecnologici durante la sua fabbricazione. Il materiale può essere cellulare, leggero o denso. Questo fattore dipende dall'area di applicazione e dallo scopo. Tale calcestruzzo può fungere da isolamento termico affidabile.

Per preparare il calcestruzzo refrattario, è necessario aggiungere alla composizione vetro liquido, amianto, bario o cemento di allumina.

Lavorare con il calcestruzzo resistente al calore è simile a lavorare con l'ordinario materiale concreto, che consente di ridurre i costi per lavori di costruzione. puoi realizzare con successo questo materiale con le tue mani. È resistente alle variazioni di temperatura e non perde le sue proprietà se riscaldato, e lo è anche L'opzione migliore per la realizzazione di strutture specializzate di varia natura.

Scelta del calcestruzzo resistente al calore

Per realizzare calcestruzzo ignifugo con le tue mani, dovrai aggiungere alla composizione vetro liquido, amianto, bario o cemento di allumina.

Caratteristiche del calcestruzzo resistente al calore.

Questi additivi rendono il calcestruzzo adatto all'uso in aree ad alte temperature. Il materiale ordinario comprende elementi che subiscono un processo di disidratazione e disidratazione durante il processo di riscaldamento. La struttura crolla molto rapidamente durante un test di questo tipo e il processo di restauro non è possibile. Per evitare tali situazioni, viene utilizzato calcestruzzo resistente al calore. Esaminando in dettaglio la miscela di calcestruzzo resistente al calore, è possibile identificare un alto contenuto di varie impurità. Ognuno di essi svolge il suo ruolo, aumenta la resistenza legando materiali a temperature elevate. Per realizzare calcestruzzo resistente al calore con le proprie mani, è necessaria la presenza di leganti nella base del materiale.

Per questi scopi puoi utilizzare:

• Cemento di scorie di Portland;
• Cemento Portland;
• cemento ad alto contenuto di allumina;
• cemento alluminoso;
• cemento periclasio;
• vetro liquido.

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Selezione della composizione per calcestruzzo resistente al calore

Varie impurità finemente macinate vengono solitamente aggiunte al cemento Portland e al vetro liquido. Calcestruzzo resistente al calore può essere regolare o leggero, a seconda degli indicatori di peso volumetrico. Un materiale è considerato leggero se il suo peso volumetrico (allo stato essiccato) non supera i 1500 kg/m³.

Per miscelazioni resistenti al calore miscela di cemento Il solfato di magnesio (soluzione acquosa) viene utilizzato sul cemento periclasio. Affinché il calcestruzzo resistente al calore con una miscela di vetro liquido si indurisca, è necessario introdurre nella miscela silicofluoruro di sodio, scorie granulate di altoforno o fanghi di nefelina. Questi additivi vengono introdotti nel calcestruzzo a temperatura normale.

Gli additivi fini possono essere materiali finemente macinati o polverosi come:

• mattone di magnesite rotto;
• mattoni refrattari rotti;
• argilla refrattaria in pezzi;
• pomice;
• Cemyanka;
• minerale di cromite;
• ceneri volanti;
• andesite;
• terriccio loess;
• scorie granulate d'altoforno.

Adatto per miscele leggere resistenti al calore:

• mattone di diatomee rotto;
• mattoni refrattari rotti;
• Cemyanka;
• ceneri volanti;
• argilla espansa

Gli aggregati piccoli (0,15-5 mm) e grandi (5-25 mm) possono essere materiali frantumati, come: mattoni rotti di magnesite e magnesite-cromite, mattoni rotti ad alto contenuto di allumina e argilla refrattaria, mattoni rotti di argilla, semiacidi o talcati, scorie di scarto di allumina di titanio e di altoforno.

Questi includono anche dunite, balsato, diabase, andesite, tufo Artik e chamotte grumosa. Per il calcestruzzo leggero e refrattario è preferibile utilizzare come additivi vermiculite, argilla espansa o perlite espansa. Il tipo di legante, la temperatura e le condizioni di servizio del calcestruzzo determinano la scelta degli additivi e degli aggregati finemente macinati. L'uso del calcestruzzo refrattario riduce il costo del lavoro, i costi della manodopera e riduce i tempi di costruzione.

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Preparazione passo passo del calcestruzzo resistente al calore con le proprie mani

Per questo processo è necessario disporre di strumenti e materiali:

• betoniera;
• carriola;
• Maestro OK;
• pala;
• spray;
• tubo flessibile o altra fornitura d'acqua;
• cassaforma;
• foglio di plastica;
• sabbia;
• cemento refrattario;
• ghiaia;
• calce spenta.

La betoniera o la carriola devono essere posizionate nelle immediate vicinanze della fornitura d'acqua. Sarà necessaria acqua da aggiungere alla composizione, lavare gli strumenti e il sito. I materiali devono essere miscelati in proporzione 3:2:2:0,5, ad esempio: 3 parti di ghiaia con 2 parti di sabbia e 2 parti di cemento refrattario con 0,5 parti di calce spenta. Il volume della composizione resistente al calore non dovrebbe influenzare questi parametri e il rapporto tra i materiali dovrebbe rimanere invariato; Ghiaia e sabbia vengono poste in una betoniera, si aggiungono cemento resistente al fuoco e calce spenta e, utilizzando una pala, si mescolano accuratamente tutti gli ingredienti in modo che i componenti siano distribuiti uniformemente. Quindi si aggiunge acqua alla miscela e si mescola nuovamente. Si aggiunge acqua fino a quando l'impasto raggiunge la consistenza richiesta (spessore di lavoro). Per verificare, prova a creare un grumo dalla miscela risultante. Se c'è abbastanza acqua, il pezzo non si sfalderà e non si diffonderà tra le mani.

Dati malta cementizia viene compilata una cassaforma o un modulo speciale. Questa lavorazione viene eseguita utilizzando una pala, l'eccesso viene rimosso con una spatola, dopodiché la superficie viene livellata. Il processo di indurimento del materiale è accompagnato da una maggiore perdita di umidità. Spruzzare periodicamente la superficie con acqua, questo eviterà che si rompa. Il cemento bagnato può essere coperto con pellicola trasparente per un paio di giorni. Trascorso questo periodo, la pellicola dovrà essere rimossa e il calcestruzzo lasciato asciugare. Prima di rimuovere la cassaforma, il calcestruzzo deve asciugare per almeno 2 giorni. Successivamente, il calcestruzzo resiste e acquisisce forza entro 3 settimane. Trascorso questo periodo la superficie potrà essere utilizzata.