Специальные бетоны. Часть 3

Легкие жаростойкие бетоны эксплуатируются при температурах до 1200 ºС, их средняя плотность составляет менее 2100 кг/м³ за счет использования в качестве заполнителей пористых щебня или гравия: керамзита, вулканического туфа, вспученного перлита, вспученного вермикулита, боя легковесных огнеупоров. При их использовании удается сократить теплопотери в окружающую среду, так как теплопроводность легких бетонов в 1,5 - 2,0 раза меньше, чем у тяжелых.

Ячеистые жаростойкие бетоны отличаются еще меньшей теплопроводностью, их средняя плотность 500-1200 кг/м³. Разработан состав особо легкого бетона, вяжущим веществом в котором служит портландцемент, тонкомолотая силикат-глыба и легкие пористые заполнители. Этот бетон эксплуатируется при температурах до 1000 ºС. Его теплопроводность при 20 ºС составляет 0,09 Вт/(м o К), I при 600 ºС - 0,2 Вт/(м * К), средняя плотность - 300 кг/м³, что позволяет существенно уменьшить толщину конструкций и облицовок по сравнению с тяжелыми и даже с легкими жароупорными бетонами.

Одним из наиболее перспективных компонентов жаростойких бетонов является алюмохромовый тонкодисперсный порошок, имеющий высокую огнеупорность (до 2000 ºС), исследования НИИ керамзита показали, что его целесообразно добавлять к смешанным вяжущим веществам на портландцементе и глиноземистом цементе. Получены жаростойкие бетоны, сохраняющие прочность и другие необходимые свойства в заданных пределах при температурах эксплуатации 2000 - 2500 ºС. Их изготовляют на основе цирконийсодержащих вяжущих веществ с использованием тугоплавких и огнеупорных заполнителей.

Жаростойкие бетоны в виде сборных изделий и в монолите применяют в энергетической, химической, нефтеперерабатывающей, металлургической промышленностях, в производстве строительных материалов (печи, сушилки). Они дешевле фасонных огнеупорных изделий, их можно использовать взамен полукислых, шамотных и других огнеупорных материалов.

Кислотоупорный бетон - разновидность ИСК, применяется для изготовления конструкций и в качестве защитных слоев по железобетону, кирпичу и металлу от кислот. В качестве вяжущего вещества для кислотоупорного бетона применяют специальный (кислотоупорный) цемент на основе жидкого стекла. Кислотоупорный цемент состоит из смеси тонкомолотого наполнителя (кварцевого песка, андезитовой, диабазовой или базальтовой муки) с инициатором твердения - кремнефтористым натрием. Эта смесь затворяется водным раствором силиката натрия или калия (жидким стеклом). Заполнители также должны быть кислотостойкими, Таковыми являются кварцевый песок и щебень из андезита, бештаунита, кварцита, диабаза, базальта, кислотостойкой керамики.

Примерный состав кислотоупорного бетона в процентах по массе: жидкое стекло - 9-11; кремнефтористый натрий - 1,3 - 2,0; тонкомолотые наполнители - 12-16; кварцевый песок - 24 - 26; кислотостойкий щебень - 48 - 50. Предел прочности при сжатии горных пород, из которых получают щебень и песок, должен быть не ниже 60 МПа. Запрещается применение заполнителей из карбонатных пород (известняков, доломитов и др.), в заполнителях не должно быть металлических включений. Отдозированные материалы перемешивают (загружая их в смеситель в определенной последовательности) до однородного состояния. Полученные смеси применяют для устройства защитных слоев либо прессуют из них штучные изделия: трубы, детали резервуаров, химическую аппаратуру. Жизнеспособность бетонной смеси - не более 50 мин при температуре 20 ºС, с повышением температуры она уменьшается; транспортирование, укладку и уплотнение бетонной смеси подлежит вести непрерывно при температуре не ниже 10ºС. Бетонную смесь на жидком стекле после укладки уплотняют вибрированием. Ее твердение продолжается не менее 10 суток на воздухе при температуре не ниже 15 ºС и относительной влажности воздуха не выше 70 %. После отвердевания рекомендуется поверхность бетона смочить 25 -40 % раствором серной или соляной кислоты для повышения химической стойкости. Кислотоупорный бетон (раствор) выдерживает действие концентрированных кислот, но вода, слабые кислоты и щелочи разрушают его.

Разновидностью кислотоупорного бетона является кислотоводостойкий бетон, в котором повышено содержание жидкого стекла (18 - 20% натриевого или 15% калиевого жидкого стекла).

Кислотонепроницаемость этих бетонов обеспечивается введением в состав бетона полимерных добавок в количестве 3 - 5 % от массы жидкого стекла: фуранового спирта, фурфурола, ацетоноформальдегидной смолы и др. Водостойкость повышают введением полимерных добавок в количестве до 10-12% от массы от жидкого стекла: карбамидной смолы, кремнийорганических гидрофобизирующих жидкостей ГКЖ-10 или ГКЖ-11, эмульсии парафина и др.