Общие сведения жаростойких бетонов

В качестве замены дорогостоящих штучных огнеупорных материалов, особенно в интервале температур до 1000 °С и около 1000 °С, широко применяется специальная разновидность бетонов – жаростойкие бетоны.

Основным отличием от огнеупоров является способ приобретения им прочности (не преимущественно спекание, а твердение при нормальных температурах или в результате тепловой обработки за счет твердения вяжущего) и особенности структуры (сочетание цементного камня, мелкого и крупного заполнителя). Последнее отличает его и от огнеупорных бетонов, которые не содержат крупного заполнителя.

Так, цементный камень в бетонах на портландцементе разрушается при нагреве из-за дегидратации Ca(OH)2 и последующей гидратации оксида кальция, традиционные заполнители (гранитные, гранодиоритовые) разрушаются из-за полиморфных превращений кварца. В связи с этим, в середине и второй половине ХХ в. были сформулированы требования к жаростойким бетонам, сырью для их получения и разработана широкая номенклатура материалов.

Применение жаростойких бетонов взамен штучных огнеупорных изделий позволило ускорить работы по возведению и ремонту тепловых агрегатов, снизить трудозатраты. Бетоны, как правило, дешевле высококачественных огнеупоров, так как при производстве они не требуют высокотемпературного обжига.

Жидкостекольные бетоны, отличающиеся хорошей термической стойкостью, массово используются в футеровках вагонеток туннельных печей при производстве керамических стеновых материалов. Для высоких температур (до 1500–1600 °С и более) используются бетоны на высокоглиноземистом цементе и фосфатных связующих, разработанные позднее, в 1960-х гг.

Некоторые виды бетона – на фосфатных связующих, магнезиальном вяжущем и шлакощелочном вяжущем, хотя и применяются, но не вошли в ГОСТ 20910. Для таких бетонов используют технические условия. Помимо вида вяжущего, температура применения и другие важнейшие свойства бетона зависят от вида заполнителя: так, например, выделяют бетоны на доменном шлаке, керамзите, шамотном и корундовом заполнителе. Однако в связи с тем, что вяжущее является более дорогим компонентом, а также в связи с нецелесообразностью применения высокоогнеупорных заполнителей с вяжущими, обладающими низкой огнеупорностью, классификация по виду заполнителя носит как бы «подчиненный» характер.

Бетоны также классифицируют по назначению и плотности (тяжелые бетоны – конструкционные материалы, легкие жаростойкие бетоны – конструкционно-теплоизоляционные, легкие и ячеистые – теплоизоляционные), температуре применения (классы от И30 до И18), специальным свойствам (бетоны с повышенной термостойкостью, с повышенной абразивной стойкостью, несмачиваемые расплавами металлов, с повышенной коррозионной стойкостью и т. д.).