Существует некая иерархия среди архитектурных материалов. Древесина и гранит — самые популярные, стекло и алюминий — самые модные, а вот бетон — самый непривлекательный. Основная его тенденция для домашней конструкции заключается в том, что он один из самых прочных строительных материалов. А жаропрочный бетон является безопасным выбором для дома.
Общее описание
В большинстве случаев даже обычный бетон не требует дополнительной противопожарной защиты из-за его стойкости к возгоранию. Этот негорючий материал имеет медленную скорость передачи тепла. Структурная целостность остается неизменной под воздействием пламени.
Огнезащитные свойства жаропрочного бетона довольно просто понять. Основные компоненты этого материала: цемент (известняк, глина и гипс) и агрегатные химические элементы, которые делают его по факту жаростойким. Материал также имеет медленный темп передачи тепла, а это значит, что бетонные стены в доме выступают в качестве некой пожарной защиты, укрывая смежные комнаты от пламени и поддерживая свою структурную целостность, несмотря на воздействие жара от огня.
Какие же именно свойства бетона делают его жаропрочным: это способность материала оставаться твердым под воздействием огня, пока все вокруг горит. Определение огнестойкости строительного материала учитывает скорость теплопередачи и горючести этого материала при переменных условиях, таких как:
- температура огня;
- вентиляция;
- источников топлива в здании.
В то время как бетонные стены обычно выдерживают до четырех часов экстремального давления огня, большинство деревянных стен упадут менее чем за час. Также важно заметить, что когда бетон горит, он не испускает токсические перегары, дым или жидкие частицы.
Стоит заметить, что не так часто можно встретить применение жаростойкого бетона при строительстве зданий. Как правило, этот материал необходим для постройки особых целей:
- аварийные зоны в закрытых конструкциях (туннельные аварийные выходы);
- общая улучшенная огнестойкость для инфраструктуры;
- огнезащитное сооружение для членов правительства.
Существует ряд некоторых особенностей при изготовлении этого жаростойкого материала. Они заключаются в следующем:
- достижение максимальной огнестойкости основано на составе используемых компонентов;
- сопротивление может быть значительно увеличено путем использования специальных элементов;
- использование специальных пластмассовых волокон (ПВ) значительно увеличивает сопротивление по отношению к огню;
- использование отобранного песка повышает стойкость цементной матрицы.
Основные свойства
У такого строительного материала имеется ряд отличительных свойств. Среди основных особенностей таких бетонов следует выделить:
- высокую огнеупорность;
- повышенные эксплуатационные свойства;
- прочность;
- отсутствие необходимости использования дорогостоящего процесса обжига при производстве.
В настоящее время огнеупорный бетон можно классифицировать по весу. Изготовить самостоятельно или заказать можно некоторые формы описываемого материала:
- особо тяжелая;
- легкая;
- ячеистая;
- тяжёлая.
Таким образом удается получить материал, который может выполнять конструкционную или теплоизоляционную функцию, что зависит от ингредиентного состава.
Поведение во время пожара
Капиллярная и интерстициальная вода начинает испаряться при температурах вокруг точки кипения воды (100 ºC). Цементная матрица начинает меняться при температуре около 700 ° C. Влияние заполнителей в основном зависит от их происхождения и начинается при температуре около 600 ° C.
Огнестойкость определена как способность структуры выполнить свои необходимые функции для определенной выдержки пожара и определенного периода (герметичности).
Огнестойкость относится к элементам здания, а не к самому материалу, но свойства материала влияют на производительность элемента, частью которого он является. В большинстве случаев температура огня быстро повышается в течение нескольких минут, что приводит к появлению взрывного споллинга, так как влага, присущая бетону, превращается в пар и расширяется.
Большинство бетонов содержат портландцемент или смешанный портландцемент, который начинает ухудшаться по отношению к температуре выше 300 °C и начинает терять структурные характеристики выше 600 °C. Конечно, глубина ослабленной бетонной стены может варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в зависимости от продолжительности пожара и пиковых температур. Цемент глинозема, используемый для того, чтобы защитить тугоплавкие подкладки, достигая температуры 1 ‘600 °C, является лучшим возможным материалом в пожаре и обеспечивает превосходную жаростойкость при температуре около 1’ 000 ° C.
Влияние огня на бетон в значительной степени зависит от типа используемого грубого заполнителя. Бетон, содержащий карбонатные заполнители (включая известняк и доломит) и легкие заполнители (естественно происходящие или изготовленные путем расширения сланца, глины или шлака) сохраняют большую часть своей прочности на сжатие до 700 ° C. Однако бетон, содержащий кремнистые заполнители, такие как гранит, кварцит, сланцы и другие материалы, состоящие в основном из кремнезема, сохраняет только около 55% их прочности на сжатие при 700 ° C.
Повреждение бетона, вызванное пожаром, может варьироваться от незначительных косметических пятен до более серьезных повреждений, таких как внешнее растрескивание, расслоение и споллинг, внутренний микрокрак и химические изменения. Наиболее важным фактором является выбор компонентов.
Дифференциальное термальное движение между затиром цемента и композитом может стать причиной повреждения. Кварцит наиболее подвержен повреждению огнем путем растрескивания. Известняк показывает лучшую огнестойкость, подвергаясь воздействию пожара низкой температуры.
Выбор заполнителя будет влиять на тепловые напряжения, которые наблюдаются при нагреве бетонной конструкции в значительной степени. Элементы карбонатного типа, такие как известняк, доломит или лимерок, как правило, лучше сохраняются под воздействием огня, поскольку они кальцинируют при нагревании, освобождая CO2. Этот процесс требует тепла, поэтому реакция поглощает некоторую экзотермическую энергию огня. Элементы, содержащие диоксид кремния, как правило, сохраняются хуже в огне. Волокна полимера или полипропилена могут значительно внести вклад в уменьшение растрескивания и таким образом улучшить огнестойкость бетона.
В условиях, когда риск обрушения конструкции недопустим, проектировщики изучают другие способы защиты бетона от воздействия пожара. Альтернативы варьируются от локального утолщения бетона, облицовки с использованием тепловых экранов, покрытых специальной краской, использования систем защитных досок до распыления легких растворов. Назначение этих пассивных систем противопожарной защиты зависит от типа здания, а также защищаемой формы.
Огнеупорный бетон своими руками
Состав жаростойкого бетона включает в себя базовые компоненты и некоторые добавки. Можно сделать свой собственный огнеупорный бетон с материалами, доступными в строительных магазинах. Если планируется построить блоки, то вам нужно иметь формы для блоков, приготовленные заранее. Огнеупорный цемент своими руками:
- Поместить лист фанеры в рабочую зону или тачку. Надо быть рядом со шлангом, чтобы воду можно было легко добавить в раствор или промыть инструменты.
Разделить материалы в соотношении 3:2:2:0.5 (3 части гравия, 2 части песка, 2 части тугоплавкого цемента и 0,5 части оводненной известки). Соблюдать это соотношение независимо от объема огнеупорного бетона, который будет изготавливаться.- Поместить гравий и песок в тачку или на фанеру.
- Добавить огнеупорный цемент и гидратированную известь поверх песка и гравия.
- Смешать все сухие ингредиенты с помощью лопаты. Мешать до тех пор, пока все компоненты не будут равномерно распределены, получив состав однородной консистенции. Сделать ямку в середине смеси для того, чтобы добавить воду.
- Добавить воду в смесь. Смешать сухие материалы и воду вместе, пока смесь не будет иметь никаких сухих комков. Не стоит добавлять слишком много воды, чтобы смесь не стала похожей на суп. Вода должна быть добавлена к смеси в количестве от 2 до 4 литров.
- Продолжать добавлять воду до тех пор, пока смесь не станет похожа на бетон. Если получается сделать из жмени бетона снежок, и он при этом не распадается, то все сделано правильно.
- Заполнить подготовленные формы бетоном при помощи лопаты.
В завершение поцесса лучше всего тщательно почистить и вымыть все оборудование и инструменты. Соскрести застывший огнеупорный материал со всех поверхностей, иначе на следующий день это станет крайне непростой задачей.
Особенности сушки
Когда жаростойкий бетон своими руками готов, необходимо дать ему высохнуть. Здесь тоже потребуется соблюдать ряд некоторых правил:
- Распылить края и поверхность бетона водой с пульверизатора. Это предотвратит слишком быструю потерю влаги, пока смесь застывает.
- Накрыть бетон влажным пластиковым листом на 48 часов.
- Удалить пластик через 48 часов. Дать высохнуть на воздухе в течение как минимум 48 часов, прежде чем пытаться удалить форму. Если на улице несолнечно или температура воздуха низкая, надо дать бетону просохнуть на протяжении трех недель, прежде чем использовать по назначению.
Применение жаростойкого материала
Применение жаростойкого, или огнеупорного, бетона включает в себя обустройство противопожарных зон, полномасштабные помещения или двухэтажные здания, пожарные, лестничные шкафы, используемые во время обучения, литейные полы, бытовые дымоходы, камины, печи и другие термостойкие изделия.
