Ruvzdorný cement z vysocehlinitých surovin: složení, jakost a použití materiálu

Konvenční cement se může při zvyšování teploty měnit a ničit. Vzhledem k tomu, že se tento materiál nejčastěji používá ve stavebnictví, je třeba najít jeho modifikace odolné vůči ohni.

V mnoha situacích je nutné použít žáruvzdorný cement, který vydrží dlouhodobé tepelné zatížení až do 3000 ℃ bez destrukce. Zvláštní požární odolnost je dána složením a technologií výroby. Materiál je určen pro použití v bytové i průmyslové výstavbě, žáruvzdorné cementy se používají při stavbě pecí, kde při správné přípravě směsi vykazují dobré vlastnosti.

Struktura

Všechny cementy jsou minerální směsi na bázi vápence, jílu a sádry. Může se zdát, že tyto suroviny jsou známé svými nehořlavými vlastnostmi.

Vápenec a sádrovec skutečně dobře odolávají teplu, zatímco tepelná odolnost jílu závisí do značné míry na jeho povaze.

Existuje 5 druhů cementových směsí, z nichž v běžné praxi se nejčastěji používá portlandský cement s maximální tepelnou odolností až 600 ℃.

Zahřátí na 250 ℃ již vyvolává vznik prvních trhlin, kterými se může šířit kouř a oheň. Při vyšších teplotách se portlandský cement začíná zhoršovat, což je v případě požáru plné vážných následků.

Tabulka. Obsah oxidů ve vysokooxidových kompozicích

Oxid vápenatý CaO

Oxid křemíku SiO₂

Oxid hořečnatý MgO

Oxid titaničitý TiO₂

Žáruvzdorný cement vyrobený ze speciálních druhů jílu s převahou hlinitých a vysoce hlinitých surovin úspěšně odolává poměrně dlouhodobému ohřevu až do 1480 ℃, speciální druhy – až do 1750 ℃. Zvýšená tepelná odolnost je způsobena vysokými koncentracemi oxidu hlinitého, které se pohybují od 55 % do maximálního obsahu 70 %.

Hodnota

Žáruvzdorné cementové třídy mají následující výhody:

• schopnost odolávat účinkům otevřeného ohně;
• odolnost vůči krátkodobému ohřevu nad 3000 ℃;
• vysoká mechanická pevnost;
• zvýšená přilnavost ve srovnání se všemi ostatními typy směsí;
• vysoká rychlost úplného ztuhnutí hmoty;
• setrvačnost ve vztahu k agresivnímu vlivu vnějšího prostředí.

Žáruvzdorný cement se jemně rozemele, načež se homogenní prášek proseje sítem č. 008, čímž se získá 90 % materiálu. Frakce s většími zrny nepřesahuje 10 %. Cementová směs s normálním obsahem oxidu hlinitého je zbarvena do šeda nebo světle hněda; se zvýšenou koncentrací žáruvzdorné složky – do bílé nebo světle ocelové barvy. Hustota žáruvzdorného prášku je různá: jeho minimální hodnota je 2,8 g/cm², maximální je 2 g/cm².

Produkt se zlepšenými vlastnostmi proti ohni se připravuje standardní technologií s použitím obvyklého množství písku a vody. V tomto případě trvá vytvrzení portlandského cementu 1 až 3 dny, zatímco žáruvzdorné druhy zcela vytvrdnou za 10 hodin, a to i ve vlhkém prostředí.

Mezi negativní aspekty charakterizující žáruvzdorný cement patří zvýšená cena ve srovnání s jinými druhy, což je zcela pochopitelné. Někteří autoři hovoří o škodlivém vlivu alkálií na žáruvzdorný materiál. Koncentrované alkálie mohou za určitých podmínek reagovat s určitou částí žáruvzdorné suroviny, ale v praxi k alkalickým účinkům tohoto druhu nemůže dojít za žádných okolností.

Návod k použití

Žáruvzdorné typy cementu lze použít pro všechny stavební práce. S ohledem na ekonomické aspekty se nejčastěji používají v situacích, kdy je konstrukce neustále vystavena vysokému teplu. Poptávka po žáruvzdorných cementových výrobcích vzniká v průmyslu i v soukromém sektoru.

Hlavní oblasti použití žáruvzdorného cementu s vysokým obsahem oxidu hlinitého jsou následující:

• obložení vytápěných prostor v topných systémech a jednotkách;
• výroba žáruvzdorných konstrukcí ze železobetonu;
• výroba ohnivzdorných panelů, cihel, tvárnic, malt;
• příprava adhezivních směsí pro ropné a chemické instalace;
• výroba pecí pro tavení sklářských výrobků;
• výroba konstrukcí v tepelné energetice;
• stavba komínů, domácích kamen, krbů.

Žáruvzdorné druhy cementu jsou žádané v těžebním a hutním průmyslu, stejně jako při stavbě tunelů a substrátů pro výkonná tepelná zařízení v jakékoli oblasti.

Žáruvzdorné cementové druhy

Tepelně odolné druhy cementu se vyrábějí s přídavkem oxidu hlinitého, přesně v souladu s GOST. Hlavním ukazatelem pro jejich rozdělení do jakostí je obsah oxidu hlinitého.

Zkratka GC označuje produkty s koncentrací oxidu hlinitého nejméně 35 %.

Značky s vyšším hmotnostním podílem oxidu jsou označeny kombinací písmen VGC.

Produkty VGC I obsahují následující koncentrace oxidů: hliník minimálně 60 %; vápník – 32 %; křemík – 3 %; železo, hořčík, síra – od 1 % do 2 %.

Produkty VGC II obsahují nejméně 70 % oxidu hlinitého, o něco méně oxidů vápníku a křemíku než předchozí značka a zbytek ve stejném množství.

V cementu VGC III je oxid hlinitý zastoupen nejméně 80 %, oxidy vápníku a křemíku 18 %, respektive 0 % a zbytek je stejné množství.

Všechny značky produktů s označením VGC obsahují stopové množství oxidu titaničitého.

V označení jsou vedle písmen uvedena čísla, která označují mez pevnosti při tlakovém zatížení výrobku po 3 dnech vytvrzování. Například cement GC 40 odolává zatížení nejméně 40 MPa.

Tabulka. Technické parametry žáruvzdorných cementů

Kupující si vybírají značku na základě skutečného tepelného a mechanického zatížení, při kterém bude cement použit. Trh se stavebními materiály nabízí značky renomovaných tuzemských výrobců žáruvzdorných materiálů, které používají hlinitý slínek z centrální, volžské části země a Sibiře. V prodeji jsou kvalitní žáruvzdorné směsi od zahraničních výrobců: Polska, Francie, Turecka a Finska. Dovážený materiál je kompletně balen, tuzemské výrobky lze balit na žádost zákazníků.

Jak pracovat

Cementové výrobky s vysokou tepelnou odolností jsou dražší než běžné a při práci s nimi je nutné opatrné zacházení.

Zanedbávání pravidel, chyby v práci mohou vést k bezohledné ztrátě finančních prostředků, získání nespolehlivého materiálu a zhoršení možností využití struktury jako celku.

Materiál dobře přilne k vyčištěnému povrchu, takže byste neměli šetřit časem a úsilím na provedení přípravných prací.

Před nanesením hmoty je třeba pracovní plochu důkladně vyčistit, prach smete nebo vysajte, saze očistit, jejich místo obrousit a mastné skvrny odstranit rozpouštědly.

Cementový prášek se ředí v přísném souladu s pokyny. Nejběžnější poměr pro cementovou směs je: 1 díl cementu : 3 díly písku. V závislosti na technologii však lze do roztoku přidat i jiné materiály (drcený kámen, šamot, vápno). Pokud se poměry složek změní, výsledek nemusí splňovat očekávání a sliby. V závislosti na hmotnosti roztoku jej lze míchat běžnou zednickou lžící nebo betonovými míchačkami.

Při správné volbě žáruvzdorného cementu, odpovídajícího provoznímu režimu konstrukce, bude materiál odolný a spolehlivý po celá desetiletí.

Při stavbě a vylepšování svého domu se majitel často snaží vytvořit v něm zvláštní komfortní zónu. Soukromý dům, chata, letní dům nebo jiná individuální budova se dokonale hodí k dekoraci krby a originálními kamny. Hodí se i samostatná grilovací zóna pro zábavnou společnost. Abyste však postavili bezpečnou konstrukci, která vydrží mnoho let, je třeba vybrat speciální vysoce kvalitní materiály. Patří mezi ně nehořlavý cement.

Specifikace výkonu

Pozitivní vlastnosti žáruvzdorné směsi jsou následující.

1. Má zvláštní odolnost vůči vysokým teplotám – odolá otevřenému ohni a žáru od 2000 do 3500 stupňů Celsia.
2. Velmi silný. Čím více cementu je v připraveném roztoku, tím pevnější bude směs. Odpověď spočívá v keramických vazbách, které se tvoří při zahřátí.
3. Rychle tvrdne. Výsledný produkt lze použít již po 20 hodinách, což je mezi ostatními stavebními úpravami rekord.
4. Žáruvzdorný cement není horší než běžný cement ani viskozitou, ani přilnavostí.
5. Pro popsaný typ nejsou nebezpečné ani koroze, ani rychlý rozklad. Odolnost vůči korozi dodává cementu hlinitan vápenatý.
6. Protože ve složení není vlhkost, má tepelně odolný cement výrazné nevodivé vlastnosti.
7. Směs se velmi snadno připravuje: stačí smíchat obyčejnou vodu, jednoduchý písek a tepelně odolné pojivo.
8. Speciální lepicí granule obsažené v materiálu zajišťují spolehlivou a stabilní přilnavost zdiva, blokují dutiny a tím zabraňují úniku vzduchu. Kamna a krby vyrobené z popsaného materiálu nekouří.

Pokud se plánuje výstavba konstrukce schopné odolat teplotám až 1600 stupňů Celsia, musí se do směsi přidat aluminotermické strusky (například hlinitany vápenaté s koncentrací vyšší než 75 %).

Zvláštní pozornost by se ale měla věnovat i mínusům. Není jich však tolik.

1. Za určitých podmínek může materiál vydávat zápach, který je pro uživatele nepříjemný.
2. Cena žáruvzdorné směsi je výrazně vyšší než cena běžného cementu, takže při nákupu velkého množství materiálu je to poměrně znatelná nevýhoda.

Typické složení pro výrobu 1 krychlový metr žáruvzdorného betonu: 300 kg hlinitého cementu, 1200 kg šamotové nebo chromitové drcené kamenivo, 750 kg šamotové nebo chromitové pískové směsi, 160-170 litrů vody.

Označení a složení

Žáruvzdorné složení se liší podle třídy: od 100 do 600. Čísla udávají pevnost při kompresním poměru 100 až 600 barů.

Další rozdělení je podle tříd: od 30 do 60, v závislosti na kompresi.

Rozdíl mezi jakostními stupni a třídami spočívá ve výpočtu pevnosti, která se odvozuje od 95% spolehlivosti (ze 100 vzorků musí 95 nutně odpovídat dané třídě).

Označení od 40 do 60 se používá pro hlinité směsi, které jsou oblíbené ve stavebnictví, palivovém a energetickém průmyslu. Nejoblíbenější je GC-40. Je vyroben podle GOST 969-91 a skládá se z vápna (nebo horniny s velkým podílem černé zeminy ve složení) a vápence. Neztrácí své vlastnosti ani při teplotě 1700 stupňů. GC-50 a 60 mají ještě vyšší pevnost, ale během provozu se uvolňuje nepříjemný zápach.

GC-70, 75, VGC-I-35, VGC-75-05 se vyznačují zvýšenými parametry ohnivzdornosti díky zlepšené kvalitě směsi (jedná se o cement s vysokým obsahem oxidu hlinitého) a také absencí nepříjemného zápachu.

GC a VGC se vyrábějí tavením a v kombinaci s chromitovou rudou nebo magnezitem se podílejí na tvorbě hydraulicky vytvrzujících roztoků.

Rozdíl od jiných druhů cementu

Hlavní rozdíl spočívá v tepelné odolnosti. Ani dlouhodobé vystavení vysokým teplotám neovlivňuje stabilitu budovy, na rozdíl od tradičních typů cementu – struskové malty nebo portlandského cementu. Začínají se deformovat již při 250 stupních, v důsledku čehož se ve stěnách konstrukcí objevují praskliny.

Žáruvzdorný cement může obsahovat:

• sloučeniny alkalických kovů (5–20 % celkového objemu);
• granulované strusky (od 50 do 90 % objemu směsi);
• přísady, které zajišťují odolnost vůči vysokým teplotám (5-40 %).

Příprava pro použití žáruvzdorných směsí je stejná jako pro použití běžného cementu. Povrch očistěte od sazí pomocí vlhkého hadříku nebo vysavače a poté odstraňte olejové skvrny a mastnotu (pomocí speciálního rozpouštědla). Roztok se připravuje přesně podle pokynů výrobce, nejlépe pomocí míchačky na beton. Cihly se pokládají standardním způsobem, s pečlivým vyplněním spár maltou. Nesmí se tvořit vzduchové kapsy!

Jak hodnotíte vlastnosti žáruvzdorného cementu?
Jednoznačně
Negativně

Rozsah použití

1. Pro stavbu moderních krbů a kamen, pro pokládku komínů a instalaci větrání.
2. Při výrobě obkladových prvků jako spojovací prvek.
3. Ve sklářském průmyslu.
4. Pro výrobu obzvláště silných pecí (pro výrobní úkoly v železné a neželezné metalurgii).
5. Pro stavbu konstrukcí, které jsou nezbytné pro výrobu fosforu, amoniaku a alkoholu.
6. Při přípravě roztoku pro nátěr domácích kamen.
7. Pro výrobu stavebních bloků, ohnivzdorných cihel, železobetonových prefabrikovaných konstrukcí se zvýšenou požární odolností (výstavba dolů, základy strojů, podzemní stavby).
8. Pro renovaci tavicího zařízení nebo jiného topného tělesa pracujícího při teplotách až 1600 stupňů Celsia (hořáky, sklářské pece).
9. Pro organizaci monolitické obklady během restaurování kamen nebo krbu.
10. Jako součást při tvorbě lepidel a roztoků v chemickém, stavebním a ropném průmyslu.
11. Z nehořlavého cementu vyrábějí základ pro parapety, překlady a podlahy.

Pro stavební práce v chladných měsících neexistuje lepší pojivový materiál než tepelně odolný cement. Díky výslednému roztoku lze zabránit smršťování při teplotách pod bodem mrazu (až do -10 stupňů).

Cena produktů různých značek

Cena žáruvzdorného cementu se liší v závislosti na ročním období: v létě se zvyšuje, protože v této době se provádí většina stavebních prací, a v zimě klesá. Materiál si můžete koupit ve velkém nebo v pytlích, maloobchodně i velkoobchodně, v jakémkoli železářství.

Přibližné ceny jsou následující:

• 50 kg cementu GC-40 (Ukrajina) stojí 1300-1400 rublů;
• 50 kg polského GORKAL 40 – 1400-1500 rublů;
• Turecký ISIDAS 40 – 625-640 rublů za 25 kg;
• LAKKA TULENKESTAVA z Finska – 1300 rublů za 25 kg;
• domácí VGC-50 – 1800 rublů za 20 kg.

Před nákupem věnujte pozornost přítomnosti certifikátu shody výrobku a značky. Tepelně odolný, specializovaný materiál nemůže stát méně než obvykle.

Tepelně odolné směsi již dlouho zaujímají své místo v žebříčku nejoblíbenějších stavebních materiálů. Zvýšená pevnost, rychlé vytvrzování, tepelná odolnost, dostupnost – to vše činí žáruvzdorný cement nepostradatelným při stavbě hutních zařízení, obranného komplexu a chemických závodů.