Мадаватростални бетони обични бетон имају сличне називе и изглед, и оба се углавном формирају изливањем или набијањем током изградње, имају фундаменталне разлике у системима материјала, физичким и хемијским својствима, услужном окружењу, функционалном позиционирању и логици инжењерске примене. Они припадају двема различитим техничким категоријама, наиме ватросталним материјалима и грађевинским материјалима за цивилну изградњу, и не могу се користити наизменично или заменити једно другом.
И. Састав материјала и механизам везивања
Ватростални бетон је типичан аморфни ватростални материјал, чије језгро лежи у „високој-температурној стабилности“ и „капацитету структуралног задржавања“. Његови агрегати су обично минералне сировине високе-тачке{3}}тачке{4} као што су бокситни клинкер са високим{4}}алуминијумом, фузионисана глиница, мулит, силиманит или силицијум карбид који су прошли калцинацију на високој{5}температури. Дистрибуција величине честица је стриктно дизајнирана да уравнотежи густину и отпорност на топлотни удар; прашкасти материјали укључују фине прахове и активне микро-прашке одговарајућих материјала (као што су микро-прашак глинице, микро-прашак силицијум диоксида), који се користе за попуњавање празнина и побољшање активности синтеровања. Везиво је кључ за његову чврстоћу на собној{11}}температури и перформансе на високим{12}}има, са уобичајеним типовима, укључујући: цемент са високим садржајем алуминијума (-везиво које се стврдњава у води, погодно за услове средње и ниске{14}}температуре), натријум/калијум силикат (очвршћен киселином, са одређеном отпорношћу на алкалијски дихидроген илуминијум) фосфата, формирајући тродимензионалну мрежну структуру, трансформишући се у керамичку фазу на високим температурама, дајући одличну чврстоћу-врло стање и својства против-спремања), и брзо развијајућа сол-гел везива последњих година (као што су алуминијум сол, силицијум сол). Различити системи везивања одговарају различитим периодима грађевинског прозора, режимима очвршћавања и распонима крајњих радних температура.
Насупрот томе, обичан бетон припада типичном систему цементног материјала који се{0}}очвршћује, са општим портланд цементом (углавном П·О 42.5 или 52.5) као цементном компонентом и агрегатима који користе природни речни песак, дробљени камен или произведен песак и шљунак, стриктно пратећи спецификације градације; вода за мешање учествује у реакцији хидратације минерала цементног клинкера (Ц₃С, Ц₂С, итд.), стварајући мрежну структуру са калцијум-силикатним хидратом (Ц-С-Х гелом) као главним телом, допуњеном калцијум хидроксидом, етрингитом и другим производима, који формирају капацитет просторије{6}бе Његов развој перформанси је у великој мери зависан од степена хидратације и услова температуре и влажности околине, без могућности да се реструктурира на високим температурама.
ИИ. Радна температура и ватросталне перформансе
Циљ дизајна ватросталног монолитног бетона је да издржи топлотна-температурна оптерећења дуго времена. Према националном стандарду ГБ/Т 29921-2013 "Рефрацтори Цастаблес" и индустријском праксом, дуготрајна-температура рада конвенционалног алуминатног цемента-везаног ватросталног бетона је 900–1250 степени, са краткотрајном-врхуном температуром до 1350 степени. Насупрот томе, фосфат-везани систем, услед дехидрације и формирања топлоте и дехидрације Керамичке-тачке{9}}тачке топљења, као што је АлПО₄, могу да одржавају{10}}дуготрајну радну температуру од 1450–1650 степени, са ватросталношћу углавном изнад 1700 степени, а неки системи од хрома или цирконијума алуминијума, чак премашују температуру од 180 степени својства такође укључују добру стабилност топлотног удара (отпорност на пуцање и ломљење при сталном брзом загревању и хлађењу), високу-стабилност запремине температуре (преостала стопа линеарне промене контролисана унутар ±0,5%) и отпорност на хабање и ерозију при високо-температурном протоку гаса.
Обичан бетон је потпуно неприкладан за окружења са високим{0}}температурама. Када температура порасте на око 300 степени, калцијум хидроксид у производима хидратације почиње да дехидрира; изнад 400 степени, структура Ц-С-Х гела се значајно погоршава, а чврстоћа нагло опада; након 500 степени, цементни камен у основи губи способност везивања, показујући очигледно прашкање и ломљење. Ако је изложен отвореном пламену или изненадним високим температурама, може такође да доживи експлозивно ломљење услед наглог повећања притиска паре изазваног испаравањем унутрашње слободне воде. Због тога је његово пројектовано ограничење радне температуре стриктно ограничено на испод 400 степени у односу на собну температуру и погодно је само за структурално оптерећење{10}}ношење и функције кућишта у нормалним климатским условима.
ИИИ. Хемијска својства и прилагодљивост атмосфере
Ватростални бетон има јасан систем класификације заснован на киселости или алкалности његових главних компоненти и њиховим тенденцијама реакције са гасовима из пећи на високим температурама. Подељен је у три главне категорије: кисели (као што је силицијум диоксид, полу-силицијум), неутралан (као што су глиница, корунд, силицијум карбид) и алкални (као што је магнезијум, магнезијум{2}}алуминијум спинел, доломит). Ова класификација директно служи сложеним и променљивим радним атмосферама у индустријским пећима. На пример, у комори за сагоревање коксне пећи, где је потребна отпорност на редукционе гасове (ЦО, Х₂), преферирају се неутрални или алкални системи; у регенеративној комори пећи за топљење стакла, где долази до излагања високо оксидативном високотемпературном димном гасу и алкалној пари, приоритет имају материјали на бази цирконија или топљеног мулита- са алкалном отпорношћу; а у реверберационим пећима за топљење обојених метала, где је укључен контакт са сумпором-који садржи корозивне димне гасове, неопходни су специјални фосфатно-повезани ливници са високим садржајем глинице отпорни на ерозију СО₂.
Обичан бетон је јако алкални (са пХ вредношћу изнад 12,5), а његови производи хидратације лако пролазе кроз реакције неутрализације са киселим медијима (као што су индустријска кисела магла, киселе кише и кисели раствори земљишта), што доводи до растварања соли калцијума, повећања порозности и пада чврстоће. Такође му недостаје ефикасна отпорност на корозивне јоне као што су хлоридни и сулфатни јони. Штавише, није стабилан у посебним атмосферама као што су услови редукције, карбуризације или нитрирања. Због тога је окружење његове примене изузетно ограничено и препоручује се само за суве, неутралне или слабо алкалне опште атмосферске услове. Не сме се излагати јако корозивним медијима или запечаћеним атмосферама са високим{5}}смањивањем температуре.
ИВ. Поља примене и функционално позиционирање
Основна вредност ватросталног бетона лежи у изградњи „термичке баријере“ за индустријску опрему на високим температурама. Његове функције су сложене и специјализоване: не само да мора да подржава структуру облоге, већ и да остварује вишеструке задатке као што су топлотна изолација и очување, отпорност на продирање шљаке, заштита од ерозије протока гаса и амортизовање утицаја топлотног напрезања. Типични сценарији примене укључују канал за точење гвожђа у високим пећима, радни слој лонца од растопљеног гвожђа, сферни врх и подлогу од цигле на вруће високе пећи у индустрији челика; реакциони торањ пећи за брзо топљење, поклопац и линија шљаке ротационих анодних пећи у-области обојене металургије; предња и задња отвора пећи и конуси пећи за разлагање цементних ротационих пећи у индустрији грађевинских материјала; и облога радијантног дела пећи за крекинг етилена и унутрашње облоге регенератора у јединицама за каталитичко крекирање у петрохемијској индустрији. У овим областима, ватростални бетон често ради у комбинацији са обликованим ватросталним циглама, модулима од влакана и анкер вијцима како би се формирао комплетан термички систем.
Обични бетон се, с друге стране, фокусира на механичку поузданост и прилагодљивост околини током читавог животног циклуса грађевинских пројеката. Наглашава својства као што су чврстоћа на притисак, непропусност, отпорност на циклусе смрзавања-одмрзавања, чврстоћа приањања арматурних шипки и дуготрајна-контрола пузања при нормалној температури и условима. Његове примене покривају широк спектар области, укључујући грађевинске конструкције (греде, плоче, стубови, помичне зидове, темељне плоче), транспортну инфраструктуру (основни и површински слојеви аутопута, железнички прагови, стубови и упорнице), објекте за заштиту вода (преливи брана, облоге канала) и комунално инжењерство (конструкције тунела, темељни слој путева). Основа за дизајн обичног бетона је „Кодекс за пројектовање бетонских конструкција“ (ГБ 50010) и „Кодекс за одређивање пропорција обичног бетона“ (ЈГЈ 55), наглашавајући стандардизацију, масовну производњу и економичност, а не функционалност на високим{7}}има.
В. Технике изградње и системи очвршћавања
Иако оба типа бетона укључују уобичајене процесе као што су принудно мешање у мешалици, пумпање или ручно изливање и вибрационо сабијање, техничке контролне тачке су прилично различите. Ватроотпорни-бетон је веома осетљив на количину додане воде: превише воде ће повећати порозност, смањити отпорност на високе-температуре и повећати ризик од пуцања током фазе печења; премало воде ће резултирати недовољном флуидношћу и потешкоћама у постизању густог збијања. У стварној конструкцији, обрадивост се често регулише додавањем-високоефикасних редуктора и успоривача воде, а вредност течности суспензије (као што је одређена тестом слегања) и почетно и коначно време везивања се строго прате. Након формирања, мора проћи кроз две критичне фазе: прво, природни период сушења (обично не краћи од 24-48 сати) како би се омогућило да слободна вода полако побегне и спречило пуцање површинског скупљања; затим се примењује систематски режим печења - са степенастим брзинама загревања (као што је мање од или једнако 15 степени/х), платформама константне температуре (као што је држање на 300 степени, 600 степени и 900 степени неколико сати) и коначном циљном температуром. Укупан период обично није краћи од 7 дана да би се обезбедила потпуна конверзија везива, темељно уклањање влаге и формирање комплетне керамичке везивне мреже. Ватроотпорни{16}}бетон који није прошао стандардизовано печење подложан је структурном ломљењу или чак урушавању након рада.
С друге стране, конструкција обичног бетона је оријентисана ка ефикасности и контролисаности: параметри као што су однос воде{0}}цемента, талог и температура калупа имају јасне границе; вибрација је усмерена на уклањање саћа и површина са јамицом и обезбеђивање густине; Стандардно очвршћавање се врши у условима покривеног задржавања влаге, константне температуре (20±2 степена), и засићене влажности (веће или једнаке 95%), и може достићи преко 95% пројектованог степена чврстоће након 28 дана. За структуре-велике запремине, мере контроле температуре се такође предузимају како би се спречило да превелике температурне разлике између унутрашње и спољашње стране изазову пукотине. Цео процес не захтева никакве-кораке термичке обраде на високим температурама, има кратак период пуштања у рад и ниске трошкове управљања.
иако и ватростални бетон и обичан бетон спадају у категорију „бетона“, њихова природа је суштински различита: први је функционални специјални материјал који захтева високо-услуге као предуслов, заснован је на инхерентној ватросталности материјала и пројектован је са више-условима спајања као границом; овај други је основни структурни материјал који је усредсређен на механичка својства при нормалној температури, загарантован је дуготрајном-трајношћу и прати стандардизовани пут конструкције. Оба имају своје системе у погледу извора сировина, принципа припреме, метода карактеризације перформанси, стандарда прихватања квалитета и ланаца техничких услуга. У инжењерској пракси, неопходно је извршити специјализовану селекцију и пројектовање шема у сарадњи између инжењера ватросталних материјала и конструктора на основу свеобухватних фактора као што су радна температура опреме, својства атмосфере, карактеристике топлотног оптерећења, механичка чврстоћа на хабање и захтеви одржавања. Емпиризам, примена по аналогији, или поједностављивање и замена су строго забрањени. Само прецизним усклађивањем карактеристика материјала са оперативним захтевима може се обезбедити безбедан, ефикасан и дуготрајан-рад-индустријске опреме на високим температурама.
