Cвойства жаростойкого бетона  зависят как от вида вяжущего, так и заполнителя. Для фу-теровок тепловых агрегатов кроме тяжелого жаростойкого бетона необходим также лег-кий бетона, обладающий низким коэффициентом теплопроводности.

Такой бетон должен обладать малой объемной массой, достаточной прочностью и выдер-живать воздействие агрессивной среды. С применением  глиноземистого цемента могут быть получены  и тяжелый жаростойкий, и теплоизоляционный бетон. В данной статье рассматриваются результаты испытаний теплоизоляционного бетона.      

Химический состав используемого цемента  представлен (%): Al₂O₃ = 42; SiO₂=10; CaO= 40; Fe₂O₃= 1,5; MgO= 1,5;  Минералогический состав содержит  53% моноалюмината кальция СаО•Al₂O₃, 35% геленита  и 12%  минералов в виде алюмоферритов кальция, пе-ровскита и других примесей. Тонкость помола  характеризовался остатком на сите № 008, который составлял 8%.

В качестве заполнителей использовали глиноземистый шлак, из которого получали глино-земистый цемент, перлит, асбест, хорошо известный как заполнитель. Гранулометриче-ский состав заполнителей приведен в табл.1
               
Таблица 1. Гранулометрический состав заполнителей

Для асбеста определяли степень распушки, которая достигала  80%..
Составы  исследуемых легких бетонов представлены в табл.2.
 
Таблица 2. Составы легких бетонов

Значительно снижает объемную массу бетона  введение  в его состав перлитовой пыли (размер частиц менее 0,15 мм). Введение асбеста в бетон снижает объемную массу, но при этом повышается водопотребность бетонной смеси.

Одновременное введение глиноземистого шлака  и перлита позволяет получать облегчен-ные бетоны, а замена части перлита на перлитовую пыль приводит к объемной массе, рав-ной 1090 кг/м3.

Определение прочности бетона производили через 3 сут. твердения при обычной темпера-туре и после нагревания при 100, 800 и 1000 ^оС. Результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3. Прочность при сжатии образцов бетона

*номера бетонов соответствую номерам табл.2.

В процессе нагревания плотность бетонов изменяется в связи с обезвоживанием бетона. Испытания показали (табл.4), что применение асбеста в качестве добавок в заполнителе даже в небольшом количестве вызывает потерю массы при высушивании бетона почти на 30%.

Таблица 4. Изменение средней плотности легкого жаростойкого бетона
при нагревании (%)

Это объясняется следующим. Асбест имеет трубчатое строение и при замешивании бе-тонной смеси он быстро адсорбирует воду. При высушивании при 100 ^оС бетон с добав-кой асбеста быстро теряет адсорбированную воду, что и отражается на потере массы бе-тона. Основная потеря массы всех бетонов происходит при 800 ^оС. При дальнейшем на-гревании бетона плотность бетона на глиноземистом шлаке не изменяется. Для составов бетона на основе перлитового заполнителя наблюдается увеличение плотности, что связа-но со спеканием образцов. Огневая усадка легких бетонов находится в пределах 0,5%.

Деформация под нагрузкой  бетона, определенная по ГОСТ 23521 " Конструкции и изде-лия бетонные и железобетонные из жаростойкого бетона. Общие технические условия", представлена в табл. 5.              

Таблица 5. Деформация  легких бетонов под нагрузкой

Как видно из данных табл.5,  состав на основе глиноземистого шлака имеет температуру деформации при 1200 ^оС. Введение в состав бетона облегчающих добавок перлита и асбе-ста  имеют более низкие показатели  по температуре деформации. Эти результаты позво-ляют рекомендовать легкие бетоны на основе глиноземистого шлака применять при 1200 ^оС, бетон с применением перлита – до 1000 ^оС, а бетон с добавкой асбеста – до 900 ^оС.

Легкие бетоны, как правило, применяются как теплоизоляционные материалы. Для них одним из важнейших показателей является теплопроводность. Как известно, теплопро-водность бетона зависит от теплопроводности заполнителя, строения его порового про-странства, физико-химических процессов, протекающих в процессе нагрева материала.

Измерения коэффициента теплопроводности  (КТ) производили на специальной установ-ке, включающее нагревательную печь, тепломер, приборы для регулирования режима на-грева образцов. Определение КТ производили при нагревании образцов в диапазоне 300-700 ^оС. По результатам испытаний коэффициент теплопроводности КТ составляет  0,28-46 Вт/мК.

Тепловая изоляция играет важную роль в развитии многих отраслей промышленности: химия, нефтехимия, металлургия, энергетика.  Тепловая изоляция трубопроводов тем бо-лее эффективна, чем выше температура изолируемой поверхности. Так, применение бето-нов на глиноземистом цементе для изоляции трубопроводов, транспортирующих воду ТЭЦ, потери тепла не превышают 2-3%. Этому способствуют высокие жаростойкие свой-ства глиноземистого цемента. Температура деформации под нагрузкой легкого бетона на глиноземистом цементе составляет 1200 ^оС, что на 200-300 ^оС выше, чем бетонов на обычном портландцементе.

Таким образом, на основе глиноземистого цемента могут быть получены качественные теплоизоляционные материалы  для применения их при строительстве различных соору-жений, трубопроводов. Высокая прочность глиноземистого цемента и быстрое ее нараста-ние в процессе твердения обеспечивает применение различных заполнителей для получе-ния теплоизоляционного материала.