Quy trình sản xuất bê tông chịu nhiệt và những điều cần biết

Khái niệm về bê tông chịu nhiệt

Bê tông chịu nhiệt là loại bê tông có khả năng chịu nhiệt tốt, lên tới 1500 độ C. Loại bê tông chịu nhiệt này có thành phần chính là xi măng được làm sạch với nồng độ Al2O3 cao, ngoài ra còn có các thành phần chát phụ gia nhằm tăng độ bền cho kết cấu bê tông. Bê tông chịu nhiệt có thành phần cốt liệu chịu nhiệt và chất kết dính nên có khả năng chịu nhiệt trong thời gian nhất định.

Điểm nổi bật của bê tông chịu nhiệt

Bê tông chịu nhiệt là một trong những loại vật liệu ưu việt, với khả năng chống ăn mòn, độ bền tương tự như vật liệu sắt. Bê tông chịu nhiệt được đánh giá là loại bê tông cao cấp có tỉ lệ nứt vỡ thấp và khả năng chống ăn mòn cao. Loại vật liệu này thường được sử dụng trong các công trình công nghiệp nhằm đảm bảo các đặc tính cơ lý của công trình dưới tác động của nhiệt độ cao.

Thành phần của bê tông chịu nhiệt

Bê tông chịu nhiệt có thành phần chính là xi măng được làm sạch với lượng lớn Al2O3 và lượng nhỏ từ 5 đến 7% CaO (tỷ lệ thấp hơn so với tỷ lệ thường có trong xi măng truyền thống).

Bên cạnh đó, bên trong bê tông chịu nhiệt còn có thành phần nhôm oxit điện chảy với tỉ lệ spinel cao. Trong đó, Al2O3 có tác dụng làm tăng độ kết dính giữa các thành phần và giảm lượng nước, từ đó tăng tính chịu lực, chịu nhiệt, tăng độ bền của cấu kiện. Một số phụ gia khác được thêm vào thành phần bê tông chịu nhiệt tùy theo mục đích sử dụng và phân loại bê tông.

Ưu và nhược điểm của vật liệu bê tông chịu nhiệt

• Ưu điểm

So với các loại bê tông truyền thống, bê tông chịu nhiệt có khả năng chịu nhiệt độ cao, lửa cao hơn nhiều lần. Sản phẩm được làm từ bê tông chịu nhiệt có khả năng chịu nhiệt lên tới 1700 độ C trong thời gian nhất định mà không ảnh hưởng tới chất lượng. Chính vì thế, đảm bảo tính an toàn trong hoạt động cách nhiệt, phòng chống cháy nổ. Bên cạnh đó, sản phẩm làm từ bê tông chịu nhiệt còn có khả năng chống ăn mòn trong thời gian dài dưới tác động thường xuyên của nhiệt độ cao.

Đây là lý do bê tông chịu nhiệt được thường xuyên sử dụng làm lớp lót trong các lò luyện, tạo điều kiện cho các chất phản ứng xảy ra thuận lợi, hiệu quả mà không ảnh hưởng đến thành phần, tỉ lệ nguyên vật liệu. Đặc biệt, sử dụng bê tông chịu nhiệt tại các công trình thi công khe hẹp hoặc các dạng địa hình phức tạp tăng khả năng chịu lửa, chịu nhiệt.

• Nhược điểm

Nhược điểm của bê tông chịu nhiệt là không thể tiếp xúc trong điều kiện môi trường lỏng nóng chảy như thuỷ tinh nóng chảy hoặc xỉ lỏng. Nguyên chính do vật liệu bê tông chịu nhiệt có độ xốp cao, độ bền sốc nhiệt thấp hơn so với các loại vật liệu như gạch nung nên chỉ phù hợp hoạt động trong các hệ lò không có sự biến thiên nhiệt độ quá lớn. 

Ứng dụng của bê tông chịu nhiệt 

Với những ưu điểm vượt trội, bê tông chịu nhiệt được ứng dụng nhiều trong các công trình công nghiệp đặc thù, đòi hỏi khả năng chịu nhiệt. Bên cạnh đó, bê tông chịu nhiệt còn được sử dụng trong quy trình sản xuất ngói chịu nhiệt, gạch chịu nhiệt hoặc những loại vật dụng chịu nhiệt khác. Nhiều công trình dân dụng, nhà ở sử dụng bê tông chịu nhiệt để giảm nguy cơ cháy nổ. 

Quy trình sản xuất bê tông chịu nhiệt và những lưu ý

Xi măng portland, xi măng alumin, thuỷ tinh lỏng và xỉ thường được dùng làm chất kết dính bên trong thành phần bê tông chịu nhiệt. Các chất phụ gia như khoáng thường được thêm vào để đảm bảo cấu trúc của đá xi măng và duy trì cường độ của bê tông chịu nhiệt.

Thành phần chất phụ gia phải được đảm bảo sàng, lọc kỹ với lượng lọt qua sàng ít nhất 70% đối với bê tông sử dụng loại xi măng portland và ít nhất 50% đối với bê tông chịu nhiệt sử dụng thuỷ tinh lỏng.

Các thành phần cốt liệu trong bê tông chịu nhiệt thường là: gạch manhezit, bột cromit, samot, samot cục, gạch thường đập vụn, xỉ lò cao, andehit, bâzl, tro núi lửa. Đối với dầm sử dụng trong thi công đổ toàn khối, tránh chọn loại dầm có độ lớn quá 40mm. Các hạt nhỏ trong cốt liệu với kích thước dưới 0.14mm không được vượt quá 15% khối lượng.

Các mẫu bê tông dùng xi măng portland được nén cứng trong thời gian 7 ngày, các mẫu bê tông dùng xi măng alumin và thuỷ tinh lỏng nén cứng trong thời gian 3 ngày. Trong đó các mẫu bê tông dùng xi măng alumin và xi măng portland cần được bảo quản trong điều kiện ẩm, các mẫu bê tông dùng thuỷ tinh lỏng được bảo quản trong điều kiện nhiệt độ từ 15 đến 21 độ C. Trước khi nén các mẫu bê tông, cần thực hiện sấy khô ở nhiệt độ 100 đến 110 độ C trong khoảng 32 tiếng trước khi làm nguội.

Các mẫu bê tông chịu nhiệt ứng dụng trong lò trên 600 độ C cần được xác định mác bê tông, thí nghiệm sau khi đốt nóng trên 800 độ C. Bên cạnh đó, các mẫu bê tông chịu nhiệt ứng dụng trong lò trên 800 độ C cần xác định mác của các mẫu kiểm tra sau khi được sấy khô.

Đối với các mẫu bê tông chịu nhiệt ứng dụng trong lò 600 và 700 độ C, cần sử dụng các mẫu được đốt nóng trong 32 tiếng ở đúng thời gian quy định. Tốc độ đốt nóng từ 150 đến 200 độ C trên 1 tiếng với thời gian giữ mẫu tiêu chuẩn là 800 độ C trong 4 giờ. Cuối cùng, các mẫu được làm nguội cho tới khi đạt nhiệt độ phòng, được bảo quản 7 ngày trong các thùng nước và đem nén.

Trong trường hợp bê tông chịu nhiệt phục vụ nhiệt độ 350 độ C, tránh thêm phụ gia nghiền nhỏ vào kết cấu xi măng portland. Có thể sử dụng xi măng portland kết hợp bê tông thường trong các kết cấu phục vụ nhiệt độ không quá 200 độ C. 

Hy vọng những thông tin chi tiết, đầy đủ trên đây sẽ giúp quý khách hàng có thêm hiểu biết về quy trình sản xuất bê tông chịu nhiệt và những ứng dụng phù hợp.