Особенности формирования структуры жаростойкого бетона

При всем их различии (они определяются видом вяжущего и свойствами заполнителя) можно обобщить некоторые закономерности и выделить следующие, общие для всех видов жаростойкого бетона:

1. Формирование цементного камня в процессе твердения при обычных температурах или термообработке. Предпочтительнее термообработка (ТВО, сушка), так как на большинстве вяжущих (например, фосфатных или ВГЦ) в этом случае сразу формируются стабильные фазы.
2. Испарение влаги, сушка и усадка. Сушка обычно совмещена с первым нагревом изделия из жаростойкого бетона. При этом происходит усадка (чтобы не путать ее с усадкой при обжиге, ее называют воздушной) и упрочнение цементного камня. Рост прочности после сушки составляет 12–15 % и более, в отдельных случаях – до 30 %. Особенно это заметно у легких и ячеистых бетонов.
3. Процессы дегидратации продуктов твердения вяжущего. Это температурный отрезок от 150 °С (гидроксиды алюминия, аморфные фосфаты) до примерно 600 °С. Сопровождаются усадкой, разрыхлением цементного камня и снижением прочности цементного камня, у глиноземистых цементов и портландцемента – значительным, до 40–60 % прочности после сушки. У некоторых вяжущих, например фосфатных и жидкостекольных, эти процессы протекают очень мягко и не приводят к значимому падению прочности (снижение в пределах 5–30 %).
4. Процессы перекристаллизации продуктов дегидратации, формирование новых соединений (например, связывание СаО в цементном камне добавками). Происходят в зависимости от вида вяжущего в основном в интервале от 400–600 °С и до примерно 800–1000 °С, наиболее критический отрезок температур – 600–800 °С. Приводят к снижению прочности.
5. Процессы расширения (рост). Связаны с тепловым расширением заполнителя (коэффициент его линейного термического расширения обычно больше, чем цементного камня) и образованием новых фаз (перекристаллизацией), происходят при первом нагреве материала. Частично компенсируют усадку. В связи с этим усадку определяют не один раз, а при первом и повторном нагревании. Циклы многократного нагревания-охлаждения (теплосмены) приводят к постепенному разрушению материала. Чем выше скорость нагрева и охлаждения, тем быстрее оно происходит.
6. Процессы спекания. Протекают при температурах, близких к максимальной температуре применения. При этом наблюдается значительная усадка. Способствуют уплотнению материала и повышению прочности, небольшое спекание (в котором участвуют отдельные компоненты цементного камня) положительно сказывается на физико-механических свойствах материала. Ранним спеканием отличаются бетоны на жидкостекольных вяжущих.