Современные тепловые агрегаты, применяемые в разных отраслях народного хозяйства, представляют собой крупные инженерные сооружения, работающие в сложных температурных условиях, вызывающих изменение физико-механических свойств жароупорных материалов, а также значительные напряжения и деформации конструкции в целом. Отсюда — сравнительно быстрый выход из строя тепловых агрегатов, выполненных из штучных огнеупоров, необходимость их ремонта, расход большого количества дорогостоящих огнеупоров и значительные затраты труда высококвалифицированных рабочих.
В связи с этим возникла необходимость в создании новых жароупорных материалов и разработке таких строительных конструкции, которые позволили бы увеличить срок службы тепловых агрегатов и применить индустриальные методы строительства.
Применение жароупорного бетона требует новых конструктивных решений тепловых агрегатов, в которых наиболее полно использовались бы возможности этого вида бетона. Простая замена кирпичной кладки жароупорным бетоном в существующих конструкциях печей не дает и не может дать надлежащего эффекта.
Жароупорным бетоном называется специальный вид бетона, способный сохранять в заданных пределах основные физико-механические свойства при длительном воздействии на него высоких температур.
Жароупорный железобетон представляет собой сочетание жароупорного бетона со стальной арматурой. Последняя может применяться либо в виде отдельных стержней, расположенных в толще бетона, либо в виде металлической обоймы (кожуха или каркаса).
В отличие от обычных штучных огнеупоров жароупорный бетон не требует предварительного обжига. Огневая обработка бетона осуществляется при первом нагреве конструкции в момент пуска и в первые дни работы теплового агрегата.
Жароупорные бетоны в зависимости от требований к ним могут изготовляться на различных вяжущих.
Сущность получения жароупорного бетона на портландцементе заключается в том, что тонкомолотая минеральная добавка (микронаполнитель), связывая свободную известь цементного камня в условиях высоких температур, способствует сохранению необходимой прочности и структуры затвердевшего цемента при его нагреве, а также после его охлаждения. Вместо обычных видов заполнителей применяются заполнители из материалов, обладающих достаточной степенью огнеупорности (шамот, хромит, магнезит и др.).
Опыт строительства и эксплуатации тепловых агрегатов из жароупорных бетона и железобетона показал, что при применении этих материалов:
1) отпадает необходимость в предварительном обжиге,
2) отпадает необходимость в трудоемких процессах тёски, шлифовки и тщательной укладки штучных изделий;
3) создается возможность использования местных материалов — бывших в употреблении огнеупоров (но не закислованных), металлургических шлаков, золы-уноса, лёсса, кварца, пемзы, артикского туфа и др.;
4) экономится дорогостоящий фасонный огнеупор;
5) удешевляется стоимость строительства тепловых агрегатов от 10 до 50% (в зависимости от сложности фасона огнеупорных изделий);6) появляется возможность создания любых конструктивных форм печей;
7) повышается надежность и долговечность работы тепловых агрегатов;
8) создается возможность индустриализации и механизации строительства.
Все это указывает на большие перспективы применения жароупорных бетона и железобетона.