Žiaruvzdorné Materiály: Vlastnosti Ohňovzdorných Keramických Materiálov Pre Kúpeľ A Komín. Ktoré Sa Považujú Za Kyslé? Klasifikácia A Hlavné Typy

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-18 12:23

Žiaruvzdorné materiály sú štrukturálne stabilné pri vystavení vysokým teplotám, plameňu a chemikáliám. Používajú sa v priemyselných závodoch, kde výrobný cyklus zahŕňa využitie tepelných efektov, ako aj v obytných budovách, kde sú inštalované vykurovacie zariadenia. Vzhľadom na svoje vysoké prevádzkové parametre sú tieto materiály obzvlášť dôležité pre všetky zariadenia, ktoré majú požiadavky na trvanlivosť, spoľahlivosť a bezpečnosť.

Zvláštnosti

Potreba použitia ohňovzdorných materiálov sa objavila v najskorších fázach ľudského vývoja, keď sa ľudia naučili extrahovať a používať oheň. Postupne sa tieto materiály stali základom pre výrobu ocele, vysokých pecí a ďalších vykurovacích zariadení. V polovici 17. storočia. v mnohých krajinách začali vyrábať žiaruvzdorné tehly z hliny . Začiatkom 19. storočia. v európskych krajinách sa aktívne vyrábali výrobky spomaľujúce horenie a do konca storočia sa žiaruvzdorné výrobky začali vyrábať všade v Rusku. V polovici minulého storočia boli vynájdené protipožiarne farby a prostriedky spomaľujúce horenie a požiadavky na tepelne odolné výrobky boli oficiálne zakotvené v GOST a SNiP.

Hlavnou vlastnosťou takýchto materiálov je požiarna odolnosť. Tento indikátor určuje teplotu, pri ktorej sa výrobok začína deformovať. Pokiaľ ide o jeho hodnotu, do úvahy sa berie aj efektívnosť využívania materiálu pri určitých typoch práce. Okrem toho sa vypočítavajú ďalšie charakteristiky, najmä:

• vlastnosti správania sa materiálu pod vplyvom zvýšených teplôt;
• zmena tvaru a narušenie integrity pri vystavení teplote;
• stabilita konštrukcie, ktorá je určená parametrom mechanického tlakového napätia počas zahrievania;
• sila reakcie na účinok agresívnych chemických roztokov.

Ohňovzdornými materiálmi sú spravidla materiály, ktoré vydržia zahriatie od 1580 do 3000 stupňov Celzia. Materiály, ktoré si zachovávajú svoj vzhľad a fyzikálne vlastnosti pri vystavení vyšším teplotám, sú označené ako super žiaruvzdorné.

Všetky žiaruvzdorné výrobky sú vyrábané na základe kombinácie umelých a prírodných surovín; na tento účel sú zvolené optimálne koncentrácie minerálnych a chemických zložiek.

Konečné ukazovatele hustoty, pevnosti, pórovitosti a štruktúry sú určené aplikáciou konkrétnej technológie.

Klasifikácia

Ohňovzdorné výrobky je možné vyrábať v rôznych formách a s rôznymi vlastnosťami. Existuje niekoľko dôvodov pre ich klasifikáciu.

Žiaruvzdornosť

Podľa požiarnej odolnosti sa rozlišujú materiály:

• obyčajný žiaruvzdorný - vydrží od +1580 do +1770 stupňov Celzia;
• vysoko žiaruvzdorný - až 2 000 stupňov;
• výrobky s vysokou žiaruvzdornosťou - až 3 000 stupňov;
• super žiaruvzdorný - musí odolávať zahrievaniu nad 3 000 stupňov.

Najviac ohňovzdorným materiálom na svete je karbonitrid hafnia s teplotou topenia 4200 stupňov Celzia.

Spôsobom lisovania

Existuje niekoľko základných spôsobov tvarovania žiaruvzdorných materiálov:

• odlievanie kvapalín;
• tvarovanie z mäkkých zmesí s ďalším dodatočným lisovaním;
• výlisky zo stlačených práškov;
• rezanie skál;
• metóda lisovania za tepla;
• termoplastická lisovacia technika;
• výlisok z taveniny.

Chemickým a minerálnym zložením

Na výrobu ohňovzdorných výrobkov sa používa niekoľko druhov surovín

• Organické - tieto druhy výrobkov sú vyrobené z minerálnych surovín. Väčšina týchto výrobkov vydrží značné teplo. Jedinou výnimkou je polystyrénová pena. Majú slabú požiarnu odolnosť, ale môžete z nich rozložiť kachle so slabým ohrevom.
• Anorganické Je najpôsobivejšou kategóriou výrobkov so širokou škálou požiarnej odolnosti. Patrí sem čadič a minerálna vlna, sklolaminát, perlit a vermikulit.
• Kompozitný -táto kategória zahŕňa azbestové výrobky (azbestocementové alebo azbest vápenno-vápenaté zmesi), ako aj výrobky z penového kremíka.

V závislosti od hlavnej účinnej látky sa rozlišuje niekoľko typov žiaruvzdorných materiálov

Žiaruvzdorné materiály obsahujúce oxidy hliníka spekané do blokov sa nazývajú kyslé - základňa v tomto prípade dosahuje 90% celkovej hmotnosti. Do tejto skupiny patria mullitové a šamotové tehly, ktoré sú považované za ideálne riešenie pre kachle a krby fungujúce na prírodné palivo.

Magnézsky - takéto výrobky sú vyrobené z oxidov rôznych kovov spekaním pri zahrievaní. Bloky sú odolné voči agresívnym roztokom a vydržia zahriatie až na 2000 stupňov.

Minerál - vyrobené z ekologických surovín. Vystužené cementy predstavujú až 90% kompozície. Pri zahrievaní sa tieto výrobky mierne zväčšujú, preto počas inštalácie musíte medzi vrstvami nechať malé medzery.

Azbest - dosky a panely z azbestu sa v stavebníctve používajú už dlho. Pred nejakým časom však boli zistené toxické účinky azbestu na ľudské zdravie. Látky, ktoré tvoria materiál, sú karcinogénne a vedú k rakovine. Napriek tomu je požiarna odolnosť takýchto výrobkov extrémne vysoká. Materiál vydrží niekoľko hodín zahrievanie až na 500 stupňov bez toho, aby zmenil svoju pevnosť a hustotu.

Plášť s takýmito panelmi sa používa v technických štruktúrach, zatiaľ čo vyžaduje povinný náter materiálmi šetrnými k životnému prostrediu.

Superizol - materiál z kremičitanu vápenatého, je ľahký a ľahko sa krája. Superizol odoláva zahrievaniu až na 1000 stupňov, pričom má zníženú tepelnú vodivosť. Tento materiál je požadovaný pre inštaláciu priečok a dekoráciu ochranných stien.

Medzi nevýhody patrí krehkosť: pri mechanickom namáhaní sa takéto výrobky lámu.

Sklo-horčíkové panely Je to materiál pozostávajúci z chloridu horečnatého, sklolaminátu a expandovaného perlitu s prídavkom syntetických vlákien. Má vysokú priľnavosť, nízku tepelnú vodivosť a navyše je ľahko spracovateľný.

Vermikulit - dosky na báze silikátovej sľudy zmiešanej so syntetickými zložkami. Je to netoxický a ekologický materiál, ktorý uchováva teplo. Medzi nevýhody patrí nízka odolnosť voči vlhkosti, preto je počas prevádzky potrebná dodatočná ochrana pred vodou.

Kovové zásteny - listový ohňovzdorný materiál s reflexným povrchom. Takéto výrobky nielen chránia steny pred nadmerným prehriatím, ale tiež vám umožňujú udržiavať príjemnú teplotu v miestnosti a odrážať ju dovnútra.

Tieto plechy sú spravidla vyrobené z nehrdzavejúcej ocele.

Klinker - Tento keramický materiál je vyrobený z jemne poréznej hliny. Vyznačuje sa odolnosťou voči teplotným extrémom, schopnosťou odolávať nielen ohňu, ale aj silným mrazom.

Porcelánová kamenina - materiál na báze mramorových, žulových a kremenných štiepok s prítomnosťou solí a oxidov kovov. Líši sa v schopnosti odolávať zahrievaniu až na 100 stupňov alebo viac, vyznačuje sa vysokou odolnosťou proti vlhkosti.

Podľa pórovitosti

V závislosti od stupňa otvorenosti pórov existujú:

• až 3% - superhustý;
• až 10% - vysoká hustota;
• až 16% - husté;
• až 20% - zhutnené;
• až 30% - stredná hustota;
• až 45% - nízka hustota;
• až 75% - vysoko pórovitý;
• viac ako 75% je ultra poréznych.

Tvary a veľkosti

Žiaruvzdorné materiály sú ponúkané v rôznych tvaroch a veľkostiach:

• klinovitý alebo rovný - môže byť malý, normálny alebo veľký;
• tvarované, jednoduché a zložité - s hmotnosťou viac ako 60 kg.

Najväčší dopyt zaznamenali plechové panely. Ich funkčný účel závisí od veľkosti a súboru výkonnostných charakteristík produktu . Sú nepostrádateľné pre obklady kotolní, domácich krbov, kachľových blokov, sú tepelne izolačné pre stĺpy, kotly, ako aj vykurovacie systémy v kúpeľoch a saunách. Hrajú úlohu ochranných clon a zvyšujú výrobný efekt zariadenia ako celku a jeho jednotlivých častí.

Pri výrobe nástrojov sú dôležité tvarovacie a práškové výrobky. Rieši problém nastavenia prevádzkového režimu v súlade s technickými špecifikáciami. Z netvarovaných surovín sa vyrába odev pre zamestnancov zlievarní.

Aplikácie

V priemyselných aplikáciách sa bežne používajú všetky druhy materiálov spomaľujúcich horenie. Podieľajú sa na metalurgii neželezných a železných kovov-táto oblasť predstavuje asi 60% výrobkov vyrábaných zo žiaruvzdorných materiálov vo všeobecnosti, ako aj vo výrobe keramiky a skla . Protipožiarne zmesi sú základom pre výrobu kyslých a tepelných izolátorov. Lemujú ich priemyselné pece, ako aj ďalšie inštalácie s otvoreným ohňom.

V každodennom živote našli tieto výrobky uplatnenie pri usporiadaní krbov a kachlí, grilovania a komínov . Tieto dokončovacie materiály sa široko používajú pri stavbe a usporiadaní budov. Používajú sa na čalúnenie stropov a stien v miestnostiach. Takéto riešenie výrazne zvyšuje požiarnu bezpečnosť konštrukcie, preto sa používajú v konštrukciách so zvýšenými požiadavkami na PPB.

Je dôležité mať na pamäti, že väčšina stavebných protipožiarnych materiálov nemôže vydržať oheň, takže môžu horieť . Rozlišujú sa žiaruvzdorné a žiaruvzdorné výrobky. Posledné menované môžu dlho odolávať zdroju otvoreného plameňa v tesnej blízkosti - sú veľmi žiadané pri stavbe kúpeľov a sáun.

Tepelne odolné materiály vydržia intenzívne teplo, ale otvorený oheň zničí ich štruktúru.