Materials Refractaris: Propietats Dels Materials Ceràmics Resistents Al Foc Per Al Bany I La Xemeneia. Quins Es Consideren àcids? Classificació I Tipus Principals

2024 Autora: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificació: 2024-01-18 12:06

Els materials refractaris són estructuralment estables quan s’exposen a altes temperatures, flames i productes químics. S’utilitzen en plantes industrials on el cicle de producció implica l’ús d’efectes tèrmics, així com en edificis residencials on s’instal·len dispositius de calefacció. A causa dels seus alts paràmetres operatius, aquests materials són especialment rellevants per a qualsevol instal·lació que tingui requisits de durabilitat, fiabilitat i seguretat.

Particularitats

La necessitat d’utilitzar materials resistents al foc va aparèixer en les primeres etapes del desenvolupament humà, quan la gent va aprendre a extreure i utilitzar el foc. A poc a poc, aquests materials es van convertir en la base per a la construcció d’acer, alts forns i altres equips de calefacció. A mitjan segle XVII. a molts països es va començar a fabricar maons refractaris amb argila . A principis del segle XIX. els productes ignífugs es van produir activament als països europeus i, a finals de segle, es van començar a produir productes refractaris a tot arreu a Rússia. A mitjans del segle passat, es van inventar pintures resistents al foc i composicions ignífugues, i els requisits per als productes resistents a la calor es van consagrar oficialment a GOSTs i SNiPs.

La propietat principal d’aquests materials és la resistència al foc. Aquest indicador determina la temperatura a la qual el producte comença a deformar-se. Pel que fa al seu valor, es té en compte l'eficiència de l'explotació material en determinats tipus de treballs. A més, es calculen altres característiques, en particular:

• característiques del comportament del material sota la influència de temperatures elevades;
• canvi de forma i violació de la integritat quan s’exposa a la temperatura;
• l'estabilitat de l'estructura, determinada pel paràmetre de la tensió mecànica de compressió durant l'escalfament;
• força de reacció a l’efecte de solucions químiques agressives.

Normalment, els materials resistents al foc són materials que poden suportar la calefacció de 1580 a 3000 graus centígrads. Els materials que conserven el seu aspecte i les seves característiques físiques quan s’exposen a temperatures més altes es marquen com a super-refractaris.

Tots els productes refractaris es fabriquen sobre la base d’una combinació de matèries primeres artificials i naturals; per a això, se seleccionen les concentracions òptimes de components minerals i químics.

Els indicadors finals de densitat, resistència, així com de porositat i estructura estan determinats per l’aplicació d’una tecnologia específica.

Classificació

Els productes resistents al foc es poden produir en diferents formes i amb diferents propietats. Hi ha diversos motius per a la seva classificació.

Refractarietat

Segons la resistència al foc, es distingeixen els materials:

• refractari ordinari: suporta de +1580 a +1770 graus centígrads;
• altament refractari: fins a 2 mil graus;
• productes amb alta refractarietat: fins a 3.000 graus;
• súper refractari: ha de suportar escalfaments de més de 3.000 graus.

El material més resistent al foc del món és el carbonitrid d’hafni, amb un punt de fusió de 4200 graus centígrads.

Per mètode d'emmotllament

Hi ha diversos mètodes bàsics per modelar materials refractaris:

• colada de líquids;
• emmotllament a partir de compostos tous amb premsat addicional addicional;
• emmotllament a partir de pols comprimits;
• tall de roques;
• mètode de premsat en calent;
• tècnica de premsat termoplàstic;
• modelat a partir de fusió en calent.

Per composició química i mineral

S’utilitzen diversos tipus de matèries primeres per crear productes resistents al foc

• Orgànica - Aquest tipus de productes estan elaborats amb matèries primeres minerals. La majoria d’aquests productes poden suportar una calor important. L’única excepció és l’escuma de poliestirè. Tenen una resistència al foc feble, però, podeu disposar una estufa amb un escalfament feble.
• Inorgànic És la categoria de productes més impressionant amb una àmplia gamma de resistència al foc. Això inclou llana mineral i basalt, fibra de vidre, perlita i vermiculita.
• Compost - aquesta categoria inclou els productes d'amiant (composicions d'amiant-ciment o amiant-calç), així com els productes de sílice escumats.

Es distingeixen diversos tipus de materials refractaris en funció del principal ingredient actiu

Els refractaris que contenen òxids d’alumini sinteritzats en blocs s’anomenen àcids - la base en aquest cas arriba al 90% de la massa total. En aquest grup s’inclouen els maons de mollita i de gres, que es consideren una solució ideal per a estufes i xemeneies que funcionen amb combustible natural.

Magnesià - Aquests productes es fabriquen a partir d’òxids de diferents metalls mitjançant sinterització quan s’escalfa. Els blocs són resistents a solucions agressives i poden suportar escalfaments de fins a 2000 graus.

Minerita - produït amb matèries primeres respectuoses amb el medi ambient. Els ciments reforçats representen fins al 90% de la composició. Quan s’escalfen, aquests productes augmenten lleugerament de mida, per tant, durant la instal·lació heu de deixar petits espais entre les capes.

Amiant - Les lloses i panells d’amiant s’utilitzen des de fa molt de temps en la construcció. No obstant això, fa un temps es van identificar els efectes tòxics de l’amiant sobre la salut humana. Les substàncies que componen el material són cancerígenes i provoquen càncer. No obstant això, la resistència al foc d'aquests productes és extremadament alta. El material pot suportar escalfaments de fins a 500 graus durant diverses hores sense canviar la seva resistència i densitat.

El revestiment amb aquests panells s’utilitza en estructures tècniques, mentre que requereix un recobriment obligatori amb materials respectuosos amb el medi ambient.

Superizole - Un material de silicat càlcic, és lleuger i fàcil de tallar. El superizol pot suportar escalfaments de fins a 1000 graus, mentre que té una conductivitat tèrmica reduïda. Aquest material és molt exigent per a la instal·lació de mampares i decoració de parets de protecció.

Els desavantatges inclouen la fragilitat: sota esforços mecànics, aquests productes es trenquen.

Panells de vidre i magnesi És un material format per clorur de magnesi, fibra de vidre i perlita expandida amb addició de fibres sintètiques. Posseeix una alta adherència, baixa conductivitat tèrmica, a més, és fàcil de processar.

Vermiculita - lloses a base de mica de silicat barrejades amb components sintètics. És un material ecològic i no tòxic que reté la calor. Els desavantatges inclouen una baixa resistència a la humitat, per tant, es requereix una protecció addicional contra l’aigua durant el funcionament.

Pantalles metàl·liques - full resistent al foc amb una superfície reflectant. Aquests productes no només protegeixen les parets d’un excés de sobreescalfament, sinó que també permeten mantenir una temperatura confortable a l’habitació, reflectint-la cap a l’interior.

Normalment, aquestes xapes estan fabricades en acer inoxidable.

Clinker - Aquest material ceràmic està fabricat amb argila finament porosa. Es distingeix per la seva resistència a temperatures extremes, la capacitat de suportar no només el foc, sinó també les gelades severes.

Gres de porcellana - material a base de rajoles de marbre, granit i quars amb presència de sals i òxids metàl·lics. La seva resistència a la humitat es caracteritza per la seva capacitat de suportar fins a 100 graus o més.

Per porositat

Segons el grau d'obertura dels porus, hi ha:

• fins a un 3%: superdensa;
• fins a un 10%: alta densitat;
• fins a un 16%: dens;
• fins a un 20%: compactat;
• fins a un 30%: densitat mitjana;
• fins a un 45%: baixa densitat;
• fins a un 75%: altament porós;
• més del 75% són ultra porosos.

Formes i mides

Els materials refractaris s’ofereixen en diferents formes i mides:

• en forma de falca o recta: pot ser petit, normal o gran;
• amb forma, senzill i complex, amb un pes superior a 60 kg.

La major demanda la van rebre els panells de xapa. El seu propòsit funcional depèn de la mida i el conjunt de característiques de rendiment del producte . Són indispensables per al revestiment de calderes, xemeneies domèstiques, estufes, són aïllants tèrmics per a columnes, calderes i sistemes de calefacció a banyeres i saunes. Tenen el paper de pantalles de protecció i augmenten l’efecte de producció de l’equip en el seu conjunt i de les seves parts individuals.

Els productes d’emmotllament i pols són rellevants en la fabricació d’instruments. Resol el problema d’ajustar el mode de funcionament d’acord amb les especificacions tècniques. Les matèries primeres sense forma s’utilitzen per fabricar roba per als empleats de les foneries.

Aplicacions

Tots els tipus de materials ignífugs s’utilitzen habitualment en aplicacions industrials. Participen en la metal·lúrgia no ferrosa i ferrosa: aquesta àrea representa aproximadament el 60% dels productes fets amb materials resistents a la calor en general, així com en la fabricació de ceràmica i vidre . Els compostos resistents al foc són la base per a la fabricació d’aïllants d’àcid i de calor. Estan revestits de forns industrials, així com d’altres instal·lacions amb flama oberta.

A la vida quotidiana, aquests productes han tingut aplicació en la disposició de xemeneies i estufes, barbacoes i xemeneies . Aquests materials d’acabat s’utilitzen àmpliament en la construcció i l’arranjament d’edificis. S'utilitzen per entapissar sostres i parets de les habitacions. Aquesta solució augmenta considerablement la seguretat contra incendis de l'estructura, per tant, s'utilitzen en estructures amb requisits més elevats de PPB.

És important tenir en compte que la majoria dels materials resistents al foc de la construcció no poden suportar un foc, de manera que poden cremar-se . Es distingeixen productes resistents a la calor i refractaris. Aquests últims poden suportar una font de flama oberta a curt termini durant molt de temps; són molt exigents en la construcció de banys i saunes.

Els materials resistents a la calor poden suportar una calor intensa, però el foc obert destruirà la seva estructura.