Теплостойкие материалы: Самая полная информация про огнеупорные материалы! – Виды и защитные свойства огнеупорных листовых материалов для печей и каминов

Огнеупоры (материалы и изделия) и их огнеупорность: виды и свойства

Для некоторых производств металлургической, энергетической, горно-перерабатывающей отраслей промышленности, научных исследований необходимы технологические комплексы, установки; лабораторные печи, аппараты, выложенные изнутри огнеупорными материалами, штучными изделиями, способным выдерживать постоянное или циклическое воздействие высокой температуры сырья, реагирующих веществ, продукции.

Нередко при возведении особо важных строительных объектов, имеющих повышенную пожарную опасность, необходимо использование несущих конструкций из огнеупорного (огнестойкого) бетона.

Огнеупорный изделия в ассортименте

Назначение и свойства

В ГОСТ 28874-2004, классифицирующем все виды (типы) огнеупоров, дано

определение огнеупорности, как свойству материалов выдерживать, не переходя в расплавленное состояние, воздействие высокой температуры.

ГОСТ Р 52918-2008 дает определение огнеупорам. Ими называют неметаллические материалы, которые обладают огнеупорностью не ниже 1580 ℃, используются в агрегатах и устройствах для защиты от воздействия тепловой энергии и газовых, жидких, твердых агрессивных реагентов.

К огнеупорным изделиям относятся огнеупоры, имеющие заданные геометрические формы, размеры.

В целом огнеупорами называют материалы, готовые формовые изделия, произведенные в основном из минерального сырья, что способны сохранить свои огнестойкие свойства в условиях длительной эксплуатации при очень высокой температуре среды, в том числе агрессивной; служащие защитными покрытиями различного производственного, лабораторно-опытного оборудования или несущими строительными конструкциями.

Назначение огнеупоров:

• Защита корпусов, частей установок, агрегатов, любого другого оборудования с рабочими зонами, поверхности которых внутри или снаружи подвергаются воздействию расплавленного сырья, реагирующей среды в ходе технологического процесса, готовой продукции с температурой выше 1580 ℃.
• Обеспечение длительного периода сохранения несущих свойств, геометрической неизменности форм строительных конструкций в условиях развития пожара на особо важных объектах.

Свойства огнеупорных материалов, готовых изделий, кроме основного – высокой стойкости к огню, востребованные заказчиками:

• Низкий коэффициент теплопроводности.
• Термическая стойкость к линейному/объемному расширению.
• Стойкость к различным видам агрессивных сред, включая радиационное воздействие.
• Длительный период эксплуатации.
• Невысокая стоимость.

Кроме того, на производстве востребован такой параметр, как возможность быстрой замены защитного слоя огнеупорных материалов, набора из штучных изделий в ходе плановых остановов, аварийных ремонтов промышленного оборудования с высокотемпературными рабочими зонами.

Классификация

Огнеупоры подразделяются на два основных класса – это неформованные материалы и формованные (штучные) изделия.

Формованные огнеупоры

К неформованным огнеупорным материалам относят:

• Огнеупорные цементы.
• Бетонные смеси, торкрет-массы высокой стойкости к огню.
• Разные виды порошков для заправки металлургических печей.
• Мертели.
• Пластичные огнеупорные пасты, суспензии.

Формованные огнеупорные изделия, серийно производимые по технологиям горячего, полусухого прессования пластической формовки; литья, включая вибрационное, из расплавов, текучих масс подготовленного сырья; распилом крупных блоков, горных пород, изготавливают:

• Прямыми, клиновыми различных размеров, форматов.
• Фасонными различной сложности, массы серийного изделия.
• Специальными – промышленного или лабораторного назначения. К последним относятся тигли, кюветы, оборудование для проведения исследований в условиях высокой температуры.

Огнеупорные материалы, изделия классифицируют по таким основным параметрам:

• По физическому состоянию.
• Химическому составу.
• Огнеупорности.
• Плотности, пористости.
• Форме, размерам, весу.
• Способам формования.
• Области применения.

По огнеупорности их подразделяют на четыре группы (класса):

• Огнеупорные, выдерживающие температуру эксплуатации в диапазоне 1580-1770 ℃.
• С высокой огнеупорностью – 1770-2000 ℃.
• С высшей огнеупорностью – 2000-3000 ℃.
• Сверхогнеупорные – больше 3000 ℃.

По пористости на восемь классов – от особо плотных огнеупоров, открытая пористость которых меньше 3%, высокоплотных – 3-10%, плотных – 10-16%; до ультрапористых, где она превышает 75%.

В зависимости от формы, геометрических размеров, веса огнеупорные изделия классифицируются:

• Прямоугольными, включая огнеупорные кирпичи стандартных строительных типоразмеров.
• Фасонными различной конфигурации, включая криволинейную, формы.
• Листами, рулонами.
• Погонными изделиями – более 450 мм.
• Штучными – до 2 кг.
• Блоками – от 2 кг до 1 т.
• Крупными блоками – больше 1 т.

По физическому состоянию готовой продукции при поставке заказчикам:

• Неформованными материалами – сухими, полусухими смесями; жидкими, пластичными готовыми растворами.
• Штучными изделиями.
• Строительными огнеупорными конструкциями.

Неформованные огнеупорные материалы также квалифицируют по основным способам нанесения на защищаемые поверхности производственного оборудования, строительных конструкций:

• Напылению.
• Обмазке.
• Литью.
• Торкретированию.
• Виброуплотнению.
• Трамбовке.
• Прессованию.
• Пескометной набивке.

Существуют и другие классификации огнеупоров, основанные на способах подготовки сырья, производства неформованных материалов, изготовления штучных изделий, строительных конструкций.

Основные виды и типы

Такое деление основано на различиях в химическом составе огнеупорных неформованных материалов, готовых изделий. Общепринято при этом в названии огнеупора первым ставить преобладающий компонент:

• Кремнеземистые – эти термостойкие материалы, что более чем на 90% состоят из SiO₂. К ним относятся динасовые огнеупоры, широко применяемые для футеровки металлургических и других видов печей; кварцевое стекло, из которого изготавливается весь спектр термостойкой посуды, оборудования для лабораторий. Огнеупорность динасовых материалов – до 1730 ℃, кварцевого стекла – до 1200 ℃.
• Алюмосиликатные. Их основные компоненты – Al₂O₃, SiO₂. В зависимости от процентного содержания Al₂O₃ они бывают полукислые – 14-28%; шамотные – 28-45%; высокоглиноземистые – 45-95%. Огнеупорность высокоглиноземистых материалов – свыше 1750 ℃.
• Магнезиальные на основе MgO, при производстве проходящие обжиг в температурном диапазоне 1500-1900℃. Их огнестойкость обуславливает широкое применение в металлургической отрасли, чему также способствует высокая прочность, стойкость при контакте с движущимися расплавами металлов, шлаковых масс.
• Периклазовые – это магнезиальные огнеупорные материалы с содержанием MgO свыше 85%.
• Периклазоуглеродистые материалы изготавливаются из периклазового огнеупорного порошка с добавкой 6-25% графита с органической связкой, например, фенолом с этиленгликолем.
• Хромистые, производимые из минерала хромита с температурой плавления 2180℃. Большим преимуществом этих термостойких материалов является их инертная устойчивость как к кислым, так основным металлургическим шлакам.
• Цирконистые. Их основные компоненты – это минерал бадделеит, содержащий до 62% ZrO₂ и ZrSiO₄. Огнеупорность – 2700 ℃, отличная стойкость при контакте с расплавами металлов, высокая прочность.
• Углеродистые. Их основной компонент – это свободный углерод, соединения с его высоким содержанием. Обжиг сырья происходит при температурах от 1100 до 2000 ℃, после чего спектр их применения – это футеровка электротермических, металлургических печей (домен, мартенов), промышленных установок по выплавке цветных металлов, реакторов АЭС. Огнеупорность разновидностей углерода достигает 3500℃, а графита, его кристаллической разновидности – 3800 ℃.
• Оксидноуглеродистые – это огнеупоры, созданные на основе оксидов магния, бария, кальция, бериллия с углеводородом, обладающие высокой огнеупорностью.
• Бескислородные изготавливают из тугоплавких химических соединений – нитридов, силицидов, сульфидов, боридов, карбидов. Их применение в окислительной среде ограничено.
• Доломитовые, состоящие после обжига доломитовых горных пород из смеси оксидов магния и кальция, огнеупорные до 2300℃.

Это далеко не полный перечень видов (типов) огнеупоров, производимых также из другого сырья, с различными добавками.

Область применения

Огнеупорные неформованные материалы, штучные изделия, благодаря набору востребованных учеными, специалистами проектных, строительных организаций, производственных предприятий, применяются в различных отраслях производства, науки:

• в стекольной, цементной промышленности;
• в металлургии черных, цветных металлов;
• в энергетике;
• в авиа, ракетостроении как при создании двигателей, так и в качестве защитных сверхтермостойких покрытий;
• в атомной промышленности;
• в производственных, учебных лабораториях – муфельные печи, огнеупорная посуда.

Розлив металла в огнеупорные ванны

Так, неформованные огнеупоры используют для создания, ремонта защитных покрытий – футеровок:

• Промышленных печей нагрева, обжига сырья – высокоглиноземистые смеси, шамот.
• Печей для производства кокса – обмазки.
• Ковшей для розлива стали, чугуна – магнезиальные, кремнеземные, высокоглиноземистые, массы.
• Электроиндукционных печей – периклазовые, корундовые торкрет-массы.
• Мартенов, дуговых печей – огнеупорные металлургические порошки.

Формованные огнеупоры, в виде различных по форме, толщине, размерам штучных изделий, используют следующим образом:

• Для выкладки подовых оснований, возведения стойких к высокой температуре стен, сводов, других элементов металлургических печей, конвертеров по выплавке черных, цветных сплавов, котлов ТЭЦ.
• Для создания надежной футеровки реакторов АЭС.
• Для защиты нагреваемых до сверхвысоких температур рабочих поверхностей двигателей самолетов, ракет.

При использовании штучных изделий в ходе выполнения защитных покрытий, возведения футеровочных кладок различного по назначению оборудования швы между ними тщательно, по всему объему заполняют неформованными огнеупорными материалами, обеспечивая целостность, а после первичного обжига в процессе эксплуатации – монолитности защитного слоя.

Кроме того, неформованные огнеупоры наносят сплошным слоем на кладки из штучных изделий, повышая толщину, следовательно, теплоизоляцию, огнестойкость такого «пирога»; а также на несущий конструктив зданий, сооружений, выполненный из металла, обеспечивая надежную, многочасовую огнезащиту металлических конструкций; а также заводских, монолитных конструкций из железобетона на особо важных пожароопасных объектах защиты.

Производство

ГОСТ Р 52918-2008 определяет сырье для производства огнеупоров как горные породы, имеющие огнеупорность не меньше 1580 ℃, допуская также утилизацию огнеупоров возвращением бракованных изделий, неформованных материалов, отходов производства, эксплуатации в технологический процесс.

Однако, на практике в рецептурный состав исходного сырья входят не только изначально огнеупорные материалы, но и другие компоненты, способные создавать устойчивые связи, требуемую молекулярную структуру готовой продукции, а также пластификаторы.

Тем не менее основным сырьем для производства огнеупоров служат горные породы, в составе которых:

• Простые, сложные оксиды – SiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂, MgOSiO₂.
• Бескислородные соединения – силициды, карбиды, нитриды, бориды, графит.
• Оксинитриды, оксикарбиды.

Для серийного производства огнеупорных материалов используют разнообразные технологические процессы, основным из которых является традиционный алгоритм, состоящий из следующих этапов:

• Измельчения компонентов сырья.
• Их предварительной тепловой обработки.
• Приготовления шихты с добавками различных пластифицирующих, модифицирующих добавок.
• Формования штучных изделий литьем, прессованием, экструзией с допрессовкой; неформованных материалов – без этой технологической стадии.
• Обжига в туннельных, газокамерных печах.
• Складирования, упаковки.

Часть формованных огнеупоров получают распиливанием крупных блоков готовой продукции, а также из огнеупорных горных пород.

виды, классы теплостойких веществ, свойства и применение в домашних условиях

В основе производства огнеупорных материалов лежит определённое минеральное сырьё. В их структуре не происходит изменений при длительной эксплуатации или механическом воздействии, поэтому огнеупоры часто используют в разных сферах строительства и производства. Конструкции в результате работы получаются долговечными, надёжными и безопасными.

Огнеупорные материалы устойчивы к воздействию высоких температур

Свойства материалов

Жаростойкие материалы благодаря своим физическим свойствам широко применяются в сферах обработки металлов. Огнеупоры используются во время плавки, обжига, испарения, отжига и дистилляции на производстве. Изначальные свойства сохраняются даже под воздействием высоких температур, отсюда и название этих материалов.

Уже отработанные огнеупоры называют ломом. Их отправляют на переработку и создают из получившегося сырья новые изделия. Их основные физические показатели заключаются в прочности при воздействии огня, горячей жидкости или пара, а также в химической инертности.

В составе огнеупоров обязательно содержатся керамические смеси тугоплавкого оксида, силиката, нитрида, борида и карбида.

Классификация огнеупоров

Огнестойкие материалы принято классифицировать по размерам, формам и способу производства.

Огнеупорные изделия широко применяются в строительстве

Общепринятые размеры и формы включают:

• прямые огнеупоры огромных и незначительных размеров;
• клиновые изделия нормальных габаритов;
• фасонные простые;
• специальные сложные;
• крупноблочные огнеупоры массой более 60 кг;
• вещества промышленного и лабораторного назначения, к которым относят тигли и трубы.

Различают несколько видов теплостойких материалов в зависимости от способа формирования, в результате которого получают огнеупоры.

В этом видео вы узнаете подробнее об огнеупорных материалах:

Таких видов несколько:

• прессованные термопластичные материалы;
• горячее прессование;
• электрическая плавка, литье из пеношликера или жидкого сырья для получения литых огнеупоров;
• обработка предварительно подготовленных блоков из естественных горных пород дает пиленые материалы.

Использование специальной машинной формовки и последующего прессования даёт эластичные огнеупоры. Сырьём могут послужить специальные массы, которые находятся в пластичном состоянии.

При производстве сначала тщательно подготавливают сырьё, обогащают его минеральными веществами, убирают из него посторонние примеси. После этого его измельчают, просеивают и готовят смеси, строго придерживаясь определённой дозировки. Смесь разливают по формам, обсушивают и обжигают. Сырьё выбирают по химическому и минералогическому составу.

В зависимости от плотности готовых изделий выделяют такие виды:

• максимально пористые;
• высокопористые;
• низкоплотные;
• среднеплотные;
• уплотнённые.

Область применения

Теплостойкие материалы используют для оборудования печи, обшивки стен производственных помещений, возведения приусадебных построек. Малопористые огнеупоры с высокими показателями подходят для конструирования печей в банях, зданиях пищевой промышленности.

Гипсокартон также является одним из огнеупорных материалов

В строительстве жилых помещений применяют листовые изделия. Особенно популярен сейчас гипсокартон. Им обшивают стены, оформляют конструкции сложных форм, возводят полки, межкомнатные перегородки и шкафы. Но этот материал нельзя использовать в помещениях с высоким уровнем влажности, т.к. гипсокартон от воздействия воды размокает. Листовые огнеупоры легко поглощают шум, просто монтируются, обладают минимальным уровнем кислотности.

Для строительства стен подойдёт огнеупорный бетон. Это изделие с высокой пористостью, чаще всего его применяют для теплоизоляции. Материал продаётся в виде порошка. Достаточно смешать порошок с жидкостью, покрыть им строительный материал, из которого возведены стены. Кроме защиты от пожаров, бетон предохранит помещение от проникновения громких звуков и попадания влаги.

Подробнее о новых огнеупорных технологиях:

Баню и другие постройки на участке лучше изготовить из огнеустойчивого кирпича, т.к. обычное строительное сырьё крошится из-за воздействия пара и горячего воздуха. Высокая температура внутри помещения часто приводит к деформации и расширению строительного материала. Кирпич не поддаётся этому воздействию. Производители предлагают сырьё в форме прямоугольника и клина. Первый вариант необходим в строительстве торцевых стен, второй применяют как ребровое изделие.

Баня прослужит дольше, если ее построить из огнеупорного кирпича

Несгораемый материал изготавливают с применением обжига и без него. В первом случае сырьё подвергают воздействию температуры свыше +600°С — только так возможно добиться нужных физических и химических свойств. Огнеупорные порошковые смеси уплотняют, вводя органические или минеральные вязкие вещества.

Теплоизоляционные изделия — Огнеупорные материалы

Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения показывает, что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений, а также в промышленном оборудовании и тепловых сетях. Добиться этого можно путем применения высокоэффективных теплоизоляционных изделий. Перечень задач, для решения которых используются теплоизоляционные изделия, весьма широк. Это утепление фасадов, кровель, полов, перекрытий и подвалов зданий, различных видов коммуникаций и трубопроводов.

Теплоизоляционными называют строительные изделия, которые обладают малой теплопроводностью и предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций жилых, производственных и сельскохозяйственных зданий, поверхностей производственного оборудования и агрегатов (промышленных печей, турбин, трубопроводов, камер холодильников). Теплоизоляционные изделия характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и низкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м*°С).

Эффективность и сфера использования теплоизоляционных изделий в конкретных строительных конструкциях определяются их техническими характеристиками, включающими следующие основные параметры: теплопроводность, плотность, сжимаемость, водопоглощение, паропроницаемость, огнеупорность, морозостойкость, биостойкость и отсутствие токсичных выделений при эксплуатации.

Основная техническая характеристика теплоизоляционных материалов — это теплопроводность, т.е. способность материала передавать тепло. Для количественного определения этой характеристики используется коэффициент теплопроводности, который равен количеству тепла, проходящему за 1 час через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур на противоположных поверхностях 1°С. Теплопроводность выражается в Вт/(м К) или Вт/(м градус Цельсия). При этом величина теплопроводности теплоизоляционных материалов зависит от плотности материала, вида, размера, расположения пор и т.д. Также сильное влияние на теплопроводность оказывает температура и влажность материала. Теплопроводность резко возрастает при увлажнении теплоизоляционных материалов, так как теплопроводность воды равна 0,58 Вт/(м °С), т. е. примерно в 25 раз выше, чем у воздуха. При замерзании увлажненного теплоизоляционного материала происходит дальнейшее увеличение его теплопроводности, поскольку теплопроводность льда составляет 2,32 Вт/(м °С), т. е. в 100 раз больше, чем воздуха в тонких порах. Очевидно, что весьма важно предохранять теплозащиту в конструкциях и на оборудовании от увлажнения, тем более при возможном последующем замерзании влаги. У ряда материалов — особенно волокнистых — теплопроводность с увеличением средней плотности вначале резко уменьшается, а затем возрастает примерно пропорционально увеличению средней плотности материала. Это можно объяснить тем, что при очень малой средней плотности и большом количестве крупных пор теплопроводность с конвекцией растет. С ростом плотности увеличивается доля передачи тепла кондукцией.

Таким образом, можно констатировать, что теплопроводность является важнейшей технической характеристикой теплоизоляционных изделий. От нее зависит напрямую термическое сопротивление ограждения R(терм), кв.мК/Вт

Самым характерным признаком теплоизоляционных материалов является их высокая пористость, поскольку воздух в порах имеет меньшую теплопроводность, чем окружающее его вещество в конденсированном состоянии (твердом или жидком). Пористость теплоизоляционных материалов составляет до 90% и даже до 98%, а супертонкое стекловолокно имеет пористость до 99,5%. Между тем такие конструкционные материалы, как тяжелый цементный бетон, имеет пористость до 9…15%, гранит, мрамор —0,2…0,8%, керамический кирпич —25… 35%, сталь —0, древесина —до 70%. Поскольку пористость непосредственно влияет на величину средней плотности, обычно теплоизоляционные материалы различают не по пористости, а по средней плотности.

Огнеупорность  является весьма важным свойством теплоизоляционных изделий, особенно при использовании их для изоляции промышленного оборудования, работающего при высоких температурах. Характеризуют огнеупорность материалов технической и экономической предельными температурами применения. Под технической температурой понимают ту температуру, при которой материал может эксплуатироваться без изменения технических свойств. Экономическая предельная температура применения определяется не только температуростойкостью материала, но и другими его показателями — теплопроводностью, стоимостью, условиями монтажа и т. д. Некоторые материалы с повышенной  теплопроводностью нерационально, например, использовать для высокотемпературной изоляции, несмотря на их высокую техническую предельную температуру применения.

Сжимаемость – способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Материалы по сжимаемости мягкие М: деформация свыше 30%, полужесткие ПЖ: деформация 6-30%, жесткие Ж:  деформация не более 6%. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала при сжатии под действием удельной 0,002 МПа нагрузки. Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения отдельной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они могут применяться также в качестве ветрозащиты.

Водопоглощение значительно ухудшает теплоизоляционные свойства и понижает прочность и долговечность. Материалы с закрытыми порами, например, пеностекло, имеют низкое водопоглощение (менее 1%). Для уменьшения водопоглощения, например, при изготовлении минераловатных изделий зачастую вводят гидрофобные добавки, которые позволяют уменьшить сорбционную влажность в процессе эксплуатации.

Газо- и паропроницаемость учитывают при применении теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях. Теплоизоляция не должна препятствовать воздухообмену жилых помещений с окружающей средой через наружные стены зданий. В случае повышенной влажности производственных помещений теплоизоляцию защищают от увлажнения с помощью надежной гидроизоляции, укладываемой с «теплой» стороны. Теплоизоляционные материалы с сообщающимися открытыми порами пропускают значительное количество водяного пара, почти столько же, сколько воздуха. Благодаря малому сопротивлению паропроницаемости они почти всегда сухие; конденсация пара наблюдается в основном в следующем слое на более холодной стороне ограждения. Во избежание конденсации водяного пара, теплая сторона должна обладать большей паронепроницаемостью, чем холодная сторона, а также воздухонепроницаемостью.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью. Согласно СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы: Г1 (слабогорючие), Г2 (умеренногорючие), Г3 (нормальногорючие), Г4 (сильногорючие).

Теплоизоляционные изделия классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.

По виду основного сырья теплоизоляционные изделия подразделяются на:

• органические — получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки (древесноволокнистые плиты и древесностружечные плиты), сельскохозяйственных отходов (соломит, камышит и др.), торфа (торфоплиты) и т. д., а также пластмассы (пенополиэтилен, пенополистирол, пеноглас, пенопласты, поропласты, сотопласты и др.). Характерная особенность большинства органических теплоизоляционных изделий — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при температурах не свыше 100 °C, а также при дополнительной конструктивной защите негорючими материалами (штукатурные фасады, трехслойные панели, стены с облицовкой, облицовки с ГКЛ и т. п.)
• неорганические — изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.
• смешанные — используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита).

По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волокнистые (минераловатные, стекло — волокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).

По плотности теплоизоляционные изделия делят на особо легкие (особо низкой   плотности) плотностью 15…75 кг/м3, легкие (низкой   плотности) — 100…175,   средней   плотности — 200…350   и плотные —400…600 кг/м3.

По жесткости теплоизоляционные изделия подразделяют на мягкие полужесткие, жесткие, повышенной жесткости и твердые. Для индустриализации строительных работ все большее применение находят жесткие крупноразмерные теплоизоляционные изделия. Мерой жесткости является величина их сжимаемости или относительной деформации сжатия. При удельной нагрузке 0,02 МПа жесткие материалы имеют относительное сжатие до 6%, полужесткие — 6…30 и  мягкие — более 30%. В  материалах  повышенной жесткости и твердых при удельной нагрузке соответственно 0,04 и 0,1 МПа относительное сжатие не должно превышать 10%.

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы: А — низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м-°С), Б — средней теплопроводности — от 006 до 0,115 Вт/(м-°С), В — повышенной теплопроводности -от 0,115 до 0,175 Вт/(м.°С).

По назначению теплоизоляционные изделия бывают теплоизоляционно- строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизоляционно — монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).

По форме и внешнему виду различают  штучные и сыпучие теплоизоляционные материалы. К штучным материалам относят различного вида и формы изделия. Они могут быть плоскими — кирпичи, маты, блоки, плиты; фасонными — цилиндры, сегменты, скорлупы; и  шнуровыми — шнуры, жгуты.  Применение  штучных материалов повышает качество теплоизоляции и уменьшает трудозатраты. К сыпучим относятся порошкообразные, волокнистые и зернистые рыхлые материалы. Их применяют для засыпки пустот в каркасных стенах, в междуэтажных перекрытиях. Но со временем они слеживаются, уплотняются и их теплоизоляционные  свойства понижаются. Некоторые порошки, затворенные водой, идут для приготовления мастичной изоляции (совелит, магнезит «ньювель», асбозурит), применяемой в основном для заделки швов между теплоизоляционными изделиями.

Органические теплоизоляционные изделия.

Органические теплоизоляционные материалы в зависимости от природы исходного сырья можно условно разделить на два вида: материалы на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, торф, однолетние растения, шерсть животных и т. д.), материалы на основе синтетических смол, так называемые теплоизоляционные пластмассы.

Теплоизоляционные материалы из органического сырья могут быть жесткими и гибкими. К жестким относят древесносткужечные, древесноволокнистые, фибролитовые, арболитовые, камышитовые и торфяные, к гибким — строительный войлок и гофрированный картон. Эти теплоизоляционные материалы отличаются низкой водо — и биостойкостью.

Древесноволокнистые теплоизоляционные плиты получают из отходов древесины, а также из различных сельскохозяйственных отходов (солома, камыш, костра, стебли кукурузы и др.). Древесноволокнистые плиты выпускают длиной 1200-2700, шириной 1200-1700 и толщиной 8-25 мм. По плотности их делят на изоляционные (150-250 кг/м3) и изоляционно-отделочные (250-350 кг/м3). Теплопроводность изоляционных плит 0,047-0,07, а изоляционно-отделочных-0,07-0,08 Вт/(м-°С). Древесностружечные плиты выпускают одно- и многослойными. Например, у трехслойной плиты пористый средний слой состоит из относительно крупных стружек, а поверхностные слои выполняют из одинаковых по толщине плоских тонких стружек. Для теплоизоляционных целей служат легкие плиты плотностью 250…500 кг/м3 и теплопроводностью 0,046… …0,093 Вт/(м°С). Полутяжелые и тяжелые плиты плотностью соответственно 500…800 и 800…1000 кг/м3 и прочностью при изгибе 5…35 МПа применяют как отделочный и конструкционный материал.

Древесноволокнистые плиты обладают высокими звукоизоляционными свойствами. Наряду с изоляционными применяют плиты изоляционно-отделочные, имеющие лицевую поверхность, окрашенную пли подготовленную к окраске.

Камышитовые плиты, или просто камышит, применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий HI класса, при постройке малоэтажных жилых домов, небольших производственных помещений, в сельскохозяйственном строительстве. Это теплоизоляционный материал, спрессованный из стеблей камыша в виде плит, которые затем скрепляются стальной оцинкованной проволокой. В зависимости от расположения стеблей камыша различают плиты с поперечным (вдоль короткой стороны плиты) и продольным расположением стеблей. По объемной массе плиты различают трех марок: 175, 200 и 250 с пределом прочности на изгиб — не менее 0,18-0,5 МПа, коэффициентом теплопроводности — 0,06-0,09 МПа, влажностью — не более 18% по массе. Камышитовые плиты производят длиной 2400-2800, шириной 550-1500 и толщиной 30-100мм.

Торфяные теплоизоляционные изделия изготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов. Сырьем для их производства служит малоразложившийся верховой торф, имеющий волокнистую структуру, что благоприятствует получению из него качественных изделий путем прессования. Плиты изготовляют размером 1000x500x30 мм путем прессования в металлических формах торфяной массы с добавками (или без них) и с последующей сушкой при температуре 120- 150° С. Торфяные изоляционные плиты по объемной массе делят на М 70 и 220 кг/м3 с пределом прочности па изгиб — 0,3 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии 0,06 Вт/м-°С, влажностью не более 15%.

Торфяные теплоизоляционные изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий 3‑го класса и поверхностей промышленного оборудования с рабочей температурой от -60 до +100 °С.

Цемёнтно-фибролитовые плиты представляют собой теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструктивный материал, полученный из затвердевшей смеси портландцемента, воды и древесной шерсти. Древесная шерсть выполняет в фибролите роль армирующего каркаса. По внешнему виду тонкие древесные стружки длиной до 500, шириной 4-7, толщиной 0,25-0,5 мм приготовляют из неделовой древесины хвойных пород на специальных древесношерстяпых станках. По объемной массе цементно-фибролитовые плиты делят на М 300, 350, 400 и 500 с пределом прочности при изгибе соответственно не менее 0,4 0,5, 0,7 и 1,2 МПа, коэффициентом теплопроводности-0,09-0,15Вт/м-°С, водопоглощением — не более 20%. Длина плит 2000-2400, ширина 500-550, толщина 50, 75, 100 мм.

Фибролитовые плиты на портландцементе применяют в качестве теплоизоляционного, теплоизоляционно-конструктивного и акустического материала для стен, перегородок, перекрытий и покрытий зданий.

Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия (плиты, скорлупы и сегменты) применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, холодильников и поверхностей холодильного оборудования трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей от минус 150 до плюс 70 °С, для изоляции корпуса кораблей. Изготовляют их путем прессования измельченной пробковой крошки, которую получают как отход при производстве закупорочных пробок из коры пробкового дуба или так называемого бархатного дерева, растущего в Дальневосточном крае, в Амурской области и на Сахалине. Пробка вследствие высокой пористости и наличия смолистых веществ является одним из наилучших теплоизоляционных материалов. Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия по объемной массе в сухом состоянии делят на М 150-350 с пределом прочности при изгибе соответственно 0,15-0,25 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии при температуре 25° С-0,05-0,09 Вт/м-°С.

К положительным свойствам плит следует отнести также то, что они не горят, с трудом тлеют, не подвержены заражению домовым грибком и не разрушаются грызунами. Пробковые материалы упаковывают в клетки объемом 0,25- 0,5 м3 и хранят в сухом закрытом помещении, а перевозят в крытых вагонах.

Теплоизоляционные изделия на основе полимеров в виде газонаполненных пластмасс и изделий, а также минераловатных и стекловатных изделий производят на полимерном связующем.

Поризация полимеров основана на применении специальных веществ, интенсивно выделяющих газы и вспучивающих размягченный при нагревании полимер. Такие вспучивающиеся вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными.

Плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70° С. Изделия из пористых пластмасс на суспензионном полистироле по объемной массе в сухом состоянии делят на М 25 и 35 с пределом прочности на изгиб не менее 0,1-0,2 МПа, коэффициентом теплопроводности — 0,04 Вт/м °С, влажностью — не более 2% по массе. Такие же изделия па эмульсионном полистироле по объемной массе имеют М 50-200 предел прочности на изгиб соответственно — не менее 1,0-7,5 МПа, коэффициент теплопроводности -не более 0,04-0,05, влажность не более 1% по массе. Плиты из пористых пластмасс изготовляют длиной 500-1000, шириной 400-700, толщиной 25-80 мм.

В зависимости от структуры теплоизоляционные пластмассы могут быть разделены на две группы: пенопласты и поропласты.

Пенопластами называют ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличием несообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненных газами или воздухом.

Поропласты — пористые пластмассы, структура которых характеризуется сообщающимися между собой полостями. Наибольший интерес для современного индустриального строительства представляют пенополистпрол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан и мипора.

Изоляционные и изоляционно — отделочные плиты применяют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и перекрытий зданий, акустической изоляции концертных залов и театров (подвесные потолки и облицовка стен).

Неорганические теплоизоляционные изделия.

К неорганическим теплоизоляционным изделиям относят штучные, рулонные, шнуровые, рыхлые материалы и изделия с волокнистой и ячеистой структурой, предназначенные для утепления, главным образом, ограждающих конструкций и сооружений: минеральная вата, стеклянное волокно, пеностекло, вспученный перлит и вермикулит, асбестосодержащие теплоизоляционные изделия, ячеистые бетоны и др.

Минеральная вата волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый из силикатных расплавов. Сырьем для ее производства служат горные породы (известняки, мергели, диориты и др.), отходы металлургической промышленности (доменные и топливные шлаки) и промышленности строительных материалов (бой глиняного и силикатного кирпича). В зависимости от плотности минеральная вата подразделяется на марки 75, 100, 125 и 150. Минеральная вата хрупка, и при ее укладке образуется много пыли, поэтому вату гранулируют т.е. о превращают в рыхлые комочки — гранулы. Их используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий. Сама минеральная вата является как бы полуфабрикатом, из которого выполняют разнообразные теплоизоляционные минераловатные изделия: войлок, маты, полужесткие и жесткие плиты, скорлупы, сегменты и др.

Отличительными чертами изделий из минеральной ваты являются высокая тепло- и звукоизолирующая способность, устойчивость к температурным деформациям, химическая и биологическая стойкость, экологичность и легкость выполнения монтажа. Но наиболее ценным свойством минеральной ваты, отличающим ее от других теплоизоляционных материалов, является негорючесть.

По требованиям пожарной безопасности изделия из минеральной ваты относятся к классу негорючих материалов (НГ). Более того, они эффективно препятствуют распространению пламени и применяются в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты. Также изделия из минеральной ваты могут быть использованы в условиях очень высоких температур. Минеральные волокна способны выдерживать температуру выше 1000°С. Даже после разрушения связующего компонента при температуре 250°С, волокна остаются неповрежденными и связанными между собой, сохраняя прочность и создавая защиту от огня.

Применяют минеральную вату для теплоизоляции как холодных (до -200 °С), так и для горячих (до +600 °С) поверхностей, чаще всего в виде изделий — войлока, матов, попужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов. Минеральную вату используют также в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и покрытий, для этого ее гранулируют (превращают в рыхлые комочки).

На основе минерального сырья производят минераловатные маты, полужесткие и жесткие плиты, а также скорлупы, сегменты, цилиндры и другие изделия. Маты прошивные минераловатные изготовляют длиной 2000, шириной 900-1300 и толщиной 60 мм. По объемной массе в сухом состоянии выпускают маты М 150, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии -не более 0,046 Вт/м-°С. Теплоизоляционные маты на основе минерального волокна предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов тепловых сетей. Отечественная промышленность производит несколько видов минераловатных матов. Маты минераловатные прошивные применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 400° С.

Стеклянная вата — материал, состоящий из беспорядочно расположенных стеклянных волокон, полученных из расплавленного сырья. Сырьем для производства стекловаты служит сырьевая шахта для варки стекла (кварцевый песок, кальцинированная сода и сульфат натрия) или стекольный бой.

В зависимости от назначения вырабатывают текстильное и теплоизоляционное (штапельное) стекловолокно. Средний диаметр текстильного волокна 3-7 мкм, а теплоизоляционного 10-30 мкм.

Стеклянное волокно значительно большей длины, чем волокна минеральной ваты и отличается большими химической стойкостью и прочностью. Плотность стеклянной ваты 75-125 кг/м3, теплопроводность 0,04-0,052 Вт/(м/°С), предельная температура применения стеклянной ваты 450 °С.

В настоящее время наша промышленность производит шесть видов изделий из стеклянного волокна. Это в основном плиты и маты.

Теплоизоляционные изделия из стекловолокна применяются в системах наружного утепления «мокрого» типа, в навесных вентилируемых фасадах, в системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции, в системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции. Для изделий из стекловаты предельная температура применения — около 450°С.

Пеностекло — теплоизоляционный материал ячеистой структуры. Сырьем для производства изделий из пеностекла (плит, блоков) служит смесь тонкоизмельченного стеклянного боя с газообразоватслем (молотым известняком).

Пеностекло обладает рядом ценных свойств, выгодно отличающих его от многих других теплоизоляционных материалов: пористость пеностекла 80-95 %, размер пор 0,1-3 мм, плотность 200-600 кг/м3, теплопроводность 0,09-0,14 Вт/(м, /(м* °С), предел прочности при сжатии пеностекла 2-6 МПа. Кроме того, пеностекло характеризуется водостойкостью, морозостойкостью, несгораемостью, хорошим звукопоглощением, его легко обрабатывать режущим инструментом. Пеностекло в виде плит длиной 500, шириной 400 и толщиной 70-140 мм используют в строительстве для утепления стен, перекрытий, кровель и других частей зданий, а в виде полуцилиндров, скорлуп и сегментов — для изоляции тепловых агрегатов и теплосетей, где температура не превышает 300 °С. Кроме того, пеностекло служит звукопоглощающим и одновременно отделочным материалом для аудиторий, кинотеатров и концертных залов.

К материалам и изделиям из асбестового волокна без добавок или с добавкой связующих веществ относят асбестовые бумагу, шнур, ткань, плиты и др. Асбест может быть также частью композиций, из которых изготовляют разнообразные теплоизоляционные материалы (совелит и др). В рассматриваемых материалах и изделиях использованы ценные свойства асбеста: температуростойкость, высокая прочность, волокнистость и др.

Гладкую асбестовую бумагу применяют в качестве теплоизоляционных прокладок при изоляции трубопроводов. Гофрированную бумагу используют для производства ячеистого асбестового картона,  асбестовый картон — для теплоизоляции трубопроводов с температурой эксплуатации до 500 °С, а также для покрытия деревянных и других легковоспламеняющихся предметов и изделий с целью повышения огнестойкости. В виде плит асбестовый картон применяется для теплоизоляции плоских поверхностей, в виде полуцилиндрических покрышек — для изоляции трубопроводов, асбестовый шнур — для теплоизоляции промышленного оборудования и теплопроводов. При отсутствии в составе шнура органического волокна его можно применять при температуре до 500 °С, при наличии волокна — не более 200 °С,  Асбесто-магнезиальный порошок применяют для тепловой изоляции промышленного оборудования при температуре до 350 °С. Порошок используют не только в виде засыпной теплоизоляции, но и для приготовления мастик, плит, сегментов.

Алюминиевая фольга (альфоль) — новый теплоизоляционный материал, представляющий собой ленту гофрированной бумаги с наклеенной на гребне гофров алюминиевой фольгой. Данный вид теплоизоляционного материала в отличие от любого пористого материала сочетает низкую теплопроводность воздуха, заключенного между листами алюминиевой фольги, с высокой отража- тельной способностью самой поверхности алюминиевой фольги. Алюминиевую фольгу для целей теплоизоляции выпускают в рулонах шириной до 100, толщиной 0,005- 0,03 мм.

Практика использования алюминиевой фольги в теплоизоляции показала, что оптимальная толщина воздушной прослойки между слоями фольги должна быть 8-10 мм, а количество слоев должно быть не менее трех. Плотность такой слоевой конструкции из алюминиевой (фольги 6-9 кг/м3, теплопроводность — 0,03 — 0,08 Вт/(м* С ).

Алюминиевую фольгу употребляют в качестве отражательной изоляции в теплоизоляционных слоистых конструкциях зданий и сооружений, а также для теплоизоляции поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре 300 °С.

Большое распространение в отечественном строительстве также получили теплоизоляционные бетоны — газонаполненные (пенобетон, ячеистый бетон, газобетон) и на основе легких заполнителей (керамзитобетон, перлитобетон, полистиролбетон и т. п.). Этому способствует простота технологии, позволяющая производить пенобетон прямо на стройплощадке, а также доступность сырьевых материалов и относительно невысокая стоимость. Однако, несмотря на то, что пенобетоны вследствие высокой огнестойкости могут быть использованы для огнезащитных барьеров и подобных конструкций, их теплоизоляционные свойства, по сравнению с перечисленными выше материалами, значительно ниже.

Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет повысить степень индустриализации работ, поскольку они обеспечивают возможность изготовления крупноразмерных сборных конструкций и деталей, снизить массу конструкций, уменьшить потребность в других строительных материалах (бетон, кирпич, древесина и др.), сократить расход топлива на отопление зданий, уменьшить потери тепла в промышленных агрегатах. Теплоизоляционные материалы обеспечивают надлежащий комфорт в жилых помещениях, улучшают условия труда на производстве, снижают случаи травматизма.

Хороший эффект дает использование теплоизоляционных материалов для изоляции тепловых агрегатов, технологической аппаратуры и трубопроводов, что позволяет снизить расход топлива за счет уменьшения теплопотерь.

Очень важным считается использование теплоизоляционных материалов в различных холодильных установках для снижения потерь холода (стоимость получения единицы холода примерно в 20 раз выше получения единицы тепла).

Многие теплоизоляционные изделия вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Приобрести теплоизоляционные строительные изделия Вы можете на нашем сайте.

В компании представлен широкий ассортимент теплоизоляционных изделий различных марок по выгодным ценам.

Огнеупорные материалы

В домашнем обиходе использование огнеупорных материалов чаще всего сводится к проблеме обустройства защиты от открытого огня и высокой температуры раскаленных деталей каминов и печей. Вылетевший из топки котла отопления или каминного очага раскаленный кусочек жаропрочной обмазки или уголек способны натворить немало бед, поэтому в котельных и топочных помещениях приходится устанавливать огнеупорные материалы для стен вокруг печей.

Варианты защиты с помощью огнеупорных материалов

Упрощенная классификация огнеупорных материалов позволяет разделить весь ассортимент огнестойких средств:

• Тугоплавкие огнеупоры;
• Материалы с повышенной стойкостью к воздействию высоких температур.

Последние в обиходе чаще известны, как огнеупорные листовые материалы, но по сути, это эффективные негорючие теплоизоляторы, способные выдержать кратковременный контакт с раскаленной поверхностью или открытым пламенем. Их используют для защиты легковоспламеняющихся веществ и конструкций от случайного непродолжительного контакта с источником огня. Для облегчения монтажа чаще всего их изготавливают в листовой или рулонной форме. В отличие от печных огнеупоров в виде блоков и кирпичей, огнеупорные материалы в виде плоских листов не предназначены для восприятия нагрузки, их основная задача — экранировать и отражать мощные потоки тепла, излучаемые раскаленными стенами топки.

Первая категория используется в качестве материалов для печей и каминов. Огнеупорный материал представляет собой спеченные из тугоплавких химических соединений керамические, композитные блоки и плиты, способные выдерживать длительный контакт с открытым пламенем, температурой более полутора тысяч градусов, без потери несущей способности и прочности.

Плитные, листовые и рулонные огнеупорные материалы

Плитная и листовая форма очень удобна для облицовки стен помещения, в котором находится печь, камин или чугунный котел отопления. Самыми популярными защитными материалами, используемыми для облицовки стен, являются:

1. Огнеупорные плиты и картоны на основе прессованного асбестового и стеклянного волокна. Наиболее дешевый и доступный материал способен выдерживать нагрев до 700^оС. Средний показатель огнезащиты составляет 30 мин открытого пламени;
2. Вермикулитные плиты обладают термостойкостью до 800-900^оС, но при этом являются химически инертными, не разлагаются под действием влаги и органических растворителей. Вермикулитовым картоном или плитой можно выполнить защиту для бани;
   
3. Минеритные огнеупорные плиты и листы пользуются популярностью из-за удачного сочетания огнестойких и механических качеств. В качестве матрицы огнеупорного материала используется белый цемент;
4. Магнезитовые листы характеризуются высокой стойкостью к высокой температуре и агрессивным веществам;
5. Рулонные материалы из огнестойкого базальтового волокна, с напыленным теплоотражающим покрытием из алюминия, выдерживают нагрев до 900^оС. Легкое и гибкое огнеупорное полотно идеально подойдет для экранирования квартирных дровяных каминов и печей;
6. Керамогранитные и терракотовые плитки. Обладают неплохими огнеупорными качествами, хорошо пропускают водяные пары. Плиты легко моются, чистятся от сажи и загрязнений, не стареют на протяжении десятков лет интенсивного нагрева, поэтому нередко используются в качестве термозащиты стен и полов для бани и котельной.

Из всех перечисленных средств сталь обладает наиболее высоким коэффициентом отражения тепла и не боится перепадов температур, поэтому часто применяется в качестве тепловых экранов печей, каминов, котлов.

Не все огнеупорные материалы одинаково подходят для облицовки стен помещения. Например, нельзя использовать теплоизоляционные плиты из прессованного базальтового волокна. При производстве отдельных марок базальтовых плит используются формальдегидные смолы. Под воздействием теплового излучения поверхность огнеупорной облицовки способна нагреваться до 300^оС, что приводит к интенсивному выделению токсичных и ядовитых веществ.

Тугоплавкие огнеупорные материалы для печей и каминов

Современная технология огнеупорных материалов позволяет получать более полутора десятков различных видов керамик и композитов, обладающих свойством противостоять не только высокой температуре, но и агрессивной газовой среде пламени. Большую часть огнеупоров разрабатывали для использования в промышленности, металлургии цветных металлов, оптических приборов, керамики.

Классификация печных огнеупоров

ГОСТы и ТУ на производство огнеупоров классифицируют материалы по химической основе, наиболее широко используемые:

1. Кремнеземные огнеупоры изготавливают из кварца и высокочистых горных пород с высоким содержанием оксида кремния. Наиболее известным представителем тугоплавких материалов является марка «Динас» с содержанием кварца до 95%;
2. Спеченные блоки на основе оксида алюминия, с содержанием окиси от 28 до 90%, к ним относят печные шамоты и муллитовые плавленые блоки. Такие материалы применяют для топок печей на органическом топливе;
3. Магнезиальные огнеупорные вещества, изготавливаемые спеканием оксидов металлов при очень высокой температуре.

Важно! Кварцевые и магнезиальные огнеупорные материалы рассчитаны на очень высокую температуру. Некоторые марки способны в течение многих месяцев выдерживать нагрев почти до 2000оС в агрессивной среде.

Но их практически не используют в бытовых печах и каминах. Причина достаточно проста – при высокой механической прочности и стойкости очень тяжелые и плотные динасы и муллиты не выдерживают резких перепадов температур. При запуске промышленной печи нагрев до рабочей температуры зачастую выполняется со скоростью не более 1^оС в час. В противном случае внутренние термические напряжения раскалывают огнеупорные блоки с множеством трещин. Поэтому для бытовых целей такие материалы практически непригодны.

Исключением является отдельные марки высокопористого шамота. Для бытовых кирпичных печей промышленностью выпускается специальный облегченный огнеупорный шамот, хорошо впитывающий кладочные растворы на глине и цементе.

Порошок или бой промышленных огнеупоров добавляют в жирные глины для увеличения термостойкости обмазок труб, бетонных конструкций. До появления огнеупорных пропиток молотые в порошок горные породы с высоким содержанием кремния и магния добавляли в глину для огнезащитных обмазок труб печей и оснований деревянных срубов и построек. Такая глина не только увеличивала огнестойкость, но и являлась эффективным консервантом. Сосновые и дубовые сваи и подполы с подобной обмазкой стояли на грунте по 20-30 лет без признаков поражения гнилью и насекомыми.

Заключение

Огнеупорные материалы, как правило, не обладают высокой прочностью, поэтому из шамота не строят ничего, кроме топочных сводов и камер печей. Многие сорта природных глин содержат практически идеальное соотношение соединений кремния и алюминия. Учитывая высокий спрос на огнеупорную глину, такой материал идет преимущественно на строительство эксклюзивных каминов и домашних печей по английской и русской схеме.

Огнестойкие и негорючие ткани: виды и область применения

Среди огромного количества видов текстильных материалов, используемых не только для пошива одежды, предметов интерьера, но и в различных отраслях промышленного производства, в строительстве, существует группа тканей, которые относят к негорючим изделиям.

Что это такое

Ответим на вопрос, что это за ткани, которые не горят? К таким материалам прежде всего относится давно известная, используемая при температуре до 500℃, негорючая асбестовая ткань. Изготавливаемая на основе природного слоистого минерала асбеста она не содержит сгораемых органических веществ, поэтому в полном смысле слова является негорючей.

Второй вариант тканей, из которых изготавливается огнеупорная спецодежда для сварки, защитные костюмы для работы в горячих цехах – это натуральные материалы высокой плотности, изготовленные из хлопка, льна.

Например, брезентовая ткань, дополнительную стойкость к непосредственному контакту с открытым огнем, высокотемпературному тепловому воздействию которой придает огнезащитная пропитка различными видами антипиренов.

Эта ткань по своим свойствам огнестойкая, так как способна небольшой период сопротивляться пламени, высокой температуре, что позволяет надежно защитить человека, одетого в спецодежду, изготовленную из нее, в зоне прямого контакта с негативными факторами воздействия.

Кроме этих наиболее известных примеров, существует много других видов как негорючих, так и огнестойких текстильных материалов, используемых в самых различных областях деятельности.

Огнеупорная ткань

Виды и характеристики

В зависимости от компонента, являющегося основой для производства негорючих или огнестойких тканевых материалов, различают следующие виды тканей:

Кремнеземные

Называемые также силикатными, кварцевыми. Их изготавливают из SiO₂ – кремнезема (диоксида кремния), кварца, других силикатов. Такие материалы устойчиво работают до температуры 1250℃, разрушаясь только выше 1700℃. Обладают низким коэффициентом теплопроводности, высокими электроизоляционными свойствами, экологически безопасны.

Стеклоткани

Это материалы, выдерживающие кратковременный нагрев до 700℃, резкое охлаждение до – 200 ℃, постоянно эксплуатируемые при температурах до 550℃. Отличительные характеристики – небольшой вес, высокая прочность на разрыв, низкий коэффициент линейного расширения, диэлектрические свойства; устойчивость к воздействию ультрафиолета, влаги, микроорганизмов.

Базальтовые

Изготавливаемые из волокон базальта методом его расплава. Выдерживают температурное воздействие до 700℃. Производят также нетканый огнезащитный базальтовый материал, используемый для конструктивной огнезащиты металлических конструкций, заполнения проемов в противопожарных преградах.

Асбестовые

Получаемые на основе волокнистого материала – асбеста, в сочетаниях с различными неорганическими добавками, чтобы скрыть, связать опасное канцерогенное воздействие этого природного материала при вдыхании его пыли.

Углеродные

Их получают плетением из нитей, изготовленных из волокон чистого углерода. Они легкие, устойчивы к растяжению, выдерживают повышение температуры до 370℃, но при этом способны к линейному расширению.

Арамидные

Это наиболее инновационные ткани, получаемые из полимеров – ароматических полиамидов. Они чрезвычайно прочны, вплоть до изготовления из них бронежилетов; стойки к огню, интенсивному тепловому воздействию до температуры 400℃.

Полиэфирные

Изготавливаемые из полиэфирных нитей с высоким содержанием соединений фосфора. При воздействии открытого огня не воспламеняются, не плавясь, обугливаются, уменьшаясь в размерах.

А также различные виды пошивочных, отделочных тканевых материалов, подвергнутых огнезащитной обработке методами окунания, напыления антипиренов. После такой пропитки их сложно поджечь низкокалорийными источниками огня, они не горят, а обугливаются.

Требования

На момент написания материала не существует национальных стандартов, определяющих производство негорючих, огнестойких тканей, которые плохо горят. Поэтому компании, изготавливающие эту группу текстильных материалов, сами разрабатывают технические условия, в которых регламентирован весь технологический процесс производства.

Кроме того, ТУ являются обязательным документом, предоставляемым компанией изготовителем на сертификационные огневые испытания серийной продукции, необходимые для получения сертификата пожарной безопасности.

Испытание негорючей ткани на воспламеняемость

Требования, методики испытаний, касающиеся основной характеристики – воспламеняемости тканей, изложены в следующих противопожарных нормах:

• ГОСТ Р 50810-95, классифицирующий декоративные текстильные материалы на основании метода испытаний на воспламеняемость.
• НПБ 257-2002. В этом документе регламентированы методики испытаний на воспламеняемость, тление, пламенное устойчивое и остаточное горение текстильных материалов – штор, занавесей, постельных принадлежностей, обивки мягкой мебели.

Такие испытания заключаются в воздействиях на отобранные образцы тканей пламенем лабораторной газовой горелки, тлеющей сигаретой; а полученные результаты объективно показывают, как качественно была проведена их противопожарная обработка растворами антипиренов.

Назначение

Тканевые материала на основе асбеста, из-за его канцерогенных свойств, уже практически не используются при производстве огнезащитных элементов спецодежды пожарных, металлургов, но широко применяются в качестве асбестотехнических, огнестойких теплоизоляционных изделий, в том числе в условиях агрессивных химических сред.

Полиэфирные, а также некоторые разновидности арамидных огнестойких тканей служат исходным материалом изготовления для штор, используемых для сцены театров, клубов; для ресторанов, гостиниц. Везде, где постоянно или регулярно находится много людей, существует возможность контакта драпировок, портьер, занавесов с источниками зажигания.

Мебельные производства также используют такие виды огнестойких тканей в качестве обивки мебели, которую невозможно поджечь упавшей тлеющей сигаретой.

Для рукавиц, входящих в комплекты специальной одежды пожарных, работников горячих цехов металлургических, энергетических производств, используют углеродные, кремнеземные, базальтовые стойкие к огню материалы, а также стеклоткани, являющиеся поверхностным слоем как средств для защиты рук, так и спецодежды в целом.

Специальная одежда, костюмы с огнезащитной обработкой изготавливаются также из льняных, хлопковых тканей высокой плотности, толщины материала.

Используются газо-электросварщиками, кузнецами, работниками котельных, горячих цехов других производств.

Область применения

Из стекловолокнистых, асбестовых тканей изготавливают противопожарные полотна/кошмы, являющиеся эффективным подручным средством тушения небольших по площади очагов возгорания на пожароопасных производствах, в ходе проведения огневых работ.

Кремнеземные, базальтовые тканевые, нетканые материалы применяют:

• Для теплоизоляции теплогенерирующих агрегатов, трубопроводов, в том числе транспортирующих горючие жидкости. Например, для трубы подачи топочного мазута в котел тепловой электростанции.
• Для потоковой фильтрации, в качестве заполнения огнепреградителей при транспортировке горючих жидкостей.
• В качестве огнестойких тепловых экранов в металлургических цехах, газоэлектросварочных производственных участках.
• При производстве рулонных противопожарных штор, экранов, занавесов.
• В строительстве, в качестве негорючих воздухопроницаемых мембран, покрытий утеплителей перекрытий; ветрозащиты, пароизоляции крыш, фасадов зданий.

Арамидные, углеводородные ткани, будучи менее стойкими к огню, более дорогими по сравнению с кремнеземными, базальтовыми стекловолоконными материалами, реже, но также используются как вставки, элементы при производстве спецодежды, в технических производственных целях.

Фактура огнестойких тканей для штор

Торговые марки

На рынке представлено много видов и торговых марок, как абсолютно негорючих, так и огнестойких тканей:

• Строительная ткань Tend – это негорючий материал, соответствующий группе НГ, классу опасности КМ0. Используется в качестве паро-, ветро-, теплоизоляционного материала вентилируемых фасадов, крыш, перекрытий зданий. Материал стоек к воздействию влаги, агрессивных сред, резким перепадам температуры, воздействию лучей ультрафиолетового спектра.
• Термически стойкая кремнеземная ткань КТ-11. Содержание SiO₂ – до 99%. Основные качества – огнестойкость до 1200℃ (длительно), прочность, диэлектрические, экологические свойства, что делает ее многофункциональным материалом.
• Базальтовая ткань ТБК-100 с покрытием металлической фольгой. Рабочий диапазон температур – от – 200 до + 650℃, плавится при 1100℃. Используется при производстве рулонных кровельных материалов, в качестве термической изоляции.
• Ткань izoltex изготавливается из стекловолокна. Рабочая температура – до 560℃, максимальная краткосрочно – 700℃. Обладает отличными теплоизоляционными свойствами, химически инертна к сильным органическим, минеральным кислотам, концентрированным растворам щелочей. Отличный заменитель асбестовых тканей, используемый в строительстве, различных отраслях производства.
• Кевлар, арселон, терлон, кермель, номекс – это различные торговые марки, названия видов арамидных тканей, термически стойких в диапазоне от 250 до 400℃.

Для огнезащитной обработки натуральных тканей используют пропитки: «Негорин-ткань», «ОГНЕЗА-ПО», «Нортекс», «АНТАЛ ТМ», не изменяющие их внешний вид, не снижающие прочность, не имеющие неприятного запаха.

Важно: на каждую партию такой продукции, независимо от объема партии, заказчик, покупатель вправе требовать сертификат соответствия пожарной безопасности, в котором указаны все необходимые характеристики.

Какими бывают термостойкие материалы для печей и каминов

Печь используется для отопления жилого помещения, а также для создания оптимального температурного режима в бане. Чтобы конструкция прослужила длительное время и выполняла основные функции, необходимо тщательно выбрать материалы для ее изготовления. Они должны быть термостойкими, так как устройство нагревается до высоких температур.

Кирпич для печей

Качественный материал увеличивает срок эксплуатации конструкции. Чтобы печка не разваливалась и не трескалась, необходимо выбрать для топки термостойкий кирпич. Снаружи конструкции он также должен выдерживать высокую температуру, в противном случае, вся кладка со временем начнется разрушаться.

Керамический кирпич

Если приобретается строительный материал, то он должен быть полнотелым и высокого качества. Во время выбора необходимо проверить отжиг и форму, грани кирпича должны быть достаточно ровными и плоскими. Чтобы проверить качество обжига, нужно бросить кирпич на пол, если он рассыпается на крупные куски и издает звонкий звук, то он подходит для кладки печей и аналогичных конструкций. Подогнать размер и исправить небольшие дефекты можно при помощи болгарки.

Печной кирпич

В отличие от строительного аналога, такой материал обжигают лишь с трех сторон. Благодаря шероховатой поверхности, которая не подвергалась обжигу, увеличивается сцепление во время кладки. Гладкую сторону нужно укладывать вовнутрь, а рельефную – наружу. В результате чего кладку будет легко штукатурить. Для шлифовки материала используется болгарка.

Сырье для термостойкого состава

• Обычная глина. Практически все термостойкие материалы изготавливаются именно из нее. Даже после добычи глина обладает отличными огнеупорными характеристиками, которые превышают показатели портландцемента. Плюс ко всему, материал является хорошим связующим, поэтому его используют с давних времен.
• Шамот. Такая глина подвергается термической обработке. В результате чего она теряет влагу и способность ее накапливать в будущем. Из шамотной глины производят термостойкие блоки, подходящие для кладки печей.

Кладочная смесь

Для кладки печей можно воспользоваться сырьевой глиной, однако стены в этом случае должны иметь толщину минимум 25 см. В результате чего они не будут деформироваться, а швы не усядутся. Но через некоторое время глина может высыпаться из швов, чтобы этого избежать, необходимо подготовить смесь из цемента, песка и глины в соотношении 0,3:1:2, соответственно.

Цемент позволяет лучше закрепиться глине в швах. Данная смесь является огнеупорной и выдерживает до 90 градусов. Но специалисты рекомендуют использовать специальные растворы, которые продаются в специализированных строительных магазинах, в состав которых входят мертели. В этом случае шов может достигать толщины до 1,2 см.

Термостойкая шпатлевка

Огнеупорные смеси позволяют не только выровнять поверхность печной конструкции, но и сделать стартовую штукатурку. Во время выбора смеси необходимо учитывать температурный режим. В состав такого раствора входит известь, цемент, глина и песок. Обычная шпатлевка подходит лишь для декоративных устройств, а вот для отопительной конструкции ее использовать не рекомендуется, нужно выбрать смесь с определенными характеристиками.

Термостойкая шпатлевка имеет ряд преимуществ:

• Изготавливается только из экологически чистых ингредиентов. Это важный показатель, так как во время нагревания не будет выделяться никаких токсинов.
• Устойчива к резким температурным изменениям.
• При правильном нанесении служит длительное время.
• Имеет хорошее сцепление с поверхностями.

К минусам можно отнести то, что такая шпатлевка имеет высокую стоимость. Чтобы приготовить раствор, необходимо добавить воды в сухую смесь, согласно инструкции на упаковке.

Шпатлевка является отличным вариантом для отделки печи. Предварительно поверхность необходимо обезжирить, удалить при необходимости старую отделку, а также очистить от загрязнений. Для лучшего сцепления поверхность рекомендуется обработать предварительно грунтовкой.

Огнеупорная мастика

Для ее приготовления используется жидкое стекло и мертель. Средство устойчиво к высоким температурам и способно выдержать больше 1000 градусов. Мастика предназначена для фиксации облицовочного материала печи. Благодаря клеящим характеристикам она отлично справляется со своей задачей на ровной поверхности без дополнительных средств и материалов крепления.

Мастика наносится при помощи обычного шпателя толщиной не больше одного мм. Если поверхность имеет неровности, то толщина слоя должна составлять около двух мм. Затвердевает средство в течение трех часов, но специалисты рекомендуют подождать одни сутки. При этом поверхность должна быть тщательно очищена. Мастика не разбавляется различными растворителями и водой.

Средство не рекомендуется использовать для облицовки бассейнов. Нужно следить за тем, чтобы клеящий состав не застыл на наружной стороне облицовочного материала. Мастика не должна попадать в глаза.

Керамический шнур

На сегодняшний день многие производители предлагают высококачественный шнур, который может быть плетеным или крученным. Первый вариант может иметь прямоугольное или круглое сечение.

Современный керамический шнур является экологически чистым вариантом асбестового аналога. Он обходит своих предшественников практически по всем показателям.

Чаще всего шнур используется для жаростойкой изоляции дверей печей и других отопительных конструкций. Также они находят широкое применение во многих сферах деятельности, особенно в литейном производстве. Кроме того, он применяется в машиностроительной, стекольной, строительной, металлургической промышленности.

Керамический шнур может использоваться и в быту. Он применяется в качестве уплотнителя дверей небольших каминов и изоляции дровяных печек.

Для улучшения механических и физических свойств его обрабатывают специальными пропитками. Так, например, в результате обработки графитом, шнур можно использовать при более высоких температурах. А если необходимо добиться химической стойкости, то его обрабатывают силиконовым маслом.

Жаростойкий шнур может иметь поперечное сечение до пяти сантиметров. Если нужен больший размер, то необходимо сделать индивидуальный заказ. Материал продается в специальных катушках, весом до двадцати килограммов.

Керамогранит для печи

Если в помещении установлена действующая отопительная конструкция, то ее необходимо отделать огнеупорными материалами. Лучше всего для этого подходит керамогранит. Для его фиксации используется мастика или другие термостойкие средства.

В состав материала входят шпак, песок и несколько видов глины. Следует отметить, что керамогранит не выделяет вредных веществ под действием высоких температур, поэтому является абсолютно безопасным для здоровья.

Особенности:

• На сегодняшний день представлен огромный выбор данного материала, так как он востребован среди потребителей и строительных компаний. Керамогранит может быть изготовлен в различном стиле оформления. Кроме того, он имитирует многие природные аналоги.
• При необходимости можно выбрать глянцевую или матовую структуру искусственного камня. Во время покупки нужно учитывать, что в материале есть небольшие поры, которые могут стать причиной появления пятен на поверхности.
• Изготавливается керамогранит посредством прессования необходимых ингредиентов с последующим обжигом в несколько этапов. Это позволяет добиться необходимой прочности.

Керамогранит имеет ряд преимуществ:

• Устойчивость к влаге. Это достигается за счет специального слоя, который впитывает воду. Кроме того, такое покрытие выполняет защитную функцию от химических средств.
• Не требуется особенного ухода, это достигается благодаря практичной поверхности.
• Двойной обжиг и использование современных технологий позволяют добиться максимальной прочности материала, в результате чего он устойчив к механическим повреждениям.
• Керамогранит может прослужить двадцать лет. Благодаря этому показателю, его часто используют для отделки различных поверхностей.
• Даже после длительной эксплуатации поверхность не изнашивается и сохраняет изначальный вид.
• Легкая установка.
• Устойчивость к резким перепадам температурного режима.
• Благодаря термостойким свойствам, его часто используют для отделки печной конструкции.

Во время покупки керамогранита необходимо попросить соответствующий сертификат, который соответствует необходимым стандартам. При возможности следует посетить помещение, где он хранится, так как от условий зависит его качество. Плитка должна быть гладкой с ровными углами. Если нужна качественная отделка поверхности печей, то нужно выбирать искусственный камень без малейших дефектов.

Огнеупорные материалы — это… Что такое Огнеупорные материалы?

Огнеупорные материалы (огнеупоры) — это материалы, изготовляемые на основе минерального сырья и отличающиеся способностью сохранять без существенных нарушений свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах. Применяются для проведения металлургических процессов (плавка, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др). Огнеупоры бывшие в употреблении называются огнеупорным ломом и используются в переработке.

Большинство огнеупорных изделий выпускают в виде простых изделий типа прямоугольного параллелепипеда массой в несколько килограммов. Это универсальная форма для выполнения футеровки различной конфигурации. На сегодня в огнеупорной промышленности происходит уменьшение выпуска огнеупоров в виде простых изделий и соответствующее увеличение производства огнеупорных бетонов и масс.

Огнеупорные материалы отличаются повышенной прочностью при высоких температурах, химической инертностью. По составу огнеупорные материалы это керамические смеси тугоплавких оксидов, силикатов, карбидов, нитридов, боридов. В качестве огнеупорного материала применяется углерод (кокс, графит). В основном это неметаллические материалы, обладающие огнеупорностью не ниже 1580°C, применяются практически везде где требуется ведение какого-либо процесса при высоких температурах.

История

Ещё на заре человеческой культуры с получением огня появилась необходимость в огнеупорных материалах. В результате тысячелетий развития человеческого общества и его культуры огнеупорные материалы стали основой современных доменных, сталеплавильных, медеплавильных, цементно-обжигательных, стекловаренных и других печей.

Огнеупоры в виде кирпичей, изготовляемых из огнеупорных глин и каолинов, стали производить после появления доменных печей. В России — приблизительно в середине XVII века. При Петре I значительное количество такого кирпича делали из подмосковных глин. На протяжении первой половины XIX вв. производство огнеупоров развивалось преимущественно на металлургических заводах, будучи дополнением к общей направленности. Конечно, это пагубно влияло на производство, так как затормаживало работу и распыляло промышленный потенциал, однако из-за аграрной направленности страны эта проблема не решалась в течение долгого времени. Промышленная Европа, претерпевшая к XIX веку индустриальный переворот, имела в своём распоряжении вовсю работающие огнеупорные заводы, основанные ещё в период Наполеоновских войн. По данным БСЭ, первое специализированное производство огнеупоров было организовано в Германии в 1810 году.

С резким развитием промышленности и выдвижением класса буржуазии на решающие политические и общественные роли, Российская империя интересуется уже не кустарным производством огнеупорных материалов, а специализированной ветвью, которая должна быть основой огнеупорной промышленности. Первыми шагами в данном вопросе стало создание первых заводов: Белокаменский огнеупорный завод в Брянцевке (ныне г. Соледар) (1893 г.) и огнеупорный завод в Латиой (1897 г.) имеющие узкую огнеупорную специализацию.

Производство огнеупоров в бывшем Советском Союзе сосредоточено в трёх основных промышленных районах: Южном (Белокаменка, Часов Яр), Центральном (Подольск) и Уральском (Первоуральск, Богданович).

На сегодняшний момент, наличие огнеупорной промышленности и качество огнеупоров в той или иной стране характеризует степень её индустриализации. Из более 212 стран мира, огнеупорная промышленность имеется только в 35 странах. Более половины мирового производства приходится на долю СНГ и США.

Классификация

Огнеупорные материалы бывают штучными изделиями (блоками) и неформованными. К последним относят наварочные материалы, мертели, засыпки и другие специальные набивные и формуемые массы, в том числе применяемые для производства огнеупорных бетонов и торкретирования.

Огнеупоры разделяют по следующим признакам:

Классификация по формам и размерам

• прямые и клиновые нормальных размеров, малого и большого форматов;
• фасонные простые, сложные, особо сложные, крупноблочные, массой выше 60 кг
• специальные: промышленного и лабораторного назначения (тигли, трубки и т.д.)

Классификация по способу формования

• пиленые из естественных горных пород или из предварительно изготовленных блоков;
• литые, изготовленные способом литья из жидкого шликера, пеношликера и т.д.;
• пластичного формования, изготовленные из масс в пластичном состоянии машинной формовкой, с последующей допрессовкой;
• полусухого формования из порошков;
• плавленные литые из расплава, получаемого путём электроплавки;
• термопластичнопрессованные;
• горячепресованные;

Классификация по огнеупорности

• огнеупорные (огнеупорность от 1580 до 1770 °C)
• высокоогнеупорные (от 1770 до 2000 °C)
• высшей огнеупорности (от 2000 °C до 3000 °C)
• сверхогнеупорные (более 3000 °C)

Классификация по пористости

• особоплотные (открытая пористость до 3 %)
• высокоплотные (открытая пористость от 3 до 10 %)
• плотные (открытая пористость от 10 до 16 %)
• уплотненные (открытая пористость от 16 до 20 %)
• среднеплотные (открытая пористость от 20 до 30 %)
• низкоплотные (пористость от 30 % до 45 %)
• высокопористые (общая пористость от 45 до 75 %)
• ультрапористые (общая пористость более 75 %)

Классификация по химико-минеральному составу

Следует различать кислые, нейтральные и основные огнеупоры. Более детальная классификация производится по их химическому составу:

Область применения

Огнеупоры имеют очень много областей применения, но всех их можно разбить на две основные группы, это огнеупоры (огнеупорные изделия, например, кирпич) общего назначения, и огнеупоры, спроектированные специально для какого-либо теплового агрегата. Огнеупорные материалы применяются в металлургической, стекольной, сахарной, машиностроительной, химической промышленности, а также во всех других отраслях, где проходит работа с применением доменных, шахтных и вращающихся печей.

Ссылки