Materiali Refrattari: Proprietà Dei Materiali Ceramici Resistenti Al Fuoco Per Bagno E Camino. Quali Sono Considerati Acidi? Classificazione E Principali Tipologie

2024 Autore: Beatrice Philips | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-18 12:16

I materiali refrattari sono strutturalmente stabili se esposti ad alte temperature, fiamme e sostanze chimiche. Trovano impiego negli impianti industriali dove il ciclo produttivo prevede l'utilizzo di effetti termici, nonché negli edifici residenziali dove sono installati dispositivi di riscaldamento. A causa dei loro elevati parametri operativi, tali materiali sono particolarmente rilevanti per tutte le strutture che hanno requisiti di durata, affidabilità e sicurezza.

Peculiarità

La necessità dell'uso di materiali resistenti al fuoco è apparsa nelle prime fasi dello sviluppo umano, quando le persone hanno imparato a estrarre e usare il fuoco. A poco a poco, tali materiali sono diventati la base per la costruzione di acciaierie, altiforni e altre apparecchiature di riscaldamento. A metà del XVII secolo. in molti paesi iniziò a produrre mattoni refrattari dall'argilla . All'inizio del 19 ° secolo. i prodotti ignifughi furono prodotti attivamente nei paesi europei e alla fine del secolo i prodotti refrattari iniziarono a essere prodotti ovunque in Russia. A metà del secolo scorso sono state inventate vernici resistenti al fuoco e composizioni ignifughe e i requisiti per i prodotti resistenti al calore sono stati ufficialmente sanciti in GOST e SNiP.

La proprietà principale di tali materiali è la resistenza al fuoco. Questo indicatore determina la temperatura alla quale il prodotto inizia a deformarsi. Per quanto riguarda il suo valore, viene considerata l'efficienza dello sfruttamento materiale in alcuni tipi di lavoro. Inoltre vengono calcolate altre caratteristiche, in particolare:

• caratteristiche del comportamento del materiale sotto l'influenza di temperature elevate;
• cambiamento di forma e violazione dell'integrità se esposto alla temperatura;
• la stabilità della struttura, che è determinata dal parametro della sollecitazione meccanica di compressione durante il riscaldamento;
• forza di reazione all'effetto di soluzioni chimiche aggressive.

In genere, i materiali resistenti al fuoco sono materiali in grado di resistere al riscaldamento da 1580 a 3000 gradi Celsius. I materiali che mantengono il loro aspetto e le loro caratteristiche fisiche se esposti a temperature più elevate sono contrassegnati come superrefrattari.

Eventuali prodotti refrattari sono realizzati sulla base di una combinazione di materie prime artificiali e naturali; per questo vengono selezionate le concentrazioni ottimali di componenti minerali e chimici.

Gli indicatori finali di densità, resistenza, porosità e struttura sono determinati dall'applicazione di una tecnologia specifica.

Classificazione

I prodotti resistenti al fuoco possono essere realizzati in diverse forme e con diverse proprietà. Ci sono diverse ragioni per la loro classificazione.

refrattarietà

In base alla resistenza al fuoco, i materiali si distinguono:

• refrattario ordinario: resiste da +1580 a +1770 gradi Celsius;
• altamente refrattario - fino a 2 mila gradi;
• prodotti con alta refrattarietà - fino a 3 mila gradi;
• super-refrattario: deve resistere a un riscaldamento superiore a 3 mila gradi.

Il materiale più resistente al fuoco al mondo è il carbonitruro di afnio, con un punto di fusione di 4200 gradi Celsius.

Con il metodo di stampaggio

Esistono diversi metodi di base per lo stampaggio di materiali refrattari:

• colata liquida;
• stampaggio da composti morbidi con ulteriore pressatura aggiuntiva;
• stampaggio da polveri compresse;
• taglio di rocce;
• metodo di spremitura a caldo;
• tecnica di pressatura termoplastica;
• stampaggio da hot melt.

Per composizione chimica e minerale

Diversi tipi di materie prime vengono utilizzati per creare prodotti resistenti al fuoco

• Organico - questi tipi di prodotti sono realizzati con materie prime minerali. La maggior parte di questi prodotti può resistere a un calore significativo. L'unica eccezione è il polistirolo espanso. Hanno una debole resistenza al fuoco, tuttavia, puoi stendere una stufa con un debole riscaldamento da loro.
• Inorganico È la categoria di prodotto più impressionante con un'ampia gamma di resistenza al fuoco. Questo include basalto e lana minerale, fibra di vetro, perlite e vermiculite.
• Composito - questa categoria comprende i prodotti dell'amianto (composizioni cemento-amianto o amianto-calce), nonché i prodotti a base di silice espansa.

Diversi tipi di materiali refrattari si distinguono a seconda del principale ingrediente attivo

I refrattari contenenti ossidi di alluminio sinterizzati in blocchi sono chiamati acidi - la base in questo caso raggiunge il 90% della massa totale. Questo gruppo comprende mattoni di mullite e argilla refrattaria, considerati una soluzione ideale per stufe e caminetti funzionanti a combustibile naturale.

Magnesiano - tali prodotti sono costituiti da ossidi di metalli diversi mediante sinterizzazione quando riscaldati. I blocchi sono resistenti alle soluzioni aggressive e possono resistere al riscaldamento fino a 2000 gradi.

minerite - prodotto utilizzando materie prime rispettose dell'ambiente. I cementi armati rappresentano fino al 90% della composizione. Quando riscaldati, questi prodotti aumentano leggermente di dimensioni, quindi, durante l'installazione, è necessario lasciare piccoli spazi tra gli strati.

Amianto - lastre e pannelli in amianto sono da tempo utilizzati in edilizia. Tuttavia, qualche tempo fa, sono stati identificati gli effetti tossici dell'amianto sulla salute umana. Le sostanze che compongono il materiale sono cancerogene e portano al cancro. Tuttavia, la resistenza al fuoco di tali prodotti è estremamente elevata. Il materiale può resistere al riscaldamento fino a 500 gradi per diverse ore senza modificare la sua forza e densità.

La guaina con tali pannelli viene utilizzata nelle strutture tecniche, mentre richiede un rivestimento obbligatorio con materiali ecocompatibili.

Superizolo - un materiale di silicato di calcio, è leggero e facile da tagliare. Superizol può resistere al riscaldamento fino a 1000 gradi, mentre ha una ridotta conduttività termica. Questo materiale è richiesto per l'installazione di pareti divisorie e decorazioni murali protettive.

Gli svantaggi includono la fragilità: sotto stress meccanico, tali prodotti si rompono.

Pannelli in vetro-magnesio È un materiale costituito da cloruro di magnesio, fibra di vetro e perlite espansa con l'aggiunta di fibre sintetiche. Possiede un'elevata adesione, una bassa conduttività termica, inoltre, è facile da lavorare.

Vermiculite - lastre a base di mica silicatica miscelata con componenti sintetici. È un materiale ecologico e non tossico che trattiene il calore. Gli svantaggi includono una bassa resistenza all'umidità, pertanto durante il funzionamento è necessaria una protezione aggiuntiva dall'acqua.

Schermi in metallo - lastra in materiale ignifugo con superficie riflettente. Tali prodotti non solo proteggono le pareti dall'eccessivo surriscaldamento, ma consentono anche di mantenere una temperatura confortevole nella stanza, riflettendola verso l'interno.

Tipicamente, questi fogli sono realizzati in acciaio inossidabile.

Clinker - Questo materiale ceramico è realizzato in argilla finemente porosa. Si distingue per la sua resistenza alle temperature estreme, la capacità di resistere non solo al fuoco, ma anche a forti gelate.

Gres porcellanato - materiale a base di scaglie di marmo, granito e quarzo con presenza di sali e ossidi metallici. Differisce nella capacità di resistere al riscaldamento fino a 100 gradi o più, è caratterizzato da un'elevata resistenza all'umidità.

Per porosità

A seconda del grado di apertura dei pori, ci sono:

• fino al 3% - superdenso;
• fino al 10% - alta densità;
• fino al 16% - denso;
• fino al 20% - compattato;
• fino al 30% - media densità;
• fino al 45% - bassa densità;
• fino al 75% - altamente poroso;
• più del 75% sono ultra-porosi.

Forme e dimensioni

I materiali refrattari sono offerti in diverse forme e dimensioni:

• a forma di cuneo o dritto: può essere piccolo, normale o grande;
• sagomato, semplice e complesso - di peso superiore a 60 kg.

La maggiore richiesta è stata ricevuta dai pannelli in lamiera. Il loro scopo funzionale dipende dalle dimensioni e dall'insieme delle caratteristiche prestazionali del prodotto . Sono indispensabili per il rivestimento di locali caldaie, caminetti domestici, blocchi stufe, sono termoisolanti per colonne, caldaie, nonché impianti di riscaldamento in bagni e saune. Svolgono il ruolo di schermi protettivi e aumentano l'effetto di produzione dell'attrezzatura nel suo insieme e delle sue singole parti.

I prodotti per stampaggio e in polvere sono importanti nella costruzione di strumenti. Risolve il problema della regolazione della modalità di funzionamento secondo le specifiche tecniche. Le materie prime non sagomate vengono utilizzate per realizzare abiti per i dipendenti delle fonderie.

Applicazioni

Tutti i tipi di materiali ignifughi sono comunemente usati nelle applicazioni industriali. Sono coinvolti nella metallurgia non ferrosa e ferrosa: quest'area rappresenta circa il 60% dei prodotti realizzati con materiali resistenti al calore in generale, nonché nella produzione di ceramica e vetro . I composti resistenti al fuoco sono la base per la produzione di isolanti acidi e termici. Sono rivestiti con forni industriali, nonché altri impianti con fiamma aperta.

Nella vita di tutti i giorni, tali prodotti hanno trovato applicazione nella disposizione di caminetti e stufe, barbecue e camini . Questi materiali di finitura sono ampiamente utilizzati nella costruzione e nella sistemazione degli edifici. Sono utilizzati per il rivestimento di soffitti e pareti nelle stanze. Tale soluzione aumenta notevolmente la sicurezza antincendio della struttura, quindi vengono utilizzati in strutture con requisiti maggiori per PPB.

È importante tenere presente che la maggior parte dei materiali da costruzione resistenti al fuoco non può resistere a un incendio, quindi possono bruciare . Si distinguono prodotti resistenti al calore e refrattari. Questi ultimi possono resistere a lungo a una fonte di fiamme libere a distanza ravvicinata: sono ampiamente richiesti nella costruzione di bagni e saune.

I materiali resistenti al calore possono resistere al calore intenso, ma il fuoco aperto distruggerà la loro struttura.