วัสดุทนไฟ: คุณสมบัติของวัสดุเซรามิกทนไฟสำหรับอ่างอาบน้ำและปล่องไฟ ซึ่งถือว่าเปรี้ยว? การจำแนกประเภทและประเภทหลัก

2024 ผู้เขียน: Beatrice Philips | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-18 12:25

วัสดุทนไฟมีความเสถียรทางโครงสร้างเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง เปลวไฟ และสารเคมี ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมที่วงจรการผลิตเกี่ยวข้องกับการใช้เอฟเฟกต์ความร้อน เช่นเดียวกับในอาคารที่อยู่อาศัยที่ติดตั้งอุปกรณ์ทำความร้อน เนื่องจากพารามิเตอร์การทำงานที่สูง วัสดุดังกล่าวจึงมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับสิ่งอำนวยความสะดวกใดๆ ที่มีข้อกำหนดด้านความทนทาน ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย

ลักษณะเฉพาะ

ความจำเป็นในการใช้วัสดุทนไฟปรากฏขึ้นในช่วงแรกของการพัฒนามนุษย์ เมื่อผู้คนเรียนรู้ที่จะดึงและใช้ไฟ วัสดุดังกล่าวค่อยๆ กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตเหล็ก เตาหลอม และอุปกรณ์ทำความร้อนอื่นๆ ในช่วงกลางศตวรรษที่ 17 ในหลายประเทศเริ่มทำอิฐทนไฟจากดินเหนียว เมื่อต้นศตวรรษที่ 19 ผลิตภัณฑ์ทนไฟมีการผลิตอย่างแข็งขันในประเทศแถบยุโรป และภายในสิ้นศตวรรษ ผลิตภัณฑ์วัสดุทนไฟก็เริ่มมีการผลิตทุกที่ในรัสเซีย ในช่วงกลางของศตวรรษที่ผ่านมามีการคิดค้นสีทนไฟและองค์ประกอบหน่วงไฟและข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ทนความร้อนได้รับการประดิษฐานอย่างเป็นทางการใน GOST และ SNiP

คุณสมบัติหลักของวัสดุดังกล่าวคือการทนไฟ ตัวบ่งชี้นี้กำหนดอุณหภูมิที่ผลิตภัณฑ์เริ่มเปลี่ยนรูป ในแง่ของมูลค่าจะพิจารณาถึงประสิทธิภาพของการหาประโยชน์จากวัสดุในงานบางประเภท นอกจากนี้ยังมีการคำนวณลักษณะอื่น ๆ โดยเฉพาะ:

• คุณสมบัติของพฤติกรรมของวัสดุภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิที่สูงขึ้น
• การเปลี่ยนแปลงรูปร่างและการละเมิดความสมบูรณ์เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิ
• ความเสถียรของโครงสร้างซึ่งกำหนดโดยพารามิเตอร์ของความเค้นอัดทางกลในระหว่างการให้ความร้อน
• แรงปฏิกิริยาต่อผลของสารละลายเคมีเชิงรุก

โดยทั่วไป วัสดุทนไฟคือวัสดุที่สามารถทนความร้อนได้ตั้งแต่ 1580 ถึง 3000 องศาเซลเซียส วัสดุที่คงรูปลักษณ์และลักษณะทางกายภาพไว้เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะถูกทำเครื่องหมายว่าเป็นวัสดุทนไฟสูง

ผลิตภัณฑ์วัสดุทนไฟใด ๆ ที่ทำขึ้นจากการผสมผสานระหว่างวัตถุดิบเทียมและวัตถุดิบจากธรรมชาติ ด้วยเหตุนี้ จึงเลือกความเข้มข้นที่เหมาะสมของแร่ธาตุและส่วนประกอบทางเคมี

ตัวชี้วัดสุดท้ายของความหนาแน่น ความแข็งแรง ความพรุน และโครงสร้างถูกกำหนดโดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเฉพาะ

การจัดหมวดหมู่

ผลิตภัณฑ์ทนไฟสามารถผลิตได้หลายรูปแบบและมีคุณสมบัติต่างกัน มีเหตุผลหลายประการสำหรับการจำแนกประเภท

การหักเหของแสง

ตามการทนไฟวัสดุมีความโดดเด่น:

• วัสดุทนไฟธรรมดา - ทนต่อ +1580 ถึง +1770 องศาเซลเซียส
• ทนไฟสูง - สูงถึง 2 พันองศา;
• ผลิตภัณฑ์ที่มีการหักเหของแสงสูง - สูงถึง 3,000 องศา
• super-refractory - ต้องทนความร้อนได้มากกว่า 3,000 องศา

วัสดุที่ทนไฟได้มากที่สุดในโลกคือ แฮฟเนียม คาร์บอไนไตรด์ โดยมีจุดหลอมเหลว 4200 องศาเซลเซียส

โดยวิธีการปั้น

มีวิธีการพื้นฐานหลายวิธีในการขึ้นรูปวัสดุทนไฟ:

• การหล่อของเหลว
• การขึ้นรูปจากสารประกอบอ่อนด้วยการกดเพิ่มเติม
• การขึ้นรูปจากผงอัด
• การตัดหิน
• วิธีการกดร้อน
• เทคนิคการกดเทอร์โมพลาสติก
• การขึ้นรูปจากความร้อนละลาย

โดยองค์ประกอบทางเคมีและแร่ธาตุ

มีการใช้วัตถุดิบหลายประเภทเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ทนไฟ

• โดยธรรมชาติ - ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ทำจากวัตถุดิบแร่ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ส่วนใหญ่สามารถทนต่อความร้อนได้มาก ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือโฟมโพลีสไตรีน พวกเขามีความต้านทานไฟต่ำ แต่คุณสามารถจัดวางเตาด้วยความร้อนที่อ่อนแอจากพวกเขา
• อนินทรีย์ เป็นหมวดสินค้าที่น่าประทับใจที่สุด ทนไฟได้หลากหลาย ซึ่งรวมถึงหินบะซอลต์และขนแร่ ไฟเบอร์กลาส เพอร์ไลต์ และเวอร์มิคูไลต์
• คอมโพสิต - หมวดหมู่นี้รวมถึงผลิตภัณฑ์ใยหิน (แอสเบสตอส-ซีเมนต์หรือแอสเบสตอส-ไลม์) เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์โฟมซิลิกา

วัสดุทนไฟหลายประเภทมีความแตกต่างกันขึ้นอยู่กับสารออกฤทธิ์หลัก

วัสดุทนไฟที่มีอะลูมิเนียมออกไซด์ที่เผาเป็นก้อนเรียกว่ากรด - ฐานในกรณีนี้ถึง 90% ของมวลรวม กลุ่มนี้ประกอบด้วยอิฐ mullite และ fireclay ซึ่งถือเป็นทางออกที่ดีสำหรับเตาและเตาผิงที่ใช้เชื้อเพลิงธรรมชาติ

แมกนีเซียม - ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวทำมาจากออกไซด์ของโลหะต่างๆ โดยการเผาผนึกเมื่อถูกความร้อน บล็อกมีความทนทานต่อการแก้ปัญหาที่รุนแรงและสามารถทนต่อความร้อนได้สูงถึง 2,000 องศา

มิเนอริท - ผลิตโดยใช้วัตถุดิบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซีเมนต์เสริมแรงคิดเป็นสัดส่วนสูงถึง 90% ขององค์ประกอบ เมื่อถูกความร้อน ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จะมีขนาดเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นระหว่างการติดตั้ง คุณต้องเว้นช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างชั้น

แร่ใยหินชนิดหนึ่ง - แผ่นพื้นและแผงที่ทำจากแร่ใยหินใช้มาเป็นเวลานานในการก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่นานมานี้ มีการระบุผลกระทบที่เป็นพิษของแร่ใยหินต่อสุขภาพของมนุษย์ สารที่ประกอบเป็นวัสดุเป็นสารก่อมะเร็งและนำไปสู่มะเร็ง อย่างไรก็ตาม การทนไฟของผลิตภัณฑ์ดังกล่าวนั้นสูงมาก วัสดุสามารถทนความร้อนได้ถึง 500 องศาเป็นเวลาหลายชั่วโมงโดยไม่เปลี่ยนความแข็งแรงและความหนาแน่น

การหุ้มด้วยแผงดังกล่าวใช้ในโครงสร้างทางเทคนิค ในขณะที่จำเป็นต้องเคลือบด้วยวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ซูเปอร์โซเล - วัสดุแคลเซียมซิลิเกต น้ำหนักเบาและตัดง่าย Superizol สามารถทนความร้อนได้สูงถึง 1,000 องศา ในขณะที่มีค่าการนำความร้อนลดลง วัสดุนี้เป็นที่ต้องการสำหรับการติดตั้งพาร์ทิชันและการตกแต่งผนังป้องกัน

ข้อเสีย ได้แก่ ความเปราะบาง: ภายใต้ความเค้นทางกล ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจะแตกหัก

แผงกระจกแมกนีเซียม เป็นวัสดุที่ประกอบด้วยแมกนีเซียมคลอไรด์ ไฟเบอร์กลาส และเพอร์ไลต์ที่ขยายตัวด้วยการเติมเส้นใยสังเคราะห์ มีการยึดเกาะสูง การนำความร้อนต่ำ นอกจากนี้ยังง่ายต่อการแปรรูป

เวอร์มิคูไลต์ - แผ่นพื้นจากไมกาซิลิเกตผสมกับส่วนประกอบสังเคราะห์ เป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปลอดสารพิษที่เก็บความร้อน ข้อเสียรวมถึงการต้านทานความชื้นต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการป้องกันเพิ่มเติมจากน้ำระหว่างการใช้งาน

หน้าจอโลหะ - แผ่นวัสดุกันไฟพร้อมพื้นผิวสะท้อนแสง ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวไม่เพียง แต่ปกป้องผนังจากความร้อนสูงเกินไป แต่ยังช่วยให้คุณรักษาอุณหภูมิในห้องที่สะดวกสบายโดยสะท้อนกลับเข้าด้านใน

โดยปกติแผ่นเหล่านี้จะทำจากสแตนเลส

ปูนเม็ด - วัสดุเซรามิกนี้ทำมาจากดินเหนียวที่มีรูพรุนอย่างประณีต โดดเด่นด้วยความทนทานต่ออุณหภูมิสุดขั้วความสามารถในการทนต่อไฟไม่เพียง แต่ยังน้ำค้างแข็งรุนแรง

กระเบื้องพอร์ซเลน - วัสดุที่ทำจากหินอ่อน หินแกรนิต และชิปควอตซ์ที่มีเกลือและโลหะออกไซด์ ความสามารถในการทนต่อความร้อนสูงถึง 100 องศาหรือมากกว่านั้นแตกต่างกันโดยมีความทนทานต่อความชื้นสูง

โดยความพรุน

ขึ้นอยู่กับระดับของการเปิดรูขุมขน ได้แก่:

• มากถึง 3% - superdense;
• มากถึง 10% - ความหนาแน่นสูง
• มากถึง 16% - หนาแน่น
• มากถึง 20% - อัดแน่น;
• มากถึง 30% - ความหนาแน่นปานกลาง
• มากถึง 45% - ความหนาแน่นต่ำ
• มากถึง 75% - มีรูพรุนสูง
• มากกว่า 75% มีรูพรุนเป็นพิเศษ

รูปร่างและขนาด

วัสดุทนไฟมีจำหน่ายในรูปทรงและขนาดต่างๆ:

• รูปลิ่มหรือตรง - อาจเล็กปกติหรือใหญ่
• รูปร่างเรียบง่ายและซับซ้อน - มีน้ำหนักมากกว่า 60 กก.

แผงแผ่นได้รับความต้องการมากที่สุด วัตถุประสงค์การใช้งานขึ้นอยู่กับขนาดและชุดของคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ พวกเขาจะขาดไม่ได้สำหรับซับในของห้องหม้อไอน้ำ, เตาผิงในบ้าน, บล็อกเตา, พวกเขาเป็นฉนวนความร้อนสำหรับเสา, หม้อไอน้ำ, เช่นเดียวกับระบบทำความร้อนในห้องอาบน้ำและห้องซาวน่า พวกเขาเล่นบทบาทของหน้าจอป้องกันและเพิ่มผลการผลิตของอุปกรณ์โดยรวมและแต่ละส่วน

ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปและผงมีความเกี่ยวข้องในการผลิตเครื่องมือ แก้ปัญหาการปรับโหมดการทำงานตามข้อกำหนดทางเทคนิค วัตถุดิบที่ไม่มีรูปทรงใช้ทำเสื้อผ้าสำหรับพนักงานโรงหล่อ

แอปพลิเคชั่น

วัสดุหน่วงไฟทุกประเภทมักใช้ในงานอุตสาหกรรม พวกเขาเกี่ยวข้องกับโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและเหล็ก - พื้นที่นี้มีสัดส่วนประมาณ 60% ของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุทนความร้อนโดยทั่วไปเช่นเดียวกับในการผลิตเซรามิกส์และแก้ว สารประกอบทนไฟเป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตกรดและฉนวนความร้อน พวกเขาเรียงรายไปด้วยเตาเผาอุตสาหกรรมรวมถึงการติดตั้งอื่น ๆ ที่มีเปลวไฟ

ในชีวิตประจำวัน ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีการใช้งานในการจัดวางเตาผิง เตาบาร์บีคิว และปล่องไฟ วัสดุตกแต่งเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างและการจัดวางอาคาร ใช้สำหรับหุ้มเบาะเพดานและผนังในห้อง วิธีแก้ปัญหาดังกล่าวช่วยเพิ่มความปลอดภัยจากอัคคีภัยของโครงสร้างได้อย่างมาก ดังนั้นจึงใช้ในโครงสร้างที่มีความต้องการ PPB เพิ่มขึ้น

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าวัสดุทนไฟสำหรับอาคารส่วนใหญ่ไม่สามารถทนไฟได้ ดังนั้นจึงสามารถเผาไหม้ได้ ผลิตภัณฑ์ทนความร้อนและทนไฟมีความโดดเด่น หลังสามารถทนต่อแหล่งกำเนิดของเปลวไฟในระยะใกล้เป็นเวลานาน - พวกเขาต้องการกันอย่างแพร่หลายในการสร้างห้องอาบน้ำและห้องซาวน่า

วัสดุทนความร้อนสามารถทนความร้อนสูงได้ แต่ไฟที่เปิดอยู่จะทำลายโครงสร้าง