Druhy žáruvzdorných materiálů a oblasti jejich použití

Žáruvzdorné materiály jsou strukturálně stabilní při vystavení vysokým teplotám, plameni a chemikáliím. Používají se v průmyslových závodech, kde výrobní cyklus zahrnuje využití tepelných efektů, a také v obytných budovách, kde jsou instalována topná zařízení. Vzhledem ke svým vysokým provozním parametrům jsou tyto materiály zvláště důležité pro všechna zařízení, která mají požadavky na životnost, spolehlivost a bezpečnost.

Potřeba použití ohnivzdorných materiálů se objevila již v nejranějších fázích lidského vývoje, kdy se lidé naučili extrahovat a používat oheň. Postupně se tyto materiály staly základem pro stavbu oceláren, vysokých pecí a dalších topných zařízení. V polovině 17. stol. v mnoha zemích začali vyrábět žáruvzdorné cihly z hlíny. Do počátku 19. stol. v evropských zemích se aktivně vyráběly ohnivzdorné výrobky a do konce století se žáruvzdorné výrobky začaly vyrábět všude v Rusku. V polovině minulého století byly vynalezeny ohnivzdorné barvy a kompozice zpomalující hoření a požadavky na tepelně odolné výrobky byly oficiálně zakotveny v GOST a SNiP.

Hlavní vlastností takových materiálů je požární odolnost. Tento indikátor určuje teplotu, při které se produkt začíná deformovat. S ohledem na jeho hodnotu je uvažována efektivnost využití materiálu při určitých typech prací. Kromě toho se vypočítávají další charakteristiky, zejména:

• vlastnosti chování materiálu pod vlivem zvýšených teplot;
• změna tvaru a porušení celistvosti při vystavení teplotě;
• stabilita konstrukce, která je určena parametrem mechanické tlakové síly při ohřevu;
• síla reakce na účinek agresivních chemických roztoků.

Ohnivzdorné materiály jsou obvykle materiály, které vydrží zahřívání od 1580 do 3000 stupňů Celsia. Materiály, které si zachovávají svůj vzhled a fyzikální vlastnosti při vystavení vyšším teplotám, jsou označovány jako super-žáruvzdorné.

Jakékoli žáruvzdorné výrobky jsou vyráběny na základě kombinace umělých a přírodních surovin, k tomu jsou zvoleny optimální koncentrace minerálních a chemických složek.

Ohnivzdorné výrobky lze vyrábět v různých formách a s různými vlastnostmi. Důvodů pro jejich klasifikaci je několik.

Podle požární odolnosti se rozlišují materiály:

• obyčejný žáruvzdorný - vydrží od +1580 do +1770 stupňů Celsia;
• vysoce žáruvzdorné - až 2 tisíce stupňů;
• výrobky s vysokou žáruvzdorností - až 3 tisíce stupňů;
• super-žáruvzdorný - musí odolat ohřevu přes 3 tisíce stupňů.

Existuje několik základních metod lisování žáruvzdorných materiálů:

• tekuté lití;
• lisování z měkkých směsí s dalším přídavným lisováním;
• lisování z lisovaných prášků;
• řezání hornin;
• metoda lisování za tepla;
• technika lisování termoplastů;
• lisování z horké taveniny.

K výrobě ohnivzdorných výrobků se používá několik druhů surovin.

• Organické - tyto typy výrobků jsou vyráběny z minerálních surovin. Většina těchto výrobků snese značné teplo. Jedinou výjimkou je pěnový polystyren. Mají slabou požární odolnost, přesto z nich můžete vyskládat kamna se slabým ohřevem.
• Anorganické Je nejpůsobivější produktovou kategorií s širokým rozsahem požární odolnosti. Patří sem čedič a minerální vlna, sklolaminát, perlit a vermikulit.
• Kompozitní - tato kategorie zahrnuje azbestové výrobky (azbestocementové nebo azbestovápenaté kompozice), jakož i výrobky z pěnového oxidu křemičitého.

V závislosti na hlavní aktivní složce se rozlišuje několik typů žáruvzdorných materiálů.

• Žáruvzdorné materiály obsahující oxidy hliníku slinuté do bloků se nazývají kyselé - základ v tomto případě dosahuje 90 % celkové hmoty. Do této skupiny patří mullitové a šamotové cihly, které jsou považovány za ideální řešení pro kamna a krby na přírodní palivo.

• Magnesian - takové výrobky jsou vyrobeny z oxidů různých kovů slinováním při zahřívání. Bloky jsou odolné vůči agresivním roztokům a vydrží zahřátí až na 2000 stupňů.

• Minerit - vyrobeno ze surovin šetrných k životnímu prostředí. Vyztužené cementy tvoří až 90 % složení. Při zahřívání se tyto výrobky mírně zvětšují, proto během instalace musíte mezi vrstvami ponechat malé mezery.

• Azbest - desky a panely vyrobené z azbestu se ve stavebnictví používají již dlouhou dobu. Před časem však byly identifikovány toxické účinky azbestu na lidské zdraví. Látky, které tvoří materiál, jsou karcinogenní a vedou k rakovině. Přesto je požární odolnost takových výrobků extrémně vysoká. Materiál vydrží zahřívání až na 500 stupňů po dobu několika hodin, aniž by se změnila jeho pevnost a hustota.

• Superizol - materiál z křemičitanu vápenatého, je lehký a snadno se řeže. Superizol snese zahřátí až na 1000 stupňů, přičemž má sníženou tepelnou vodivost. Tento materiál je požadován pro instalaci příček a dekoraci ochranných stěn.

• Sklo-hořčíkové panely Je materiál skládající se z chloridu hořečnatého, skleněných vláken a expandovaného perlitu s přídavkem syntetických vláken. Má vysokou přilnavost, nízkou tepelnou vodivost a navíc se snadno zpracovává.

• Vermikulit - desky na bázi silikátové slídy smíchané se syntetickými složkami. Jedná se o ekologický a netoxický materiál, který udržuje teplo. Nevýhody zahrnují nízkou odolnost proti vlhkosti, proto je během provozu nutná dodatečná ochrana před vodou.

• Kovové zástěny - plošný ohnivzdorný materiál s reflexním povrchem. Takové výrobky nejen chrání stěny před nadměrným přehřátím, ale také vám umožňují udržovat pohodlnou teplotu v místnosti a odrážet ji dovnitř.

• Klinker - Tento keramický materiál je vyroben z jemně porézní hlíny. Vyznačuje se odolností vůči teplotním extrémům, schopností odolávat nejen ohni, ale i silným mrazům.

• Porcelánová kamenina - materiál na bázi mramoru, žuly a křemenných třísek s přítomností solí a oxidů kovů. Liší se ve schopnosti odolat zahřátí až na 100 stupňů nebo více, vyznačuje se vysokou odolností proti vlhkosti.

V závislosti na stupni otevřenosti pórů existují:

• až 3 % - superhusté;
• až 10 % - vysoká hustota;
• až 16% - hustý;
• do 20 % - zhutněno;
• až 30% - střední hustota;
• až 45 % - nízká hustota;
• až 75 % - vysoce porézní;
• více než 75 % je ultraporézních.

Žáruvzdorné materiály jsou nabízeny v různých tvarech a velikostech:

• klínový nebo rovný - může být malý, normální nebo velký;
• tvarované, jednoduché i složité - váží přes 60 kg.

Největší poptávku zaznamenaly plechové panely. Jejich funkční účel závisí na velikosti a souboru výkonnostních charakteristik produktu. Jsou nepostradatelné pro obložení kotelen, domácích krbů, kamenných bloků, jsou tepelně izolační pro sloupy, kotle, ale i topné systémy v koupelích a saunách. Hrají roli ochranných clon a zvyšují produkční efekt zařízení jako celku i jeho jednotlivých částí.

Lisované a práškové produkty jsou důležité při výrobě nástrojů. Řeší problém nastavení provozního režimu v souladu s technickými specifikacemi. Netvarované suroviny se používají k výrobě oděvů pro zaměstnance sléváren.

V průmyslových aplikacích se běžně používají všechny typy materiálů zpomalujících hoření. Zabývají se hutnictvím neželezných a železných kovů - tato oblast tvoří asi 60 % výrobků z tepelně odolných materiálů obecně, dále výroba keramiky a skla. Ohnivzdorné směsi jsou základem pro výrobu kyselých a tepelných izolátorů. Jsou obloženy průmyslovými pecemi, stejně jako další instalace s otevřeným plamenem.

V každodenním životě našly takové výrobky uplatnění při uspořádání krbů a kamen, grilů a komínů. Tyto dokončovací materiály jsou široce používány při výstavbě a uspořádání budov. Používají se pro čalounění stropů a stěn v místnostech. Takové řešení značně zvyšuje požární bezpečnost konstrukce, proto se používají v konstrukcích se zvýšenými požadavky na PPB.

Je důležité mít na paměti, že většina stavebních ohnivzdorných materiálů nemůže odolávat ohni, takže mohou hořet. Rozlišují se žáruvzdorné a žáruvzdorné výrobky. Posledně jmenované dlouhodobě odolávají zdroji otevřeného ohně na blízkou vzdálenost - jsou široce požadovány při stavbě van a saun.