Materiales Refractarios: Propiedades De Los Materiales Cerámicos Ignífugos Para Baño Y Chimenea. ¿Cuáles Se Consideran Amargos? Clasificación Y Tipos Principales

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificación: 2024-01-18 12:09

Los materiales refractarios son estructuralmente estables cuando se exponen a altas temperaturas, llamas y productos químicos. Se utilizan en plantas industriales donde el ciclo de producción implica el uso de efectos térmicos, así como en edificios residenciales donde se instalan dispositivos de calefacción. Debido a sus altos parámetros operativos, dichos materiales son especialmente relevantes para cualquier instalación que tenga requisitos de durabilidad, confiabilidad y seguridad.

Peculiaridades

La necesidad del uso de materiales resistentes al fuego apareció en las primeras etapas del desarrollo humano, cuando las personas aprendieron a extraer y usar el fuego. Poco a poco, estos materiales se convirtieron en la base para la construcción de acerías, altos hornos y otros equipos de calefacción. A mediados del siglo XVII. en muchos países se comenzó a fabricar ladrillos refractarios a partir de arcilla . A principios del siglo XIX. Los productos ignífugos se produjeron activamente en países europeos y, a finales de siglo, comenzaron a producirse productos refractarios en todas partes de Rusia. A mediados del siglo pasado, se inventaron pinturas resistentes al fuego y composiciones ignífugas, y los requisitos para productos resistentes al calor se consagraron oficialmente en GOST y SNiP.

La principal propiedad de estos materiales es la resistencia al fuego. Este indicador determina la temperatura a la que el producto comienza a deformarse. En cuanto a su valor, se considera la eficiencia de la explotación material en determinados tipos de obra. Además, se calculan otras características, en particular:

• características del comportamiento del material bajo la influencia de temperaturas elevadas;
• cambio de forma y violación de la integridad cuando se expone a la temperatura;
• la estabilidad de la estructura, que está determinada por el parámetro de la tensión de compresión mecánica durante el calentamiento;
• Fuerza de reacción al efecto de soluciones químicas agresivas.

Por lo general, los materiales resistentes al fuego son materiales que pueden soportar un calentamiento de 1580 a 3000 grados Celsius. Los materiales que conservan su apariencia y características físicas cuando se exponen a temperaturas más altas se marcan como superrefractarios.

Todos los productos refractarios se fabrican sobre la base de una combinación de materias primas artificiales y naturales; para esto, se seleccionan las concentraciones óptimas de componentes minerales y químicos.

Los indicadores finales de densidad, resistencia, así como porosidad y estructura están determinados por la aplicación de una tecnología específica.

Clasificación

Los productos resistentes al fuego se pueden producir en diferentes formas y con diferentes propiedades. Hay varias razones para su clasificación.

Obstinación

Según la resistencia al fuego, los materiales se distinguen:

• refractario ordinario: soporta de +1580 a +1770 grados Celsius;
• altamente refractario - hasta 2 mil grados;
• productos con alta refractariedad - hasta 3 mil grados;
• superrefractario: debe soportar un calentamiento de más de 3 mil grados.

El material más resistente al fuego del mundo es el carbonitruro de hafnio, con un punto de fusión de 4200 grados Celsius.

Por método de moldeo

Existen varios métodos básicos para moldear materiales refractarios:

• fundición líquida;
• moldeado a partir de compuestos blandos con prensado adicional adicional;
• moldeo a partir de polvos comprimidos;
• corte de rocas;
• método de prensado en caliente;
• técnica de prensado termoplástico;
• moldeado de termofusible.

Por composición química y mineral

Se utilizan varios tipos de materias primas para crear productos resistentes al fuego

• Orgánico - este tipo de productos se elaboran a partir de materias primas minerales. La mayoría de estos productos pueden soportar un calor significativo. La única excepción es la espuma de poliestireno. Tienen una resistencia al fuego débil, sin embargo, puede colocar una estufa con un calentamiento débil de ellos.
• Inorgánico Es la categoría de producto más impresionante con una amplia gama de resistencia al fuego. Esto incluye basalto y lana mineral, fibra de vidrio, perlita y vermiculita.
• Compuesto - esta categoría incluye productos de amianto (fibrocemento o composiciones de amianto-cal), así como productos de sílice espumado.

Se distinguen varios tipos de materiales refractarios según el ingrediente activo principal

Los refractarios que contienen óxidos de aluminio sinterizados en bloques se denominan ácidos . - la base en este caso alcanza el 90% de la masa total. Este grupo incluye ladrillos de mullita y arcilla refractaria, que se consideran una solución ideal para estufas y chimeneas que funcionan con combustible natural.

Magnesio - estos productos están hechos de óxidos de diferentes metales por sinterización cuando se calientan. Los bloques son resistentes a soluciones agresivas y pueden soportar un calentamiento de hasta 2000 grados.

Minerita - producido con materias primas respetuosas con el medio ambiente. Los cementos reforzados representan hasta el 90% de la composición. Cuando se calientan, estos productos aumentan ligeramente de tamaño, por lo tanto, durante la instalación, debe dejar pequeños espacios entre las capas.

Amianto - Las losas y paneles de amianto se han utilizado durante mucho tiempo en la construcción. Sin embargo, hace algún tiempo se identificaron los efectos tóxicos del amianto en la salud humana. Las sustancias que componen el material son cancerígenas y provocan cáncer. Sin embargo, la resistencia al fuego de estos productos es extremadamente alta. El material puede soportar un calentamiento de hasta 500 grados durante varias horas sin cambiar su resistencia y densidad.

El revestimiento con dichos paneles se utiliza en estructuras técnicas, mientras que requiere un revestimiento obligatorio con materiales ecológicos.

Superizole - un material de silicato de calcio, es ligero y fácil de cortar. Superizol puede soportar el calentamiento hasta 1000 grados, mientras que tiene una conductividad térmica reducida. Este material tiene demanda para la instalación de particiones y decoración de paredes protectoras.

Las desventajas incluyen la fragilidad: bajo estrés mecánico, tales productos se rompen.

Paneles de vidrio y magnesio Es un material compuesto por cloruro de magnesio, fibra de vidrio y perlita expandida con la adición de fibras sintéticas. Posee alta adherencia, baja conductividad térmica, además, es fácil de procesar.

Vermiculita - placas a base de mica silicato mezclada con componentes sintéticos. Es un material ecológico y no tóxico que retiene el calor. Las desventajas incluyen baja resistencia a la humedad, por lo tanto, se requiere protección adicional contra el agua durante la operación.

Pantallas de metal - Lámina de material ignífugo con superficie reflectante. Dichos productos no solo protegen las paredes del sobrecalentamiento excesivo, sino que también le permiten mantener una temperatura agradable en la habitación, reflejándola hacia adentro.

Normalmente, estas láminas están hechas de acero inoxidable.

Escoria de huella - Este material cerámico está hecho de arcilla finamente porosa. Se distingue por su resistencia a temperaturas extremas, la capacidad de resistir no solo el fuego, sino también las heladas severas.

Gres porcelánico - material a base de virutas de mármol, granito y cuarzo con presencia de sales y óxidos metálicos. Se diferencia en la capacidad de soportar el calentamiento hasta 100 grados o más, se caracteriza por una alta resistencia a la humedad.

Por porosidad

Según el grado de apertura de los poros, existen:

• hasta 3% - superdenso;
• hasta 10% - alta densidad;
• hasta 16% - denso;
• hasta un 20% - compactado;
• hasta 30% - densidad media;
• hasta 45% - baja densidad;
• hasta 75% - muy poroso;
• más del 75% son ultraporosos.

Formas y tamaños

Los materiales refractarios se ofrecen en diferentes formas y tamaños:

• en forma de cuña o recta: puede ser pequeña, normal o grande;
• de forma, simple y compleja, con un peso de más de 60 kg.

La mayor demanda la recibieron los paneles de chapa. Su propósito funcional depende del tamaño y el conjunto de características de rendimiento del producto . Son indispensables para el revestimiento de salas de calderas, chimeneas domésticas, bloques de estufas, son aislantes térmicos para columnas, calderas, así como sistemas de calefacción en baños y saunas. Desempeñan el papel de pantallas protectoras y aumentan el efecto de producción del equipo en su conjunto y sus partes individuales.

Los productos de moldeo y en polvo son relevantes en la fabricación de instrumentos. Resuelve el problema de ajustar el modo de funcionamiento de acuerdo con las especificaciones técnicas. Las materias primas sin forma se utilizan para confeccionar ropa para los empleados de las fundiciones.

Aplicaciones

Todos los tipos de materiales retardadores de llama se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales. Están involucrados en la metalurgia ferrosa y no ferrosa: esta área representa aproximadamente el 60% de los productos hechos de materiales resistentes al calor en general, así como en la fabricación de cerámica y vidrio . Los compuestos resistentes al fuego son la base para la fabricación de aislantes ácidos y térmicos. Están revestidos de hornos industriales, así como otras instalaciones a llama abierta.

En la vida cotidiana, estos productos han encontrado aplicación en la disposición de chimeneas y estufas, barbacoas y chimeneas . Estos materiales de acabado se utilizan ampliamente en la construcción y disposición de edificios. Se utilizan para tapizar techos y paredes en habitaciones. Tal solución aumenta en gran medida la seguridad contra incendios de la estructura, por lo tanto, se utilizan en estructuras con mayores requisitos para PPB.

Es importante tener en cuenta que la mayoría de los materiales de construcción resistentes al fuego no pueden resistir el fuego, por lo que pueden arder . Se distinguen los productos resistentes al calor y refractarios. Estos últimos pueden resistir una fuente de llama abierta a corta distancia durante mucho tiempo; son ampliamente solicitados en la construcción de baños y saunas.

Los materiales resistentes al calor pueden soportar un calor intenso, pero el fuego abierto destruirá su estructura.