Огнеупорные материалы. Виды и функции

Огнеупоры - это строительные материалы способные не расплавляться и не терять своих свойств при соприкосновении с огнем или высокими температурами. Их изготавливают из минерального сырья и используют в качестве строительных и изоляционных материалов.

Какие существуют группы огнеупорных материалов ?

       1. По своей структуре огнеупорные материалы можно разделить на две большие группы: неформованные и формованные.

• Неформованные огнеупорные материалы производят в виде порошка, волокна, отдельных кусков небольших размеров или суспензий. В них добавляют компоненты минерального или органического происхождения. Примером неформованных огнеупоров могут служить порошки для изготовления огнеупорного бетона, мертели, торкрет-массы.
• Формованным огнеупорным материалам при изготовлении придают определенную форму. Их применяют для возведения печей и топок разного назначения, ядерных реакторов и других подобных объектов.

      2. По виду термической обработки огнеупорные материалы могут быть безобжиговые и обожженные.

• Безобжиговые приобретают свои свойства, высыхая при температуре ниже 400 градусов по Цельсию. К ним относятся смолы, глины, жидкое стекло, керамические суспензии, эластомеры и шамот.
• Обожженные огнеупорные материалы предают термической обработке при температуре выше 600 градусов. Только после этого они приобретают свои свойства.

       3. По химическому составу огнеупорные материалы бывают следующих типов:

• Алюмосиликатные

Содержат в своем составе А12О3. В зависимости от его процентного содержания они имеют разные свойства. Материалы с низким содержанием оксида алюминия редко применяются в производстве, но перспективны как изоляционный материал. А вот шамоты, в составе которых оксид алюминия присутствует в количестве от 28 до 45%, используют для футеровки производственных печей и топок. Если содержание А12О3 в огнеупорных материалах превышает 45%, то мы говорим о высокоглиноземистых огнеупорах. Их используют в металлургической промышленности.

• Цирконистые

Содержат в своем составе ZrO2. Часто они имеют волокнистую структуру и выпускаются в форме плит или блоков. Если содержания оксида циркония превышает 93%, то такие материалы называются динасовыми огнеупорами. Их применяют для строительства печей, используемых при производстве металла.

• Магнезиальные

Содержат в своем составе MgO. Они имеют высокие показатели огнестойкости и широко применяются в металлургической промышленности.

• Углеродистые

Содержат в качестве одного из компонентов углерод. Их отличает высокая теплопроводность и стойкость по отношению к шлакам и расплавленным металлам. К этой категории относятся угольные и графитированные блоки, пирографит.

• Цирконистые

Изготавливаются на основе бодделеита ZrO2 (ZrO2) и циркона (ZrSiO4). Отличаются

высокой огнеупорностью и используются в качестве нагревательных элементов в различных приборах.

Использование огнеупорных материалов в быту

В быту огнеупоры используют в качестве строительных материалов для печей и каминов и для защиты элементов здания от открытого огня и высокой температуры при обустройстве отопительных систем.

   1. Для постройки печей и каминов используют тугоплавкие блоки и плиты, которые могут выдерживать постоянный контакт с открытым огнем и не терять при этом прочность и другие свои свойства. К ним относятся:

• Кремнеземные огнеупоры, изготовленные из кварца,
• Шамоты, изготовленные на основе оксида алюминия,
• Магнезиальные, получаемые в результате спекания оксидов металлов.

По-прежнему, одним из самых популярных материалов для строительства печей является огнеупорная глина, в которой содержание кремния и алюминия идеально сбалансировано природой.

   2. Изоляционные листовые материалы выдерживают недолгий контакт с огнем или высокой температурой. Их производят в форме листов или рулонов для простоты монтажа. Таким образом процедура облицовки стен в помещении, где установлен котел, значительно упрощается. Чаще всего с этой целью используют:

• Асбестовые, стекловолоконные и вермикулитные плиты,
• Минеритные и магнезитовые листы,
• Базальтовые рулоны с алюминиевым напылением,
• Терракотовые плитки. 

Важно помнить, что не все огнеупорные материалы можно использовать в жилых помещениях. Например, плиты из базальтового волокна содержат формальдегидные смолы и при высоких температурах выделяют токсичные вещества.

Большинство огнеупоров, применяемых в промышленности, также не подходят для бытовых нужд, так как быстро разрушаются при резкой смене температур.