Керамічна теплоізоляція, Новини у будівництві
Керамічна теплоізоляція складається з керамічних теплоізоляційних і вогнетривких матеріалів, що включають ряд різновидів високопористої кераміки, такі як діатомітові (трепельні), перлітокерамічні, вогнетривкі (шамотні, динасові), високоглиноземисті, корундові та інші.
Зміст статті:
1. Керамічні теплоізоляційні та вогнетривкі матеріали.
2. Шамотні теплоізоляційні вогнетривкі вироби.
3. Легкові перлітокерамічні вироби.
4. Високопористі теплоізоляційні вироби.
5. Високопориста корундова кераміка.
Високопористу будову цих виробів забезпечується різними способами. Однак закріплення високої пористості і надання виробам міцності у всіх випадках досягаються тільки в процесі їх випалу, що дозволяє об'єднати все різноманіття цих матеріалів в одну групу керамічних виробів.
Таблиця 1. Способи порізації у виробництві керамічних теплоізоляційних виробів.
Таблиця 2. Вплив способу пороутворення на властивості деяких видів кераміки пористої.
При випаленні органічні добавки вигоряють і утворюють пори, а частинки діатоміту спікаються і вироби набувають заданої міцності. Спосіб вигоряючих добавок не дозволяє отримувати високоефективні вироби із середньою щільністю нижче 500 кг/м³. Пенодіатомітові вироби виготовляють середньою щільністю від 300 кг/м³ та вище.
Виробництво пенодіатомітових виробів включає чотири основні технологічні переділи:
1. Підготовка сировини.
2. Приготування пенодіатомітової маси та формування з неї виробів.
3. Стабілізацію пористої структури виробів шляхом сушіння.
4. Освіта пористого керамічного черепка випалом.
Основні властивості виробів наводяться у таблицю-3.
Таблиця-3. Основні властивості пенодіатомітових (ПД), діатомітових (Д)* та трепельних (Т)* виробів.
Шамотні теплоізоляційні вогнетривкі вироби
Шамот-обпалена до спікання вогнетривка глина. піддана потім подрібненню до певної дисперсності. Шамот є отощителем, що знижує повітряні та вогневі усадки керамічної маси при сушінні та випаленні виробів. Шамотні теплоізоляційні вироби з вогнетривкості, що залежить в основному від вмісту у складі сировини оксиду алюмінію, поділяються на чотири класи (див. таблицю-4).
Таблиця-4. Клас та вогнетривкість шамотних виробів
Шамотні вироби виготовляють способом вигоряючих добавок, піновим способом і введенням до складу шихти пористих гранул, одержуваних шляхом подрібнення обпечених піно-шамотних мас. Технологія шамотних легковаг аналогічна отриманню діатомітових виробів. Основні фізико-механічні властивості шамотнихтеплоізоляційні вироби наведені в таблиці-5.
Таблиця-5. Фізико-механічні властивості теплоізоляційних шамотних виробів.
Легкові перлітокерамічні вироби з мінімальною середньою щільністю, а також з достатньою міцністю для застосування в якості футерувального та теплоізоляційного матеріалів виготовляють зі спученого перлітового піску та глини.
Технологія цих виробів переважно близька прийнятої у виробництві традиційних керамічних виробів. Особливості цих технологій обумовлені властивостями високопористого заповнювача перлітового піску, а також необхідністю зведення до мінімуму вмісту сполучного матеріалу глини.
Співвідношення перлітового піску і глинистого сполучного становить 90: 10 (за обсягом). найбільш раціонально введення глинистого матеріалу як шлікера. Міцність виробів насамперед залежить від їхньої щільності (див. рисунок-1)
Малюнок 1. Залежність міцності від щільності перлітокерамічних виробів:
1-в лабораторних умовах за оптимальних технологічних параметрів;
2- у виробничих умовах,
3-при використанні великого перлітового піску,
4 із застосуванням шлікера підвищеної щільності. Малюнок-2. Залежність щільності виробів від насипної щільності піску при їх міцності:
1-0,5 МПа; 2-0,7 МПа; 3-0,9 МПа; 4-1,25 МПа.
Значно нижче міцність виробів, що готуються із застосуванням великого перлітового піску і шлікера з підвищеною щільністю, - в результаті отримують вироби нещільної структури, що характеризується підвищеною пустотою міжзерновою (дивися малюнок-2). При міцності виробів 0,5...1,25 МПа мінімальні значення їх густиниспостерігаються при використанні наповнювача перлітового піску з насипною щільністю 75...125 кг/м³.
Залежність теплопровідності від середньої щільності (ρ, кг/м³) виробів при різних температурах.
При 22°С = 0,044 +0,000105 ρ; При 100 ° С = 0,060 +0,000095 ρ; При 200°З λ=0,071 +0,00011 ρ;При 300°З λ=0,091 +0,00008 ρ;
Області застосування перлітокерамічних виробів визначаються їх властивостями -низькою щільністю і теплопровідністю( стійкістю), стійкістю до вуглевмісної атмосфери, до впливу ряду хімічних реагентів, хорошими звукоізоляційними показниками та ін. Це дозволяє їм успішно конкурувати з широко застосовуваними в різних галузях промисловості теплоізоляційними матеріалами-діа легковагими шамотними, жаростійким бетоном, шлакуватою та ін.
Перлітокерамічні вироби використовують для теплоізоляції та футерування установок та агрегатів, трубопроводів як фільтруючий матеріал у димарях, газоходах, для очищення атмосфери від викидів шкідливих газів як хімічно стійкий матеріал у хімічній та нафтохімічній промисловості.
Високопористі теплоізоляційні вироби
Високопористі теплоізоляційні вироби з чистих високовогнетривких оксидів ( Al2 O3 ; BeO ; ZrO2 ; MgO та інші) мають крім високої вогнетривкості ( більше 2000 ° С) рядом цінних властивостей: хімічної інертністю, низькою електропровідністю, високою стійкістю до корозії та інші, що дозволяє ефективністю використовувати їх у різних умовах експлуатації.
У виробництві таких виробів широке промислове застосування отримав лише спосіб добавок, що вигорають, так як інші способи пов'язані з певними технологічними складностями, як наприклад технологічні складності пов'язані зі зниженням хімічної чистотиодержуваних виробів.
Високопориста корундова кераміка
Високопориста корундова кераміка містить не менше 95% оксиду алюмінію у вигляді α-Al2O3-мінералу корунду, який зустрічається в природі. Основною сировиною для отримання корундової кераміки служить технічний глинозем, що є безводним оксидом алюмінію, відомий в декількох кристалічних модифікаціях (наприклад α-Al2 O3 корунд). Більш детальну інформацію про високопористу корундову кераміку ви зможете прочитати у статтіпоризована кераміка.