2.8 Огнеупоры

Огнеупоры – это материалы, применяемые в условиях длительного воздействия высоких температур (1000…1750°С). Поэтому они должны обладать высокой огнеупорностью, т. е. способностью выдерживать длительное воздействие высоких температур, не расплавляясь. Они должны обладать также высокой термостойкостью (т. е. не растрескиваться при резкой смене температур), шлакоустойчивостью (не реагировать с расплавленными шлаками, имеющими разную степень кислотности), иметь малый коэффициент теплопроводности и газопроницаемости. По огнеупорности они классифицируются на: огнеупорные (1580…1770°С), высокоогнеупорные (1770…2000°С) и высшей огнеупорности (более 2000°С).

2.9 Клинкерный (дорожный) кирпич

Клинкерный кирпич (рис. 2.12) получают обжигом до полного спекания, но без остеклования глин. Для этого используют тугоплавкие глины с большим интервалом спекания не менее – 100…200°С. Обжигают кирпич в туннельных печах при температуре до 1200°С. При этом получают плотный спекшийся кирпич, имеющий высокую прочность – 40…100 МПа, водопоглощение – 2…6%, морозостойкость F50, F75, F100. Применяется для дорожных работ, устройства мостовых, облицовки набережных.

Рис. 2.8. Клинкерный кирпич

2.10 Теплоизоляционные керамические материалы

2.10.1 Диатомитовый кирпич

Диатомитовый кирпич (рис. 2.13) получают из измельченного диатомита или трепела с глиной и опилками, которые затворяют водой и формуют, затем сушат и обжигают.

Изделия изготовляют в виде кирпича сегментов и скорлуп для теплоизоляции нагретых труб. Прочность их невысока – 0,6…1,0 МПа. Температура службы – 900…1000°С.

Достоинства: низкая теплопроводность, отличная звукоизоляция, кислотоупорность, долговечность.

Используют диатомитовый кирпич  при сооружении промышленных печей и в качестве теплоизоляционного материала как в промышленности, так и в гражданском строительстве.

Рис. 29. Диатомитовый кирпич

2.11 Керамзит

Керамзит - пористый, сравнительно легкий строительный материал, получаемый в результате обжига легкоплавких пород, состоящих из глины и способных к быстрому вспучиванию при температуре от 1050 до 1300°С. Вспучивание – это увеличение материала в объеме за счет образования внутренних, чаще замкнутых пор. На изломе вспученный материал имеет структуру застывшей пены.

Цветовая гамма этого строительного материала практически всегда стандартна: зерно имеет темно-бурый цвет оболочки, а на разломе - черный (рис. 2.14).

Рис. 30. Керамзит

Параметры материала установлены ГОСТ 9757, регламентирующим качество строительных пористых материалов. Некоторые показатели не регулируются, однако все равно остаются важной характеристикой. Рассмотрим детальнее основные свойства керамзита.

• Фракционный состав. Всего установлены три фракции материала, имеющие диапазон размеров 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм. Зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку.

• Марки керамзита по насыпной плотности (объемному насыпному весу). Всего установлено семь значений: до 250 кг/м³ – марка 250, от 250 до 300 кг/м³ – марка 300, аналогично – марки 350, 400, 450, 500, 600. Марки 700 и 800 не выпускаются для широкой продажи и производятся только при согласовании с потребителем.

• Марки керамзита по прочности. Для гравия существует 13 марок, различающихся прочностью при сдавливании в цилиндре. Для щебня нормируются 11 марок, имеющих такие же обозначения, как и марки гравия. Прочность щебня и гравия одной марки различается. Так, для марки П100 прочность гравия при сдавливании составляет от 2,0 до 2,5 МПа, тогда как щебня – от 1,2 до 1,6 МПа. Между марками керамзита по плотности и прочности существует связь – увеличение плотности приводит к увеличению прочности. Взаимосвязь между марками также регулируется стандартом ГОСТ 9757, что исключает изготовление низкокачественного керамзита высокой плотности, разрушающегося при небольшой нагрузке.

• Коэффициент уплотнения – согласованная с потребителем величина, которая не превышает значение 1,15 и применяется для учета уплотнения керамзитной массы в результате транспортировки или слёживания. Использование коэффициента связано с частой отгрузкой материала по насыпному объему, удобной при реализации крупных партий.

• Теплопроводность – является наиболее важным параметром, характеризующим теплоизоляционные свойства. Для керамзита коэффициент теплопроводности составляет от 0,10 до 0,18 Вт/(м∙°C). Диапазон значений достаточно узкий, что свидетельствует о высоких теплоизоляционных свойствах материала. С увеличением плотности коэффициент теплопроводности увеличивается. Это связано с уменьшением количества и объема пор, содержащих главный теплоизолятор – воздух.

• Водопоглощение – важный параметр, показывающий поведение материала при воздействии воды. Керамзит относится к относительно устойчивым к материалам и характеризуется значением водопоглощения 8-20 %.

• Звукоизоляция – как и большинство теплоизоляционных компонентов, керамзит обладает повышенной звукоизоляцией. Наилучшие результаты достигаются при звукоизоляции деревянного пола, в которой керамзит выступает в виде прослойки между наружной частью пола и межэтажной плитой.

• Морозоустойчивость – благодаря низкому водопоглощению и глине, которая является основой материала, керамзит имеет достаточно высокие морозоустойчивые свойства. Численные значения не нормируются стандартами, поскольку керамзит морозоустойчив «по умолчанию». Нормируются лишь показатели строительных камней, в составе которых содержится керамзит – керамзитоблоки.

Вопросы для самоконтроля к главе 2.

1. Какие материалы и изделия называют керамическими?

2. На основе каких признаков принято классифицировать керамические изделия?

3. Каковы состав и свойства глин, как основного сырья для производства керамики?

4. Какие добавки и с какой целью вводят в состав керамической массы?

5. Чем обусловлена пластичность глин? Как ее регулируют?

6. Назовите основные этапы производства керамических изделий.

7. При какой температуре и почему проводят сушку и обжиг керамических изделий?

8. Перечислите и кратко охарактеризуйте основные виды керамических изделий.