Ugunsizturīgo materiālu veidi un to izmantošanas jomas

Ugunsizturīgie materiāli ir strukturāli stabili, ja tie tiek pakļauti augstām temperatūrām, liesmai un ķīmiskām vielām. Tos izmanto rūpniecības uzņēmumos, kur ražošanas cikls ietver siltuma efektu izmantošanu, kā arī dzīvojamās ēkās, kur ir uzstādītas apkures ierīces. Augsto ekspluatācijas parametru dēļ šādi materiāli ir īpaši aktuāli jebkurām iekārtām, kurām ir prasības attiecībā uz izturību, uzticamību un drošību.

Nepieciešamība izmantot ugunsizturīgus materiālus parādījās cilvēces agrīnajos attīstības posmos, kad cilvēki iemācījās iegūt un izmantot uguni. Pamazām šādi materiāli kļuva par pamatu tērauda ražošanas, domnu un citu apkures iekārtu būvniecībai. 17. gadsimta vidū. daudzās valstīs sāka izgatavot ugunsizturīgus ķieģeļus no māla. Līdz 19. gadsimta sākumam. Eiropas valstīs aktīvi tika ražoti ugunsdroši izstrādājumi, un līdz gadsimta beigām ugunsizturīgos izstrādājumus sāka ražot visur Krievijā. Pagājušā gadsimta vidū tika izgudrotas ugunsdrošas krāsas un ugunsdrošas kompozīcijas, un prasības karstumizturīgiem izstrādājumiem tika oficiāli iekļautas GOST un SNiP.

Šādu materiālu galvenā īpašība ir ugunsizturība. Šis indikators nosaka temperatūru, kurā produkts sāk deformēties. Attiecībā uz tā vērtību tiek ņemta vērā materiālās izmantošanas efektivitāte noteiktos darba veidos. Turklāt tiek aprēķināti citi raksturlielumi, jo īpaši:

• materiāla uzvedības iezīmes paaugstinātas temperatūras ietekmē;
• formas maiņa un integritātes pārkāpums temperatūras ietekmē;
• konstrukcijas stabilitāte, ko nosaka mehāniskās spiedes sprieguma parametrs karsēšanas laikā;
• reakcijas spēks uz agresīvu ķīmisko šķīdumu iedarbību.

Parasti ugunsizturīgi materiāli ir materiāli, kas var izturēt karsēšanu no 1580 līdz 3000 grādiem pēc Celsija. Materiāli, kas saglabā savu izskatu un fizikālās īpašības, pakļaujot to augstākai temperatūrai, ir atzīmēti kā īpaši ugunsizturīgi.

Jebkuri ugunsizturīgie izstrādājumi ir izgatavoti, pamatojoties uz mākslīgo un dabisko izejvielu kombināciju, šim nolūkam tiek izvēlēta optimālā minerālo un ķīmisko komponentu koncentrācija.

Ugunsizturīgus izstrādājumus var ražot dažādās formās un ar dažādām īpašībām. To klasifikācijai ir vairāki iemesli.

Pēc ugunsizturības izšķir materiālus:

• parasts ugunsizturīgs - iztur no +1580 līdz +1770 grādiem pēc Celsija;
• ļoti ugunsizturīgs - līdz 2 tūkstošiem grādu;
• produkti ar augstu ugunsizturību - līdz 3 tūkstošiem grādu;
• īpaši ugunsizturīgs - jāiztur karsēšana virs 3 tūkstošiem grādu.

Ir vairākas ugunsizturīgo materiālu formēšanas pamatmetodes:

• Šķidruma liešana;
• formēšana no mīkstiem maisījumiem ar turpmāku papildu presēšanu;
• formēšana no presētiem pulveriem;
• akmeņu griešana;
• karstās presēšanas metode;
• termoplastiskās presēšanas tehnika;
• formēšana no karsta kausējuma.

Lai izveidotu ugunsdrošus izstrādājumus, tiek izmantoti vairāki izejvielu veidi.

• Organisks - šāda veida produkti ir izgatavoti no minerālu izejvielām. Lielākā daļa šo produktu var izturēt ievērojamu karstumu. Vienīgais izņēmums ir putupolistirols. Tiem ir vāja ugunsizturība, tomēr tos var izmantot, lai iekārtotu krāsni ar vāju apkuri.
• Neorganisks Ir iespaidīgākā produktu kategorija ar plašu ugunsizturības diapazonu. Tas ietver bazalts un minerālvati, stiklšķiedru, perlītu un vermikulītu.
• Kompozīts - šajā kategorijā ietilpst azbesta izstrādājumi (azbestcementa vai azbesta-kaļķu maisījumi), kā arī putu silīcija dioksīda izstrādājumi.

Atkarībā no galvenās aktīvās sastāvdaļas izšķir vairākus ugunsizturīgo materiālu veidus.

• Ugunsizturīgos materiālus, kas satur alumīnija oksīdus, kas saķepināti blokos, sauc par skābiem - bāze šajā gadījumā sasniedz 90% no kopējās masas. Šajā grupā ietilpst mullīta un šamota ķieģeļi, kas tiek uzskatīti par ideālu risinājumu krāsnīm un kamīniem, kas darbojas ar dabisko kurināmo.

• Magnēzija - šādus izstrādājumus izgatavo no dažādu metālu oksīdiem, saķepinot karsējot. Bloki ir izturīgi pret agresīviem risinājumiem un var izturēt karsēšanu līdz 2000 grādiem.

• Minerīts - tiek ražoti, izmantojot videi draudzīgas izejvielas. Pastiprināti cementi veido līdz 90% no sastāva. Sildot, šie izstrādājumi nedaudz palielinās, tāpēc uzstādīšanas laikā starp slāņiem jāatstāj nelielas spraugas.

• Azbests - no azbesta izgatavotas plātnes un paneļi celtniecībā tiek izmantoti jau ilgu laiku. Taču pirms kāda laika tika apzināta azbesta toksiskā ietekme uz cilvēka veselību. Vielas, kas veido materiālu, ir kancerogēnas un izraisa onkoloģiskās slimības. Tomēr šādu izstrādājumu ugunsizturība ir ārkārtīgi augsta. Materiāls var izturēt karsēšanu līdz 500 grādiem vairākas stundas, nemainot tā izturību un blīvumu.

• Superizole - materiāls no kalcija silikāta, tas ir viegls un viegli griežams. Superizol var izturēt karsēšanu līdz 1000 grādiem, savukārt tam ir samazināta siltumvadītspēja. Šis materiāls ir pieprasīts starpsienu ierīkošanai un aizsargsienu apdarei.

• Stikla-magnija paneļi Ir materiāls, kas sastāv no magnija hlorīda, stikla šķiedras un uzpūsta perlīta, pievienojot sintētiskās šķiedras. Piemīt augsta adhēzija, zema siltumvadītspēja, turklāt to ir viegli apstrādāt.

• Vermikulīts - plātnes, kuru pamatā ir silikāta vizla, kas sajaukta ar sintētiskiem komponentiem. Tas ir videi draudzīgs un netoksisks materiāls, kas saglabā siltumu. Trūkumi ietver zemu mitruma izturību, tāpēc darbības laikā ir nepieciešama papildu aizsardzība pret ūdeni.

• Metāla ekrāni - lokšņu ugunsizturīgs materiāls ar atstarojošu virsmu. Šādi izstrādājumi ne tikai aizsargā sienas no pārmērīgas pārkaršanas, bet arī ļauj uzturēt komfortablu temperatūru telpā, atspoguļojot to uz iekšu.

• Klinkers - Šis keramikas materiāls ir izgatavots no smalki poraina māla. Tas izceļas ar izturību pret temperatūras galējībām, spēju izturēt ne tikai uguni, bet arī smagus sals.

• Porcelāna keramikas izstrādājumi - materiāls uz marmora, granīta un kvarca skaidām ar sāļu un metālu oksīdu klātbūtni. Atšķiras ar spēju izturēt karsēšanu līdz 100 grādiem vai vairāk, to raksturo augsta mitruma izturība.

Atkarībā no poru atvērtības pakāpes izšķir:

• līdz 3% - superblīvs;
• līdz 10% - augsts blīvums;
• līdz 16% - blīvs;
• līdz 20% - sablīvēts;
• līdz 30% - vidēja blīvuma;
• līdz 45% - zema blīvuma;
• līdz 75% - ļoti porains;
• vairāk nekā 75% ir īpaši poraini.

Ugunsizturīgie materiāli tiek piedāvāti dažādās formās un izmēros:

• ķīļveida vai taisni - var būt mazs, normāls vai liels;
• formas, vienkāršas, kā arī sarežģītas - sver virs 60 kg.

Vislielāko pieprasījumu saņēma lokšņu paneļi. To funkcionālais mērķis ir atkarīgs no produkta veiktspējas raksturlielumu lieluma un kopas. Tie ir neaizstājami katlu telpu, mājas kamīnu, krāsns bloku apšuvumā, ir siltumizolējoši kolonnām, katliem, kā arī apkures sistēmām vannās un saunās. Tie spēlē aizsargekrānu lomu un palielina iekārtas kopumā un tās atsevišķu daļu ražošanas efektu.

Formēšanas un pulverveida izstrādājumi ir svarīgi instrumentu izgatavošanā. Tas atrisina darba režīma regulēšanas problēmu atbilstoši tehniskajām specifikācijām. Neformētas izejvielas tiek izmantotas, lai izgatavotu apģērbu lietuvju darbiniekiem.

Rūpnieciskos lietojumos parasti izmanto visu veidu liesmas slāpētājus. Tie nodarbojas ar krāsaino un melno metalurģiju – šajā jomā kopumā ir aptuveni 60% no karstumizturīgiem materiāliem ražotas produkcijas, kā arī keramikas un stikla ražošanā. Ugunsizturīgi savienojumi ir skābes un siltumizolatoru ražošanas pamats. Tie ir izklāta ar rūpnieciskajām krāsnīm, kā arī citām iekārtām ar atklātu liesmu.

Ikdienā šādi produkti ir atraduši pielietojumu kamīnu un krāšņu, bārbekjū un skursteņu iekārtošanā. Šos apdares materiālus plaši izmanto ēku celtniecībā un sakārtošanā. Tos izmanto griestu un sienu apšuvumam telpās. Šāds risinājums ievērojami paaugstina būves ugunsdrošību, tāpēc tos izmanto konstrukcijās ar paaugstinātām prasībām PPB.

Ir svarīgi paturēt prātā, ka lielākā daļa ēku ugunsdrošo materiālu neiztur uguni, tāpēc tie var sadegt. Izšķir karstumizturīgus un ugunsizturīgus izstrādājumus. Pēdējie var ilgstoši izturēt atklātas liesmas avotu no tuva attāluma - tie ir plaši pieprasīti vannu un saunu būvniecībā.