Matériaux Réfractaires : Propriétés Des Matériaux Céramiques Résistants Au Feu Pour Bain Et Cheminée. Lesquels Sont Considérés Comme Acides ? Classification Et Principaux Types

2024 Auteur: Beatrice Philips | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-18 12:11

Les matériaux réfractaires sont structurellement stables lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées, aux flammes et aux produits chimiques. Ils sont utilisés dans les installations industrielles où le cycle de production implique l'utilisation d'effets thermiques, ainsi que dans les bâtiments résidentiels où des dispositifs de chauffage sont installés. En raison de leurs paramètres opérationnels élevés, ces matériaux sont particulièrement pertinents pour toutes les installations qui ont des exigences en matière de durabilité, de fiabilité et de sécurité.

Particularités

Le besoin d'utiliser des matériaux résistants au feu est apparu dès les premiers stades du développement humain, lorsque les gens ont appris à extraire et à utiliser le feu. Peu à peu, ces matériaux sont devenus la base de la construction de la sidérurgie, des hauts fourneaux et d'autres équipements de chauffage. Au milieu du XVIIe siècle. dans de nombreux pays ont commencé à fabriquer des briques réfractaires à partir d'argile . Au début du 19e siècle. des produits ignifuges étaient activement produits dans les pays européens et, à la fin du siècle, des produits réfractaires ont commencé à être fabriqués partout en Russie. Au milieu du siècle dernier, des peintures ignifuges et des compositions ignifuges ont été inventées, et les exigences relatives aux produits résistants à la chaleur ont été officiellement inscrites dans les GOST et les SNiP.

La principale propriété de ces matériaux est la résistance au feu. Cet indicateur détermine la température à laquelle le produit commence à se déformer. En ce qui concerne sa valeur, l'efficacité de l'exploitation matérielle dans certains types de travaux est considérée. Par ailleurs, d'autres caractéristiques sont calculées, notamment:

• caractéristiques du comportement du matériau sous l'influence de températures élevées;
• changement de forme et violation de l'intégrité lorsqu'il est exposé à la température;
• la stabilité de la structure, qui est déterminée par le paramètre de la contrainte mécanique de compression lors du chauffage;
• force de réaction à l'effet de solutions chimiques agressives.

En règle générale, les matériaux résistants au feu sont des matériaux qui peuvent résister à un chauffage de 1580 à 3000 degrés Celsius. Les matériaux qui conservent leur apparence et leurs caractéristiques physiques lorsqu'ils sont exposés à des températures plus élevées sont marqués comme super-réfractaires.

Tous les produits réfractaires sont fabriqués sur la base d'une combinaison de matières premières artificielles et naturelles; pour cela, les concentrations optimales de composants minéraux et chimiques sont sélectionnées.

Les indicateurs finaux de densité, de résistance, ainsi que de porosité et de structure sont déterminés par l'application d'une technologie spécifique.

Classification

Les produits résistants au feu peuvent être fabriqués sous différentes formes et avec différentes propriétés. Plusieurs raisons expliquent leur classement.

Résistance

Selon la résistance au feu, on distingue les matériaux:

• réfractaire ordinaire - résiste de +1580 à +1770 degrés Celsius;
• hautement réfractaire - jusqu'à 2 000 degrés;
• produits à haute réfractarité - jusqu'à 3 000 degrés;
• super-réfractaire - doit résister à un chauffage supérieur à 3 000 degrés.

Le matériau le plus résistant au feu au monde est le carbonitrure d'hafnium, avec un point de fusion de 4200 degrés Celsius.

Par méthode de moulage

Il existe plusieurs méthodes de base pour le moulage de matériaux réfractaires:

• coulée liquide;
• moulage à partir de composés mous avec un autre pressage supplémentaire;
• moulage à partir de poudres comprimées;
• coupe de roches;
• méthode de pressage à chaud;
• technique de pressage thermoplastique;
• moulage à partir de hot melt.

Par composition chimique et minérale

Plusieurs types de matières premières sont utilisées pour créer des produits résistants au feu

• Biologique - ces types de produits sont fabriqués à partir de matières premières minérales. La plupart de ces produits peuvent supporter une chaleur importante. La seule exception est la mousse de polystyrène. Ils ont une faible résistance au feu, cependant, vous pouvez disposer un poêle avec un faible chauffage.
• Inorganique Est la catégorie de produits la plus impressionnante avec une large gamme de résistance au feu. Cela comprend le basalte et la laine minérale, la fibre de verre, la perlite et la vermiculite.
• Composite - cette catégorie comprend les produits en amiante (compositions amiante-ciment ou amiante-chaux), ainsi que les produits en mousse de silice.

On distingue plusieurs types de matériaux réfractaires en fonction du principe actif principal

Les réfractaires contenant des oxydes d'aluminium frittés en blocs sont appelés acides - la base atteint dans ce cas 90% de la masse totale. Ce groupe comprend les briques en mullite et en argile réfractaire, qui sont considérées comme une solution idéale pour les poêles et les cheminées fonctionnant au combustible naturel.

Magnésien - ces produits sont fabriqués à partir d'oxydes de différents métaux par frittage lorsqu'ils sont chauffés. Les blocs résistent aux solutions agressives et peuvent supporter un chauffage jusqu'à 2000 degrés.

Minérite - produit à partir de matières premières respectueuses de l'environnement. Les ciments renforcés représentent jusqu'à 90 % de la composition. Lorsqu'ils sont chauffés, ces produits augmentent légèrement de taille. Par conséquent, lors de l'installation, vous devez laisser de petits espaces entre les couches.

Amiante - les dalles et panneaux en amiante sont utilisés depuis longtemps dans la construction. Cependant, il y a quelque temps, les effets toxiques de l'amiante sur la santé humaine ont été identifiés. Les substances qui composent le matériau sont cancérigènes et conduisent au cancer. Néanmoins, la résistance au feu de ces produits est extrêmement élevée. Le matériau peut supporter un chauffage jusqu'à 500 degrés pendant plusieurs heures sans changer sa résistance et sa densité.

Le revêtement avec de tels panneaux est utilisé dans les structures techniques, alors qu'il nécessite un revêtement obligatoire avec des matériaux respectueux de l'environnement.

Superizole - un matériau de silicate de calcium, il est léger et facile à couper. Superizol peut supporter un chauffage jusqu'à 1000 degrés, alors qu'il a une conductivité thermique réduite. Ce matériau est recherché pour la pose de cloisons et de décoration murale de protection.

Les inconvénients sont la fragilité: sous contrainte mécanique, de tels produits se cassent.

Panneaux verre-magnésium Est un matériau composé de chlorure de magnésium, de fibre de verre et de perlite expansée avec l'ajout de fibres synthétiques. Possède une adhérence élevée, une faible conductivité thermique, de plus, il est facile à traiter.

Vermiculite - des plaques à base de mica silicaté mélangé à des composants synthétiques. C'est un matériau écologique et non toxique qui retient la chaleur. Les inconvénients incluent une faible résistance à l'humidité, par conséquent, une protection supplémentaire contre l'eau est nécessaire pendant le fonctionnement.

Écrans métalliques - matériau ignifuge en feuille avec une surface réfléchissante. De tels produits protègent non seulement les murs d'une surchauffe excessive, mais vous permettent également de maintenir une température confortable dans la pièce, en la reflétant vers l'intérieur.

Typiquement, ces tôles sont en acier inoxydable.

Mâchefer - Ce matériau céramique est fabriqué à partir d'argile finement poreuse. Il se distingue par sa résistance aux températures extrêmes, sa capacité à résister non seulement au feu, mais également aux fortes gelées.

Grès cérame - matériau à base de marbre, granit et éclats de quartz avec présence de sels et d'oxydes métalliques. Diffère dans la capacité de résister à un chauffage jusqu'à 100 degrés ou plus, se caractérise par une résistance élevée à l'humidité.

Par porosité

Selon le degré d'ouverture des pores, il y a:

• jusqu'à 3% - superdense;
• jusqu'à 10% - haute densité;
• jusqu'à 16% - dense;
• jusqu'à 20% - compacté;
• jusqu'à 30% - densité moyenne;
• jusqu'à 45% - faible densité;
• jusqu'à 75% - très poreux;
• plus de 75 % sont ultra-poreux.

Formes et tailles

Les matériaux réfractaires sont proposés sous différentes formes et tailles:

• en forme de coin ou droit - peut être petit, normal ou grand;
• façonné, simple, ainsi que complexe - pesant plus de 60 kg.

La plus grande demande a été reçue par les panneaux en tôle. Leur objectif fonctionnel dépend de la taille et de l'ensemble des caractéristiques de performance du produit . Ils sont indispensables pour le revêtement des chaufferies, des foyers domestiques, des blocs de poêles, ils isolent thermiquement les colonnes, les chaudières, ainsi que les systèmes de chauffage des bains et des saunas. Ils jouent le rôle d'écrans de protection et augmentent l'effet de production de l'équipement dans son ensemble et de ses pièces individuelles.

Les produits de moulage et de poudre sont pertinents dans la fabrication d'instruments. Il résout le problème du réglage du mode de fonctionnement conformément aux spécifications techniques. Les matières premières non façonnées sont utilisées pour fabriquer des vêtements pour les employés des fonderies.

Applications

Tous les types de matériaux ignifuges sont couramment utilisés dans les applications industrielles. Ils sont impliqués dans la métallurgie non ferreuse et ferreuse - ce domaine représente environ 60% des produits en matériaux résistants à la chaleur en général, ainsi que dans la fabrication de céramique et de verre . Les composés ignifuges sont à la base de la fabrication d'isolants acides et thermiques. Ils sont garnis de fours industriels, ainsi que d'autres installations à flamme nue.

Dans la vie de tous les jours, de tels produits ont trouvé une application dans l'aménagement de cheminées et de poêles, de barbecues et de cheminées . Ces matériaux de finition sont largement utilisés dans la construction et l'aménagement des bâtiments. Ils sont utilisés pour le rembourrage des plafonds et des murs dans les pièces. Une telle solution augmente considérablement la sécurité incendie de la structure, elles sont donc utilisées dans des structures avec des exigences accrues en matière de PPB.

Il est important de garder à l'esprit que la plupart des matériaux de construction résistants au feu ne peuvent pas résister à un incendie, ils peuvent donc brûler . On distingue les produits thermorésistants et réfractaires. Ces derniers peuvent résister longtemps à une source de flamme nue à courte portée - ils sont largement demandés dans la construction de bains et de saunas.

Les matériaux résistants à la chaleur peuvent supporter une chaleur intense, mais un feu ouvert détruira leur structure.