Жаростойкие материалы для отделки стен возле печи

Керамические огнеупорные материалы и изделия

Керамические огнеупорные изделия – это, как правило, изделия, выжженные из глин и других силикатных масс.

К строительным изделиям из керамики относятся не только кирпич и отделочные материалы, это большая группа, в  которую входят:

• канализационные и дренажные трубы,
• черепица;
• тротуарные и дорожные плиты;
• санитарно-техническая и кислотоупорная керамика.

Широкое распространение в строительстве керамические изделия получили, благодаря таким характеристикам, как:

• водонепроницаемость;
• огнестойкость;
• полное отсутствие токсичности;
• кислотостойкость;
• высокие художественно-декоративные качества;
• долговечность.

За счет этого керамические огнеупорные и теплоизоляционные изделия сохраняют свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах.

Производители и марки

Жаропрочные материалы для печей представлены на рынке очень хорошо. Большое количество производителей и широкий диапазон цен говорит о том, что продукт ходовой и компании стараются сделать как наиболее качественный продукт, чтобы превзойти конкурентов. В данном списке приведены примеры разных типов материалов, от разных производителей и из разных ценовых групп.

1. Противопожарная плита от компании «FireFix», стоит от 1000 до 1200 рублей и имеет кроме всего еще и влагостойкий элемент.
2. Теплоизоляционные плиты от «FLAMMA». Их стоимость не переваливает за 1000 рублей. Более того, они бывают разных цветов и размеров.
3. Зеркальный отражающий экран от той же фирмы из нержавеющей стали. Его цена может меняться от 800 до 1500 рублей.
4. Стекломагнезитовый лист (СМЛ) 10 мм. Стоимость: 1000 рублей за лист. Очень прочный и надежный. Отечественного производства.
5. Плиты «Суперизол» 1220x1000x50 стоит уже намного больше: 7000 рублей за одну плиту. Материал намного дольше держится, чем обычные листы. Производитель тоже отечественный.
6. Плиты из каменной ваты от знаменитой фирмы ROCKWOOL. Их плюс в том, что они легкие и продаются целыми пачками. Цена за одну упаковку – 800 рублей. В упаковке 8 штук.
7. Огнеупорное керамическое стекловолокно. Продается рулоном. Цена немалая, но стоит того. Стоимость одного рулона – от 4500 рублей. В ее состав входит каолин, который усиливает свойства.
8. Вермикулитовая вата 1200х600 российского производства. Стоит от 1500 до 2300 рублей. Не отличается сверхкачествами, но довольно популярна на отечественном рынке.
9. Базальтовая вата от компании «ROCKWOOL». Стоит 1500 рублей за упаковку. Отличаются жесткостью и прочностью.
10. Плиты на основе базальта от фирмы «Парок». Стоимость не переваливает за 1000 рублей. Основной нюанс в том, что эти плиты не выдерживают самых высоких температур и требуют еще дополнительной защиты.

Термостойкая ткань для печей импортного производства тоже может быть очень надежным конкурентам остальным типам материалов. Цена слегка завышена, но с этим можно мериться, поняв специфику использования ткани.

Виды стеновой негорючей продукции

К негорючей стеновой продукции относят термостойкие штукатурки и растворы, предназначенные для укладки термостойкой керамической плитки:

• терракотовой;
• майолики;
• клинкерной плитки;
• шамотной плитки.

Рецептур штукатурки и раствора для кладки керамики множество.

Пример камина с топкой закрытой остеклённой дверкой. Наличие остеклённых дверок с одной стороны предохраняет интерьер от загрязнения продуктами сгорания, с другой – позволяет любоваться огнём.

СКЛ изделия

СКЛ – силикатно-кальциевый лист – экологически чистый материал. Не содержит вредных веществ и канцерогенов. Сохраняет механические свойства – прочность и твёрдость при нагревании. Содержит:

• бумажной массы — 10%;
• порошка кварца 45%;
• цемента – 40%;
• добавки, повышающие механические свойства материала – 5%.

На лицевую сторону СК листа наносится декоративный слой с ультрафиолетовой покраской. Уровни огне- и влагостойкости, допускают применение СКЛ как во внешней отделке зданий, так и во внутренней. Хорош этот материал при отделке помещений с повышенной влажностью – бытовых комнат, бань, ванных. Способность противостоять огню позволяет применять СКЛ для отделки стен и потолка помещений вблизи горячих поверхностей печи и камина.

СМЛ изделия

СМЛ – стекломагниевый лист  — сравнительно новый материал, обладающий прочностью, гибкостью, влаго- и термостойкостью.  В его состав входит:

• оксида магния – 40%;
• хлорида магния – 35%;
• древесной стружки мелкой фракции – 15%;
• экструдированного перлита – 5%;
• добавок – 4%
• стеклоткани – 1%.

СМЛ не оказывает вредного влияния на организм человека, поэтому используется во внутренней отделке помещений. Высокая – до 1000°С огнестойкость позволяет применять его в качестве пожаробезопасных панелей для внутренней отделки стен вблизи источников нагрева и открытого огня.

ГКЛО изделия

ГКЛО – гипсокартонный лист огнестойкий. Согласно ГОСТ 32614-2012, разработанному совместно с фирмой Кнауф, и введённому в действие на территории Российской Федерации в 2015г., этот материала обозначается буквой F – «огнестойкие плиты». Его огнестойкость должна составлять не менее 20 минут при воздействии открытого огня.

Термостойкость ГКЛО достигается введением в гипс специальных добавок, повышающих стойкость материала к высоким температурам и препятствующих задымлению при пожаре. Для облегчения распознавания, поверхность ГКЛО окрашивают в светло-розовый цвет, а маркировка выполняется красным цветом. Кнауф Файерборд – самое огнестойкое изделие фирмы Кнауф – имеет дополнительный усиливающий слой из стеклохолста. Применяется в качестве пожаростойкой облицовки стен и потолка.

Огнеупорная мастика

Для ее приготовления используется жидкое стекло и мертель. Средство устойчиво к высоким температурам и способно выдержать больше 1000 градусов. Мастика предназначена для фиксации облицовочного материала печи. Благодаря клеящим характеристикам она отлично справляется со своей задачей на ровной поверхности без дополнительных средств и материалов крепления.

Мастика наносится при помощи обычного шпателя толщиной не больше одного мм. Если поверхность имеет неровности, то толщина слоя должна составлять около двух мм. Затвердевает средство в течение трех часов, но специалисты рекомендуют подождать одни сутки. При этом поверхность должна быть тщательно очищена. Мастика не разбавляется различными растворителями и водой.

Средство не рекомендуется использовать для облицовки бассейнов. Нужно следить за тем, чтобы клеящий состав не застыл на наружной стороне облицовочного материала. Мастика не должна попадать в глаза.

Основные характеристики огнеупорных тканей

Огнеупорная ткань имеет ряд характеристик, с которыми не сравнится никакой другой материал:

• изделия из такой ткани являются гипоаллергенными;
• ультрафиолетовые лучи на нее никак не влияет;
• за счет пропитки пыль практически не скапливается (это особенно удобно для занавесок);
• изделия не электризуются;
• само собой исключено возгорание тканей;
• вещи, которые залеживаются, не плесневеют и не гниют;
• изделия легкие в уходе, не садятся и не мнутся;
• жаропрочные свойства не теряются со временем.

Если вдруг изделие попадает в открытый огонь она начинает тлеть. При этом удивительно, но дыма совсем не образуется. Следующим шагом огонь полностью затухает и не распространяется дальше.

Каждая фирма изготовляет огнезащитные ткани по своей собственной технологии, именно от этого зависит качество конечного продукта

Есть целый ряд качеств на которые стоит обратить внимание:

• кислородный индекс (в норме значение около 30);
• теплостойкость (показывает, насколько материал устойчив к открытому огню);
• плотность (170-350 гр/м2).

Качественными изделия считаются, когда у низ при довольно скромной плотности высокие показатели защиты. Плотные изделия тоже хороши собой, но не всегда, т.к. сильно увеличивают вес одежды.

Жаккардовые негорючие материалы

Состоит материал чаще из пропитанного 100% хлопка, иногда добавлением химических составов, что бы сделать защиту более эффективной. Однако дополнительная защита может наносить вред человеческой коже. Хорошие изделия изначально делаются и огнеупорной нити.

Например, вискоза. Кроме огнеупорных свойств сохраняет нормальную терморегуляцию под одеждой. В качестве внешней отделки часто используется флюокарбон, стекловолокно, силиконовое покрытие, или металлизированное напыление.

Асбестовые

Асбестовые материалы производят из негорючих природных силикатов, имеющих тонкие волокна.

Асбест хорошо переносит нагревание до 500 ℃, обладает большими изоляционными свойствами, широко применяется в промышленности для производства термостойких строительных материалов.

Огнезащита тканей из асбеста велика, но применять их нужно с огромной осторожностью. Использование как кошмы для оперативного тушения очагов возгорания вполне оправдано, но ношение одежды из полотен с асбестом для человека недопустимо

Доказано, что вдыхание асбестовых микрочастиц инициирует появление образований, в то время как попадание волокон в организм через пищевой тракт не вызывает последствий. Понизить риск вредных влияний можно введением противопыльных добавок, исключающих попадание кусочков в окружающую среду. Дополнительная обработка повышает цену на асбестовую продукцию, существенно увеличивая ее безопасность.

Виды огнеупорных материалов

Существует множество классификаций огнеупорных материалов: по форме, температурному режиму, по составу и т.д., предназначенных для специалистов.

Существует множество огнеупорных материалов для облицовки, перед тем как выбрать, нужно ознакомиться с особенностями каждого вида

Упрощенно их можно разделить на следующие:

• Тугоплавкие огнеупоры.
• С повышенной стойкостью к высоким температурам.

Первая группа известна как материал в виде кирпичей и блоков для изготовления печей и каминов. В частном строительстве используется редко, так как при всей механической прочности и жаростойкости эти материалы восприимчивы к резкой смене температур. Исключение составляет специальный облегченный кирпич из пористого шамота, применяемый печниками для возведения сводов и тепловых камер.

Вторые известны в виде негорючих теплоизоляторов и применяются для защиты различных пожароопасных конструкций. Форма их выпуска в виде жаростойких материалов для отделки стен возле печи очень удобна для обшивки поверхностей, находящихся вблизи отопительных приборов.

Плиты из асбестовых и стеклянных волокон обладают хорошими диэлектрическими свойствами

Вот некоторые из них:

1. Огнеупорные плиты и картоны из прессованных асбестовых и стеклянных волокон, выдерживающие нагрев до +700°С. Сейчас в жилых помещениях их применять не рекомендуют, так как асбест выделяет вредные для здоровья человека вещества. Уменьшив опасное действие керамической отделкой, его можно использовать в технических и хозяйственных постройках.
2. Огнеупорные плиты и листы из минерита, содержащие в своем составе цемент, песок и известняк, устойчивы к влаге и к любой температуре, а их эстетичный внешний вид позволяет обходиться без дополнительной отделки. По этой причине его используют для внешнего оформления зданий.
3. Стекломагниевые листы состоят из вспученного перлита, стеклоткани, хлорида магния и синтетических волокон. Они образуют огнеупорную обшивку участков около печей и каминов, а также используются для внутренней отделки стен и перекрытий.
4. Рулоны из базальтового огнеупорного волокна с напылением алюминия обладают теплоотражающим эффектом и подойдут для установления защитных экранов на дровяные камины и печи. Стоит отметить, что отдельные производители для его изготовления вводят в состав формальдегидные смолы, поэтому при покупке надо быть осторожными.
5. Терракотовая плитка делается на основе глины. Она прочная, экологичная, с неплохими огнезащитными качествами. Изделие, покрытое жаростойким составом, более контрастно по цвету и выглядит эстетично. Натуральная терракота пористая, рыжего и оранжевого цвета.
6. Суперизол в листах немного весит, с легкостью обрабатывается, огнестоек и отлично подойдет для изоляции отопительных приборов и стен около них. Но в то же время требует аккуратного обращения, так как хрупок и легко бьется.

В этом видео вы узнаете, как защитить стены от высоких температур:

Огнеупорные потолки

В случае пожара горячий воздух и пламя перемещаются вверх к потолку помещения

Поэтому важно заранее предпринять необходимые меры к тому, чтобы загоревшийся потолок не стал источником дополнительных опасностей для людей, оказавшихся в зоне пожара. Негорючие потолки могут быть:

Окрашенными. Негорючесть здесь зависит от того, из какого материала выполнено межэтажное перекрытие. Бетон – хорошо! Окраска произведена силикатной либо силиконовой краской – ещё лучше! Бетон – не горит. Названные краски также не поддерживают горение. Оклеенными обоями. С основой, на которую клеятся обои, как в п.1. Сами обои тоже можно выбрать жаропроными – на основе стеклотканей и металлических нитей. Натяжными. Потолок выполненный из полиэстера, пропитанного антипиреновым составом, защищающим от воспламенения – относительно безопасен. Поливинилхлорид также считается термостойким, однако под действием прямого огня, воспламеняется и выделяет большое количество вредных для человека газов

Применять его следует с осторожностью. Гипсокартонным

Чтобы считаться негорючим, такой потолок должен быть выполнен из ГКЛО и окрашен негорючей краской. Подвесным. Такие потолки выполняются на негорючих металлических каркасах из СКЛ, СМЛ или металлических наборных элементов. Требование негорючести при этом соблюдается.

Применение жаропрочных сталей

Область применения рассматриваемого типа сплавов весьма большая. Жаропрочные стали и сплавы предназначены для применения при условии воздействия высокой температуры или агрессивной окружающей среды. Жаропрочные стали применяют для изготовления:

1. Корпусных деталей, которые будут подвержены нагреву.
2. Деталей конструкции двигателей внутреннего сгорания.
3. Деталей и элементов, которые могут контактировать с различной агрессивной средой: жидкость, химикаты и так далее.

Нагрев становится причиной изменения кристаллической решетки, за счет чего из состав выделяется углерод. Обезуглероживание становится причиной потери прочности и твердости поверхности. При изготовлении деталей паровых двигателей или современных двигателей внутреннего сгорания применение обычной стали приведет к ее расширению, за счет чего линейные размеры изменяться. Критическое изменение линейных размеров становится причиной, по которой конструкция перестает правильно работать.

Усложнение процесса производства рассматриваемого сплава становится причиной существенного повышения его стоимости. Однако в большинстве случаев снизить стоимость конструкций нельзя по причине того, что обычные стали будут быстро изнашиваться.

Деталь из жаропрочной стали

Примером применения жаропрочных сталей можно назвать нижеприведенную информацию:

1. Турбины работают в сложных эксплуатационных условиях. Для ее изготовления часто используется легированный сплав на основе хрома ХН35ВТР. Подобный материал может выдерживать постоянную нагрузку и вибрацию, а также воздействие жара без изменения своих линейных размеров.
2. При изготовлении газовых конструкций могут применять ХН35ВМТЮ. Сгорание газа приводит к нагреву рабочей среды до довольно высокой температуры.
3. Компрессоры, которые работают с нагреваемой средой, имеют в качестве подвижного элемента конструкции диски и лопатки. Для повышения КПД подобной конструкции при их изготовлении используется листовой металл небольшой толщины, что существенно снижает устойчивость к воздействию рабочей среды. Именно поэтому при их изготовлении применяется легированный сплав ХН35ВТЮ.
4. Роторы турбин также могут быть подвержены воздействию жара. При их изготовлении чаще всего применяют ХН35ВТ.

Важной особенностью рассматриваемых сплавов можно назвать сложность проведения сварочных работ. Жаропрочным сталям характерен процесс разрушения холодного шва

Для решения подобной проблемы применяется современная технология сваривания, которая имеет следующие особенности:

1. Для устранения рассматриваемого недостатка проводится общий или локальный нагрев поверхности, что повышает ее пластичность. Данная процедура также проводится для минимизации разницы между температурой на периферии и в точке сварки, что позволяет существенно снизить показатель напряжения.
2. После выполнения сварочных работ зачастую проводится отпуск готового изделия на протяжении нескольких часов и при температуре до 2000°С.

За счет отпуска проводится удаление основной части растворенного в структуре водорода, а остаточный аустенит преобразуется в мартенсит.

Сегодня насчитывается несколько десятков разновидностей жаропрочных сталей, все они обладают своими определенными особенностями. Кроме этого отметим, что довольно часто они обладают также коррозионной стойкостью, так как в состав добавляется большое количество хрома. Коррозионная стойкость ко всему прочему существенно повышает срок эксплуатации изделия. Однако сложности, возникающие при легировании и последующем термической обработке существенно повышают стоимость изделий. Кроме этого, жаропрочные сплавы могут иметь самое различное количество легирующих элементов, которые могут придавать материалу и другие особые эксплуатационные качества, к примеру, повышение электропроводности.

Углеродные негорючие полотна

Все натуральные ткани сделаны из органического сырья, а значит — содержат атомы углерода, помимо которых в составе имеются большие количества других атомов: кислорода и водорода. Наличие последних структурных единиц значительно увеличивает склонность к воспламенению любой продукции.

Почти два века назад удалось синтезировать негорючие волокна, состоящие только из атомов углерода. Высокая термостойкость нитей позволила использовать их в лампах накаливания.

В последующем технология многократно усовершенствовалась, привела разработке удобного для реализации производственного процесса, позволяющего применять разнообразное органическое сырье в качестве источника углерода.

Сейчас углеродные нити делают из вискозы и полиакрилонитрила длинными и короткими в виде штапельных элементов. Огнеупорные полотна производят переплетением классическими ткацкими методами, помимо этого на рынке представлена нетканая углеродная термостойкая продукция.

Негорючие ткани из углеродных нитей обладают большой устойчивостью к растяжению, химическим воздействиям, небольшим весом и способностью к расширению при повышении температуры. Максимальное значение температуры, которую они могут выдерживать, достигает 370 ℃.

Тугоплавкие металлы

К тугоплавким металлам относятся цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, рений. Наибольшее применение в качестве высокотемпературных конструкционных материалов нашли вольфрам, молибден, тантал, ниобий. В последнее время все шире применяются хром, ванадий и рений, которые хотя и менее тугоплавки, но благодаря своим специфическим свойствам начинают играть большую роль в производстве жаропрочных материалов.

Технология получения тугоплавких металлов включает получение порошков, формование заготовок и дальнейшая обработка.

Так, изделия из спеченного вольфрама изготовляют из порошка, полученного восстановлением водородом вольфрамового ангидрида или карбонильным методом. Порошки прессуют в стальных пресс-формах. Для улучшения прессуемости к порошку добавляют смазывающие и склеивающие вещества. Процесс спекания изделий проводят в две стадии. Первую стадию осуществляют в водороде при сравнительно для вольфрама, невысоких температурах (1100 –1300 °С). Вторую стадию спекания проводят притемпературах 2900 –3000 °С, которая создается пропусканием электрического тока через изделие, упрочненное предварительным спеканием. Эту стадию спекания, получившую название «сварка», осуществляют в водороде в специальных печах, которые называют сварочными аппаратами. Режим спекания в этом случае обычно контролируют не измерением температуры, а величиной пропускаемого тока. Крупногабаритные заготовки спекают в индукционных печах при температурах 2400 –2500 °С.Аналогичная технология изготовления изделий из порошка молибдена. Порошок, полученный восстановлением молибдена водородом прессуют, как правило, со смазкой. Предварительное спекание проводят в водороде при 1100 –1200 °С. Затем изделия подвергаются сварке при силе тока, составляющей 90% от силы тока переплавки, что соответствует 2200 –2400 °С.

Спекание крупных заготовок можно проводить в вакуумной методической печи с графитовыми нагревателями, позволяющей обеспечить одновременно предварительное и окончательное спекание при температурах 1900 –1950 °С.

При изготовлении танталовых изделий исходный порошок, полученный натриетермическим восстановлением или электролизом, прессуют в заготовки. Перед прессованием в порошок тантала вводят раствор глицерина в спирте или какую-нибудь другую жидкую связку, которая при спекании удаляется полностью. Спекание заготовок проводят в вакууме. Заготовки предварительно спекают при 1000 –1200 °С. Спеченные заготовки охлаждают вместе с печью. Сварку проводят в вакууме, подбирая режим таким образом, чтобы обеспечить полное разложение и испарение примесей. При температуре сварки 2600 –2700 °С делают выдержку до полного удаления всех газов.

Заготовки после сварки охлаждают в вакууме и проковывают. Затем проводят вторичное спекание (отжиг) в вакуумном сварочном аппарате. В результате такой обработки получается беспористая заготовка с плотной структурой.

Аналогично рассмотренному получают спеченный ниобий и рений.

Изделия из порошков циркония и ванадия изготавливают по схожим технологиям. Порошки прессуют в пресс-формах и заготовки спекают в вакууме. Циркониевые заготовки спекают при 1200 – 1300 °С, а ванадиевые – при 1400 –1700 °С.

Виды, классификация и назначение

Огнеупорные материалы производят на минеральной основе, отличительной особенностью которых является способность сохранять свою нормальную функциональность при воздействии высоких температур (более 1580 градусов).

Существует несколько классификаций огнеупоров.

По размеру и форме

• Фасонные огнеупорные материалы, выполняемые в виде крупных блоков, а также простых, сложных и особо сложных элементов;
• Огнеупоры клиновидного и прямого профиля разнообразного размера;
• Специальные огнеупорные материалы, созданные для использования в лабораторных и промышленных условиях.

По рабочему температурному режиму

Основные диапазоны подразделяются на:

• 1580-1800 градусов;
• 1800-2000 градусов;
• 2000-3000 градусов;
• Свыше 3000 градусов.

По методу формовки

• Литые огнеупоры, создаваемые из жидкой шликерной основы;
• Выполненные из пластичных масс. Изготавливаются способом первоначальной машинной формовки, с последующим прессованием;
• В виде спилов природных горных материалов;
• Огнеупоры, создаваемые методом электрического плавления;
• Горячего прессования;
• Термопластичного прессования;
• Создаваемые из порошковой основы.

По структуре

• Особой плотности (открытая пористость составляет менее 3%);
• Высокой плотности (открытая пористость 3-10%);
• Плотные (открытая пористость 10-16%);
• Уплотненные (16-20%);
• Средней плотности (20-30%);
• Низкой плотности (общая пористость 30-45%);
• Огнеупоры высокой пористости (45-75%);
• Ультрапористые огнеупорные материалы (>75%).

По составу

По химическому составу огнеупорные материалы принято подразделять на 3 группы:

Нейтральные, изготавливаемые на основе оксидов алюминия и хрома. К ним относятся:

• Углеродистые, применяемые для изготовления штучных печных элементов;
• Графитовые. На их основе изготавливают тигели для плавления металлических изделий;
• Хромитовые. Используются в качестве изолирующего слоя в огнеупорном пироге из кислых и основных изделий.

Кислые (на основе диоксида кремния). Материалы, которые относятся к этой группе:

• Кварцевый песок, используемый при ремонте и наварке печных элементов;
• Динасовый кирпич, который может применяться для печной кладки;
• Кварцеглинистые материалы, применяемые для футеровки печных конструкций, работающих в сравнительно низком температурном режиме.

Основные (на оксиде магния и кальция):

• Хромомагнезит, используется для кладки печных конструкций, работающих в режиме резкой смены температур;
• Доломит (порошковый материал);
• Магнезит (в форме кладочного кирпича или футеровочного порошка).

В отдельную классификационную категорию относят огнеупорные теплоизоляционные материалы.

Они позволяют значительно повысить эффективность работы печей, так как, благодаря высокой пористости, уменьшают потери тепла через стеновые элементы.

Огнеупорные теплоизоляционные плиты производятся 3-мя методами:

• Химическим способом, при котором в огнеупорную основу вводится доломитовый порошок или известняк, растворяемые в серной кислоте. В ходе химической реакции образуется пена, которая застывая приобретает вид пористого материала.
• Внедрением в огнеупорную основу углеродистых элементов (в основном мелких древесных материалов), которые при обжиге сгорают, тем самым образуя пустоты в исходном материале.
• При помощи мыльных пенообразующих добавок.