Коэффициент температурного расширения кирпич

Футеровка печи

Футеровка печи это защитная облицовка внутренней поверхности топливника служащая для предохранения стенок и свода от действия высоких температур.

Футеровка печи выполняется из огнеупорных кирпичей или плиток, которые укладываются на ребро вдоль стены топливника. При топке печи углями происходит сильный нагрев стенок печи, в самой нижней части. От чрезмерного нагрева стенок, печь разрушается, так как обыкновенный глиняный кирпич не способен долго противостоять высоким температурам.

Поэтому для защиты от разрушения печей в области топливника от чрезмерного прогрева применяется футеровка печи. У огнеупорного кирпича коэффициент теплового расширения отличается от простого глиняного кирпича. Поэтому они вместе не укладываются и не перевязываются.Кладка из огнеупорного кирпича должна состыковаться с обычной кладкой одним ровным вертикальным швом.

Между стенками топливника и огнеупорной кирпичной футеровки должен быть минимальный зазор в 5 мм для температурного расширения. Для футеровки печей чаще всего используют шамотный материал в виде раствора или кирпича. Высокие огнеупорные свойства шамота позволяют ему легко справляться с высокими температурами до 1300°С.

Такие высокие огнеупорные свойства позволяют использовать для растопки печей даже самое калорийное топливо например, уголь. По мимо шамотных материалов для футеровки печей используются широко и муллитовые смеси, способные выдерживать очень высокие температуры до 1600 °С. Для футеровки топливников печей используют как правило специально изготовленные из муллитовых волокон теплоизоляционные маты или растворы.

Муллит часто добавляют в состав шамотных растворов из которых изготавливают шамотные огнеупорные кирпичи или используются как штукатурный раствор для защитной футеровки топливников печей выложенные из огнеупорной глины. Эти способы футеровки наиболее часто используются в бытовых печах, так как они довольно доступны по цене, то есть являются не дорогими.

Для ремонта старых топливников печей промышленность выпускает специальные огнестойкие мастики, обмазки и разные клеи. Они содержат в своем составе шамотные микроскопические волокна и специальные связующие добавки улучшающие их огнестойкие свойства. Их используют в топливниках печей в основном для заделки трещин или как защитный штукатурный слой от воздействия высоких температур.

Кроме обмазок, огнеупорных кирпичей и шамотных растворов для футеровки бытовых печей промышленность выпускает также специальные рулонные материалы которые состоят из:

1. Каолиновой бумаги. Представляет собой рулонный материал имеющий толщину слоя до 5 мм.

2. Каолиновый картон. Представляет собой рулонный материал для футеровки топливников печей имеющий толщину слоя до 7 мм.

3. Каолиновая вата. Представляет собой легко рвущийся материал для футеровки топливников печей. Используется в виде кусков или комков.

Как уже было сказано выше футеровку внутренних стенок топливника печи нужно провести с учетом расширения материала от воздействия высоких температур. Именно поэтому между футеровкой и стенками печи оставляют минимальный зазор в 5-10 мм для температурного расширения. Перед началом работ по футеровки топливника бытовой печи следует уже определиться с использованием топлива для растопки. Это очень важно, потому что нет универсальных по конструкции топливников для сжигания разного вида топлива.

Например, для сжигания антрацита топливник печи имеет одну конструкцию, для каменного угля другую а для дров совсем иную. Иногда топливники печей рассчитанные для сжигания каменного угля с теплотворной способностью -5815-8373 Вт футеруют в два ряда, так как температура сжигания каменного угля очень высокая.

Фото-1. Пример футеровки топливника для дров жаростойкой шамотной плиткой толщиной 3 см.

Для футеровки топливника печи рассчитанного для растопки дровами можно использовать шамотную жаростойкую плитку толщиной не более — 3 см. Это объясняется тем, что теплотворная способность дров не превышает 3837 Вт(смотри таблицу №1).

Поэтому общую толщину футеровки топливника печей определяют главным образом два фактора:

1. Толщина стенки топливника печи.

2. Температура сжигания топлива в топливнике.

Поэтому далее я приведу для примера теплотворную способность разных видов топлива используемого для растопки бытовых печей.

Таблица№1. Теплотворная способность различных видов топлива

Закрепление шамотных кирпичей между собой как правило осуществляется при помощи металлических штырей. Для этого в их стенках сверлят отверстия перфоратором и потом вставляют в них металлические стержни. Этот способ гарантирует надежную фиксацию материала во время температурного расширения.

Для футеровки топливника следует сначала укладывать шамотный кирпич на дно топки, затем на боковые стенки. При этом кладку шамотным материалом поднимают до уровня установки плиты или до верхней горизонтальной части. При проведении работ по футеровки нельзя использовать одновременно два вида кирпича.

Например, шамотный и красный, глиняный железняк. Это объясняется тем что они состоят из двух разных материалов и имеют следовательно разные степени линейного расширения а также теплопроводность. Поэтому это скорее всего приведет со временем в процессе эксплуатации к различным нежелательным трещинам в футеровке или к возобновлению работ по футеровки.

Для заделывания швов в футеровочной кладки берут шамотный раствор или специальный муллитовый раствор имеющий в своем составе шамотные волокна. Такие растворы способны уравнять степень расширения футеровки во время нагрева со свойствами шамотного огнеупорного кирпича.

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

Жароупорные свойства портландцементного камня

Температурные деформации и коэффициенты линейного расширения различных видов заполнителей в интервале температур от 20 до 800° сильно отличаются друг от друга. Наибольшими температурными деформациями характеризуется песчаник, а наименьшими до температуры 525°— известняк, а при более высоких температурах — базальт. Рассматривая характер изменения свойств цементного камня при нагревании, необходимо остановиться на температурных деформациях и коэффициенте линейного расширения различных видов заполнителей. При температуре 300° деформация кристалличеокого известняка превышает деформацию мелкозернистого базальта в 5,5 раза.

Коэффициент линейного расширения шамотного кирпича в температурном интервале от 20 до 1300° равен 6 х 10 -б — 8 х 10 -6 .

Рис. 44. Линейная температурная деформация различных видов заполнителя: а: 1—песчаник; 2—шлак доменный; 3—диабаз; 4—известняк; 5—обыкновенный глиняный кирпич; 6—базальт; б: 1—гранит крупнозернистый; 2—известняк кристаллический; 3—галька кварцевая; 4—диабаз; 5—известняк-ракушечник; 6—песчаник; 7—шлак доменный; 8 — базальт мелкозернистый.

Ввиду того, что большинство минералов при нагревании деформируется неодинаково по различным осям кристалла (например, кварц, кальцит, полевой шпат), то это вызывает появление значительных внутренних напряжений в заполнителе, содержащем такие минералы. При температуре 573° происходит превращение кварца из β в а -модификацию, сопровождаемое значительным увеличением объема минерала. В результате горные породы, содержащие кристаллический кварц, при нагревании значительно снижают свою прочность и термическую стойкость. Введением в цемент соответствующих микронаполнителей можно добиться получения затвердевшего цемента со специальными свойствами. Так, например, известно, что различные тонкомолотые добавки не одинаково влияют на усадочные явления, происходящие в цементном камне в процессе его нагревания.

При нагревании в определенном температурном интервале происходит расширение цементного камня, но при большем нагревании начинается сокращение объема, превышающее по своим размерам первоначальное расширение.

Рис. 45. Коэффициент линейного (температурного) расширения различных видов заполнителя: с: ,1—песчаник; 2—шлак доменный; 3—диабаз обыкновенный глиняный кирпич; 5—базальт; 6—известняк; б: 1 — гранит крупнозернистый; 2—известняк кристаллический; 3—галька кварцевая; 4—диабаз; 5—известняк-ракушечник; 6—песчаник; ,7—шлак доменный; 8—базальт мелкозернистый.

Расширение изделий при нагревании прекращается в температурном интервале 200—355°. Возвращение изделия к нормальным размерам происходит в интервале 370—560°. Обожженная глина, доменный шлак и пемза уменьшают сокращение цементного камня, а трасс, трепел и сиштоф значительно его увеличивают. Из приведенных кривых (рис. 47) следует, что во всех случаях при повышении температуры от 100 до 200° изделия сначала расширяются, а затем сокращаются. Изделия из затвердевшего портландцемента расширяются при повышении температуры до 175°, а при дальнейшем повышении ее начинается сокращение объема.

Коэффициент температурного расширения бетона

Коэффициент расширения бетона

Определение коэффициента расширения бетона относится к разряду реологических исследований – то есть направления, посвященного деформации и текучести веществ. Коэффициент температурного или теплового расширения является величиной, показывающей изменение объема и линейных параметров изделия при изменении температуры и постоянном давлении. Данное свойство относится ко всем веществам и материалам, имеющим атомно-молекулярную структуру. При их нагревании происходит увеличение расстояния между отдельными атомами и молекулами (для жидкостей и газов) или возрастание диапазона колебаний элементов в кристаллической решетке твердых веществ, следствием чего и является увеличение их объема.

Данный показатель неразрывно связан с такой его характеристикой, как теплопроводность. Последняя определяется как способность изделия передавать тепло, проходящее сквозь его толщу. Теплопроводность непосредственно связана с составом материала. Чем более плотной является его структура, тем выше данный показатель.

Показатели теплопроводности у тяжелых и легких бетонов существенно различаются. Теплопроводность тяжелых бетонов значительно выше, чем ячеистых, что является их существенным недостатком. Поэтому стены из тяжелого бетона нуждаются в дополнительном утеплении. При этом последняя так же зависит от уровня влажности окружающей среды.

Коэффициент расширения бетона составляет 0,00001оС. Это означает, что при увеличении температуры окружающей среды на 50оС бетонная конструкция способна увеличиваться в объеме, и данный показатель будет находиться в пределах 0,5мм/м. Диапазон колебания температур, превышающий 80оС приводит к возрастанию данного показателя. Так же на величину коэффициента линейного напряжения влияет величина фракции заполнителя: чем она выше, тем больше данный показатель. Возрастание объема составляющих частей бетонной конструкции приводит к возникновению сильных внутренних напряжений в материале, вследствие чего плиты начинают растрескиваться и крошиться, что сразу же сказывается на длительности их эксплуатации, уменьшая ее в разы.

Для предотвращения негативных последствий данного явления используют температурные швы, которые представляют собой углубления, проделанные на поверхности материала. Именно они, а не сама плита, при возникновении деформирующих сил принимают основную нагрузку.

Контроль качества бетона

Контроль качества бетона является составляющей частью цикла его производства. Контроль реализуется в следующих видах: как проведение предварительных проверок качества исходных материалов, используемых при производстве бетонных изделий; как контроль за технологией .

Класс и марка бетона

Качество бетонов, как и любых других строительных материалов, регулируется государственными стандартами. Установленная ими классификация позволяет контролировать качество продукции и легко ориентироваться в ее ассортименте, выбирая необходимый класс в .

Искусственный камень из бетона

Бетон в последние десятилетия применяется не только как строительный, но и как декоративный материал. Искусственный камень из бетона, полученный путем применения его дополнительной обработки, позволяет создать имитацию практически .

Усадка и термическое расширение жароупорного бетона

Усадка для жароупорного бетона является важным показателем, так как такой бетон (в отличие от обычных огнеупорных изделий) предварительно не обжигается, а подвергается нагреванию непосредственно в элементах конструкции. Следовательно, вся усадка жароупорного бетона происходит в рабочем состоянии, т. е. уже в процессе эксплуатации теплового агрегата. При нагревании в бетоне возникают напряжения, зависящие от таких факторов, как термическое расширение или усадка составляющих компонентов, температура и скорость нагрева, упруго-пластические свойства и предельные деформации составляющих компонентов, относительное количество в бетоне вещества, претерпевающего усадку при нагревании, зерновой состав и максимальная крупность зерен заполнителя.

Вследствие внутренних напряжений при нагреве жароупорного бетона могут возникать не только упругие, но также пластические и остаточные деформации, а при этом нарушается структура, что сказывается на свойствах жароупорного бетона и в том числе и на усадке.

В температурном интервале от 600 (700) до 800° кривая усадки имеет примерно горизонтальный участок, т. е. усадка не увеличивается с повышением температуры. Очевидно, в этом интервале структура бетона видоизменяется. Действительно, прочность бетона в этом интервале снижается наиболее резко. При температурах выше 800° происходит дальнейшее «разрыхление» структуры бетона и прочность его снижается до минимума примерно при температуре 1000°.

Кажущаяся усадка бетона заметно уменьшается или даже наоборот—бетон как бы увеличивается в объеме. Очевидно, этому соответствует и поведение цементного камня, т. е. наблюдаемое иногда уменьшение усадки при температуре 1000° по сравнению с усадкой при 800°. При температурах 800—1100° линейная усадка жароупорных бетонов на портландцементе составляет от 0,2 до 0,7%.

Рис. 59 Коэффициент линейного термического расширения жароупорного бетона на портландцементе с шамотным заполнителем и его составляющих в зависимости от температуры нагрева: 1—шамот; 2—бетон; 3—портландцемент с 25% тонкомолотого шамота.

Из графика (рис. 59) видно, что коэффициент термического расширения шамота в интервале температур 300—900° колеблется от и 6 10-6 до 8- 10-6. Коэффициент термического расширения жароупорного бетона на портландцементе с шамотным заполнителем соответствует коэффициенту термического расширения шамота и составляет 5- 10-6— 8 — 10-6, что свидетельствует о том, что термическое расширение бетона в большой степени зависит от заполнителя. Коэффициент термического расширения жароупорного бетона на портландцементе с заполнителем из отвального доменного шлака в интервале от 200 до 700° составляет от 8- 10-6 до 11 — 10-6, а для бетона на заполнителе из каширского котельного шлака — 4-10-6—5 — 10-6.

Коэффициент термического расширения бетона

Основная деятельность нашего предприятия: строительство заводов, производство оборудования, технологических линий и станков по производству: кирпича, блока, тротуарной плитки, бордюров и других строительных материалов (вибропрессования и гиперпрессования),

а так же силикатного кирпича (с автоклавной обработкой) и керамического кирпича (с обжигом).

Page 2

Фото вибропрессованного кирпича, блока, тротуарной плитки, бордюров, бордюрного каменя. Посмотреть все вибропрессованные кирпичи, блоки плитку и др. изделия Фото вибропрессованного блока. Посмотреть все вибропрессованные блоки Фото гиперпрессованного кирпича. Посмотреть все гиперпрессованные кирпичи Фото силикатного кирпича. Посмотреть все силикатные кирпичи Фото керамического кирпича (с обжигом). Посмотреть все керамические кирпичи

Коэффициент теплового линейного расширения для некоторых распространенных материалов, таких как: алюминий, медь, стекло, железо и многое другое.

Коэффициент линейного теплового расширения для некоторых распространенных материалов, таких как: алюминий, медь, стекло, железо и многое другое.

Коэффициент теплового расширения

Коэффицие́нт теплово́го расшире́ния — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении. Имеет размерность обратной температуры. Различают коэффициенты объёмного и линейного расширения.

Содержание

• 1 Коэффициент объёмного теплового расширения
• 2 Коэффициент линейного теплового расширения
  • 2.1 Для сталей
• 3 Отрицательный коэффициент теплового расширения
• 4 Измерение коэффициента теплового расширения
• 5 Примечания
• 6 См. также
• 7 Ссылки

Коэффициент объёмного теплового расширения [ править | править код ]

β = 1 V ( ∂ V ∂ T ) p >left(>right)_

> , К −1 (°C −1 ) — относительное изменение объёма тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении.

Вода, в зависимости от температуры, имеет различный коэффициент объёмного расширения:

• 0,53⋅10 −4 К −1 (при температуре 5—10 °C);
• 1,50⋅10 −4 К −1 (при температуре 10—20 °C);
• 3,02⋅10 −4 К −1 (при температуре 20—40 °C);
• 4,58⋅10 −4 К −1 (при температуре 40—60 °C);
• 5,87⋅10 −4 К −1 (при температуре 60—80 °C).

Коэффициент линейного теплового расширения [ править | править код ]

α L = 1 L ( ∂ L ∂ T ) p ≈ Δ L L Δ T =>left(>right)_

approx >> , К −1 (°C −1 ) — относительное изменение линейных размеров тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении.

В общем случае, коэффициент линейного теплового расширения может быть различен при измерении вдоль разных направлений. Например, у анизотропных кристаллов, древесины коэффициенты линейного расширения по трём взаимно перпендикулярным осям: α x ; α y ; α z ;alpha _;alpha _> . Для изотропных тел α x = α y = α z =alpha _=alpha _> и α V = 3 α L =3alpha _> .

Для железа коэффициент линейного расширения равен 11,3×10 −6 K −1 [1] .

Для сталей [ править | править код ]

Таблица значений коэффициента линейного расширения α, 10 −6 K −1 [2]

Отрицательный коэффициент теплового расширения [ править | править код ]

Некоторые материалы при повышении температуры демонстрируют не расширение, а наоборот, сжатие, то есть имеют отрицательный коэффициент теплового расширения. Для некоторых веществ это проявляется на довольно узком температурном интервале, как, например, у воды на интервале температур 0…+3,984 °С, для других веществ и материалов, например фторид скандия(III), вольфрамат циркония (ZrW₂O₈) [3] , некоторых углепластиков интервал весьма широк. Подобное поведение демонстрирует также обычная резина. При сверхнизких температурах аналогичным образом ведут себя кварц, кремний и ряд других материалов. Также существуют инварные сплавы (ферро-никелевые), имеющие в некотором диапазоне температур коэффициент теплового расширения, близкий к нулю.

Измерение коэффициента теплового расширения [ править | править код ]

Приборы для измерения коэффициента теплового расширения жидкостей, газов и твёрдых тел называют дилатометрами.