Ogrzewanie Ceramiczne

[Bogusław_58]

Mam blachę ocynkowaną o gr.2 mm i z niej wycinam krążki na szybry.Do 600*C nic z nimi się nie dzieje .Na ośkę szybra dawałem pręt żebrowany śr.6 i 8 mm.Również się sprawdziły.Jeden szyber wykonałem z okrągłego krążka żeliwnego(fajerki) od pieca kuchennego.Ośkę przyspawałem w dwóch kawałkach(po przeciwnych stronach koła) i był to stalowy pręt żebrowany o śr. 10 mm.Trzeba w takim wypadku zastosować dobre elektrody do żeliwa.

 

Do materiałów ceramicznych wrócimy.To "Tygryski lubią najbardziej".

[Wojtek_796]

Witam szanownych forumowiczów!

Zajmuję się zawodowo materiałami ogniotrwałymi, dlatego chciałbym przekazać kilka informacji nt. betonów stosowanych w wysokich temperaturach, o których mowa w kilku ostatnich postach.

Cementów portlandzkich używa się jak najbardziej w betonach, z tym że nie ogniotrwałych, a w tzw. żaroodpornych stosowanych w temperaturach do 1100 st.C. Zatem w zastosowaniach domowych taki beton znalazłby zastosowanie. Należy tutaj jednak wspomnieć o wadach takiego tworzywa. Cement portlandzki dość szybko traci własności wiążące wraz temperaturą. Minimum wytrzymałości takiego betonu wypada w temp. ok. 500 - 900 st.C, a zatem w zakresie występującym w elementach pieców domowych. W wyższych temperaturach wytrzymałość betonu znów rośnie na skutek powstawania wiązania ceramicznego. W betonach na cemencie portl. w wysokich temperaturach może pojawić się wolne wapno (cement portl. w 60% składa się ze związków wapnia), które po schłodzeniu może hydratować, co wiąże się ze znacznym wzrostem objętości i pękaniem betonu.

Podsumowując, aby taki beton zastosować należy umożliwić mu wytworzenie wiązania ceramicznego lub stosować w temperaturach <500 st.C oraz nie przekraczać temperatury maksymalnej.

Ponadto jeżeli mówimy o cemencie portlandzkim w zastosowaniach wysokotemperaturowych mamy na myśli cement "czysty",ten sprzedawany w hurtowniach to cement modyfikowany (z dodatkami popiołu lub żużla) zawierający masę związków obniżających ogniotrwałość i powodujących puchnięcie i pękanie wyrobu.

Jeżeli kogoś interesują informacje nt. składu takich mieszanek (na pewno nie robi się ich z zaprawy szamotowej) to chętnie odpowiem.

Istnieje oczywiście cała gama innych betonów.

 

Pozdrowienia dla ciepłolubów.

[Bogusław_58]

Witaj Wojtek 796!

Na pewno się przydasz.Dzięki za pierwsze wskazówki.

Wielkie pozdrowienie.

[ja14]

Witaj Wojtek.

Ciesze sie, ze tu zajrzales.

Mam wrazenie, ze wyprodukowanie betonu odpornego na temperatury pow 1100 stopni

w warunkach domowych jest trudne do osiagniecia bowiem wiaze sie z dlugotrwalym wygrzewaniem w wysokich (kontrolowanych) temperaturach. Zatem beton w temperaturach do 500 stopni. Tu moje pytania.

1. Do jakich temperatur moza eksploatowac beton wytworzony ze skladnikow typowo stosowanych na budowach - czyli cement portlandzki cem I bez dodatkow, piasek budowlany i kruszywo wapienne?

2. Jakie powinny byc maksymalne wymiary elementow monolitycznych tak aby nie ulegaly one spekaniom?

3. Czy z punktu widzenia trwalosci elementow lepiej stosowac zbrojenie czy tez nie stosowac, a jezeli tak to czy lepsze jest zbrojenie tradycyjne czy rozproszone - np w postaci wlokien polipropylenowych?

4. Czy gruz ceglany, biorac pod uwage jego wysoka nasiakliwosc nadaje sie jako kruszywo w piecu opalanym drewnem?

[Wojtek_796]

Witam!

Bardzo się cieszę z miłego powitania!

 

Jak pisałem beton żaroodporny wykonany z kruszywa szamotowego i czystego cementu portlandzkiego można stosować w temperaturach do 1100 st. Należy tylko pamiętać, aby stworzona przez nas konstrukcja przewidywała spadek wytrzymałości mechanicznej pow. 500 st. Oznacza to, że taki element nie może przenosić zbyt dużych obciążeń, nie może być elementem nośnym. Jeżeli zamierzamy takim betonem wypełniać puścizny lub zapewniamy mu tylko obciążenia ściskające rzędu 2-3 MPa to nie ma żadnego problemu (beton żaroodporny wyprodukowany przemysłowo ma wytrzymałość na ściskanie na zimno i po wypaleniu rzędu 20 MPa, nazwa handlowa BŻS110, jeżeli ktoś chciałby nabyć - służę chętnie). Producenci dla bezpieczeństwa podają zakres stosowania takiego betonu właśnie 900-1100 st.

Jeszcze parę słów o kruszywie. Powinno być to czyste kruszywo szamotowe pochodzące ze skruszenia cegły szamotowej z dodatkiem tzw. palonki (surowy szamot) lub sama palonka o uziarnieniu najlepiej 0-5 mm (czyli wszystkie frakcje przelatujące przez sito o oczku 5 mm). Pisząc „czyste” mam na myśli szamot bez wtrąceń żużli, popiołów, metali, alkaliów itp.

Istnieją metody obniżania temperatury wystąpienia wiązania ceramicznego – niektóre zaskakująco proste (generalnie chodzi o kontrolowane „zaśmiecenie” betonu).

Teraz postaram się krótko odpowiedzieć na pytania ja14.

1. Co do cementu to już trochę napisałem. Dodam jeszcze, że czyste cementy należy kupować z pewnego źródła, tzn. z logiem znanych polskich cementowni. Piasek budowlany można stosować do 500 st. - zawiera on głównie kwarc, który jest materiałem ogniotrwałym. Zawiera też niestety dużo innych zanieczyszczeń, które w wyższych temperaturach mogą powodować jego nadtapianie. Piasek będzie też trochę za drobny, co ogranicza jego stosowanie do wylewek o grubości maksymalnie do 10 mm. Żadnych kruszyw wapiennych nie wolno stosować w ogniu i spalinach, szczególnie tych pochodzących z drewna (skrajnie odmienne charaktery chemiczne: kwas-zasada-płyniemy).

2. Zagadnienia dylatacyjne to bardzo rozległy temat. Generalnie zawsze należy zapewnić betonom 1-2% dylatacji, gdy ich nie zapewnimy w kontrolowany sposób, to same sobie ją zapewnią w niekontrolowany sposób. szczeliny dylatacyjne wypełniamy materiałem palnym (np. karton), lub ogniotrwałym ściśliwym (włókniny ogniotrwałe). Przy okazji pamiętajmy, że zwykła wełna mineralna jest żaroodporna, tyle że żaroodporne są włókna, natomiast spajające je żywice niestety nie.

3. Zbrojenia jak najbardziej są zalecane. Należy jednak unikać wszelkiego rodzaju siatek ze stali węglowych, które zamiast polepszyć mogą pogorszyć. Rozproszone zbrojenia jak najbardziej, oprócz włókien polipropylenowych stosuje się też włókna ze stali żaroodpornej. Jedno i drugie ma trochę inne zadanie (o tym może innym razem), ale skutek jest zbliżony. Dobrze w temperaturach poniżej 700 st. sprawuje się też popularna siatka z włókien szklanych (stosowana przy tynkach cienkowarstwowych), można nią np. Okładać dwustronnie cienki płyty betonowe.

4. Nie wiem jaki gruz masz na myśli, czerwony czy szamotowy? Generalnie czerwona cegła ma dużo mniejszą nasiąkliwość niż szamot (robiona jest ze schudzonej gliny). Temat nasiąkliwości szamotu to osobna kwestia – generalnie przeszkadza w zastosowaniach w niższych temperaturach. Dlatego do przewodów spalinowych zaleca się inne wyroby – kwasoodporne impregnowane. Mają nieco niższą ogniotrwałość od szamotu, ale należy pamiętać, że 2/3 zużycia materiałów ogniotrwałych to korozja chemiczna, a tylko 1/3 to przegrzanie.

 

Chyba się za bardzo rozpisałem.

 

Pozdrowienia

[ja14]

Dzieki za obszerna odpowiedz.

2 MPa to wcale niemalo. Mniej wiecej tyle co beton komorkowy a buduje sie przeciez z niego konstrukcje znacznie wieksze niz piec.

Co do gruzu ceglanego to chodzilo mi o gruz z cegly czerwonej. Jest zdecydowanie latwiej dostepny - ale czy sie nadaje?

Jezeli nie to jakie inne kruszywo latwiej dostepne niz szamotowe mozna zastosowac? (bazalty i granity w Swietokrzyskim nie wystepuja ).

Pozdrawiam.

P.S. Piszesz bardzo ciekawe rzeczy - rozpisuj sie do woli;-)

[Wojtek_796]

Witam ponownie!

 

Rzeczywiście 2MPa to sporo, ale zauważ, że beton komórkowy pracuje tylko na ściskanie. Wszelkie nadproża są jednak z betonu budowlanego zbrojonego i to zbrojenie przejmuje wszystkie naprężenia rozciągające.

Kruszywa z cegły budowlanej nie są generalnie kruszywami ogniotrwałymi. Jeżeli już chcemy stworzyć taki "żarobeton", to musielibyśmy dysponować kruszywem z cegły klinkierowej. Gliny służące do produkcji cegły budowlanej zawierają niestety wtrącenia związków wapnia i żelaza (stąd czerwony kolor). Dlatego są dość nisko wypalane, w wyższych temperaturach mogą się nadtapiać, a co gorsze puchnąć i pękać. Gliny ogniotrwałe nie zawierają prawie wcale (bardzo mało) żelaza i wapnia.

Rozważ jednak zakup kruszywa szamotowego do betonu (koszt ok. 750 z/tł +VAT dla najniższego gatunku) lub gotowej mieszanki BŻS110 (670 zł/t+ VAT). Zapotrzebowanie suchej mieszanki to z rezerwą ok. 2t/m3.

Dla całkowitego spokoju można też rozważyć zakup "rasowego" betonu ogniotrwałego na ogniotrwałym cemencie glinowym, którego cena dla klasy 1250st. (BOS125 - najniższy gatunek) to ok. 1340 zł/t netto.

Przestrzegam też zawsze wszystkich przed stosowaniem zbyt wysokich gatunków betonów ogniotrwałych. Liczby w nazwach gatunków oznaczają maksymalną temperaturę stosowania, co z kolei oznacza, że spiekają się w wyższych temperaturach. Zatem zakres obniżonej wytrzymałości (dehydratacja cementu - spiek ceramiczny) jest większy.

Oferowane są także betony ogniotrwałe niskocementowe, które nie posiadają wady polegającej na spadku wytrzymałości mechanicznej wraz z temperaturą (ich wytrzymałość stale rośnie wraz z temperaturą). Charakteryzują się trochę bardziej złożonym sposobem zarabiania, ale wszystko jest dla ludzi.

Osobnym tematem będą pewnie betony o podwyższonej gęstości, a zatem o zwiększonej zdolności akumulowania ciepła.

 

 

Pozdrawiam.

[Bogusław_58]

Widać,że nie chodziłeś na wagary.

 

Dobre spalanie w palenisku i dopalaczu wymaga porządnego materiału i tego się nie przeskoczy.Następne warstwy,które nie stykają się z wielką temperaturą i agresywnymi spalinami,mogą pochodzić z "domowej produkcji".

I właśnie chodzi o to,co tu można byłoby zmajstrować z "niczego"a co koniecznie kupić gotowe.

Myślę,że to wszystko da się pomału rozpracować.

[ja14]

No wlasnie. To, ze powinno sie stosowac kruszywo szamotowe lub jeszcze lepiej chromitowe to wiedzialem ale szukam jeszcze czegos tanszego co nadawaloby sie do mniej wysilonych obszarow pieca (tak do 200 stopni).

Rozumiem, ze problemem jest tak zwany margiel. OK.

Wojtek - wspomniales cos o zadziwiajaco prostych sposobach obnizenia temperatury wystapienia wiazania ceramicznego w betonie. Czy sa one na tyle proste aby mogl je rozwazac amator?

Druga sprawa to wspomniana przez Ciebie ceramika kwasoodporna - rozumiem, ze chodzi o popularna kamionke?

I wreszcie beton o podwyzszonej gestosci - domyslam sie, ze chodzi o specjalne kruszywo? (jak widzisz jestem b. ciekawski;-))

Pozdrawiam.

[Wojtek_796]

Witam!

 

Co do wyrobów ogniotrwałych kwasoodpornych - nie chodziło mi o kamionkę, tylko o wyroby szamotowe kwasoodporne. Kamionki raczej nie spotyka się w zastosowaniach ogniotrwałych.

Szamot kwasoodporny ma podobne cechy jak zwykły szamot (trochę inaczej wygląda), tylko o wiele mniejszą nasiąkliwość, a zatem o wiele mniejszą powierzchnię reagującą (ulegającą korozji). Produkuje się je w postaci identycznej jak inne wyroby ogniotrwałe, czyli prostek, płytek, klinów, kształtek itp.

W praktyce przemysłowej buduje się z nich wewnętrzne powierzchnie kominów, sam zastosowałem je w projekcie przemysłowej spalarki parogazu drzewnego (może kogoś interesuje skład takiego gazu - dodam od razu, że ponad 60% wag. to woda tworząca szereg kwasów).

Odpowiadając na Twoje pytanie, ja14 - do 200 st. na pewno można stosować zwykłe materiały budowlane.

Co do topników - szczególnie dotyczy to zaprawy ogniotrwałej. W domowych zastosowaniach najczęściej nie pracuje ona w temperaturach pozwalających na spieczenie. Dlatego "zwykłą" zaprawę musimy "czymś" wzbogacić (zaprawy szamotowe nie zawierają żadnych środków wiążących na zimno - jej twardnienie powoduje wysychająca glina). Tzw. zaprawa zduńska to zaprawa z dodatkiem cementu portl. lub glinowego w ilości do 10%. Można też zaprawę zarobić roztworem szkła wodnego (spojonych w ten sposób cegieł już raczej nie rozerwiemy) - uwaga: metoda ta wymaga dodatkowych instrukcji. Dodatek szkła wodnego powoduje już obniżenie temperatury spieku. Do zapraw dodaje się też skaleń (np. granit) lub zwykłą sól kuchenną. Ostatnie trzy sposoby to po prostu wprowadzenie do zaprawy alkaliów, będących silnymi topnikami. Silny i wczesny spiek powoduje też dodatek tlenku żelaza (najlepiej FeO). Silne wiązanie na zimno powoduje też fosforan glinu.

Powyższe metody dotyczą też betonów - tutaj ostrożniej, chociaż w betonie może pomóc już dodatek spiekacza, który jest w zaprawie - czyli surowej gliny ogniotrwałej.

 

O innych rzeczach trochę później, musze kończyć.

 

Pozdrawiam

[Bogusław_58]

Należy więc wziąć kilka kostek polbruku, zapewnić im z jednej strony 200*C i obserwować z jaką prędkością ciepło przejdzie na drugą stronę i jak długo pozostanie.Równocześnie należy robić to samo z taką samą grubością szamotu,żeby można było te wyniki porównać.

A jeśli nie polbruk,to co" wpadnie nam w ręce".

[Wojtek_796]

Rzeczywiście. Bogusław ma rację, że w sprawie zdolności "przechowywania" ciepła materiałów budowlanych trzeba się samemu przekonać. Pozostaje tutaj do sprawdzenia właściwie tylko przewodność cieplna, bo jeżeli chodzi o pojemność cieplną (dokładniej ciepło właściwe) to praktycznie wszystkie tworzywa ceramiczne mają ją identyczną, czyli ok. 1 [kJ/kgK]. Żeby było śmieszniej zwykła woda ma ten parametr na poziomie ponad 4.

Wniosek z tego taki, że należy szukać materiału o jak największej gęstości. Wodzie może tutaj dorównać tylko magnetyt (gęstość ok. 3,, którego ciepło właściwe wynosi ok. 3,5. Na razie nic lepszego nie wynaleziono.

 

Pozdrowienia

[Wojtek_796]

Nie wiem skąd wzięłą się ta buźka w moim poprzednim poście, powinno być w tym miejscu 3,8.

[ja14]

Należy więc wziąć kilka kostek polbruku, zapewnić im z jednej strony 200*C i obserwować z jaką prędkością ciepło przejdzie na drugą stronę i jak długo pozostanie.Równocześnie należy robić to samo z taką samą grubością szamotu,żeby można było te wyniki porównać.

A jeśli nie polbruk,to co" wpadnie nam w ręce".

 

Dosyć łatwo przewidzieć wyniki tego eksperymentu.

Beton szybciej się nagrzeje i (nagrzany do tej samej temperatury) szybciej wystygnie. Beton jest bowiem (w zależności od kruszywa) nawet dwukrotnie lepszym przewodnikiem ciepła od szamotu.

 

Problem tylko z wnioskami z eksperymentu.

W pierwszej chwili można pomyśleć, że szamot jest lepszy - dłużej trzyma ciepło.

Z drugiej strony jednak izolacyjność szamotu może stanowić jego wadę.

Nie ma sensu stosować grubej warstwy szamotu bo i tak ciepło nie zdoła dotrzeć do całej objętości masy kumulacyjnej.

Pozdrawiam.

[Bogusław_58]

Przewidzieć a sprawdzić to dwie różne bajki.Jak jesteś w stanie to "przebadać",

to będę wdzięczny.

[Wojtek_796]

Tak w ramach uzupełnienia zdjęcie próbek betonów wypalonych w temp. powyżej 1400 st.

http://images47.fotosik.pl/211/26bcd607ecebf63am.jpg

Ten walec po lewej jest wykonany z betonu BŻS110, ten z prawej z betonu ogniotrwałego.

Widać, że "zwykły" beton na cemencie portlandzkim (czystym) wytrzymał nieźle i tak wysoka temperaturę, chociaż trochę się kłania temu ogniotrwałemu.

 

Pozdrawiam

[Bogusław_58]

Wspomniałeś Wojtek o cegle magnetytowej.Szukam jej od dawna ponieważ,jak się orientuję nikt w Polsce obecnie jej nie produkuje.Jeśli masz choćby jedną sztukę to prosiłbym Cię o "pożyczenie" mi w celach"badawczych".Podobno jest to jedyna cegła,do której przywiera magnes.

Adres przesłałem.

[ja14]

Przewidzieć a sprawdzić to dwie różne bajki.Jak jesteś w stanie to "przebadać",

to będę wdzięczny.

Niestety nie dysponuje termometrem z odpowiednim zakresem pomiarowym. Mam tylko termometr do 110 stopni.

[Bogusław_58]

Ja14,termometr nie jest potrzeby,ponieważ nie chodzi tu o te 200*C,tylko jakie osiągi będzie miał polbruk względem szamotu.Można też oba materiały

o jednakowej objętości włożyć na godzinę do nagrzanego piekarnika,a następnie po nagrzaniu oba zanurzyć w jednakowej ilości wody o jednakowej temperaturze.I teraz przydałby się się Twój termometr,gdyż trzeba byłoby zmierzyć,który materiał wyżej podgrzał wodę.

[ja14]

No ten sposob z woda jest do zrobienia. A dlaczego akurat godzina w piekarniku a nie np 15 minut?