Огнеупорные листовые материалы

Огнеупорные материалы – это продукция, изготовленная с использованием минерального сырья. Они характеризуются стабильной структурой при воздействиях пламени, химических реакций и длительной эксплуатации. Их используют на промышленных объектах, где технологические процессы предполагают использование значительных температур, в жилых домах, где применяют тепловые аппараты. Благодаря высоким техническим и эксплуатационным характеристикам, огнеупорные материалы используются на тех объектах, где высоки требования к надежности и долговечности.

Технические и эксплуатационные характеристики

Главное свойство таких материалов – огнеупорность, которое выражает температуру, при которой начинается процесс деформации. Относительно этого значения рассматривается эффективность их использования в тех или иных целях. Кроме этого параметра рассматриваются и другие. А именно – как ведет себя огнеупор под воздействием сильного нагревания:

изменение формы и нарушение целостности изделия под нагрузкой при повышенных температурах;
параметры усилия на сжатие при нагревании, они отражают устойчивость структуры;
нейтральность к химическим воздействиям.

На заметку! Огнестойкие материалы выдерживают значительные температуры, минимальные значения — +1580 градусов С, максимальные – 3 тысячи градусов С. Продукты, способные сохранять свойства при наибольших температурных параметров, называются сверхогнеупорные.

Огнеупорный картон МКРКЛ

Правильный выбор материалов

Для того, чтобы повышать показатели огнестойкости материалов, используются специальные средства – антипирены. Это компоненты, которые добавляются в органические материалы для повышения защиты от огня. Их использование основано на расплавлении легкоплавких компонентов при воздействии огня на обработанный материал (соли фосфорных кислот, бура, аммофос, диаммоний и другие), а также на разложении веществ при нагревании. При этом определенный процент тепловой энергии расходуется на их плавление, а часть солей, которые выделяются при разложении – гасят пламя.

Антипирены:

препятствуют возгоранию и тлению обработанного материала;
защищают от коррозии;
имеют долговременное действие;
не увлажняют дерево;
не выделяют токсичных веществ;
не портят лакокрасочное покрытие дерева;
обеспечивают максимальный уровень (самостоятельно или вместе с вводимыми в составе одного раствора антисептиками) биостойкости пропитываемых материалов;
не создают затруднения при механической пропитке материалов;
не влияют на свойства обработанных поверхностей.

Одним из наиболее эффективных антипиренов является диаммоний фосфат, который при прогреве способен выделять окись фосфора, что покрывает древесину защитной пленкой. Для улучшенной защиты деревянных изделий от огня и плесени, в антипирены могут быть добавлены антисептики (например, фтористый натрий), которые не снижают их огнезащитных характеристик.

Деревянные постройки во время сильных пожаров значительно уменьшаются в объеме, и происходит это в результате обугливания. Наблюдается резкая потеря запаса прочности, что, в свою очередь, в 90% случаев может привести к обрушениям. Железобетонные конструкции относятся к категории самых прочных и долговечных, однако, несмотря на это, их поведение при пожарах также неоднозначно. Лимит пожарной стойкости железобетонных изделий определяется многими факторами: типом пожара и применяемых бетонных составов, заполнителей и арматур, толщиной защитных слов в бетоне, влажностью и загруженностью бетона.

Если пожар уже развился, температурные показатели в зоне горения, как правило, превышают +1000 °С. В подобных условиях части несущих узлов могут испытывать существенные тепловые напряжения, а местная температура отдельных элементов данных сооружений может превышать критические пределы огнестойкости и привести к их деформации. Необходимость осуществления комплекса огнезащитных работ от опасных воздействий высокой температуры является очевидной и соответствует требованиям строительных норм и правил.

Они регулируют, что различные строительные конструкции, изготовленные из металла или дерева, в том числе несущие элементы сооружений, междуэтажных перекрытий и других частей, должны обладать пределом огнестойкости, который соответствует их функциональному назначению. На сегодняшний день большинство огнезащитных материалов отличается:

простотой и технологичностью нанесения;
ремонтопригодностью покрытий;
длительностью эксплуатации;
относительно невысокой стоимостью;
высокой эффективностью в работе.

Огнезащитные материалы используются в тех случаях, если достижение необходимого предела огнестойкости строительных конструкций или характеристик пожарной опасности стройматериалов является технически невозможным или экономически не выгодным. На сегодняшний день существует большой выбор различных материалов (красок, лаков, штукатурок, матов из негорючих материалов) и способов для качественного повышения огнезащиты строительных конструкций.

Классификация

Продукция, стойкая к огню выпускается в различных формах: в плитах, листами, рулонами и есть группа неформатированных материалов. Кроме этого ее подразделяют на виды и по другим признакам:

По размерам и форме:

клиновые и прямые малых, нормальных и больших размеров;
фасонные простые, крупноблочные, сложные, весом более 60 килограммов;
лабораторного или промышленного назначения.

По способу производства:

производство огнеупорных материалов посредством распилки горных пород из заготовок;
литые, выполненные по технологии жидкого литья;
изготовление из пластичных масс с последующей допрессовкой;
форматирование прессованием из порошков;
изготовленные горячим прессованием;
изготовленные посредством термопластического прессования;
форматированные из горячего расплава.

По температурам деформации:

от 1580 градусов С до 1770 градусов С – обычные огнеупорные;
до 2 тысяч градусов С – высоко огнеупорные;
до 3 тысяч градусов С – материалы с высшей огнеупорностью;
более 3 тысяч градусов С – сверхогнеупорные.

По степени пористости:

поры открыты, их объем не превышает 3% — особо плотные;
поры открыты до 10% — высоко плотные;
поры открыты, объем до 16% — плотные;
поры открыты, до 20% — уплотненные;
поры открыты, до 30% — средне плотные;
общая пористость до 45% — низко плотные;
общая пористость до 75% — высоко пористые;
общая пористость более 75% — ультапористые.

Разновидности по составу:

бескислородные;
кремнеземнистые;
карбидкремниевые;
алюмосиликатные;
оксидоуглеродистые;
стекломагнезитовые;
глиноземнистые;
углеродистые;
магнезиальные;
оксидные;
магнезиально-известковые;
цирконистые;
известковые;
хромистые;
магнезиально-силикатные.

Базальтовый огнеупорный изолятор

Виды веществ

Принято различать три основных вида негорючих веществ различного происхождения. К первому виду относятся твердые материалы, представленные в различных конструктивных и агрегатных состояниях. Это могут быть и сыпучие вещества, и конструкции, и отдельные штучные изделия.
В это число входят:

различные образцы горных пород, как скальные, так и более мягкие, включая известняк, доломит, мрамор;
бетонные и железобетонные изделия;
сыпучие породы, включая гравий, песок, щебень;
связующие вещества – мел, глина, цемент, гипс, известка, штукатурки, растворы;
чугунные и стальные изделия различного вида и конструкции – уголки, швеллеры, балки;
цветные металлы, включая бронзу, медь, латунь, алюминиевые сплавы;
минеральные волокна, например, базальт;
различные виды текстильных материалов, включая асбестовую ткань, базальтовое волокно;
обычное и огнестойкое стекло.

Жидкие вещества:

пенообразователи и моющие вещества;
все виды и состояния воды, начиная от источника питья и заканчивая применением в качестве теплоносителя;
синтетические жидкости, не способные гореть;
кислоты, щелочи, соли, находящиеся в виде водного раствора.

Газообразные вещества:

углекислый газ;
азот;
хладон;
аргон.

Сфера применения

Наиболее востребованы огнеупорные листовые материалы. Их назначение определяется размерами и набором свойств конкретной продукции. Преимущественно изделия предназначены для футеровки печных конструкций, котельных, каминов, дымоходных коробов, термоизоляции колонок и котлов отопления, в банях и саунах. Такие защитные экраны разрешают существенно увеличивать ресурс сооружений и оборудования в целом, и отдельных их элементов. Порошковая и формовочная продукция широко используется в приборостроении, для защиты устройств от температур и регуляции режима эксплуатации в соответствии с техническими условиями. Из неформованного сырья производят специальную одежду, например снаряжение для рабочих литейного цеха.

Негорючий огнеупор на основе оксида магния

Защитные экраны для отопительных приборов

При соблюдении правил безопасности используются защитные экраны-панели. Это сооружения, изолирующие боковые стенки печей. Чаще всего в качестве защитного экрана применяют кирпич и сталь. В зависимости от формы экраны бывают фронтальными и боковыми. В продаже можно увидеть и такие печки, где экран не нужен, а безопасность в них обеспечивается специальным кожухом, уменьшающим тепловое излучение.

Экраны для каминов это не только защитят вас от открытого огня, но и станут прекрасным дополнением интерьера

Сейчас очень распространены экраны для каминов, которые не только защищают от открытого огня, но и становятся прекрасным аксессуаром, украшением загородного дома или городской квартиры. Материалы для экранов предлагаются разные: стекло, медь, железо, латунь, бронза.

Особенно часто употребляется жаростойкое керамическое стекло, надежно защищающее от искр и углей и придающее жилищу особый уют и привлекательность. Минус подобного материала — снижается проникновение тепла в помещение.

Экран для камина можно сделать своими руками. Металлическая планка, вырезанная по размеру топки, украшается большим количеством цепочек, продающихся свободно в любом магазине. По обеим сторонам топки подвешиваются крючки для закрепления цепей, когда камин не топится.

В этом видео вы узнаете о теплозащите стен:

Производство ОЛМ

Производство огнеупорных материалов начинается с подготовки сырья. Часто рабочие вручную выбирают из него загрязнения и примеси. Далее сырье размельчают и просеивают. Затем порошок и добавки смешивают в строго определенных дозировках. Смесь форматируют, сушат в естественных или специальных условиях, обжигают.

Следует понимать! ОЛМ изготавливаются из природного и искусственного сырья. Подбираются максимально совместимые химические и минеральные вещества. Структура, плотность, пористость и прочность нужных параметров формируется с помощью конкретной технологии.

Шамотный жаропрочный кирпич
Огнестойкая продукция различается по видам сырья:

Органические компоненты. Такие продукты производятся из минерального сырья, они способны выдерживать значительные температуры. Но не все виды. Например, пенополистиролы характеризует невысокий показатель стойкости к нагреву и огню, но из них можно сложить печь или камин с невысоким нагревом.
Неорганические компоненты. Это самая большая группа продукции, диапазон огнеупорности которых велик. В категорию входят минеральные и базальтовые плиты, стекловолокно, ячеистые бетоны, вермикулиты, сотопласты, перлиты. Стоимость таких изделий не высока – от 300 рублей за 1 м2.
Композитные составы. К этой группе можно отнести продукты на основе асбеста: асбестоизвестковые и асбестоцементные материалы. Сюда же относят вспененные кремнеземные продукты и некоторые другие.

Разновидности

Приведем классификацию того, какие материалы негорючие бывают:

изоляторы;
утеплительные;
отделочные для межкомнатных перегородок, пола, потолочных перекрытий.

Дополнительно они несколько различается по способности отдавать тепло:

не пропускают тепловую энергию за счет особенных физико-химических свойств;
отражают инфракрасный спектр излучения.

По форме выпуска производители предлагают листовые, панели, рулонные изделия.

По месту применения для отделки внутренних помещений, для облицовки фасада — монтажа на наружных стенах зданий.

Обратите внимание! Помимо базовых противопожарных характеристик огнеупорная продукция может обладать добавочными параметрами. К примеру, влагостойкость допускает ее наличие в коммерческом пищеблоке, на кухне, в бассейне. Практически абсолютное звукопоглощение делает возможным создание акустических строений, таких как консерватории, студии звукозаписи.

ОЛМ для стен

ОЛМ применяют при строительстве зданий и сооружений. Такая продукция представлена в широко ассортименте. Максимально востребован бетон, он доступен, удобен в использовании и безопасен для здоровья человека. Огнестойкий листовой материал часто используется для обшивки стен и потолков помещений. Такая отделка существенно увеличивает пожарную безопасность, и используется на объектах с высокими требованиями по ППБ. Разновидностей много, самые популярные типы:

Картоны и плиты на основе стекловолокна и асбеста. Это наиболее экономически выгодное решение, материалы выдерживают воздействие открытого пламени в течение получаса, и нагревание до +700 градусов С.
Вермикулит. Термостойкость плит достигает +900 градусов С, они химически нейтральные, стойки к воздействию влаги, не вступают в реакции с органическими растворителями.
Минеральные плиты. Они высоко востребованы из-за оптимального сочетания эксплуатационных и противопожарных качеств. Основой в них служит белый цемент.
Магнезит. Листы стойки к агрессивным средам и сильным нагреваниям.
Рулоны из базальтового волокна. На поверхность наносится алюминиевое теплоотражающее покрытие. Выдерживают температуры до +900 градусов С. Полотно легкое и гибкое, оптимально для установки на конструкции сложных геометрий.
Терракотовая плитка и керамогранит. Воздухо- и влагопроницаемые плитки с хорошими теплоизоляционными свойствами. Они просты в эксплуатации и уходе, загрязнения снимаются обычными моющими средствами. Сохраняют структуру и характеристики в течение десятков лет и многократных циклов нагрева. Являются одновременно и огнеупорами, и отделочными материалами.

Есть ОЛМ, которые не следует использовать в помещениях, где находятся люди, например базальтовые плиты с добавлением формальдегидных смол. При достижении показателей в +300 градусов С они начинают выделять ядовитые вещества и токсины.

Огнеупорный высокопрочный кирпич

Негорючий пенопластовый декор

Для декоративного оформления фасада различными архитектурными элементами может применяться тот же условно негорючий пенополистирол. Фигурный декор из пенопласта пользуется большой популярностью — в силу эстетичного вида и доступной стоимости. Купить пенопластовую продукцию можно сравнительно недорого, а видимый результат сопоставим с тем, как выглядит настоящий – каменный – декор.

Значительное преимущество пенополистирола — малый вес. Он не создает нагрузки на строительные конструкции, а кроме того — легко монтируется силами одного человека. Что касается пожарной безопасности, качественный материал полностью соответствует требованиям, предъявляемым к огнестойкости строительно-отделочных материалов.

Для изготовления фасадного декора используется вышеуказанный ППС Ф высокой плотности, относящийся к группе слабогорючих материалов (группа Г1).

ОЛМ для бани

В саунах и банях устанавливают защитные огнеупорные экраны для печей. Теплоизоляционные конструкции изготавливаются из различных огнеупоров. В продаже они представлены более двумя десятками композитов и керамик. Они стойки не только к высоким температурам, но и к агрессивным газовым средам. Материалы изначально разрабатывались для использования в критических промышленных условиях, а затем адаптировали к бытовым особенностям. Согласно ТУ и ГОСТ они классифицируются по следующим позициям:

Кремнеземные. Они производятся из минералов с высокой чистотой и кварца. Их содержание в материалах достигает 95%. Продукты на основе кварца способны выдерживать температуры до 2 тысяч градусов С и агрессивные воздействия.
Огнеупоры на основе оксида алюминия, спеченные в блоки. Основа может составлять до 90% от общего объема состава. К этой категории относятся шамотные и муллитовые кирпичи. Это оптимальное решение для каминов и печей, работающих на природном топливе.
Магнезиальные. Продукция изготавливается из оксидов различных металлов посредством спекания при высоких температурах. Она стойка к агрессивным средам и температурам до 2 тысяч градусов С.
Миниритовые плиты. Они производятся из экологически безопасного сырья, имеют высокие жаропрочные характеристики. До 90% состава – это цементы, армируемые волокнистыми материалами. При нагревании они несколько увеличиваются в размерах, поэтому при монтаже следует оставлять небольшие зазоры между листами.

Важно! Официально металл не является огнеупорным изолятором, но его часто используют в этом качестве для защиты конструкций здания от тепла и пламя печей и каминов. Сталь имеет наиболее высокие параметры коэффициента отражения тепла, ей не страшны резкие и значительные температурные перепады.

Муллитовый термостойкий кирпич

Краткая историческая справка

Потребность в огнеупорных материалах возникла на раннем этапе развития человеческой культуры, когда появился огонь. Постепенно они стали основой доменных, сталеплавильных и других печей. В середине XVII века в России стали производить огнеупорные кирпичи. Во времена царствования Петра I большее их число изготовлялось на основе московских глин.

Облицовка стен вокруг печи, должна быть не только жаростойкой, но и подходить под интерьер вашей комнаты

В XIX веке огнеупорное производство развивалось лишь на металлургических комбинатах, в то время как в Германии оно было организовано еще в 1810 году, а в Европе уже вовсю выпускали огнезащитную продукцию. С выходом класса буржуазии на экономическую арену и с развитием промышленности российские ученые тоже стали работать в этом направлении, и в 1893 году появились Белокаменский, Брянцевский и Латнинский заводы огнеупорных глин.

В 1929 году изыскания по огнезащите строительных материалов начали проводиться в научно-исследовательских лабораториях. Были изобретены огнестойкие краски для деревянных покрытий и вспучивающиеся — по металлу. Способы и правила обработки древесины огнезащитными составами описаны в СНиП Ш-В.7−69, а ГОСТ 16363–76 закрепил применение жаростойких материалов для печи.

Сегодня из 212 стран мира только 35 могут заявить о наличии у них огнеупорной промышленности, и половина мирового производства принадлежит СНГ и США. Значение огнеупоров в экономике нашей страны очень велико. Без них невозможно производство многих материалов, сооружение различных тепловых агрегатов и освоение космоса.