Caractéristiques du choix et de la portée des briques en argile réfractaire

Briques réfractaires

Les briques de construction ordinaires, en fonction des matières premières utilisées dans sa production, sont divisées en:

1. Céramique - qui est faite d'argile.
2. Silicate - il utilise un mélange de sable et de chaux, d'autres additifs.

Mais, ces produits de fabrication de briques ne peuvent pas être utilisés partout. Par exemple, avec les technologies à haute température (jusqu'à 1800 degrés C) dans l'industrie métallurgique, dans les industries du verre (verre), la même brique d'argile ordinaire (chez les gens ordinaires, "rouge") ne résistera pas longtemps aux températures élevées. temps.

Avec une chaleur extrême et une exposition prolongée à des températures élevées, il commencera à fondre, puis, en se refroidissant, il s'effondrera. Bien que, en tant que matériau de maçonnerie et de finition, il soit largement utilisé dans les cheminées et poêles d'intérieur des bains, saunas, pièces d'habitation où la température ne dépasse pas 800 degrés C.

Variété de structures et d'éléments réfractaires

Types de matériaux de construction résistants au feu

Dans les fours où le verre est soufflé, la porcelaine est cuite, dans les hauts fourneaux où l'acier est fondu, un matériau plus résistant et ignifuge est utilisé dans le noyau du four. Les briques réfractaires conformes à GOST 8691 - 73 peuvent résister à une température de plus de 1000 degrés C.

Les réfractaires sont produits avec différentes propriétés et caractéristiques pour différentes applications.

Matériau résistant au feu selon sa physique - composition chimique, méthodes et méthodes de production, la plage de température est divisée en quatre classes:

Composition et domaines d'application des réfractaires

1. Brique de quartz - se compose de quartz (grès), avec de petits ajouts d'argile. À la suite de la cuisson, il acquiert une structure corsée et sans cavité. Dans les foyers, il est utilisé dans des endroits où il n'est en contact qu'avec une flamme nue (par exemple, voûtes réfléchissantes dans les foyers d'une cheminée, poêle). Stocke bien la chaleur accumulée.

Important à retenir ! Les réfractaires de quartz ne doivent pas être en contact avec les alcalis, la chaux, les oxydes de fer, qui le détruisent

1. Carbone - sous une forme simplifiée, il s'agit de graphite comprimé ou de coke. Il a les caractéristiques de résistance et de résistance au feu les plus élevées. Il est utilisé dans des domaines de construction hautement spécialisés (par exemple, dans la construction de structures de haut fourneau).

1. Le principal - inclut dans sa composition une masse chaux-magnésienne, ce qui permet d'utiliser ce réfractaire pour la production d'acier Bessemer à partir de minerais de phosphore.

1. Alumine - de son nom même, il est clair que dans sa base, l'argile constitue la majeure partie du composant structurel (environ 70%). Par conséquent, il résiste mieux (contrairement aux réfractaires à quartz) à l'action destructrice des alcalis (chaux). Tolère facilement les changements de température rapides.

Il est facile à fabriquer et est moins cher que d'autres matériaux ignifuges. Il est largement utilisé dans les noyaux des fours, où la température ne dépasse pas 1300 degrés C. Les briques de ce type sont également appelées "argile réfractaire". Il est marqué de la lettre "Ш", et les chiffres qui le suivent portent des informations sur ses dimensions.

Désignation, formes et tailles des produits en argile réfractaire (GOST 390-96, GOST 8691-73)

La taille et la forme de la brique réfractaire peuvent varier. Selon GOST seul, il peut y avoir plus d'une centaine de telles tailles standard.

Par conséquent, nous ne présenterons que les produits les plus utilisés dans la construction de fours privés. Le reste se trouve dans les normes elles-mêmes.

La marque du matériau de construction dépend de la température maximale de son application pendant le fonctionnement.

Tableau : Températures limites d'utilisation des produits en argile réfractaire

Qualité réfractaire

Tables : Coin chamotte

Ainsi, les produits chamottés destinés à la normalisation sont divisés en :

• compensée ou droite (tailles normales),
• grands ou petits formats ;
• en forme de gros bloc, particulièrement complexe, complexe, simple;
• produits spéciaux en argile réfractaire à usage industriel et de laboratoire.

Caractéristiques de poids de la brique réfractaire (argile réfractaire) GOST 390 - 96

Le poids des briques réfractaires dépend des matières premières à partir desquelles elles sont fabriquées, de leur forme et de leur taille. Combien pèse la brique en argile réfractaire de la marque la plus populaire (ША, ШБ) et son emballage (cages) sans tenir compte de la masse de la palette 30 - 40 (kg), voir le tableau ci-dessous

Vues

Les briques en argile réfractaire diffèrent pour un certain nombre de raisons :

• par moulage;
• par le type de produit déjà fini ;
• par porosité.

Selon la variante de formation des matières premières, il existe plusieurs types de briques en argile réfractaire :

• semi-sec moulé;
• fondu;
• thermoplastique extrudé;
• jeter;
• pressé à chaud.

Par type de brique, il existe des types façonnés, figurés, en coin, ainsi que des types arqués et trapézoïdaux. Le plus populaire est considéré comme la chamotte en forme de rectangle, mais lors de l'installation de structures cintrées, il est préférable d'utiliser un matériau en coin. Selon le niveau de porosité, il y a :

• brique à haute densité - avec une granulométrie ne dépassant pas 3%;
• haute densité - dans ce cas, la granulation est différenciée de 3 à 10%;
• dense - avec un paramètre de porosité de 10 à 16%;
• réfractaire compacté - avec un paramètre de porosité d'environ 16-20%;
• moyennement dense - la taille des grains diffère de 20 à 30%;
• très poreux - dans ce cas, la taille des grains correspond à 30-45%;
• léger - avec une taille de grain accrue de 45 à 85 % ;
• ultra-léger - dans ce cas, le grain dépasse 85%.

Séparément, il est nécessaire de s'attarder sur une telle variante de briques en argile réfractaire en tant que produits légers assez populaires. Ces briques sont généralement utilisées à la place de l'isolation. Ils se composent d'argile huileuse spéciale, ainsi que de tourbe, de copeaux ou de sciure de bois et d'autres composants organiques. Pendant le traitement thermique, ils brûlent complètement, laissant à leur place des pores de différentes tailles. Grâce à cette technologie, on obtient un matériau poreux à haute efficacité énergétique.

Les briques légères sont entièrement composées de substances organiques. Par conséquent, elles sont considérées comme respectueuses de l'environnement, elles n'émettent pas de substances nocives et toxiques et conviennent donc à une utilisation dans des locaux résidentiels. Soit dit en passant, la structure spéciale n'affecte en aucune manière la résistance thermique du matériau: les briques légères peuvent résister à des impacts même extrêmement élevés jusqu'à 1800 ° C.

Les briques légères sont généralement utilisées pour former une couche d'isolation thermique lors de l'équipement des fours électriques, ainsi que des évaporateurs et des radiateurs. Assez souvent, il est acheté pour le revêtement des chaudières à échange de chaleur et des conduites de vapeur. Dans le même temps, une telle protection peut réduire considérablement les pertes de chaleur (de 25 à 75 %) et ainsi réduire les dimensions des appareils de chauffage. Les experts notent que si nous utilisons des matériaux en argile réfractaire pour le revêtement des fours, la période de chauffage et de refroidissement diminuera de 5 fois, tandis que tous les coûts de chauffage seront réduits de 10 à 15% dans les fours fonctionnant en continu et de 45% dans ceux qui fonctionnent à partir du temps au temps. ...

Technologie de fabrication

Parmi tous les types de briques, l'argile réfractaire est la plus durable et la plus résistante aux fortes chaleurs et aux températures extrêmes. Le matériau doit ces qualités à sa composition et à sa technologie de fabrication spécifique, qui consiste à cuire un mélange d'argile avec l'ajout de poudre de chamotte. En raison de l'exposition à des températures élevées, la brique acquiert une couleur gris-brun ou jaunâtre caractéristique, grâce à laquelle il est facile de la distinguer des autres variétés.

La composition des briques en argile réfractaire détermine ses caractéristiques de performance. Selon les proportions d'argile et de poudre, on distingue plusieurs types de matériaux.Un rôle colossal est joué par la méthode de traitement, ou plutôt le temps de cuisson des briques. Ainsi, si vous la surexposez dans un four, un film vitreux fort se forme à la surface, ce qui rendra la brique incroyablement solide, mais moins réfractaire. S'il n'est pas cuit pendant une longue période, un tel matériau absorbera et retiendra bien l'humidité, mais il perdra complètement sa résistance. Ce n'est que si vous vous en tenez au "moyen d'or", que vous pouvez fabriquer une brique, idéale pour la pose de poêles et de cheminées.

Pour éviter que les produits ne se fissurent lors de la cuisson, une certaine quantité d'argile réfractaire spéciale - la chamotte - leur est ajoutée. Parfois, de la poudre de coke, du graphite ou du quartz grossier sont mis à la place. Le résultat est différents types de briques avec des caractéristiques individuelles. De plus, le résultat dépend non seulement de la matière première et de la méthode de traitement, mais aussi des caractéristiques du combustible à brûler et des cendres résultantes.

La production de briques en argile réfractaire est réalisée conformément à GOST 390-69 et, en fonction de son utilisation, la technologie de production, le poids et les dimensions du matériau diffèrent. Ainsi, la masse des briques en argile réfractaire peut varier de 2,5 kg à 6 kg. Les différences résident également dans la densité, la porosité et la composition des briques. Il existe des normes de taille uniformes auxquelles la plupart des fabricants adhèrent : 230x113x65 mm, 250x123x65 mm et 300x150x65. Ce sont les dimensions les plus pratiques pour la construction et le transport.

Les marques de briques réfractaires les plus fréquemment utilisées sont : №5, ШБ №9, ШБ №22, ШБ №44, ШБ №47. Les lettres devant le numéro peuvent être différentes, par exemple, PB, SHB, SHUS, SHL et autres, mais pour un usage domestique, il est préférable de choisir des briques marquées "ШБ". La première lettre indique que la brique est en chamotte, la seconde indique à quelle classe de résistance au feu elle appartient et le nombre est le rapport d'aspect.

Brique légère

La brique légère en argile réfractaire s'est imposée comme une bonne isolation. Il contient de la tourbe, de l'argile huileuse, de la sciure de bois et d'autres composants organiques. Pendant le processus de cuisson, ils brûlent, laissant derrière eux des pores de différentes tailles. Cette technologie de fabrication permet d'obtenir un matériau poreux très léger avec des caractéristiques d'efficacité énergétique élevées.

Étant donné que les briques légères sont entièrement fabriquées à partir de matière organique, ce sont des matériaux respectueux de l'environnement qui ne peuvent nuire à la santé humaine ou à l'environnement. Dans le même temps, une réfractarité élevée reste - la brique peut résister à des températures extrêmement élevées jusqu'à 1800 ° C.

Les briques légères peuvent être de forme rectangulaire ou en forme de coin. Pour que le matériau conserve pleinement toutes ses propriétés opérationnelles, il doit avoir la structure correcte avec des bords lisses et des angles parfaitement droits.

Il existe plusieurs types de briques légères, selon le domaine d'application :

• trapézoïdal;
• en forme de;
• droit;
• coin de côtes;
• coin d'extrémité.

Le marquage des briques légères est indiqué par les lettres SHL et SHTL (T est la présence de talc dans la composition). Il est généralement utilisé pour créer une couche d'isolation thermique dans la construction de fours électriques, de radiateurs, d'évaporateurs, de conduites de vapeur, de chaudières à échange de chaleur, etc. Une telle protection peut réduire considérablement les pertes de chaleur de 20 à 70%, réduire la masse des dispositifs thermiques et leurs dimensions. Si vous achetez des briques en argile réfractaire pour la construction ou le revêtement d'un four, le temps de chauffage et de refroidissement sera réduit de 5 fois, et les coûts de combustible diminueront de 10 % dans les fours fonctionnant en continu et jusqu'à 45 % dans ceux fonctionnant périodiquement.

Caractéristiques de la maçonnerie en briques réfractaires

La principale caractéristique est que le mortier de ciment habituel pour la pose de ce type de brique n'est pas utilisé, car il n'a pas une résistance thermique suffisante.

Mortier de maçonnerie en briques réfractaires

Dans les quincailleries, vous pouvez acheter une composition toute faite qui possède toutes les propriétés nécessaires, à savoir:

• la colle pour la pose de blocs d'argile réfractaire a une résistance thermique suffisante;
• après séchage, les propriétés du matériau sont similaires aux paramètres de la brique elle-même;
• le matériau a une bonne adhérence aux blocs d'argile réfractaire.

Si, pour une raison quelconque, il n'était pas possible d'acheter une composition toute faite, vous pouvez la fabriquer vous-même, pour cela vous aurez besoin de :

• argile ignifuge finement broyée;
• sable d'argile réfractaire;
• eau purifiée.

La solution est préparée dans l'ordre suivant :

1. L'argile résistante au feu est remplie d'eau pendant 24 à 72 heures et mélangée périodiquement.
2. L'argile décantée est essuyée avec une maille avec une cellule de pas plus de 3x3 mm.
3. Le sable est tamisé et ajouté à l'argile dans un rapport de 2 parties de sable pour une partie d'argile. La composition résultante est soigneusement mélangée.
4. De l'eau est ajoutée au mélange résultant et mélangé à nouveau. La solution prête à l'emploi doit avoir la consistance d'une crème sure.
5. Vous pouvez améliorer la qualité du mélange en ajoutant 3% de verre d'eau ou de sel.

Caractéristiques des blocs de maçonnerie résistants à la chaleur

Il existe un certain nombre de règles dont le respect garantira une maçonnerie de haute qualité et durable:

• la rangée de départ est posée "à sec", sans l'utilisation d'un adhésif. Lors de la pose des rangées suivantes, un mélange adhésif est appliqué sur les surfaces inférieure et finale, de sorte que l'épaisseur du joint fini après la pose ne dépasse pas 5 mm;
• dès que l'ajustement de la brique est terminé, l'excès de mortier doit être retiré immédiatement;
• la solidité de la structure est assurée par l'empilement de blocs avec chevauchement (en quinconce) ;
• les coutures doivent être scellées au ras du côté des blocs. Les dépressions et les coutures non remplies entraîneront inévitablement des fissures;
• lors de la pose d'angles et d'éléments décoratifs, les blocs sont empilés avec la face avant vers l'extérieur;
• la coupe des briques en argile réfractaire doit être effectuée avec une meuleuse équipée d'une lame de scie diamantée; l'utilisation d'une truelle ou d'une pioche pour corriger la taille est hautement indésirable ;
• la structure finie ne nécessite aucun traitement supplémentaire avec des composés spéciaux, des apprêts, etc.

Le strict respect de ces règles simples assurera une longue durée de vie et la fiabilité de la structure.

Étant donné que les structures fonctionnant dans des conditions de températures élevées et extrêmes sont classées comme particulièrement critiques, le choix correct du matériau est d'une importance particulière. L'utilisation de briques en argile réfractaire offre une résistance élevée à la chaleur, une résistance aux contraintes mécaniques et une sécurité incendie suffisante de la structure. De plus, il ne faut pas oublier que l'utilisation de briques en céramique ou en silicate ordinaires lors de la pose d'éléments résistants à la chaleur ne donnera non seulement pas les résultats souhaités, mais augmentera également considérablement le risque d'incendie.

Propriétés et caractéristiques techniques des briques en argile réfractaire

Lors du choix de l'une ou l'autre modification des blocs réfractaires en argile réfractaire pour la construction d'une structure spécifique, les caractéristiques suivantes doivent être prises en compte :

Voici les différents types de porosité dans les briques en argile réfractaire :

Champ d'application

Les briques en argile réfractaire sont largement utilisées dans l'industrie et sont également souvent utilisées pour la construction de divers types de chambres à combustible et de chaudières de traitement. C'est en eux que l'on brûle le charbon.

Le matériau est également courant dans la vie de tous les jours, il a trouvé ici son application pour la construction d'inserts de cheminée, de foyers de cuisine et de poêles à bois. Pour les cheminées, les experts recommandent également de prendre des blocs de chamotte précisément résistants au feu, ils peuvent résister non seulement à l'air chaud, mais également aux types d'influences atmosphériques défavorables.

Il y a beaucoup de rumeurs et de mythes autour des caractéristiques du matériau. On pense que lorsqu'il est chauffé, il commence à émettre des composants nocifs et même des radiations. Les experts réfutent complètement toutes ces théories. De plus, si la dernière affirmation est encore en principe possible en théorie (si la brique est fabriquée à partir d'argile extraite dans une zone soumise à une contamination radioactive), alors la première est impossible à croire. Très probablement, la raison de l'apparition de telles rumeurs est la suivante: certains types de matériaux résistants au feu, en effet, lorsqu'ils sont exposés à l'air chaud, commencent à émettre des substances toxiques. Cependant, cela ne s'applique pas au bloc d'argile réfractaire, car il a été créé à l'origine comme matériau à usage domestique.

Application de briques en argile réfractaire

Les briques en argile réfractaire résistent mieux au contact avec les alcalis, tels que la chaux, que les autres produits réfractaires. Par conséquent, il peut être utilisé dans diverses installations industrielles où les produits de combustion contiennent des substances chimiques actives (maçonnerie et revêtement de chaudières, chambres à combustible, hauts fourneaux, etc.).

La solution utilisée est particulièrement importante pour conférer une résistance aux températures élevées aux agrégats thermiques. Habituellement, les mêmes composants sont utilisés pour sa préparation que dans la production de la brique elle-même. Lorsque vous travaillez avec les marques ШБ-5 ou ШБ-8, de l'argile réfractaire est utilisée, à laquelle de la brique concassée est ajoutée. Une telle composition est généralement appelée « terre de chamotte » ou mortier.

Voici à quoi ressemble le mortier sec.

A des températures particulièrement élevées, une épaisseur inférieure à 1 mm peut être requise. Un tel travail nécessite une qualité particulière de la préparation du mélange et des qualifications élevées des interprètes. De plus, la consommation et le coût du matériau augmentent considérablement (il est nécessaire d'utiliser uniquement des qualités spéciales avec une résistance au feu accrue, la brique ShB-8 ou ShB-5 ne résistera pas à la charge) et le poids total du produit fini augmente également.

Avec tous ses avantages, la brique réfractaire présente également un certain nombre d'inconvénients qui limitent son utilisation :

• Hygroscopicité. Il absorbe bien l'humidité, tandis que le poids augmente et la résistance diminue lorsqu'il est chauffé;
• Instabilité au gel. Habituellement, les briques en argile réfractaire des marques ШБ-5, ШБ-45, ШБ-94, ШБ-8 sont utilisées pour la pose de poêles ménagers, qui s'effritent souvent avec une utilisation irrégulière et un refroidissement périodique du poêle;
• Haute densité. Le matériau est difficile à découper si nécessaire pour assurer les dimensions requises ;
• Prix ​​relativement élevé, temps de chauffage long, nécessité de préparer une solution spéciale.

En résumé, on note que l'utilisation de briques réfractaires est optimale pour les surfaces de parement exposées à de forts effets thermiques. Dans le même temps, son utilisation en tant que matériau de construction principal pour les poêles ménagers est limitée par la présence d'un certain nombre d'inconvénients causés par les caractéristiques technologiques de la production.

Types, formes, marques et objectif

Selon la méthode de formation des blocs de brique, les types de pierre d'argile réfractaire sont coulés à partir de barbotine, fabriqués par méthode semi-sèche ou plastique, fondus, pressés à chaud et thermoplastiques. Selon la forme géométrique, on distingue de tels sous-groupes de briques de four en argile réfractaire:

• Droit - rectangulaire avec des bords lisses.
• Trapézoïdale.
• Brique en forme de coin, elle est également cintrée ou cintrée :
  • nervure de coin;
  • bout de coin.
• En forme - a un large choix de formes, vous permet d'ériger des structures de construction complexe.
• Suspendu - utilisé pour les fours industriels.

La brique de four a un large éventail d'applications et, selon GOST, il y a un marquage sur chaque bloc. Les premières lettres majuscules sont la désignation du matériau dans la composition et la classe de résistance au feu. Après eux, il y a un nombre qui indique la taille du bloc. Par exemple, la brique ША-5 contient 30% d'oxydes d'aluminium et sa taille est de 230 × 114 × 65 mm. La brique ША-8 a la même composition, la seule différence est sa taille - 250 × 124 × 65 mm. Après la désignation des dimensions, l'abréviation du fabricant est mise.

Grades de briques utilisées dans la construction privée

ША, ШБ - ont une résistance au feu de +1690 degrés Celsius et contiennent 30% d'oxyde d'aluminium dans la version ША, dans ШБ - +1350 degrés et 28%, respectivement, sont assez denses. Lors de la pose des voûtes des fours dans les chaufferies, la brique ШБ-8 (droite) est utilisée pour le revêtement intérieur des tuyaux du four. La marque SHA-10 a les mêmes propriétés, mais la taille de la pierre est bien plus grande : 300 × 150 × 75, ce qui facilite la construction à l'échelle industrielle. La pose d'arcs, de tandoor et de structures arrondies aidera à caler les briques SHA-25 (fin), SHA-44 et SHA-47 - nervurées. Il a les mêmes caractéristiques indiquées dans le marquage, seulement il diffère par la taille.

PB et PV - brique en argile réfractaire semi-acide (marquage PB (PV) -5) avec une teneur élevée en oxyde de silicium et une plus petite quantité d'oxyde d'aluminium, ce qui signifie qu'elle est légèrement moins résistante à la compression et a un pouvoir réfractaire inférieur. Résiste à une température maximale de 1350 degrés, corsé, avec une géométrie moins idéale que la marque SHA. Il pourrait bien remplacer la marque dans le chemisage de canalisations, la construction de cheminées, barbecues, poêles. Le prix sur le marché de la construction de ce réfractaire est moins cher que celui de la brique SHA.

ШЛ - bloc d'argile réfractaire léger avec réfractarité de +1100 à +1300 degrés. Il a également un grand nombre de formes et de tailles, un faible coefficient de dilatation linéaire. Si sur le marquage (ШЛ-0) les chiffres de 0 à 1 signifient que le produit est ultra-léger - pesant jusqu'à 1 kg. Un indice de 1,0 et plus indique une pierre légère - la plage de poids est de 1,7 à 2,2 kg.

Industriel

ШВ et ШУС - matériau en argile réfractaire pouvant résister à un maximum de +1 250 degrés. Utilisé uniquement dans les entreprises. Les blocs posent des puits à gaz dans des centrales thermiques, des générateurs de vapeur. Ils ont un prix élevé, mais une petite gamme. SHKU et SHK - produits et équipements de poche en argile réfractaire pour la production de coke. ШЦУ - produits finaux double face, avec réfractarité jusqu'à +1710 degrés. Objectif - pose de revêtement de protection dans les installations de chauffage tournantes. Haut débit - utilisé pour les hauts fourneaux. Point de fusion +1750 degrés.

Comment choisir?

La brique réfractaire est assez chère, vous devez donc la prendre au sérieux. Si vous achetez du matériel de mauvaise qualité, vous risquez de perdre tout votre argent.

Si vous vous retrouvez dans une quincaillerie de bonne réputation, cela ne garantit pas du tout qu'on vous proposera un produit idéal sans défauts extérieurs, donc lors du choix, faites attention à tous les détails importants.

• L'indicateur de base de la qualité du produit est sa couleur, il doit certainement être jaune paille. Si vous avez devant vous des blocs plus légers, presque blancs, vous voyez probablement devant vous une brique qui n'est pas brûlée au four, qui absorbe bien l'humidité et est sujette à la destruction de l'intérieur. Et la chaleur s'y accumule bien pire, ce qui signifie que la fonctionnalité sera une grande question.
• La brique doit avoir une surface assez uniforme et une forme parfaite. Beaucoup de gens pensent que ces exigences sont dictées par la composante esthétique du projet, mais c'est loin d'être le cas. Le fait est que lors de l'aménagement d'une cheminée ou d'un poêle, la surface intérieure doit être lisse, tout relief obtenu à la suite de la conservation des restes de la solution ou du gonflement de la brique conduit à la création d'obstacles au flux de chaleur gaz.Si le défaut n'est pas éliminé, une répartition inégale de la chaleur commence, en conséquence, le niveau de traction sera insuffisant et le transfert de chaleur diminuera considérablement.
• La maçonnerie du four se distingue par un assemblage très solide de briques en argile réfractaire, un petit nombre de coutures et un ajustement serré. Si le matériau utilisé présente des fissures, des éclats et d'autres défauts, il est alors impossible d'assurer une adhérence fiable. À cet égard, lors de l'achat de briques, veillez à les choisir dans le même lot. Sinon, vous risquez d'obtenir un matériau complètement hétérogène, ce qui peut avoir un effet des plus déplorables sur les caractéristiques de fonctionnement de votre futur élément thermique.