Строительные материалы

Обычные строительные материалы широко используют при сооружении печей наряду с рассмотренными выше огнеупорными и теплоизоляцион­ными изделиями. К ним относятся строительный кирпич, бутовый ка­мень, бетон, гидроизоляционные материалы, лаки и краски.

Строительный (красный) кирпич. Размеры кирпича те же, что и у нормальных огнеупорных изделий. Его применяют для строительства фундаментов, боровов, сушил, стволов дымовых труб и для наружной изоляции некоторых печей. Предельная температура применения кирпи­ча 500—650°С. Его средний коэффициент теплопроводности 0, 8 Вт/(м·К), а плотность 1800 кг/м³. Для дымовых труб изготовляют кирпичи специальной формы и размеров (лекальный кирпич).

При сооружении элементов печей из строительного кирпича клад­ку выполняют на цементном или известковом растворе.

Клинкерный кирпич, изготовленный из тугоплавких глин, применя­ют для футеровки боровов и дымовых труб при температуре до 900 °С.

Бутовый камень. Он представляет собой куски горных пород непра­вильной формы массой до 15—40 кг. В печестроении применяют песча­никовые и известняковые камни. При этом предпочтение отдают песча­никовым, способным выдерживать температуру до 600°С в то время как известняковые могут использоваться только до 200 °С. Бутовую кладку ведут на строительных растворах. Из бутового камня строят фундаменты печей, подпорные стены, стены различных коммуникацион­ных туннелей в цехах и т. п.

Бетон. Им называют искусственный камень, полученный в резуль­тате твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества (це­мента), воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). Цемент при добавлении к смеси образует связующую массу, которая, обволакивая частицы песка и гравия и при затвердевании удерживая их вместе, фор­мирует монолит с высокими механическими свойствами.

В строительстве печей наиболее широко распространен портланд­цемент, в состав которого входят 60—70 % СаО, 19—24 % SiO₂, 4— 8 % Аl₂O₃, 2—6 % Fe₂O₃, до 4, 5 % MgO.

Эти оксиды при обжиге цемента образуют соединения, способные взаимодействовать с водой (гидратироваться), перекристаллизовываться и обеспечивать срастание кристаллов. Процесс схватывания (пре­вращения массы в монолит) протекает довольно быстро (до 12 ч), а процессы окончательного твердения (приобретение прочности) длятся месяцами, а иногда годами. Цементы (как и бетоны) маркируют по прочности на сжатие, приобретенной ими в течение 28 сут. Применяют портландцемент следующих марок: 200, 250, 300, 400, 500 и 600. Для ускорения схватывания в растворы добавляют хлористый кальций СаСl₂ (1—3 % массы цемента).

В портландцемент вводят также кремнеземистые активные добав­ки (трепел, диатомит и др.), которые способствуют твердению цемента и одновременно связывают известь в устойчивые соединения, повышая прочность и равномерность структуры бетона.

На базе портландцемента приготовляют шлакопортландцемент для выполнения быстросхватывающегося бетона, получаемый добавлением к цементу 30—50 % доменного шлака; этот бетон прочно сцепляется со стальной арматурой и не вызывает ее коррозию.

Расход цемента на 1 м³ бетона составляет не менее 200 кг, а запол­нителей около 2 т.

Глиноземистый цемент (быстротвердеющий), тоже широко исполь­зуемый в печестроении, имеет следующий состав: 35—48 % СаО, 45— 55 % Аl₂O₃, 7—8 % SiO₂. В составе этого цемента основным минералом, способным гидратироваться, является алюминат кальция СаО·Аl₂O₃.

В печестроении в качестве связующего вещества часто применяют растворимое (жидкое) стекло, состоящее из силикатов натрия и калия. Его используют в виде водного раствора, твердеющего на воздухе вслед­ствие высыхания и выделения аморфного водного кремнезема.

Гидроизоляционные материалы. При сооружении печей эти мате­риалы применяют для защиты от грунтовых вод фундаментов печей и дымовых труб, боровов, газоходов и кессонов регенераторов. Для этой цели широко применяют толь и рубероид (картон, пропитанный смолой и битумом, выпускаемый промышленностью в рулонах), а также гидрозол (асбестоцеллюлозный картон, пропитанный битумом с температу­рой размягчения не ниже 50 °С. Используют также борулин-асбестовое волокно с температурой размягчения не ниже 65 °С, пропитанное би­тумом, а затем прокатанное в полотно толщиной 3—4 мм.

Лаки и краски. Для горячих металлических поверхностей приме­няют специальные лаки и краски с целью их защиты от атмосферной коррозии.

Широко применяют масляный печной лак, состоящий из битума, смолы, масла и растворителя. Температура сушки лака около 120 °С и он надежно защищает металлические поверхности, хорошо сцепляясь с ними и не разрушаясь до 200 °С.

Снижению тепловых потерь излучением в окружающую среду (на­ряду с защитой от коррозии), способствует окраска горячих элементов металлоконструкций печей (кожухи, каркасы и т. п.) в серебристый цвет с помощью краски, составленной на основе масляного лака и смо­лы с тонким алюминиевым порошком в качестве наполнителя.