Вы здесь

Физические свойства материалов для печей, каминов и мангалов

Физические свойства материалов для печей, каминов и мангалов
Всего голосов: 507

Материалы, применяемые в печном деле, обладают различными свойствами, которые проявляются в таких физических величинах как объемный или удельный вес, теплопроводность, теплоемкость, пористость, прочность, водопоглощение, морозостойкость, эластичность и огнеупорность.

 

Объемным весом называется вес единицы объема вещества или материала в естественном состоянии, т. е. вместе с порами и пустотами; объемный вес принято определять весом 1 куб.м вещества, выраженного в килограммах, и обозначать кг/куб.см.

 

Удельным весом называется вес единицы объема вещества в плотном состоянии, т.е. без пор и пустот. Удельный вес принято определять весом 1 куб.см вещества, выраженного в граммах, обозначать г/куб.см.

Из этого становится понятно, почему объемный вес непористых материалов (металл, стекло, чугунные детали, каменный песчаник, бетон с мелким щебнем, железобетон и т.д.) совпадает с их удельным весом, а объемный вес пористых материалов (войлок строительный и минераловатный, шлак топливный, кирпич т. д.) меньше их удельного веса.

 

Теплопроводностью называется способность материала передавать через свою толщу тепло. Чем плотнее материал, чем меньше в нем пор, тем он теплопроводнее и, наоборот, чем боль¬ше пор, тем он хуже проводит тепло. Это объясняется тем, что поры заполнены воздухом, а воздух плохо проводит тепло. По этой же причине пористые тела, насыщенные водой, становятся более теплопроводными. Лучшими проводниками тепла являются металлы. Плохими проводниками — асбест, пробка, опилки и т. п. Их называют теплоизоляционными материалами.

Степень теплопроводности определяется коэффициентом теплопроводности, который указывает количество тепла (в килокалориях), проходящего через толщу данного материала в 1 м за 1 час разности температур на противоположных поверхностях в 1°. Коэффициент теплопроводности выражается в ккал/м час град.

 

Теплоемкостью называется свойство материалов поглощать тепло при нагревании и отдавать его при охлаждении. Показателем степени теплоемкости является так называемая удельная теплоемкость, т. е. количество тепла (в килокалориях), необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1°. Удельная теплоемкость обозначается в ккал/кг град.

 

Пористостью называется степень заполнения объема материала порами. Поры представляют собой мелкие ячейки (пустоты) в материале, заполненные воздухом. Пористость уменьшает прочность, объемный вес, теплопроводность и увеличивает водопоглощение материала.

 

Прочностью называется способность материала сопротивляться разрушению от различных нагрузок. Под воздействием нагрузок в материале возникают напряжения сжатия, скалывания, растяжения и т. п. Прочность материала определяется величиной напряжения, вызывающего его разрушение. Такая величина назы¬вается пределом прочности и измеряется в кг/см2. Напри¬мер, кирпич марок 75, 100 и 150 имеет соответственно пределы прочности 75, 100 и 150 кг/см2. Марка устанавливается в лабораториях путем соответствующих испытаний.

 

Водопоглощение — способность материала поглощать влагу. Это свойство вызывает уменьшение прочности водопоглощающего материала и увеличивает его теплопроводность. Например, прочность кирпича, насыщенного влагой, снижается до 70—75% от прочности сухого кирпича, а теплопроводность соответственно увеличивается.

 

Морозостойкостью называется способность насыщенного влагой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и понижения прочности. Морозостойкость выражается количеством циклов замораживания при температуре —12—15° и оттаивания при +5 +10° (15—20 циклов).

Материалы, находящиеся в условиях различных температур т.е. попеременного замораживания и оттаивания (например, кирпич и раствор в дымовых трубах) должны обладать достаточной морозостойкостью.

 

Пластичностью называется способность материала изменять под нагрузкой свою форму в значительных пределах без образования трещин и разрывов. При кладке печей пластичность растворов имеет большое значение.

 

Огнеупорностью называется способность материала выдерживать высокие температуры при непосредственном воздействии огня. Огнеупорность является очень важным и ценным свойством материала, применяемого в печном деле. Поскольку отдельные части печей подвергаются воздействию различных температур, то применяется несколько видов кирпича, а именно: обыкновенный глиняный, тугоплавкий и огнеупорный. Отобранный жженный красный кирпич выдерживает температуру до 700-800°, тугоплавкий — 1000—1200° и огнеупорный от 1700 до 2000°. Поэтому огнеупорный кирпич желательно применять для выстилки пода и стенок топливника, в котором можно сжигать все виды топлива. При отсутствии тугоплавкого и огнеупорного кирпича стенки топок выкладывают обыкновенным красным кирпичом; в этом случае каменным углем топить печь нельзя, так как кирпич в стенках топки будет разрушаться.