Что такое футеровка плиткой
Футеровка кислотоупорным кирпичом: сфера использования и технология
Срок службы промышленных агрегатов и конструкций напрямую зависит от качества футеровки (защитной облицовки). От негативного разрушающего воздействия химических соединений может обезопасить специальный кислотоупорный кирпич.
Он укладывается на стальную или железобетонную основу, полностью препятствуя попаданию на нее производственных веществ и материалов.
Технология футеровки печей, дымоходов и других конструкций раскрыта в Инструкции по кладке и футеровке промышленных печей ВСН 367-76 ММСС СССР и Инструкции по применению фасонной кислотоупорной керамики для защиты технологического оборудования и строительных конструкций предприятий химической промышленности ВСН 13-78 Минхимпрома СССР.
Актуальные строительные нормы, регулирующие технологию футеровки, содержатся в Своде правил 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии».
Кислотоупорный кирпич: выбор и применение
Это специализированный строительный материал, устойчивый к агрессивной среде.
Главными составляющими такого кирпича являются специальная глина, дунит (сверхпрочная каменная порода), песок и шамотный порошок. Благодаря обжигу при экстремально высокой температуре кирпич способен переносить прямое воздействие кислот, щелочи, прямой контакт с пламенем.
Футеровка кислотоупорным кирпичом осуществляется в случаях, когда кислотоупорная плитка не способна выдержать перепады температур и физические нагрузки, например, при укладке пола в кислотно-щелочных предприятиях.
Футеровка используется для защиты от агрессивной среды:
Что такое и для чего нужна футеровка печи
Чтобы узнать, что такое футеровка и для чего она нужна, необходимо понимать, что в любой печи при сжигании топлива образуется высокая температура. Воздействие высоких температур приводит к изменению структуры и свойств материала. Материалы, из которых изготовлена печь, хоть и являются в большинстве огнеупорными, тоже нуждаются в защите.
Защита наружная, внутренняя
Защиту внутренних стенок топливника можно осуществить несколькими способами:
Теплозащита и теплоизоляция – разница есть
Существует огромная разница между теплозащитными и теплоизоляционными принципами. При теплоизоляции тепло, выработанное в рабочей зоне, никуда не удаляется. Для этого и служит теплоизоляция.
В отличие от нее, теплозащита предназначена защищать определенный участок от теплового излучения рабочей зоны. Из всего сказанного становится понятным, что теплозащита совершенно не предназначена для сохранения тепла.
Кирпич для футеровки: шамот — идеальное решение
Шамотный кирпич
Если устанавливается внешняя защита в виде экрана в котлах обогрева, применение такого метода будет очень расточительным, так как большая часть тепла будет расходоваться совершенно напрасно. Но этот метод прекрасно подходит для установки банных печей.
Ранее, при СССР, частникам в основной массе был известен простой строительный кирпич ГОСТ 530-95. Данный кирпич предназначен для возведения промышленных, жилых строений и никоим образом для использования в печах и котлах отопления. Кстати, многие до сих пор используют его для строительства печей и котлов.
Многим умельцам в то время удавалось раздобыть кирпич данного ГОСТ, но более высокой марки М – 300, в простонародном выражении «печной». Этим кирпичом обкладывалась топочная часть печей для защиты от высоких температур.
Позже для массового применения стал доступен шамотный кирпич ГОСТ 390 – 96.
Наша справка: шамотные материалы изготавливаются из глины, смешанной с порошком из обожженной глины и последующим обжигом при высоких температурах.
Использование шамота и есть футеровка
Из-за того, что все фракции имеют однородный химический состав, все шамотные изделия имеют высокую степень термостойкости и не растрескиваются от воздействия высоких температур.
Обкладывание топочной части шамотным материалом для защиты теплового агрегата от воздействия высокой температуры в топочной части называется футеровкой.
Футеровка топочной части
Производственная футеровка и свойства материалов
На производстве, в металлургии, футеровка индукционной печи выполняется с использованием особых, прессованных шамотных кирпичей. Они очень износостойкие, не дают усадки и хорошо выдерживают термоудары. Применение шамотного кирпича позволило добиться большой экономии средств и намного удешевить процесс производства металлов.
Индукционная печь
В таблице приведены свойства некоторых огнеупорных материалов
| Материал | Плотность кг/м3 | Максимальная рабочая температура °С |
| Шамот | 1800-2000 | 1300 |
| Кирпич глиняный | 1600 | 700 |
| Вермикулит | 150-250 | 1100 |
| Базальтовая вата | 100 | 750 |
| Каолин плотный | 2400-2500 | 1400 |
Бытовые проблемы – футеровка как решение
В быту людям обычно приходится решать более простые задачи. На самом последнем этапе, догорание углей, происходит перегрев низа металлической печки, иногда докрасна. Человек решает своими руками обложить изнутри перегревающуюся стенку.
Но и в этом случае приходится решать вопрос, до какого уровня выполнить футеровку, оставить ли зазор и как при этом закрепить кирпичи?
Конкретно в данной ситуации вопрос можно решить следующим образом:
Устройство футеровки: температура и металл
Особое внимание стоит обратить на то, что термическое линейное расширение металла намного больше, чем у кирпича. Поэтому все металлические части, подверженные нагреву, должны иметь свободное пространство для расширения.
Наша справка: отсутствие зазора между металлической стенкой печи и футеровкой приводит к разрушению футеровки.
При устройстве данной футеровки зазор уплотняется базальтовой или каолиновой ватой, скрученной в жгуты, шнуры или виде спрессованного полотна. Можно для этой цели использовать асбест.
Ошибочная защита. Последствия
Очень часто встречается такая картина. Металлическая печь обкладывается кирпичом с применением глинистого раствора, да еще и без зазора. Мотивируется это обеспечением безопасности и улучшением прогрева печи.
Это совершенное заблуждение!
Кирпич просто исполняет роль теплозащиты. Основное тепло, вырабатываемое печью, из-за переизбытка в топке просто вылетает в трубу.
Ко всему прочему, отсутствие зазора мешает проникновению охлаждающего воздуха к металлическим стенкам печи, что однозначно приводит к их прогару, а расширение металла приведет к растрескиванию кирпичной защиты.
Как итог, угарные газы начнут поступать в помещение.
Не всегда кирпич: смеси для футеровки
В последнее время большой популярностью стали пользоваться банные «лепные» печи различных форм. В основном такие печи устанавливаются в банях, выполненных в стилизованном «сказочном стиле». Изготавливают такие печи, используя старинный метод, называемый – глинобитным.
После естественной просушки глины производится обжиг печи изнутри с применением дров. Наружная часть обжигается с помощью паяльных ламп до образования корочки. Очень удобно выполнить футеровку таких печей, применяя специальные составы.
Это могут быть сухие смеси:
Данные составы можно прекрасно использовать для изготовления прямо на месте различных огнеупорных изделий, футеровок в том числе. Сплошная, монолитная футеровка, изготовленная из данных материалов, намного превосходит по своим качествам шовные футеровки печи, выполненные с помощью шамотного кирпича.
Футеровка без отрыва от производства
В настоящее время существует ряд технологий, при которых футеровка или восстановление футеровки производится без остановки печи. Составы наносятся с помощью «набрызга» прямо на раскаленную поверхность или методом торкретирования.
Наша справка: торкретирование – метод, при котором бетонная или иная смесь наносится послойно на конструкцию с помощью сжатого воздуха и специальной торкретной установки.
Данный способ в основном применяется на производстве, что позволяет без остановки процесса производства выполнить при необходимости футеровочные работы.
Кирпичная печь: проблемы «перетопов»
Мы уже рассмотрели необходимость футеровки топочной части металлических печей, а как дела обстоят у кирпичных печей? Что происходит с кирпичными печами при «перетопах»?
Существует понятие – термическое растрескивание. Это явление относится как к самому материалу печи, так и к ее швам.
Местный раствор: основные недостатки
Стоит обратить внимание, что в кирпичной печи для соединения кирпичей между собой применяется глина. Поэтому происходит разрыв или самих швов, или контактности с кирпичами из-за низкой адгезии. В любом случае шов, в котором применялся раствор с большим содержанием песка, будет расширяться значительно больше чем кирпич.
Данная ситуация усложняется еще и тем, что в основном термический коэффициент у кирпичей и швов имеет большое различие между собой. Это и понятно, ведь в основной массе печной раствор готовится непосредственно на месте. Печники добиваются в первую очередь пластичности раствора на ощупь и отсутствия растрескивания при высыхании и сжатии.
Наша справка: правильную оценку раствора на соответствие с используемыми кирпичами можно проверить следующим образом. Раствором скрепляются два кирпича, после просушки производится прокалка испытуемого блока в печи, с последующей оценкой на адгезию, растрескивание и отслаивание.
Методы и варианты приготовления правильных растворов
Конечно, такой метод требует определенных временных затрат, ведь не факт, что с первого раза у вас получится требуемый раствор.
Поэтому если вы все же решите использовать данный метод проверки, приготовьте сразу несколько «блоков» для испытания с различными растворами. После вам только останется выбрать самый оптимальный. Главное — не перепутать и не забыть, где какой раствор.
Еще одним хорошим вариантом является использование для раствора самых обычных глин, с примесью порошка, приготовленного из молотого кирпича.
Если при топке вы будете использовать только дрова, использование специальных шамотных глин с большим содержанием каолинита не совсем целесообразно, так как температура дров недостаточна для того, чтобы каолин спекся в муллит. Но если вы будете применять уголь, тогда такой вариант будет вполне оправдан.
Футеровка: вопросов больше нет
Рассмотрев данный вопрос, можно сделать вывод, что футеровка печей, используемых в бытовых целях, в основном представляет собой защиту конструкции печи от разрушающего воздействия высоких температур. Это своего рода экран, препятствующий тепловому потоку открытого огня напрямую воздействовать на стенки печи.
В отличие от «бытовой» футеровки, футеровка в промышленности, к примеру, футеровка индукционной печи, предназначается для значительного уменьшения тепловых потерь, предохранения кожуха печи от прямого воздействия высоких температур и защиты от прямого контакта с расплавленным металлом.
Рассмотрев данный вопрос, надеемся, вы сделаете правильный вывод, который поможет вам при сооружении печей своими руками.
9. Облицовочные и футеровочные защитные покрытия
9.1. Защита штучными материалами поверхности строительных конструкций и сооружений (облицовка) и технологического оборудования (футеровка) должна выполняться в следующей технологической последовательности:
9.2. Нанесение составов, имеющих кислые отвердители, на бетонную или стальную поверхности не допускается. Перед нанесением этих составов бетонные и стальные поверхности должны быть предварительно защищены промежуточным слоем материала, указываемого в проекте.
9.3. Облицовочные и футеровочные штучные материалы должны быть отсортированы и подобраны по размерам. Не допускается применять закислованные и замасленные материалы.
9.4. Перед облицовкой и футеровкой на битумных и полимерных составах штучные материалы должны быть огрунтованы по граням и с тыльной стороны соответствующими грунтовками.
9.5. Число слоев футеровки или облицовки и вид химически стойких замазок (растворов) указывают в проекте.
9.6. Для облицовки на битумных мастиках следует применять плитки толщиной не менее 30 мм.
9.7. Ширина швов при футеровке на кислотостойких растворах: для плитки — 4 мм; для кирпича — 6 мм.
9.8. Конструктивные размеры прослоек и швов при облицовке строительных конструкций и футеровке технологического оборудования штучными материалами на различных химически стойких замазках (растворах) приведены соответственно: для облицовки — в табл. 4, для футеровки — в табл. 5.
9.9. Футеровка и облицовка штучными изделиями на химически стойких силикатных замазках и цементно-песчаных растворах в зависимости от требований проекта может выполняться с заполнением швов одним составом, впустошовку с последующей разделкой швов или комбинированным способом с одновременным нанесением кислотоупорной силикатной замазки или цементно-песчаного раствора и полимерной замазки. Заполнение швов между штучными кислотоупорными материалами должно осуществляться выдавливанием замазки (раствора) с одновременным удалением выступившей части замазки (раствора). Швы между установленными впустошовку штучными материалами, подлежащие последующему заполнению, должны быть очищены от остатков замазки или раствора и просушены, а затем промазаны:
После промазки перед заполнением швы должны быть просушены в течение суток.
9.10. Сушку облицовки и футеровки следует выполнять послойно в соответствии с технологическими инструкциями.
9.11. Футеровка на химически стойких замазках должна высушиваться при температуре не ниже 10°С до достижения адгезионной прочности кислотоупорной силикатной замазки (1,5–2,0 МПа); замазки «Арзамит-5»: для кислотоупорных керамических изделий — 2,0–3,0 МПа, для углеграфитированных — 3,0–3,5 МПа.
9.12. Футеровку или облицовку на синтетических смолах следует выдерживать при температуре 15–20°С, как правило, в течение 15 сут. Допускается уменьшение сроков выдержки футеровки и облицовки по режиму, определяемому специальными инструктивными указаниями.
9.13. Окисловку швов, если она предусмотрена проектом, следует производить после сушки футеровки или облицовки путем двухкратной промазки 20–40%-ным раствором серной или 10%-ной соляной кислоты.
9.14. Футеровку оборудования производят с перевязкой швов.
| Вид работы | Материал | Толщина прослойки, мм | Ширина шва, мм | |
|---|---|---|---|---|
| горизонтальная поверхность | вертикальная поверхность | |||
| 1. Облицовка на химически стойких силикатных замазках, в том числе и комбинированным способом, по гидроизоляции из эластомеров и битумно-рулонных материалов | Кирпич | 10 | 10 | 5 |
| Плитка керамическая, шлакоситалловая, каменное литье | 8 | 8 | 3 | |
| 2. То же, с разделой швов при облицовке впустошовку | Кирпич | 10 | 10 | 8 |
| Плитка керамическая шлакоситалловая, каменное литьё | 8 | 8 | 5 | |
| 3. Облицовка на цементно-песчаном растворе и в том числе комбинированным способом, по подстилающему слою либо по армированной стеклотканью лакокрасочной композиции | Кирпич | 10 | 10 | 5 |
| Плитка керамическая, шлакоситалловая, каменное литьё | 10 | 10 | 3 | |
| Плитка глазурованная | — | 10 | 3 | |
| 4. То же, с разделкой швов при облицовке впустошовку | Кирпич | 10 | 10 | 8 |
| Плитка керамическая, шлакоситалловая, каменное литьё | 10 | 10 | 5 | |
| 5. Облицовка на цементно-песчаном растворе, в том числе комбинированным способом, по гидроизоляции из эластомеров и битумно-рулонных материалов | Кирпич | 20 | 10 | 5 |
| Плитка керамическая, шлакоситалловая, каменное литьё | 10 | 10 | 3 | |
| 6. То же, с разделкой швов при облицовке впустошовку | Кирпич | 20 | 10 | 8 |
| Плитка керамическая, шлакоситалловая, каменное литьё | 10 | 10 | 5 | |
| 7. Облицовка на замазках на основе органических смол по гидроизоляции из эластомеров и битумно-рулонных материалов | Кирпич | 5 | 5 | 5 |
| Плитка керамическая, шлакоситалловая, каменное литьё | 3 | 3 | 3 | |
| 8. Облицовка на замазках на основе органических смол по подстилающему слою либо по армированной стеклотканью лакокрасочной композиции | Плитка керамическая, шлакоситалловая, каменное литьё | 3 | 3 | 3 |
| Облицовка на битумных мастиках по гидроизоляции из эластомеров и битумно-рулонных материалов | Кирпич | 5 | 3 | 5 |
| Плитка керамическая | 5 | 3 | 3 | |














