بتن نسوز؛ ویژگی‌ها و کاربردها
بتن نسوز جزو آن دسته از دیرگدازهایی است که خواص مکانیکی و فیزیکی آنها حتی پس از مدت زمان بسیاری که در معرض حرارت‌های بالا قرار می‌گیرند تا حد قابل قبولی باقی می‌مانند. این بتن ها در درجه حرارت معمولی، داراي اتصالات هیدرولیکی بوده و بعد از حرارت دیدن، از مرحله اتصال هیدرولیکی به اتصال سرامیکی تبدیل می شوند. از مزایایی بتن نسوز آن است که می توانند جایگزین آجرهای چندلایه و گران قیمت شوند، ساده تر اجرا می شوند و مقاومت بالاتری نیز دارند. از جمله کاربردهای بتن نسوز در کارخانه‌های صنعتی است که درجه حرارت بسیار بالایی دارند. همچنین در ساخت جاده ها و فرودگاه‌ها از این نوع بتن استفاده می شود.
بتن نسوز چیست؟
نسوزها موادی هستند که می‌توانند در درجه حرارت‌های بالا پایدار بمانند. بتن نسوز جزو آن دسته از دیرگدازهایی است که خواص مکانیکی و فیزیکی آنها حتی پس از مدت زمان بسیاری که در معرض حرارت های بالا قرار می گیرند تا حد قابل قبولی باقی می‌مانند. این بتن ها در درجه حرارت معمولی، داراي اتصالات هیدرولیکی بوده و بعد از حرارت دیدن، از مرحله اتصال هیدرولیکی به اتصال سرامیکی تبدیل می‌شوند.
مواد تشکیل دهنده بتن دیرگداز
بتن های نسوز به صورت عمده از دو بخش تشکیل می شوند:
۱- مصالح سنگی: حدود تا ۷۵ درصد حجم بتن از مصالح سنگی تشکیل می شود.
۲- خمیر سیمان: حدود ۲۵ تا۴۰ درصد حجم بتن با خمیر سیمان پر می شود از ۲۵ تا ۴۰ درصد خمیر سیمان ۱۷ تا ۱۵ درصد سیمان و ۱۴ تا ۲۱ درصد آب است.
مشخصات بتن نسوز
بتن نسوز باوجود قدرت پایداری در درجه حرارت‌های بالا، باید در برابر عوامل مخرب دیگری از جمله سایش، ضربه، شوک حرارتی، حمله شیمیایی و بار مکانیکی در شرایط دمایی بالا مقاوم باشند. از سویی طول عمر، قابلیت دسترسی، شکل پذیری، اقتصادی بودن و سهولت استعمال نسبت به دیگر مواد نسوز، عامل توسعه این نوع بتن هاست.
فناوری مواد نسوز را می توان به صورت تهیه مواد به شکل دلخواه و سپس خشک کردن در مدت زمانی طولانی و در نهایت پختن مواد درکوره تعریف کرد. در حالی که فناوری بتن های نسوز عبارت است از تهیه مخلوط، قالب گیری، لرزش و سرانجام خشک شدن مواد در مدت زمان کوتاه. استحکام مورد نیاز در این گونه مواد بدون پختن حاصل می شود، بنابراین می توان شکل هاي مختلف از این نوع بتن تولید کرد.
مخلوط هاي بتنی نسوز، مخلوط هاي خشک شدنی در هوا هستند که از مواد اولیه مقاوم در برابر حرارت با اندازه دانه بندي (0-30) میلیمتر و سیمان تشکیل می شوند.
عامل هاي چسبانده در این بتن، چسب هاي هیدرولیکی یا چسب‌هاي غیرهیدرولیکی هستند.
مزایای استفاده از بتن نسوز
بتن های دیرگداز می تواند همراه با مزایایی زیر همراه باشد:
- بتن های نسوز به عنوان یک لایه پوششی می تواند جایگزین آجرهای چندلایه و گران قیمت شود.
- به علت سادگی اجرای این نوع بتن ها، صرفه‌جویی قابل توجهی در زمان ساخت در مقایسه با آجرهای نسوز دارد.
- در مقایسه با آجرهاي دیرگداز، بتن هاي نسوز در مقابل حملات شیمیایی مقاومت بیشتر و سایش کمتر و مقاومت بالاتر در مقابل سیکل هاي حرارتی دارند.
- به فرایند پرس، خشک کردن و پختن و تجهیزات بیشتر نیاز ندارند.
- با مصرف قطعات بزرگ پیش ساخته این امکان بوجود می آید که از این روش جهت ساخت بدنه کوره‌ها استفاده شود.
- یکپارچگی در اجرا و جلوگیری از تخریب زودهنگام پوشش به دلیل نفوذ حرارت از درزهای اجرایی مابین آجرهای نسوز.
خواص فیزیکی و مکانیکی بتن های نسوز
چگالی، انبساط حرارتی، تخلخل، گرمای ویژه، قابلیت هدایت حرارتی و مقاومت سایشی، مهمترین خواص فیزیکی و مکانیکی این نوع بتن ها هستند.
خواص شیمیایی بتن های نسوز
در علم نسوز، خواص شیمیایی شامل رفتار مواد دیرگداز در ارتباط با سایر مواد است که آستر با آنها تماس می‌یابد، این امر همچنین شامل خوردگی شیمیایی بوسیله مواد مذاب و ورود مواد خارجی به داخل آنهاست که باعث تغییر خواص آنها می‌شود. برای بتن نسوز می‌توان، خواص شیمیایی را در حوزه‌های رفتار بتن‌ها در حضور سرباره‌های حاوی اکسیدها و مواد مذاب، رفتار در برابر فلزات مذاب، رفتار در حضور گازها بررسی کرد.
انواع بتن های نسوز
طبقه بندي جرم هاي نسوز براساس ویژگی هاي اصلی آنها که معمولا داراي محدودیت هستند، انجام می شود. مواد اولیه مصرفی، روش هاي ساخت و کاربرد، عواملی هستند که معیارهاي طبقه بندي جرم هاي نسوز را تشکیل می دهند. از سویی، جرم هاي نسوز را می توان براساس درجه حرارت کار، نوع عامل هاي اتصال (چسباننده) و نوع مواد پرکننده نیز تقسیم بندي کرد.
کاربرد بتن نسوز
بسته به نوع و کیفیت بتن‌های نسوز و مواد اولیه ساخت آن، از آنها در بخش‌های مختلفی استفاده می‌شود. از این مواد در کشورهای آمریکا، آلمان، فرانسه، انگلیس، چکسلواکی، هلند، رومانی و چین در کارخانه‌های صنعتی که در درجه حرارت‌های بالا کار می‌کنند، استفاده می‌شود. از دیگر موارد کاربرد بتن های نسوز می توان به بدنه کوره ها در کارخانه های فولادسازی، استفاده در ساخت دودکش‌ها، استفاده در ساخت کوره‌های حرارتی، متالوژی آهن و فولاد، تعمیر آستر کوره‌ها، کارخانه های تولید فلزات غیرآهنی، صنایع سرامیکی، صنایع شیشه سازی، صنایع سیمان و آهک، صنایع کک‌سازی و تولید گاز، صنعت نیرو (بویلرهای حرارتی)، صنایع شیمیایی، فرودگاه و صنایع هواپیماسازی و مهندسی هسته‌ای اشاره کرد.
همچنین در ساخت جاده ها، آزاد راه ها، باند پروازها و آشیانه هواپیماها، کف سالن ها و انبار ها، جاده معادن، ورزشگاه ها، پیست اتومبیل رانی، بنادر و اسکله ها و ... از بتن نسوز استفاده می شود.
