ملات نسوز
ملات نسوز (Refractory mortar)، مخلوطی دیرگداز از ترکیب سیمان، ماسه، خاک نسوز و سایر مواد تخصصی مانند آلومینات کلسیم و سیلیکا ساخته میشود که قابلیت تحمل و مقاومت حرارتی تا دمای 3000 درجه فارنهایت را دارد. جزو اصلی ترکیبات ملات نسوز که این مقاومت حرارتی بالا را ایجاد کرده، خاک نسوز میباشد. آزمایش استاندارد ASTM C-199 نیز با هدف سنجش تاب آوری حرارتی ملات نسوز صورت گرفته که حاکی از مقاومت حرارتی بالای این ملات غیر قابل احتراق میباشد. ملات نسوز به عنوان بایندر یا اتصال دهنده برای چیدمان آجر نسوز در كورههای صنعتی و همچنین به عنوان مواد چسباننده، ملات بند کشی و حتی ملات نسوز ترمیمی، در تعمیر پوششهای نسوز آسیب دیده کاربرد دارد و با پوشش شکاف بین آجرها از هجوم سربارهها و خورندگی سیستم جلوگیری میکند. ملات نسوز مطابق با استاندارد ASTM-C199 به دستههای ملات نسوز هیدرولیک، ملات نسوز هواگیر و ملات نسوز گرما سخت تقسیم میشود و در انواع کلسیم آلومیناتی، رسی، سیلیسی و فسفاتی در بازار عرضه میشوند. ملاتهای نسوز تاثیر بسزایی در یکپارچگی ساختار تجهیزات صنعتی و ایجاد ساختارهای مقاوم در برابر شرایط حرارتی و شیمیایی داشته و برخلاف ملات معمولی، انعطافپذیری قابلتوجه، انقباض کم و قدرت چسبانندگی بسیار بالایی برخوردارند که باعث افزایش کارایی و عمر مفید کورههای صنعتی میشود.
ملات نسوز یا مقاوم در برابر حرارت، ترکیبی از مواد مقاوم در برابر دما، مواد پایه و مواد افزودنی است که پایداری شیمیایی و فیزیکی بالایی در دمای بالا دارد. اکسیدهای آلومینیوم (آلومینا)، سیلیکون (سیلیکا) اکسید کلسیم (آهک)، خاک نسوز و منیزیم را میتوان از مهمترین اجزای تشکیل دهنده ملاتهای دیرگداز دانست. خصوصیات ویژه این ملات سبب شده که از آن به عنوان پوشش نسوز موجود در محیط های با فشارحرارتی بسیار بالا و به عنوان ترمیم کننده برای احیای پپوشش های ضعیف و آسیب دیده کاربرد داشته باشد. این محصولات دیرگداز، از نظر شیمیایی بی اثر و محدوده خاصی از هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی دارند. از خصوصیات ویژهای که ملات نسوز دارد، می توان به خاصیت چسبندگی عالی، حجم پایدار عدم ایجاد ترک پس از خشک شدن اشاره نمود. همچنین به علت دانه بندی آن به روش غوطهوری، ماله کشی و ریختن برای اجرا، طراحی شده است.
تحلیل مقایسهای انواع ملات های نسوز در محیطهای با دماهای مختلف
ملاتهای دیرگداز، بنا بر طرح اختلاط و مواد تشکیل دهنده، در انواع متنوعی برای مقاومت در محدوده دمایی خاصی فرموله، تولید و عرضه میشوند. دسته ای انواع ملات های نسوز که تحمل دمایی پایینی دارند، برای کاربردهایی مثل شومینههای مسکونی که دما متوسط باقی میماند مناسب میباشد. دستهای دیگر که تا دماهای بسیار بالا را میتوانند تحمل کنند و غالبا مبتنی بر سیمان کلسیم آلومینات و سنگدانههای نسوز ارتجاعی میباشند، برای استفاده در کورههای صنعتی با دماهای 1650 درجه سانتیگراد مناسبند. گروهی دیگر از ملات های نسوز که مبتنی بر خاک رس یا همان خاک نسوز هستند برای ساخت شومینه و دودکشها و محیطهای با دماهای 815 تا 1650 درجه سانتیگراد، سازگار میباشند. ملات های نسوز مبتنی بر سیلیس با ادغام شن و ماسه سیلیسی، در محیط با دمای بالای 1650 درجه سانتیگراد مثل کورههای ذوب شیشه کابرد دارند. ملاتهای نسوز مبتنی بر فسفات، از چسبهای فسفات و سنگدانههای مقاوم در برابر دما تشکیل شدهاند و در تجهیزات صنعتی با دماهای بالا مانند دستگاههای زباله سوز کاربرد دارند. با این تفاسیر، انتخاب نوع ملات که برپایه چه ترکیباتی باشد، در محل کاربرد آن بسیار تاثیرگذار میباشد و انتخاب نادرست ملات می تواند منجربه خرابیهای فاجعهبار شود که هم ساختار و هم ایمنی محیط اطراف را به خطر میاندازد
ارتباط میان ویژگی و عملکرد موثر ملات نسوز
ملاتهای نسوز، علاوه بر مقاومت حرارتی بالایی که دارد، به عنوان پوشش و عایق عالی نیز گزینه ی مناسبی میباشند. این پوشش ها در کاربردهایی برای حفظ دمای خاص یا جلوگیری از اتلاف گرما ضروری هستند. خواص عایق بودن ملاتهای نسوز به بهرهوری انرژی کمک میکند و نقش جرمهای نسوز در صنعت شیشه و صنایعی که کنترل دما در آنها اهمیت دارد، مانند متالورژی، ارزشمند میکند. در کل، ملات غیرقابل احتراق در ایجاد پوشش محافظ و ترمیم بتن برای مخازن و کوره ها که در محیطی با دمای بالا سروکار دارند، پر کردن درزها و اتصال آجرها یا بلوکهای نسوز به منظور جلوگیری از هجوم سرباره و خوردگیهای ناشی از آن رایج است. ملاتهای نسوز غالبا به منظور چسباندن آجرهای نسوز، کاشیها و سایر عناصر مقاوم در برابر حرارت در محیطهایی با حرارت بالا مانند کوره، شومینه و دودکش استفاده میشوند. ویژگی اصلی و مهم عملکرد عالی ملات نسوز در عامل اتصال مواد نسوز تشکیل دهنده آن میباشد. متداولا، سیمان با مقاومت بالا در برابر حرارت، به عنوان اتصال دهنده عمل میکند و اجزا و سنگدانههای نسوز تشکیل دهنده ملات را به خوبی در کنار هم میچسباند.
ملات نسوز؛ در انواع مختلف
ملات نسوز مورد استفاده در بازار صنعتی برپایه خصوصیات محتویات تشکیل دهندهی آن و مشخصات مکانیکی متنوعش و همچنین مهمترین ویزگی آن که نوع تنظیم یا گیرش است، در انواع مختلفی موجود میباشد که به عبارتند از:
ملات نسوز هیدرولیکی : یکی از متداول ترین و پرکاربردترین نوع ملات های نسوز در بازار ملات هیدرولیکی یا ملات نسوز غیرمحلول در آب میباشد که با مخلوط شدن با میزان مناسب آب و واکنش شیمیایی بین ذرات متشکل آن تنظیم و آماده میشود. این ملات بخاطر خصوصیت غیرحلال در آب برای شرایط مرطوب و کاربردهایی که در آنها رطوبت وجود دارد ایدهآل هستند و این قابلیت گیرش در محیط مرطوب وجه تمایز آن و سایر ملاتهای دیرگداز میباشد. مقاومت در برابر اسید و نامحلول بودن در آب ازخصوصیات بارز این ملات میباشد. از ملات نسوز هیدرولیکی به سبب مقاومت حرارتی و تحمل بالا در برابر حملات شیمیایی عمدتا در صنعت ریختهگری، صنعت آهن و فولاد، شیشهسازی، اجرای آجرنسوز، تنظیم محفظه دود، تنظیم آسترهای دودکش سفالی و … استفاده میشود.
ملات نسوز گرماگیر : ملاتهای نسوز که با عنوان ملاتهای نسوز تنظیم (سفت) شونده با حرارت نیز شناخته میشوند، نیاز به دماهای بالا دارند تا فرآیند گیرش و سخت شدن آنها آغاز شود و مجموعه سرامیکی با اتصالات قوی را تنها در دماهای کوره ایجاد میکنند. ملات نسوز گرماگیر در خود خاصیت انعطافپذیری در انبساطات و انقباضات ناشی از تغییرات کوره را به همراه دارد. اجزای تشکیل دهنده آن شامل چسبهایی آلی مانند رزین های فنلی، چسبهای معدنی مانند سیمان با آلومینا بالا (سیمان آلومینات کلسیم) و سیلیس کلوئیدی و همچنین چسبهای شیمیایی مانند اسید فسفریک هستند که در دماهای بالا به صورت شیمیایی واکنش داده و پیوندهای قوی را تشکیل میدهند. این ملاتهای نسوز، با قرار گرفتن در معرض حرارت، به مراتب مقاومت مکانیکی عالی و پایداری حرارتی بالایی را ایجاد میکنند.
ملات نسوز هواگیر : ملاتهای نسوزی هستند که پیوند و سخت شدن آنها با قرارگیری در معرض هوا و بدون نیاز به واکنش شیمیایی با آب، رخ میدهد. این دسته از ملاتهای نسوز، در دماهای محیط از طریق واکنشهای شیمیایی CO₂ موجود در جو یا رطوبت (آب) سخت میشوند. ترکیبات تشکیل دهنده ملات نسوز هواگیر، شامل خاک رس، آلومینا، منیزیا، سیلیس و چسبهایی نظیر سیلیکات سدیم میباشد. درواقع، سیلیکات سدیم، عامل اصلی پیوند ملات نسوز هواگیر می باشد و آب تنها به منظور فراهم نمودن جریان پذیری به مخلوط اضافه میشود. ملات نسوز هواگیر به دلیل گیرش سریع و چندمنظوره بودن، برای تعمیرات و نصب هایی که به مواجهه با حرارت نیاز ندارند، کاربرد دارد. مقاومت آنها نسبت به ملات های گرماگیر کمتر است و برای دماهای بالا مناسب نیستند.
مشخصات فنی ملات نسوز آماده به مصرف
ملات آماده به مصرف و هواگیر، ترکیبی از مواد سرامیکی با دانه بندی مناسب و بایندرهای معدنی است که مبتنی بر آب ساخته میشود که ویژه آجرهای عایق فرموله شده است. آجرهای عایق به دلیل تخلخل بالا دارای سرعت جذب بالایی هستند، از همین رو نسوز چینی آنها با ملات معمول دو جزئی همراه با مشکلات عدیدهای انجام میگیرد. ملات آماده به مصرف به دلیل برخورداری از فرمولاسیون خاص و منحصر به فرد خود، ضمن افزایش زمان کارپذیری، استحکام مناسبی را پس از خشک و پخت فراهم می کند. در ضمن این ملات برای آجرهای نسوز سنگین نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
نکاتی که پیش از انتخاب ملات نسوز باید بدانیم!
- در انتخاب بهینه نوع ملات بنابر کاربرد آن باید دقت ویژهای صورت گیرد زیرا فواصل و اتصالاتی که با ملات نامناسب پر شود، کاهش عمر ماده نسوز را به همراه دارد.
- ملات باید هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ سهولت در استفاده پایدار باشد. ملات نسوز باید دارای قابلیت ماله کشی مناسب باشد تا بهطور دقیق و یکنواخت بر روی سطوح آجرها اعمال گردد و اتصالات بهطور صحیح شکل گیرد.
- در کاربردهایی که با حرارت بسیار بالا سروکار دارند، ملات نسوز باید توانایی تحمل حرارت بالا را داشته باشد تا پیوند سرامیکی با کیفیت برقرار گردد و اتصالات از هم گستته نشوند.
- دارای خاصیت نسوز مناسب باشد تا در برابر ذوب یا جاری شدن از درزها در دماهای بالا مقاومت نشان دهد و دچار پخت بیش از حد نشود و یا در آن حفره ایجاد نگردد یا در حین خشک شدن و حرارت دیدن دچار انقباض بیش از حد نگردد.
- انبساط حرارتی ملات باید حدودا مشابه انبساط حرارتی آجر باشد. در غیر این صورت، تغییرات دمایی بر روی اتصال بین آجرها تاثیر گذاشته و باعث ایجاد ترک یا پوسته شدن سطح روکشها میشود.
- ملات بایستی از نظر اقتصادی، هزینه نصب و استفاده را به حداقل برساند و در زمینههای گوناگونی از جمله چیدمان آجرها و پوشش سطحی دیوارها به کار گرفته شود.
- محتویات ترکیبات ملات نسوز باید مطابق با کاربردهای مختلف آن در کوره ها و … باشند و برای چیدمان آجرها، جلوگیری از هجوم سرباره و خورندگی کاربرد داشته باشند.
برآورد قیمت ملات نسوز
از جمله فاکتورهای موثر در برآورد قیمت ملات نسوز شامل انتخاب نوع ملات، خصوصیات و ویژگیهایی که بنا به نوع محتویات تشکیل دهنده و نسبت اختلاط آنها متغییر است، میباشد. ملاتهای نسوز در بازار همچون دیگر انواع محصولات دیرگداز، بر اساس واحد کیلوگرم به فروش میرسد. یکی از شرکتهای فعال در حوزه تولید و تامین جرمهای نسوز صنعتی، گروه سازپاد است که در این راستا با تامین ملات های نسوز باکیفیت در جهت پاسخگویی به نیازهای بازار صنعت نسوز در داخل و خارج از کشور درحال فعالیت می باشد. کارشناسان مجموعه سازپاد میتوانند شما را در زمینه انتخاب بهترین نوع ملات نسوز یا دیگر انواع محصولات مقاوم سازی موجود متناسب با کاربرد مورد نظرتان، راهنمایی کنند.
مشخصات فیزیکی
شکل ظاهری | مخلوط پودری خشک |
رنگ | خاکستری |
فرصت کاربری | 20 دقیقه در دمای 20 درجه سانتیگراد |
محدوده دمای کار ( ℃) | 5 – 35 |
زمان مجاز برای نگهداری | 8 ماه |
شرایط نگهداری | در فضایی سرپوشیده به دور از رطوبت و نور مستقیم خورشید، نگهداری شود. |
مشخصات مکانیکی
RMM 90 | RMM 75 | RMM 45 | |
مواد اصلی | سیلیکا | آلومینا ، بوکسیت | خاک نسوز |
حداکثر دمای سرویس °C | 1600 | 1600 | 1500 |
ابعاد دانه (mm) | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 |
مقدار آب مورد نیاز (%) | 42 – 38 | 28 – 24 | 42 – 38 |
Al2O3 (%) | 12.4 | 73 | 42.6 |
SiO2 (%) | 84.1 | 20 | 52.9 |
Fe2O3 (%) | 0.8 | 2.3 | 2.1 |
(%) TiO2 | 1 | 3.2 | 1.9 |
Cao (%) | 0.3 | 0.6 | 0.5 |
(%) Alkalies | 1.3 | — | — |
ویژگیها
- مقاومت حرارتی بالا
- قدرت چسبندگی عالی
- مقاومت در برابر انبساط و انقباض حرارتی بالا
- عایق حرارتی عالی
- مقاومت در برابر خوردگی و سایش و ضربه
- مقاومت فشاری بالا
- قابلیت تطبیق پذیری
- اجرای آسان
- طول عمر و دوام بالا
- مقاوم در برابر اسید
- گیرش یا تنظیم سریع
کاربردها
- کورههای صنعتی
- تعمیر محل تردد دستگاههای حمل مذاب
- استفاده برای ساخت شومینه، باربیکیو و دودکشها
- ملات ریزی دیواره و سطوح اتاقک های دود
- بویلرها
- کورههای تولید سیمان و آهک
- صنعت آهن و فولاد
- زباله سوزها
- صنعت شیشه
- صنعت پتروشیمی
- پوشش کف سالنهای ضایعاتی، از جمله صنایع غذایی و شیمیایی
مراحل اجرا
برای اجرای ملات نسوز به روش ماله کشی، ریختن و غوطه وری، پیش از استفاده باید تمامی موارد احتیاطی، مشخصات و خاصیت های درج شده روی محصول رعایت گردد و تمامی مراحل اجرا به صورت گام به گام زیر پیش رود:
رعایت نکات ایمنی : برای محافظت از خود در برابر مواد شیمیایی، در حین اجرای ملاتهای نسوز، از وسایل ایمنی مناسب از جمله دستکش و عینک ایمنی استفاده کنید. از تماس پوستی یا چشمی خودداری کنید. در صورت تماس، پوست را با آب و صابون بشویید. در صورت تماس با چشم به مدت 15 دقیقه با آب بشویید.
انتخاب ملات نسوز : ملات نسوز با کیفیت بالا و متناسب با نیاز مورد نظرتان را تهیه کنید. انواع مختلفی از ملات نسوز وجود دارد، بنابراین مطمئن شوید که گزینه درستی را انتخاب میکنید. برای اطمینان، میتوانید از متخصصین این حوزه، مشاوره بگیرید.
ابزار مورد نیاز : یک ظرف مناسب برای مخلوط کردن و آماده سازی ملات، یک ماله و یا گان پاششی برای اجرا ملات نسوز نیاز میباشد.
مخلوط کردن ملات نسوز : برای آماده به مصرف کردن ملاتهای نسوز، همیشه طبق دستورالعملهای سازنده ملات نسوز، عمل کنید. چرا که ملاتهای نسوز، انواع گوناگونی را در بر میگیرند. پس ممکن است، نسبتها و دستورالعملهای اختلاط متفاوتی داشته باشند. اما به طور کلی، معمولاً مخلوط ملات نسوز به وسیله ترکیب با آب، آماده برای استفاده میشود. آب را با نسبت مشخص شده در دیتاشیت محصول، به تدریج به مخلوط ملات خشک اضافه کنید و مدام هم بزنید. سعی کنید یک قوام ضخیم و خامهای داشته باشید که بتواند شکل خود را بدون شره کردن در حین اجرا، حفظ کند. آب را بیش از حد مجاز، به مخلوط ملات نسوز، اضافه نکنید. ملات بیش از حد مرطوب، میتواند ساختار اصلی و مشخصات مکانیکی و فیزیکی نهایی ملات نسوز را تضعیف کند.
آماده سازی سطح : سطحی که برای پاشیدن ملات نسوز در نظر گرفته شده باید به طور کامل تمیز و عاری از زنگ زدگی، آسیب دیدگی، گرد و غبار و ناخالصی باشد زیرا این عوامل ممکن است روی عملکرد و چسبندگی ملات تاثیرگذار باشد. بدین خاطر باید با استفاده از ابزارهای مخصوص مانند چکش، برس سیمی، فرز، دستگاه هوادهی یا به روش سندبلاست، پاکسازی شود.
اجرای ملات نسوز : ملات نسوز آماده شده برای مصرف را با استفاده از ماله یا اسلحههای مخصوص پاشش، بر روی سطح آماده شده بمالید یا پاشش کنید. در حین اجرای آجرهای نسوز با استفاده از ملاتهای نسوز، ملات را محکم به درزهای ما بین آجر یا بلوکهای نسوز، فشار دهید. ملات نسوز، نسبتاً سریع تنظیم میشود، بنابراین باید با برنامه ریزی و زمانبندی از پیش تعیین شده، کار کنید. زمان لازم برای تنظیم و گیرش انواع ملات نسوز، متفاوت است. پس با مراجعه به دیتاشیت محصول، از آن آگاه شوید.
عمل آوری یا کیورینگ ملات نسوز : برای اطمینان از گیرش نهایی ملات پس از اجرای آن، باید عمل آوری یا فرآیند کیورینگ ملات نسوز، به طور صحیح مطابق با دستورالعملهای مخصوص عمل آوری ارائه شده توسط سازنده انجام شود. فرآیند کیورینگ ملات نسوز، ممکن است شامل مرطوب کردن سطح ملات اعمال شده با اسپری آب یا پوشاندن آن با پارچههای مرطوب باشد. این از خشک شدن سریع ملات نسوز، جلوگیری میکند و اجازه میدهد تا تنظیم و گیرش ملات نسوز، به درستی صورت گیرد. زمانی که ملات نسوز به طور کامل پخت و خشک شد، به تدریج آن را در معرض حرارت قرار داده تا به ملات اجازه دهد سخت شود و به حداکثر مقاومت خود برسد.
محدودیتها در اجرای ملات نسوز
- در آماده سازی ترکیب ملات نسوز، باید از آب بدون ناخالصی مانند آب آشامیدنی استفاده گردد.
- نسبت آب به مخلوط پودری ملات نسوز در حین آماده سازی، بسیار با اهمت است زیرا میزان آب بیش از حد مجاز، منجربه کاهش شدید کارایی ملات نسوز میشود.
- در حین آماده سازی ملات نسوز، ترکیبات را با دقت مخلوط کنید. این از کلوخه شدن ملات نسوز، جلوگیری میکند. بهترین روش برای ترکیب اجزای ملات نسوز، مخلوط کردن به روش دستی یا با استفاده از همزن است.
- ابزار مورد استفاده در این عملیات بعد از اجرای ملات نسوز، باید به خوبی به وسیله آب تمیز شوند. از طرفی، مواد سخت شده نیز باید به روشهای مکانیکی، پاکسازی شوند.
نحوه انبار و نگهداری
در انبار و نگهداری ملات نسوز به خاطر خصوصیات ویژه و بافت حساسی که دارد، دقت بالایی نیاز است. این محصول برای حفظ کارایی و کیفیت آن نیاز دارد در انباری مسقف و محیطی خشک به دور از نفوذ رطوبت و در محدوده دمایی 16 تا 27 درجه سانتیگراد در کیسه هایی 25 کیلوگرمی که توسط سازنده محصول تولید شده، نگهداری شود. علاوه بر این از چیدن تعداد بالای کیسههای محصول روی هم اکیدا خودداری شود زیرا فشار زیاد سبب سفت و متراکم شدن مواد در حالت خشک میشود که کاهش کیفیت و کارایی محصول را با خود به همراه دارد. علاوه بر این در زمان حمل و نقل کیسههای محصول باید احتیاط لازم رعایت شود که کیسهها پرتاب نشوند و ضربهای به آنها وارد نشود زیرا دانه بندی مخلوط را تغییر میدهد. با این شرایط درصورت رعایت شرایط بهینه نگهداری، ملات نسوز میتواند تا 8 ماه در انبار بدون کاهش کیفیت نگهداری شود.