CEBUD TECHNOLOGIE

Technologie

Szamot - zatrzymaj cieplo

autor: Krzysztof Bielenowski /ZMO Górbet

Szamot jest jednym z najpopularniejszych materiałów używanych w branży kominkowej. Jego właściwości doceniono już wiele lat temu, stosując go szeroko w budowie pieców kaflowych. 
f3412672.jpgpin
Zobacz całą galerię
Obecnie, oprócz szerokiego zastosowania przemysłowego, znajdziemy go nie tylko w piecach, ale także we wkładach kominkowych, w formie okładziny paleniska, jak również w postaci dodatkowych kanałów akumulacyjnych w zabudowach kominkowych.

Szamot czyli co?


Powstaje on w wyniku zmielenia i spieczenia wypalonej gliny ogniotrwałej (tlenku glinu - Al2O3), uzyskując postać wyrobów ceramicznych (płyt i kształtek). Proces produkcji tego materiału polega na jego formowaniu, suszeniu i wypalaniu lub wygrzewaniu w wysokich temperaturach. Wprawdzie powszechnie wiadomo, że wyroby szamotowe cechują się dużą odpornością na szybkie zmiany temperatury, jednak mało kto wie, że już sam proces produkcji materiału ceramicznego determinuje rzeczywiste parametry fizyczne szamotu (o czym niżej), w tym wytrzymałość na pękanie.
Szamot jest materiałem wykorzystywanym do wyłożenia okładzin pieców przemysłowych, pieców kaflowych, a z przyczyn ekonomicznych - także kominków. Szamotowe wyroby ceramiczne kumulują bowiem ciepło wytwarzane w procesie spalania, wydzielając je jeszcze długo po jego zakończeniu. To właśnie właściwości akumulacyjne szamotu powodują, że moda na jego wykorzystanie w zabudowie kominkowej utrzymuje się nieprzerwanie od kilku lat.
Ponadto, zastosowanie wyłożenia ceramicznego obniża koszty wytworzenia samego kominka, pozwalając na wykorzystanie przy tworzeniu jego konstrukcji odlewów żeliwa o niższej jakości oraz mniejszej grubości.
Płyty ceramiczne z reguły produkuje się w wymiarach: 1000 x 500 mm i grubościach 20, 25, 30, co z uwagi na możliwość ich obróbki (cięcie) ułatwia ich wykorzystanie w wyłożeniach pieców i zabudowie kominkowej. Wyroby szamotowe w postaci płyt ceramicznych lub elementów formowanych (prefabrykatów) mogą być produkowane z wykorzystaniem technologii wypalania lub wygrzewania.

Wypalany czy wygrzewany


Wyroby wypalane w porównaniu do wyrobów wygrzewanych są bardziej podatne na zjawisko wichrowania, zachodzące w trakcie obróbki termicznej, a także są bardziej podatne na wstrząs termiczny przez co zdarza się, że pękają.
W wyniku procesu wichrowania elementy prefabrykowane nie mają idealnie równoległych ścianek, co utrudnia dopasowanie poszczególnych elementów, np. w przypadku zastosowania łączenia "na własne pióro", a po stronie producenta lub zduna wymaga dodatkowej obróbki. Jednocześnie w trakcie cięcia płyt ceramicznych pod wymiar wyroby szamotowe wypalane są podatne na mikropęknięcia, co rzutuje na ich zdolność akumulacji cieplnej i znajduje przełożenie w ich mniejszej wytrzymałości.
Wyroby szamotowe wypalane zawierają ok. 40% Al2O3 (tlenku aluminium) przy gęstości 2,15 g/cm3, porowatości 22% i wytrzymałości na ściskanie 20 N/mm2. Ich przewodność cieplna wynosi: 400o - 1,2 W/m*K, 700o - 1,3 W/m*K, 1000o - 1,4 W/m*K, a współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej dla 1000 oC wynosi 0,55%, co pozwala z wyprzedzeniem określić konieczne odległości pomiędzy poszczególnymi elementami.

Płyty szamotowe wytwarzane z zastosowaniem technologii wygrzewania są odporne na zjawisko wichrowania, co umożliwia precyzję wykonania z dokładnością do 1 mm, a przez to znacznie ułatwia łączenie elementów ceramicznych prefabrykowanych. Jednocześnie wyroby szamotowe wygrzewane uzyskują znacznie wyższe parametry od wyrobów szamotowych wypalanych. I tak zawierając ok. 40% Al2O3 (tlenku aluminium) uzyskują 40 N/mm2 wytrzymałości na ściskanie przy gęstości 2,05 g/cm3. Współczynnik rozszerzalności liniowej cieplnej dla 1000 oC wynosi 0,5%.

Technologia wytwarzania


Ceramiczne płyty szamotowe przeznaczone do pracy w strefie ogniowej, jak również do zabudowy zewnętrznej, są wytwarzane przy zastosowaniu technologii wibrowania w stalowych formach (tolerancja wymiarów +/- 1 mm) oraz obróbki termicznej poprzez wygrzewanie płyt do temperatury 600 oC piecach. Ta technologia produkcji, w połączeniu ze składem chemicznym, gwarantują wieloletnie użytkowanie płyt bez ryzyka pęknięć (w wyniku gwałtownych zmian temperatur w kominkach), spotykanych często w wyrobach szamotowych wytwarzanych inną technologią.

Polecane płyty mogą być opcjonalnie produkowane w dwóch wariantach:
a) ceramiczne płyty zbrojone włóknem polipropylenowym, którego zastosowanie ogranicza naprężenia termiczne oraz ułatwia transport wody na zewnątrz wyłożenia. Zastosowanie włókien (Wp) pozwala uzyskać średnią gęstość pozorną = 2,00 g/cm3 oraz wytrzymałość na ściskanie >35 MPa.
b) ceramiczne płyty zbrojone włóknem polipropylenowym oraz metalowym (wyłącznie żaroodpornym!) są szczególnie odporne na naprężenia termiczne występujące w procesie spalania (szybkie rozgrzewanie zimnego kominka oraz jego gwałtowne schładzanie), jednocześnie podnosząc odporność materiału ceramicznego na ścieranie, a także poprawiając jego wytrzymałość mechaniczną. Zastosowanie włókien (Wp i Wm) pozwala uzyskać średnią gęstość pozorną = 2,05 g/cm3 oraz wytrzymałość na ściskanie >40 MPa.

W sprzedaży spotyka się kształtki szamotowe o różnych kolorach i fakturze. Jednak oprócz walorów czysto estetycznych, ważnych na etapie podejmowania decyzji przez klienta, tak kolor jak i faktura kształtek szamotowych nie mają żadnego znaczenia w procesie ich stosowania, nie znajdując żadnego przełożenia na jakość szamotu. W wyniku pracy z ogniem szamot bezpowrotnie traci kolor, a ewentualne ubytki (porowatość powierzchni) ujednolica osad powstały w procesie spalania materii organicznej.
Z uwagi na stosunkowo niską temperaturę pracy kominków, prawidłowo wykonane płyty szamotowe nie powinny ulegać spękaniu w procesie spalania opału.
Pomimo pojawienia się na rynku wielu nowych produktów o podobnych właściwościach, szamot wciąż jest chętnie stosowany we wszelkiego typu urządzeniach grzewczych.
fot. Kominekpin

fot. Richard Le Droffpin

Komentarze (0)

Zaloguj się aby skomentować artykuł
Zaloguj się
facebook Twitter Google+

Nasi partnerzy

Kominki polski
Pasywny Budynek
IntelEko.pl
Ogrzewnictwo.pl
Kominek