دیرگداز چیست؟

دمای بالا می توان اکثر محصولات و مواد اولیه ساختمانی و غیر ساختمانی را تحت تاثیر قرار دهد. اگر این محصولات مقاومت بالایی در برابر حرارت نداشته باشند، به راحتی ذوب می شوند و خواص شیمیایی و فیزیکی آن ها تغییر پیدا خواهد کرد. از این رو استفاده از موادی که مقاوم به آتش سوزی و حرارت هستند، در بسیاری از صنایع بسیار مهم است. این مواد با نام دیرگداز شناخته می شود که می توانند تا دماهای بالای 1500 درجه سانتی گراد را نیز تحمل کنند. این مواد می توانند مقاومت بالایی در برابر حریق داشته باشند. از این رو با نام مواد ضد حریق و نسوز نیز شناخته می شوند. برای آشنایی بیشتر با مواد دیرگداز، کاربردها و ترکیبات تشکیل دهنده در این مواد با ما در ادامه این مقاله همراه باشید.

دیرگداز چیست؟

استفاده از موادی که مقاومت بالایی در برابر حرارت دارند، در صنایع خاص مانند صنایع پتروشیمی، ساختمان سازی و … بسیار مهم است. این مواد در جهان با نام مواد دیرگداز شناخته می شوند که در کنار داشتن قابلیت های خاص، بسیار مقاوم هستند. در یک تعریف کلی، این مواد به موادی گفته می شود که بتوانند دمای بالای 1500 درجه سانتی گراد را تحمل کنند. از این رو به هیچ وجه نمی سوزند و دچار حریق نمی شوند. به همین خاطر می توان این مواد را به عنوان مواد ضد حریق و نسوز نیز شناخت. ترکیبات موجود در مواد دیرگداز  که به جرم های نسوز معروف می باشند، می تواند با هم متفاوت باشد. اما به طور کلی، این مواد دارای 6 ترکیب اصلی به نام های MgO، CaO، Sio2، Cr2O3، Al2O3 و ZrO2 هستند که هر کدام فواید و مزایای خاص خودشان را در این مواد به وجود می آورند. مواد اولیه دیگری نیز وجود دارند که با نام منیزیت، بوکسیت، سیلیس و … شناخته می شوند و می توانند در این مواد به کار روند.

تعریف مواد دیرگداز در استانداردهای بین المللی

استانداردهای بین المللی، یک سری تعاریف خاصی را برای مواد دیرگداز ایجاد کرده اند که در ادامه مقاله با 3 نمونه از این تعاریف آشنا می شوید.

• استاندارد ASTM C 71
  طبق این استاندارد، مواد دیرگداز، موادی غیر فلزی هستند که خواص شیمیایی و فیزیکی آن در مقابل محیط هایی با دمای بالاتر 538 درجه سانتی گراد تغییری نمی کند. طبق این تعریف این مواد برای سازه ها و اجزایی که دارای دمای بالای 538 درجه سانتی گراد هستند، مورد استفاده قرار می گیرند.
• استاندارد ISO R 836
  طبق این استاندارد، مواد و محصولات غیر فلزی که مقاومت در برابر دمای بالای آن ها حداقل 1500 درجه سانتی گراد می باشد، در گروه مواد دیرگداز قرار می گیرند.
• ISIRI 2631
  این استاندارد، ساده ترین تعریف را برای مواد دیرگداز دارد و شرط وجود خاصیت دیرگدازی در مواد اولیه مختلف را تحمل کردن دمای بالای 1450 درجه سانتی گراد می داند.

دیرگداز به نقل از ویکی پدیا

به نقل از ویکی پدیا، مواد دیرگداز یا نسوز موادی هستند که خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و ترمومکانیکی آن ها در برابر حرارت ها بالا تغییری نمی کند. این مواد می توانند در مقابل فشار، سایش، شوک حرارتی و خوردگی شیمیایی نیز مقاومت بالایی از خود نشان دهند. مواد نسوز در صنایع مختلفی کاربرد دارند و می توانند بسیار گران قیمت نیز باشند. به نقل از ویکی پدیا، به دلیل گران قیمت بودن مواد دیرگداز، هر گونه خرابی به وجود آمده در آن ها می تواند باعث افزایش زمان تولید و از بین رفتن محصول شود. این مواد می توانند بر روی مصرف انرژی و کیفیت محصول نهایی تاثیر مثبت بگذارند. از این رو باید در هنگام تولید آن ها به دقت به مواد اولیه استفاده شده در آن ها توجه داشت. همچنین، این مواد نباید باعث ایجاد آلودگی در محیط زیست شوند.

ویژگی های مهم مواد دیرگداز چیست؟

مهم ترین مشخصه مواد دیرگداز، مقاومت آن ها در برابر دمای بالاست. این مواد بسته به ترکیباتی که دارند می توانند دمای بالای 1500 درجه سانتی گراد را تحمل کنند. از این رو حتی اگر در برابر حریق و آتش سوزی قرار بگیرند، خصوصیات مکانیکی و شیمیایی آن ها دچار تغییر نخواهد شد. این مواد قادر به تحمل فشار و ضربه هستند و می توانند مقاومت خوبی در برابر وزن های سنگین از خود نشان دهند. از دیگر خصوصیات مواد نسوز، انبساط حرارتی خوب آن ها است. در واقع اگر این مواد در برابر تغییر دمای شدید و ناگهانی قرار بگیرند، باز هم استحکام و کیفیت خود را از دست نمی دهند و می توانند مقاومت بالایی در برابر این شرایط داشته باشند. مقاومت بالا در برابر سایش و رطوبت نیز از جمله خصوصیات دیگر این مواد محسوب می شوند. وجود خاصیت مقاومت در برابر سایش در این مواد باعث می شود تا استحکام این مواد در برابر فرسودگی و آسیب پذیری در شرایط مختلف بالا رود.

اگرچه خصوصیات ذکر شده در اکثر مواد دیرگداز قابل مشاهده اند؛ اما به هر حال ممکن است بسته به نوع ترکیبات، این خواص و ویژگی ها نیز با هم متفاوت باشند. این مواد اولیه هستند که خواص نهایی این ترکیبات را ایجاد می کنند و می توانند مقاومت آن ها را در برابر تخریب بالا ببرند. در هر صورت به طور خلاصه می توان خواص و ویژگی های این مواد را به شرح زیر بیان کنیم:

• مقاومت بالا در برابر حرارت
• مقاومت بالا در برابر سایش و فرسودگی
• استحکام بالا در برابر تغییرات شیمیایی و فیزیکی
• داشتن مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی اسیدی و بازی
• جذب آب بسیار کم و مقاومت بالا در برابر رطوبت

طبقه بندی انواع مواد دیرگداز چگونه است؟

مواد دیرگداز یا نسوز بر اساس نحوه تولید و تیپ محصول، ماهیت شیمیایی و کاربرد به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که هر کدام خصوصیات خاص خودشان را دارند.

برحسب تیپ محصول (شکل­ دار یا بی­ شکل)

یکی از روش های دسته بندی انواع مواد دیرگداز، دسته بندی بر اساس تیپ محصول است. در واقع این ترکیبات را می توان بر اساس شکل فیزیکی به انواع مختلفی طبقه بندی کرد که هر کدام خصوصیات خاص خودشان را دارند. مواد دیرگداز بی شکل و شکل دار، دو نوع از این مواد هستند. همانطور که از نام آن ها مشخص است، مواد نسوز بی شکل بدون هیچ ساختاری به صنایع مختلف داده می شوند. در این صورت انعطاف پذیری بیشتری برای استفاده از این محصولات در صنایع مختلف وجود دارد. مواد دیرگداز شکل دار یا همان شکل داده شده، موادی هستند که در هنگام تحویل به مصرف کننده نهایی دارای شکل معینی هستند. از این رو کاربرد این مواد از قبل مشخص شده و بدون هیچ انعطاف پذیری باید از فرم مخصوص این مواد استفاده کرد. بسیاری از افراد حرفه ای در این حوزه، این مواد را تحت عنوان آجرهای نسوز می شناسند.

برحسب ماهیت شیمیایی (اسیدی، بازی و خنثی)

ترکیبات موجود در مواد نسوز، باعث ایجاد خاصیت شیمیایی متفاوت در این مواد می شود. به طوری که می توان مواد دیرگداز را بر اساس ماهیت شیمیایی به سه دسته اسیدی، بازی و خنثی تقسیم بندی کرد. هر کدام از این مواد دارای خواص شیمیایی خاصی هستند که به واسطه وجود ترکیبات متنوع در آن ها، می توان این خواص را تغییر داد. در صورتی که در مواد نسوز از ترکیبات خاص مانند ZrO2 وSiO2 که باعث ایجاد خاصیت اسیدی می شوند، استفاده شود؛ آن ماده، یک ماده نسوز اسیدی است. اگر در این مواد از ترکیبات قلیایی مانند CaO و MgO استفاده شود، این مواد در گروه دیرگدازهایی قلیایی قرار می گیرند. در نهایت اگر مواد اولیه با فرمول خاص R2O3 در این مواد به کار روند، این مواد به مواد نسوز ضد حریق تبدیل می شوند.

برحسب کاربرد (دما بالا، خوردگی بالا)

دیرگدازهای موجود در بازار را می توان از نظر دما و خوردندگی نیز به انواع مختلفی تقسیم بندی کرد. به طور کلی، توجه به مقاومت به خوردگی در این مواد بسیار حائز اهمیت است. این مقاومت در اثر وجود ترکیبات متنوع در دیرگدازها به وجود می آید. بر حسب دما می توان این مواد نسوز را به سه دسته زیر تقسیم بندی کرد:

• مواد نسوز حرارت پایین: این مواد با نام رس آتشخوار و دیرگدازهای سیلیسی نیز شناخته می شوند. این مواد می توانند بازه دمایی 1580 تا 178 درجه سانتی گراد را تحمل کنند.
• مواد نسوز حرارت متوسط: این مواد دارای ترکیبات خاصی از جمله لوکسیت، فورستریت و … هستند که می توانند بازه دمایی 1780 تا 2000 درجه سانتی گراد را تحمل کنند.
• مواد نسوز حرارت بالا: این مواد به دلیل داشتن ترکیبات خاص از جمله گرافیک، آلومینا، منیزیت و … می توانند مقاومت بالایی در برابر حرارت های بالا داشته باشند. از این رو آن ها در برابر دمای بالای 2000 درجه سانتی گراد نیز از خود مقاومت بالایی نشان می دهند.

مواد دیرگدازها چگونه ساخته می شوند؟

نحوه ساخت مواد دیرگداز، بر اساس عوامل بسیار متنوعی مشخص می شود و نمی توان نحوه ساخت همه دیرگدازها را یکسان دانست. به طور کلی، برای تهیه این مواد باید در ابتدا مشخص شود که چه متریال ها و یا مواد اولیه ای قرار است مورد استفاده قرار گیرند؟ با توجه به اینکه ساختار مواد نسوز با یکدیگر متفاوت است، ممکن است ترکیبات موجود در این مواد نیز با هم متفاوت باشند. پس از تهیه مواد اولیه نوبت به ورز دادن می رسد. مواد اولیه باید با روش های مختلفی ورز داده شوند و در صورت نیاز پودر و آسیاب شوند. این مرحله تاثیر زیادی روی یکپارچگی مخلوط دارد و می تواند یک ماده ضد حریق عالی را به وجود آورد. در این مرحله از دستگاه های مخلوط کن نیز برای ترکیب کردن مواد اولیه با یکدیگر استفاده می شود. در نهایت پس از اینکه از مخلوط و ترکیب شدن مواد ضد حریق اطمینان حاصل شد، نوبت به انتقال این مواد اولیه می رسد. البته در مواقعی که نیاز به ساخت این مواد به صورت شکل دار است، باید فرآیند بعدی برای شکل و فرم دادن این مواد انجام شوند.

مواد دیرگداز و کاربرد آن در صنایع

دیرگدازها بیشتر در صنایعی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز به استفاده از فرآیندهایی با دمای بسیار بالا باشد. از جمله این صنایع می توان به صنایع پتروشیمی، ذوب آهن و … اشاره کرد. شاید اصلی ترین کاربرد این مواد، ساخت کوره های صنعتی نسوز باشد. در این صورت این کوره ها مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت دارند و می توانند به عنوان یک سازه نسوز، ضد حریق و مقاوم در برابر آتش سوزی شناخته شوند. فرآیندهای انجام شده در صنایع فلزات و غیر فلزات نیازمند دمای بالا هستند. از این رو اگر از مواد نسوز و مقاوم به حرارت استفاده نشود، نمی توان شاهد عملکرد مناسب سازه ها در این صنایع بود. این مواد نسوز می توانند برای ساخت کوره های ذوب فلزات، خطوط نقل و انتقال مذاب، ساخت جداره های دودکش ها و مجاری عبور گاز مورد استفاده قرار گیرند. این کاربردها مربوط به صنایع فلزی بود؛ اما در صنایع غیر فلزی این مواد می توانند برای ساخت کوره های کراکینگ، زباله سوزها، بویلرها، کک سوزی، کوره های گوگرد و … مورد استفاده قرار گیرند.

البته نوع ترکیبات به کار رفته در این مواد و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن ها می تواند باعث ایجاد تغییر در کاربردهای این مواد شود. به طوری که کاربرد مواد دیرگداز در صنایع مختلف آنقدر متفاوت بوده که به راحتی نمی توان در مورد آن ها صحبت و جمع بندی کرد. از جمله صنایعی که به وفور از این مواد استفاده می کنند، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع آهن و فولاد
• صنایع فلزات غیرآهنی
• صنایع شیشه سازی
• صنایع پتروشیمی
• صنایع پالایشگاهی
• نیروگاه های صنعتی
• صنایع کاشی سازی و سرامیک سازی
• صنایع سیمان و آهک

مواد دیرگداز چه کاربردی در صنعت ساختمان سازی دارد؟

البته برای ساخت ساختمان می توان از مواد نسوز برای بخش های مختلف دیگر ساختمان و به صورت بدون شکل نیز استفاده کرد. در این صورت از روش ریخته گری و یا ملات کشی استفاده شده و مقاومت یک سازه در برابر حریق افزایش پیدا می کند. استفاده از مواد مقاوم به حرارت در ساختمان ها، با بحث ایمنی آن ها در ارتباط است. متاسفانه عدم توجه به مقاومت ساختمان ها در برابر آتش سوزی، باعث به بار آمدن خسارات جانی و مالی زیادی در ایران شده است که یکی از مهم ترین آن ها، ساختمان پلاسکو بود که همه ما شاهد حادثه تلخ و غم انگیز آن بودیم.

در سال های اخیر، تقاضای کارفرمایان برای ساخت ساختمان هایی مقاوم به حرارت و عایق بسیار افزایش پیدا کرده است. این موضوع زمانی میسر می شود که بتوان از مواد نسوز در ساختمان ها استفاده کرد. مواد دیرگداز به عنوان موادی که مقاومت بالایی در برابر حرارت، رطوبت و سایش دارند، می توانند بهترین گزینه برای ساختمان سازی محسوب شوند.

اصلی ترین کاربرد مواد دیرگداز در ساختمان سازی، ساخت آجرهای نسوز است که می توانند مقاومت بالایی در برابر حرارت از خود نشان دهند. این آجرها برای ساخت ساختمان های مقاوم به حرارت و جهت جلوگیری از اتلاف انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. چرا که علاوه بر داشتن مقاومت بالا در برابر حرارت و دمای بالا، می توانند در برابر اتلاف گرما نیز از خود مقاومت بالایی نشان دهند.

ملات دیرگداز چیست؟

ملات دیرگداز یا ملات نسوز یکی از کاربردهای این مواد است که برای ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند. این ملات در واقع باعث ایجاد پیوند در میان آجرها می شوند. برای تهیه این ملات، لازم است که از مواد مخصوص استفاده شود که با آب ترکیب می شوند و در نهایت خاصیت پلاستیکی پیدا خواهند کرد. این ملات می تواند مانند ملات های معمولی در میان آجرها قرار بگیرد و خاصیت ضد حریق به ساختمان ها بدهد.

عوامل تاثیر گذار در قیمت فروش مواد دیرگداز چیست؟

عوامل زیادی وجود دارند که می توانند روی قیمت فروش مواد دیرگداز تاثیر بگذارند. توجه به این عوامل و خرید مواد نسوز با قیمت مناسب به شما کمک می کند تا از هدررفت هزینه های خود جلوگیری کنید. چرا که مواد نسوز جزء مواد گران قیمتی هستند و باید با دقت و متناسب با کاربرد مورد نظر انتخاب شوند.

• نوع مواد استفاده شده
  یکی از عواملی که باعث ایجاد تغییر قیمت در مواد دیرگداز می شود، نوع مواد استفاده شده است. در صورتی که ترکیبات استفاده شده دارای قیمت بالاتری باشند، هزینه ساخت آن ماده نیز بالاتر می رود. در نهایت خروجی کار قیمت بالاتری نسبت به موادی دارد که با مواد اولیه ارزان تری تولید شده اند.
• خصوصیات مکانیکی و شیمیایی
  خصوصیات مکانیکی، شیمیایی و مقاومت مواد نسوز در برابر حرارت، عامل دیگری برای تعیین قیمت این مواد است. به طوری که هر چقدر مقاومت این مواد در برابر حرارت بالاتر باشد، هزینه خرید آن ها نیز بالاتر می رود. حال اگر علاوه بر مقاومت در برابر حرارت، خصوصیات دیگری از جمله مقاومت در برابر سایش، خوردگی و … در این مواد وجود داشته باشند که قیمت بسیار تغییر خواهد کرد.
• شرکت تولید کننده
  مواد دیرگداز، موادی هستند که توسط شرکت های تولید کننده داخلی تولید می شوند. همچنین امکان خرید این مواد به صورت وارداتی نیز وجود دارد. قیمت مواد نسوز وارداتی با کیفیت، بالاتر از قیمت مواد تولید شده در کشور است.

سخن آخر

در این مقاله در مورد مواد دیرگداز و کاربرد آن ها در صنایع مختلف صحبت کردیم. با توجه به اینکه در برخی از صنایع نیاز به اجرای فرآیندهای خاصی با دمای بالا است، مواد دیرگداز نیاز صنایع مختلف هستند. از این رو استفاده از آن ها در صنایع مختلف بسیار حائز اهمیت بوده و می تواند مزایای زیادی را به همراه داشته باشد.