otwórz w nowym oknie / strona główna / oferta



Dlaczego pęka? Czy musi?



Sprawa wiąże się mocno z tematem dylatacji (tu). Pękanie może mieć kilka przyczyn, a głównie dwie. Jedna to skutek ogólnie pojętych zjawisk korozyjnych. Zły dobór materiału powodowany niewiedzą lub (głównie tak jest) ekonomią powoduje w efekcie występowanie w strukturze materiału miejscowych naprężeń na skutek przemian fizykochemicznych części składników fazowych. Materiał nigdy nie jest jednorodny. Składniki te nie mają najczęściej jednakowych parametrów, jeżeli chodzi o stabilność termiczną i rozszerzalność. Czasem więc rysa na cegle wcale nie musi mieć przyczyny w jakimś mechanicznym uszkodzeniu lub doraźnym przegrzaniu. Od materiałów ogniotrwałych wymaga się możliwie wysokiego stopnia czystości, bo z samej definicji tego rodzaju tworzywa wynika, że muszą się składać z faz nieulegających przemianom fizycznym, szczególnie tym, powodującym znaczne zmiany objętości. Są od tej reguły wyjątki, ale dotyczą one materiałów, że się tak wyrażę - szczególnej troski, specjalistycznych, mało uniwersalnych. Jakieś przykłady? - Stosuje się w przemyśle wypalane wyroby dolomitowe, które na wolnym powietrzu rozsypią się nam w ciągu kilku dni, bądź tygodni. Powszechnie stosuje się też wyroby krzemionkowe, które na skutek zachodzących przemian krystalicznych kwarcu, mają bardzo wysoką rozszerzalność i nie nadają się do budowy „zwykłych” wymurówek, w szczególności pracujących okresowo.
Szerzej można zająć się pękaniem na skutek błędów konstrukcyjnych przy prawidłowym doborze samego materiału. Materiał nie oznacza tutaj kształtu - formatu cegły, a jej tworzywo - gatunek.
Więc, materiał dobry, a pękło.
Przyczyny trzeba szukać we własnościach materiału, głównie przewodności i rozszerzalności. Element najczęściej nie jest nagrzany równomiernie i nie jest nagrzewany nieskończenie wolno. Na jego przekroju występują różnice temperatur, więc także różne warstwy różnie się rozszerzają. Cegła nie zareaguje nam na to obciążenie sprężystym wygięciem, a właśnie stopniowym rozluźnianiem struktury i pojawianiem się mikropęknięć. Te łączą się i pojawia się widoczna już rysa - rysa po chłodniejszej stronie. Takie jej umiejscowienie jest typowym symptomem takiego mechanizmu. Zatem: im materiał będzie miał wyższą przewodność i im mniejszy współczynnik rozszerzalności, tym lepiej się nam zachowa. Dzieje się tak, bo optymalny poziom tych własności zapewni mniejszy poziom naprężeń cieplnych. Będą występować mniejsze różnice temperatur na jego przekroju, a przy mniejszej rozszerzalności, "dobrotliwość" elementu się zwielokrotni. Dość jaskrawym przykładem może być tu szkło żaroodporne. Jego odporność na ciepło polega właśnie na bardzo niskiej (właściwie zerowej) rozszerzalności - tu naprężenia się nie pojawią - brak im źródła. Materiały o dużej rozszerzalności i nawet dobrej przewodności, będą na wstrząsy cieplne mało odporne.
Pękaniu można zapobiegać poprzez odpowiednie konstruowanie. Należy zapewnić materiałowi jak najbardziej komfortowe warunki pracy. Na pewno nie może być on z jednej strony intensywnie grzany, z drugiej chłodzony. Warstwa nie może być zbyt gruba - to prowadzi do zniszczeń i rozszczelnień. Należy stosować ściany wielowarstwowe, pamiętając, że to nie wysoka temperatura najczęściej niszczy materiał, a właśnie naprężenia, no i oczywiście korozja, ale, jak wspomniano, to wiąże się już głównie z doborem gatunku. Nie zawsze też bardzo wytrzymały mechanicznie na zimno materiał będzie lepszy w wysokich temperaturach. Naprężenia cieplne szybko osiągają dużo wyższy poziom niż wytrzymałość na ściskanie, która jest najczęściej podawaną własnością (więcej). Należy unikać dużego skomplikowania kształtu pojedynczego elementu, ostrych przejść. Jeżeli nie można tego uniknąć, trzeba przewidzieć pęknięcie i zabezpieczyć (uszczelnić) to miejsce. Należy unikać dużych różnic w wielkości spajanych cegieł, stosować dzielenie (dylatowanie) w miejscach narażonych na pękanie. Generalnie: trzeba wiedzieć gdzie, kiedy i jak może pęknąć.
c.d.n.

reframat.pl



Tematy powiązane:
Dylatowanie >>
Dobór materiałów >>
Zasady budowy wymurówek ogniotrwałych >>
Przewodność cieplna >>


Pytanie?

Powrót do strony głównej