5.7.14. Футеровка и облицовка печейКотлы / Дачные бани и печи. Принципы конструирования / 5. Климатический (отопительный) модуль / 5.7.14. Футеровка и облицовка печейСтраница 4
Существуют технологии нанесения огнеупорных покрытий прямо на раскаленную защищаемую поверхность (в том числе и на восстанавливаемую футеровку без остановки печи) обмазкой, набрызгом, набрасыванием, торкретированием. В состав огнеупорных покрытий (торкрет-масс) входит огнеупорный наполнитель (в частности, шамот) с размером зёрен не более 2 мм в количестве до 50%, пластификатор (огнеупорные глины, в том числе бентонит) в количестве 5-10%, связка (жидкое стекло, хрома-ты, фосфаты, соли магния, шлаки) в количестве 1-15%, остальное вода. Толщина торкрет-слоёв может достигать 20-30 мм.
В заключение остановимся на явлениях термических растрескиваний стенок и футеровок печей при чрезмерных неоднородных перегревах (так называемых «перетопах» печей), которые могут выступать комбинированно в форме разрушений материалов и в форме разрушения конструкций. Внутренние стороны стенок печей, контактируя с горячими дымовыми газами, нагреваются и, расширяясь, распирают холодные части стенок печи. Наружные холодные стороны стенок печей выполняют роль «бандажа» (обхватывающего кольца-обруча, препятствующего расширению печи), сохраняя неизменными наружные размеры печи и поддерживая целостность печи при протопках. В ходе протопки печи, «бандаж» (холодный наружный слой стенки), испытывающий колоссальные разрывные нагрузки, становится (из-за прогрева стенки изнутри) все более тонким, а потому все менее прочным, и «при перетопе» начинает «разъезжаться» под напором изнутри (с появлением трещинковатости) или даже «рваться» (с образованием одиночных крупных сквозных трещин-щелей). Чем медленней прогрев печи (чем меньше тепловой поток на стенку), то есть чем ниже температура внутренней стороны стенки, чем более упруг (как резина) и пластичен (как пластилин) материал стенок печи, то есть чем легче он обратимо или необратимо деформируется (растягивается или сжимается без разрушения) под действием внешних сил, чем более однородно прогреваются стенки, то есть чем тоньше и теплопроводней стенки печи, тем меньшие термомеханические напряжения испытывают стенки печи и тем меньше вероятность их хрупкого разрушения.
Для предотвращения разрушений используются многослойные стенки с пустотными зазорами между слоями, термокомпенсирующие разрывы (сквозные разрезы стенки или поверхностные пропилы или рассыпавшиеся швы со стороны прогрева), гибкие вставки и др. Напомним, что при нагреве свободная плоская стенка коробится (выгибается как кирпич над пламенем) в сторону нагрева («стремится к огню»), но замкнутые (например, цилиндрические) стенки «стремятся от огня». В прямоугольных топках плоские стенки вначале пытаются выпирать вовнутрь к огню, но зоны в угловых стыках (в вертикальных ребрах) раскрываются (притупляются, тоже стремясь к огню) «цветком-васильком». В результате конкуренции противонаправленных сил, топки рвутся при перетопе, как правило, наружу с образованием вертикальной сквозной трещины-щели по середине топки. Такие разорвавшиеся топливники «дышат» при каждой топке (с раскрытием сквозной трещины) точно так же, как «гуляет» дом весной на разорвавшемся фундаменте, и требуют ремонта в зоне трещины путем обязательной перекладки кирпича вперевязку на новом растворе (а не просто зачеканивания щели раствором, поскольку замазывание трещины не выдерживает больших нагрузок на разрыв).