Refractarios y aislantes
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
Carreño García CesarMérida Enríquez Iker
Morales Zarate Juan AntonioRamírez Torres Martha Aidee
Valenzuela López Jorge
MORTEROS REFRACTARIOS Y AISLANTES
“Aislantes”
Baja conductividad térmica.
Hornos, calderas
entre otros.
Esta compuesto
de materiales básicos.
Evita la perdida o ganancia de calor .
Con un coeficiente
de transmisión
de calor bajo.
Representa primeramente economía
Porque evita la
transmisión de calor.
Evita el paso de energía de un cuerpo a
otro.
En virtud de la diferencia
de temperatura
que existe entre los mismos
Eficiencia térmica en los equipos.
Porque al evitar las perdidas o ganancias de
calor
Se puede observar
fácilmente en las calderas y hornos
que se requiere mantener una temperatura.
Se evita que los motores de los
equipos trabajen a una mayor
capacidad mayor a la de la
operación.
Si el sistema no esta aislado térmicamente.
Se tendrá una ganancia de
calor.
Y para contrarrestar
este fenómeno el compresor
tendrá que estar trabajando
continuamente para mantener la temperatura que
se requiere.
Se evitara el trabajo continuo
o forzado del equipo.
Protección para el
personal.
Que pudiera estar en contacto.
Es un material
de sujeción.
Barreras de vapor.
Y materiales
de acabado.
Por temperatura de aplicación
Forma y Composición
Clasificación de los Aislantes
Por temperatura de aplicación
Temperatura Baja
Temperatura Intermedia
Temperatura Alta
Refrigeración de ( -0.6°C) a (-40°C )
Agua Fría de (16°C) a ( 0°C )
Agua Caliente y condensadores de
( +16°C )a (100°C )Vapor en Reactores,
Precipitadores de ( +101°C ) a (315°C )
Turbinas de ( +315°C) a ( 815°C )
• Aislantes térmicos de fibras minerales
• Aislantes térmicos granulares
• Aislantes térmicos celulares
Forma y Composición
Aislantes térmicos de fibras minerales
Lana de Escoria / Lana de Roca
Con aceites minerales
Colchoneta armada con metal desplegado
y tela hexagonal. Temperatura maxima de operación 650°C o
1200°F
Con aglutinantes orgánicos
Medias cañas, Placas rígidas y
semirrígidas.Temperatura
máxima de operación: 650 oC
(1,200 oF) y 1,037 oC
Fibra de vidrio
Con aceites minerales
Colchoneta tipo I, II y III. Temperatura
máxima de operación:
538 oC (1,000 oF).
Con aglutinantes orgánicos
Medias cañas, Placas rígidas, Rollos.
Temperatura máximade operación: 538 oC
(1,000 oF)
Fibra cerámica
Colcha de Fibra Cerámica, Tabla de Fibra CerámicaFibra Cerámica a Granel, Cemento Moldeable de Fibra
CerámicaMódulos de Fibra Cerámica, y Papel de Fibra Cerámica.
Aislantes térmicos celulares
Los termoaislantes más usados son: vidrio espumado,
poliestireno expandido, poliuretano,
elastómeros y polisocianurato
Presentaciones:
Flexibles, preformados en hojas, rollos, tubos o
unidades rectangulares: Placas, medias
cañas, módulos, cubiertas para tuberías.
• Espumado en sitio: Poliuretano por aspersión.
Aislantes térmicos
granulares
Presentaciones.
Rígidos: Blocks, tablas y medias cañas.
Los más comúnmente usados son: vermiculita expandida,
perlita expandida, tierra
diatomácea,silicato de calcio
y silicato de sodio.
Materiales Refractarios
¿Qué es un material refractario?
Historia! De..
CERÁMICA INDUSTRIAS METALICAS
CONSTRUCION DE
HORNOS
Horno primitivo para la obtención del hierro
Horno de acero de crisoles
Horno alto
Todo material capaz de soportar, a temperaturas elevadas, las condiciones del medio en que esta inmerso, durante un
periodo de tiempo económicamente rentable, sin deterior excesivo de sus propiedades físico - químicas.
Todo material capaz de soportar, a temperaturas elevadas, las
condiciones del medio en que esta inmerso, durante un periodo de
tiempo económicamente rentable, sin deterior excesivo de sus
propiedades físico - químicas.
Materiales cerámicos Materiales
PolicristalinosNo metálicos
Inorgánicos
Alto punto de fusión
A partir de un polvo
Resistir altas tem.
Sin fundirse
Tenemos pues que:
Resistencia mecánica
Dependiendo de sus
aplicaciones
Choque térmico
Estabilidad química
CLASIFICACIÓN DE LOS REFRACTARIOS
AGLOMERADOS
FIBRASREFORMADOSMONOLÍTICOS
POR TIPO
Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con
consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros
materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas
considerables.
Materiales aglomerantes
pétreo
Materiales aglomerantes
hidrocarbonados
Materiales aglomerantes
hidráulicos
yeso, cal, magnesia alquitrán, betúncemento, cal
hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica
CLASIFICACIONQUIMICA
ACIDOS (pH<7) SIO ,Zr₂O₂
NEUTROS (Ph 7) Al₂O₃
BASICOS
(PH>7) CaO,Mg
O
CLASIFICACION SEGÚN TEMPERATURA
PERICLASA MgO 2800 ℃ESPINELA MgO.Al O ₂ ₃2135℃FORSTERITA 2MgO.SIO ₂1890℃
ESTAS TEMPERATURAS SON VALIDAS SOLO PARA MATERIAS PURAS
PROPIEDADES QUÍMICAS Y FÍSICAS
Resistencia al shock térmico : los refractarios son materiales frágiles que no soportan los cambios térmicos como lo hacen
algunos metales, si las tensiones que se generan superan la resistencia del material, este se parte generando grietas progresivas hasta llegar a la
rotura.
Métodos de medición
MORTEROS
Mortero
Agua
Áridos
Aglomerante
s
COMPOSICIÓN Aditi
vos
APLICACIONES
CONSTRUCCIÓN
MATERIAL DE AGARRE
REVESTIMIENTO DE PAREDES
RELLENAR, SELLAR O RESANAR
Da una mayor estabilidad estructural a la construcción
Soporta elevadas temperaturas sin degradarse
Previene la penetración de fluidos
Resiste ataque de escorias, líquidos y gases corrosivos
Compatible con la composición química del ladrillo
CARACTERÍSTICAS
Babilonia Barro y arcilla ladrillos limo y
brea
Tappeh Sialk, Irán
Construcción de los templos zigurates en el año 2900 a.C.
EgiptoEn las
Pirámides usaron
morteros de limo o aljez,
una mezcla de yeso y arena.
Grecia Mezcla de limo con ceniza
volcánica llamada
puzolana, conocido
como mortero hidráulico
Roma Mejoran el uso
del mortero puzolánico y lo cambian
por terracota con agregado de óxido de aluminio y
óxido de silicio
Edad Media Catedrales construidas
con limo
Época actual Gran variedad y aplicaciones
e morteros con diferentes características
HISTORIA
1.-Vaciar todo el contenido del saco. Revuélvase y deshaga los
terrones.
2.-Separar la cantidad que se va a emplear. Colocar en un
recipiente y agregar agua limpia y fría. En la cantidad indicada par
el fabricante. No agregar otros materiales.
3.-La mezcla debe dejarse en reposo a lo menos 2 horas antes
de su uso.
4.-El cemento o mortero puede ser aplicado por inmersión o con
llana.
5.-El ladrillo al colocarlo se debe golpear suavemente para
eliminar el exceso de mortero y así obtener una junta lo mas
delgada posible.
6.-Terminada la construcción déjese fraguar completamente el
mortero y recién se inicia el calentamiento del equipo. No
olvidar que el agua del mortero sé debe eliminar a una
temperatura no superior a los 150 ºC.
PREPARACIÓN MORTERO SECO
1.-Se debe homogeneizar bien el contenido del tarro,
desmenuzar las aglomeraciones.
2.-Separar en otro receptáculo la cantidad
de material a usar. Cerrar el depósito
original.
3.-Se puede agregar agua, si así fuese
necesario.
4.-Para aplicar por inmersión debe usarse
una consistencia tal que un ladrillo de
9″x41/2″x21/2″ debe flotar en la mezcla
emergiendo 26 mm, sobre la superficie.
5.-Se moja el ladrillo solo por la cara que va a ser pegada y se golpea suavemente al colocarlo
para obtener así una junta la mas delgada posible (no mas de 1
mm de espesor).
6.- Ver punto 6 morteros secos.
MORT
ERO
HÚM
EDO
Conglomerante
Características de la masa
Clasificación de los Morteros
Conglomerante
•Morteros de cal•Morteros de cemento pórtland•Morteros bastardos•Mortero Justacken•Mortero del chuli
•Morteros expansivos •Morteros refractarios•Morteros con aireante•Morteros ignífugos•Morteros de cemento cola•Morteros aislados de finos•Morteros aligerados
•Morteros no expansivos•Morteros hidrófugos•Morteros coloreados•Morteros autonivelantes
Mortero Refractario
• Compuestos por cemento de aluminato de calcio y arena refractaria. Se emplean estos morteros para construir hornos, hogares y chimeneas, y como material de agarre para la unión de piezas refractarias. Son resistentes a altas temperaturas ya la agresión de los gases que se producen en las combustiones.
Características de la masa
Mortero de cemento y arena
El mortero de cal
Mortero Mixto
Principal ventaja respecto a otro tipo de mezcla es su gran resistencia y la rapidez con la que se seca y endurece. Sin embargo, como es poco flexible, es fácil que se resquebraje.
Ventaja es fácil de aplicar, es flexible y untuoso. No obstante, es menos resistente e impermeable que el mortero de cemento.
Compuesto por cemento, cal y arena y posee las cualidades de los dos anteriores. Si en la masa se pone más cemento que cal será más resistente y si la cantidad de cal es mayor será más flexible.
PROPIEDADES QUE
DISTINGUEN A LOS
AISLANTE, MORTEROS
Y REFRACTAROS
Densidad
Es la relación entre la masa de una substancia y el volumen que
ésta ocupa
Porosidad
La porosidad es la capacidad de un material
de absorber liquidos o gases.
Durabilidad
Penetración de humedad
Soluciones
Eflorescencias
Helacidad
Factores que afectan la durabilidad
Retracción, las pastas
puras retraen por secado al perder el exceso de agua. En los
morteros la arena actúa
como esqueleto que
evita en parte los cambios volumétricos.
Erosión:
Acumulación
Transporte Desgaste
Corrosión
Deterioro
Forma mas estable de su energía
interna
Ataque electroquímic
o de su entorno
Abrasión:
Lo primero que se tiene que saber es que la abrasión no es mas que el desgaste que provoca sobre los cuerpos con el rozamiento en producto como el fenómenos de la erosión.
Luego por el contexto de la expresión, la resistencia a la abrasión no es mas que la propiedad que poseen algunos materiales como pieles, tejidos, laminas de aluminio, etc de resistirse a ese desgaste.
La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado
líquido pasa a gran velocidad
El colapso de las cavidades supone la presencia de gran cantidad de energía que puede causar enorme daño, en cualquier
material
Cavitación
Conductividad térmica:
Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción del calor. es también la capacidad
de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con
las que está en contacto.
Calor especifico:
Se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad
(kelvin o grado Celsius)
Se denomina expansión térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio.
En un sólido las moléculas tienen una posición razonablemente fija dentro de él. Cada átomo de la red cristalina vibra sometido a una fuerza asociada a un pozo de potencial, la amplitud del movimiento dentro de dicho pozo dependerá de la energía total de átomo o molécula. Al absorber calor, la energía cinética promedio de las moléculas aumenta y con ella la amplitud media del movimiento vibracional (ya que la energía total será mayor tras la absorción de calor). El efecto combinado de este incremento es lo que da el aumento de volumen del cuerpo.
EXPANSIÓN TÉRMICA
Aislamiento térmico es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por conducción. Se evalúa por la resistencia térmica que tienen. La medida de la resistencia térmica o, lo que es lo mismo, de la capacidad de aislar térmicamente, se expresa, en el Sistema Internacional de Unidades (SI) en m².K/W (metro cuadrado y kelvin por vatio).
Se considera material aislante térmico cuando su coeficiente de conductividad térmica: λ es inferior a λ<0,085 kcal / m2.°C medido a 20 °C (obligatorio) ó 0,10 W/m2K
La resistencia térmica es inversamente proporcional a la conductividad térmica.
Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida, al paso del calor a través de ellos. Algunos, muy escasa, como los metales, por lo que se dice de ellos que son buenos conductores; los materiales de construcción (yesos, ladrillos, morteros) tienen una resistencia media. Aquellos materiales que ofrecen una resistencia alta, se llaman aislantes térmicos específicos o, más sencillamente, aislantes térmico.
AISLACIÓN TÉRMICA
La adherencia, es la capacidad del mortero de absorber tensiones normales o tangenciales a la superficie del mortero; es decir, la resistencia tangencial que presenta cuando se intenta que otro cuerpo se deslice sobre este.
ADHERENCIA
PROPIEDADES DE LOS MORTEROS
DURABILIDAD
HELACICIDAD
PENETRACIÓN DE
HUMEDAD
Penetración de humedad, si el agua penetra en las juntas de cerramiento o en el interior de un enfoscado se va a deteriorar el mismo debido a la presencia de moho y eflorescencias así como el riesgo de la helacidad.
Se denominan Eflorescencias a los cristales de sales, generalmente de color blanco, que se depositan en la superficie de ladrillos, tejas y pisos
cerámicos o de hormigón
Eflorescencias