cam yünü seraik yünü ateş tuğla

1. T.C SAKARYA ÜNİVERSİTESİ
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ
YALITIM SERAMİKLERİ
1250Y10065
BİLGEHAN GÜVEN

2. SERAMIKLERIN GENEL ÖZELLIKLERI
 Çoğu seramikler metalik ve nonmetalik elementler
arasında oluşan bileşiklerdir.
 Atomlar arası bağlar; tamamen iyonik veya iyonik +
kovalent olabilir.
 Genellikle sert ve kırılgandır.
 Genellikle elektrik ve ısı yalıtkanıdır.
 Opak, yarı-saydam veya saydam olabilir.
 Geleneksel seramikler- kil esaslıdır
(çini, tuğla, fayans, porselen), camlar ve yüksek
sıcaklık seramikleri.

3. SERAMIK YÜNÜ (CERAMİC FIBRE)
 Seramik yünü çok yüksek sıcaklıklarda kullanılan
lifli bir malzemedir. Taşyününün kullanılamadığı
1.200- 1.400 oC sıcaklıklar için kullanılır.
Rulo, levha, dökme şekillerinde bulunur. Beyaz
renklidir. Yoğunluğu malzemenin şekline göre 100-
150 kg/m3 arasında değişir. Yumuşak bir malzeme
olup, levha tiplerinin dahi basınca dayanımı fazla
değildir.

4.  En önemli özelliği yüksek sıcaklığa dayanabilmesidir.160 kg/m3 yoğunluktaki
rulo tiplerinin ısı iletkenlikleri Çizelge 2,2’de verilmiştir.

5.  Seramik yünü yanmaz. Hidroflorik asit ve fosforik
asit dışında diğer asitlerden etkilenmez. Islanma ve
diğer özellikler bakımından diğer lifli malzemelere
benzer nitelikler taşır. Ülkemizde üretimi
olmayıp, ithal edilmektedir.
 Fiyat yönünden tüm lifli malzemelere oranla en
pahalı olanıdır. Seramik yünü, diğer lifli
malzemelerde olduğu gibi rulo, levha, halat vs.
şeklinde bulunur. Prefabrik boru halinde üretilemez.

6. KALSIYUM SILIKAT (CALCIUM SILICATE)
 Kalsiyum silikat, mineral esaslı bir yalıtım
malzemesi olup levha, boru, sprey veya form
verilmiş özel parçalar halinde kullanılmaktadır. Aynı
zamanda su ilavesiyle sertleşen toz halinde de
bulunmaktadır. 1100oC’ye kadar dayanan türleri
mevcut olduğundan genellikle yüksek sıcaklık
yalıtımlarında kullanılır. Yoğunlukları 190-200 kg/m3
arasındadır. Basınç dayanımı çok yüksektir: 8 -10
kg/cm2’dir. Isı iletkenlik katsayıları oldukça
düşüktür.

7.  24 saat sonra:
Kalsiyum silikat malzemeler yangın yalıtımı için de elverişli bir malzemedir.
Sıcaklığa bağlı olarak rötre (büzülme) durumu şöyledir:

8. İZOLASYON TUĞLALARı VE HAFIF ATEŞ
TUĞLALARı
 Fırınlarda ve ısının var olduğu her türlü
konstrüksiyonlarda ısı izolasyonu için yüksek
gözenekli (%40 ile %70) izolasyon tuğlalar
kullanılır, ancak bunlar ateşe dayanıklı değildir.
Bunların "üretiminde, ya içerdikleri yanıcı
maddelerle (odun talaşı, linyit kömürü, naftalin)
yüksek gözenekli hammadde, (kieselgur) kullanılır
ya da dikkatlice kurutulan stabilize edilmiş
köpüklerden yararlanılır, İzolâsyon tuğlalarının
büyük bir kısmı alüminyum silikat esaslıdır

9.  Havanın kötü iletken olmasından yararlanılarak
üretilen bu malzemelerin ısı tutma etkisi, gözeneğin
dışında gözeneğin büyüklüğün ve gözenek
dağılımına da bağlıdır. Kieselgur tuğlaları, oldukça
düşük ısı iletme kabiliyetine sahiptirler. Bunlar, oda
sıcaklığından 1000 °C ye kadar yaklaşık 0,07 ile 0,1
W/m.K ısı iletme kabiliyeti gösterirler. Ancak
kieselgur tuğlalar, 900 °C ye kadar hacim
dayanımına sahiptirler.

10.  Son yıllarda, ısı izolasyonu için seramik bağlantılar
ve bunlardan üretilen dokuma battaniye ya da plaka
türü malzemeler de kullanılmaktadır. Ergitilen ve
0,003 mm kalınlığa kadar lifli halde işlenebilen
kaolin ve benzeri maddeler, yaklaşık 1500 °C ye
kadar kullanılmaktadır. Seramik fiber adı verilen bu
izolasyon malzemeleri, ergiyik metal ya da sıvıların
temas etmediği fırın atmosferinde, klasik refrakter
malzemelere nazaran daha ince olarak, montajı ve
kolaylıkla yapılabilecek şekilde ülkemizde de yaygın
kullanılmaktadır.

11.  Metalürjide, kimya endüstrisinde, enerji üretiminde
ve seramik endüstrisinde fırın yapımında ateş
betonunun kullanımı giderek artmaktadır.
Dökülebilir refrakter adı da verilen ateş
betonu, şamot, korund veya silika gibi ateşe
dayanıklı granül maddelerden ve kimyasal ya da
hidrolik sertleşebilen bağlama maddelerinden
meydana gelir. Karışım, genellikle su ile hazırlanır
ve beton teknolojisine uygun olarak
doldurma, sarsma, dökme ile büyük bloklar halinde
tuğla formuna getirilebilir ya da direkt olarak fırın
içerisine tatbik edilir. Bu teknolojinin
üstünlüğü, yapım ve tamirat sürelerini çok
kısaltması ve pek az işletme maliyeti olmasıdır.

12.  Ateş betonunun ateş dayanımı, yüksek
sıcaklıklarda bağlantı
malzemesinin, karakteristiklerine bağlıdır. Kimyasal
bağlayıcı olarak, su camı ya da fosforik asit
kullanılabilir. Örnek olarak, şamot grandi ateş
betonunda %15 ile 25 su camı ve bağlantı
hızlandırıcı olarak da %10 ile 15 Na2SiF6 ile
yüksek alkalilere karşı 900 °C ye kadar kullanılabilir.
Buna karşılık %15 ile 30 portland çimentosu ile
bağlantılı şamot 1150 °C ye kadar kullanılabilir.
Kuvarsit ve su camı bazlı olarak üretilebilen silika
beton, alkalilere ve sülfirik asitle çok şiddetli
reaksiyon yaptığından ve bunun sonucu
sertleştiğinden dolayı, 1500 °C ye kadar
kullanılabilir.

13.  Genel olarak yüksek kullanım sıcaklıkları için/bağlama
maddesi olarak alüminyum oksit bağlama çimentosu
kullanılır. Bu çimento, alüminyumoksit ve
kalsiyumoksidin ark fırınında ergitilmesiyle elde edilir. Bu
esnada CaO. Al2O3, Ca0.2Al2O3 ve alfa- Al2O3
teşekkül eder. Kalsiyum alüminatın hidrolik özellikleri
betonun bağlantısını etkiler ve diğer iki faz ateşe
dayanımı sağlar. %40 Al2O3’lü alüminyum oksit ergitme
çimentosu yaklaşık 1300 °C ye ve, yüksek kaliteli şamot
ilavesiyle 1400 °C ye kadar kullanılabilir. Ayrıca, %65 ile
70 Al2O3'lü çimento ile yüksek kaliteli refrakter
alüminyum oksitlerle takviye edilerek, 1550 ile 1750 °C
ye kadar çıkılması mümkündür.

14.  Hidrolik bağlantılı ateş betonunda biraz dikkatli
olunmalıdır. Isıtmada bağlantı maddesinin hidrat
fazında suyun alınmasından dolayı, tuğlanın ısıtılan
bölgesinde mekanik dayanım düşer.
Ancak, seramik bağlantılar katılmasıyla tekrar
iyileşme görülür. Tek yanlı ateşe maruz kalan ateş
betonu elemanlarında, bu koşulun etkisi yoktur. Bu
durum, su camı bağlantılı betonlarda görülmez.

15.  Ateş betonu, sıcaklık değişimlerine karşı yüksek
dayanıma (15 ile 25 hızlı soğutma ve daha çok)
sahiptir. Cüruf tahribine karşı, %29 ile 30 kadar olan
yüksek gözeneğinden dolayı pek dayanıklı
değildirler. Keza, aşınma dayanımı da pekiyi
"değildir. Süngerimsi maddeler, hafif şamot ya da
pomza taşı ilavesiyle, 500 ile 1000 kg/m3 ham
özgül ağırlıklı afif ateş betonu da üretilebilir.

16.  Ayrıca, sıkıştırma maddesi ya da plastik olarak
kullanım da olanaklıdır. Hamur haline getirildikten
sonra, tamir amacıyla kullanılabilir ya da plastik
olarak tatbik edilebilir. Kimyasal ya da hidrolik
bağlayıcı madde içermediklerinde, kullanım
sıcaklığı civarında dayanımda önemli ölçüde
yükselme meydana gelir.

17.  zolasyon refrakterlerinin kullanılmasındaki
avantajlar şöyle sıralanabilir;
 a) Isı kaybı düşük ve ısı depolama kapasitesi
yüksek olduğundan yakıt sarfiyatı azalır.
 b) Sıcaklık yükselme zamanı kısaldığından kullanım
yerinde üretim artar.
 c) Fırın sıcaklıklarının hızlı değişmemesi nedeniyle
operasyon kontrolunda kolaylık
 sağlar.

18.  d) İzolasyon refrakterlerinin hafif olmasından, fırın
hacmi ve ağırlığı düşer.
 e) Yüksek izolasyon etkisi nedeniyle daha ince
duvarların yapılabilmesinden ekonomi
 sağlanır.
 İzolasyon harçlarından (castable) bir grubu hazır
karışım şeklinde olup, yalnız su
 ilavesi ile tatbik edilebilir.

19.  Diğer önemli fırın izolasyon malzemeleri
asbest, kalsine diatomit ve kaya yünüdür.
 Çimento olarak dökme ve blok şeklinde temin
edilebilir. Büyük miktarlarda kullanılmasına
karşılık, izolasyon ateş tuğlalarına göre refrakterliği
düşük ve kırılgandır.

20. KALSIYUM SILIKAT MALZEMELER
 1100 0C sıcaklıklara kadar dayanıklı, beyaz
renkli, 240 kg/m3 yoğunlukta, yanma gazlarına
dirençli, kolay işlenebilen yangın yalıtım
malzemeleridir. Refrakter tuğlaların arkasında
yüksek ısı ve mekanik dayanımlı olması sebebiyle
kullanılırlar. Ön yüzeyde kullanılması tavsiye
edilmez çünkü termal şoklara dayanıklı değildir.
Binaların yanı sıra endüstriyel fırınlarda da
kullanılır. Günümüzde asbestsiz olarak
üretilmektedirler.