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In questa guida spieghiamo quali sono le caratteristiche, i prezzi e l’utilizzo dei mattoni refrattari.
Questi particolari mattoni presentano una forma a parallelepipedo ed hanno dimensioni definite, multiple e costanti di un modulo fisso, come, per esempio, 2 per 4 per 9 centimetri. Vengono prodotti con materiali resistenti a temperature estremamente elevate. Stando a quanto espresso dalla normativa Usa, i mattoni refrattari sono infatti tenuti a resistere a temperature superiori ai 538 gradi.
Il tipo più diffuso di mattoni refrattari ha come sua base un impasto di argilla refrattaria, ovvero un misto di ossido di Alluminio, in una percentuale tra il 50% e l’85%, e ossido di Silicio, tra il 50% ed il 15%, a cui in genere vengono addizionate piccole percentuali di ulteriori ossidi metallici.
L’impasto realizzato prende forma attraverso stampi appositi, per poi essere asciugato. I mattoni ottenuti grazie a questo processo vengono poi cotti in forno a temperature elevate fino a che non raggiungono una parziale vetrificazione, che va ad accrescere la loro resistenza meccanica.
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Come risulta essere facilmente intuibile, è sufficiente variare componenti chimiche e percentuali dell’impasto per ottenere diversi tipi di mattoni refrattari, le cui peculiarità saranno ovviamente legate ai materiali impiegati. Facendo un esempio concreto, un impasto realizzato utilizzando percentuali elevate di ossido di silicio consentirà di ottenere mattoni in grado di resistere a temperature elevate e al tempo stesso dotati di un basso coefficiente di dilatazione termica, con il risultato di un’elevata resistenza agli sbalzi di temperatura. Mentre dei mattoni con cospicue percentuali di ossido di alluminio sono in grado di resistere a temperature elevate, ma soffrono gli sbalzi di temperatura. Di conseguenza elevate percentuali di ossido di alluminio vengono impiegate nei casi in cui la temperatura deve restare elevata in modo costante.
Alla luce delle caratteristiche descritte, risultata evidente che i campi di applicazione siano diversi. Entrando nello specifico, i mattoni refrattari vengono adoperati in ambito domestico per rivestire il braciere dei camini, decorare forni a legna, caminetti, realizzare canne fumarie e barbecue.
In ambito industriale, invece, i mattoni refrattari vengono impiegati per produrre cemento e calce, realizzare rivestimenti interni di forni di calcinazione, degli altoforni per produzione di leghe ferrose e rivestimenti interni di fornaci ed inceneritori, forni per l’industria cementifera e ciminiere industriali.
Tipi di Mattoni Refrattari
Gli elementi in base ai quali i mattoni refrattari vengono classificati sono numerosi. Per non dilungarci eccessivamente sull’argomento, riporteremo esclusivamente le cinque tipologie più impiegate.
Mattoni refrattari di argilla
I mattoni refrattari di argilla sono i più diffusi. Sono composti principalmente da ossido di alluminio, circa il 53%, e ossido di silicio, circa il 47%.
Ovviamente le percentuali sono indicative, data la presenza di piccoli quantitativi di altri ossidi.
I mattoni refrattari di argilla si contraddistinguono per la loro invidiabile resistenza alle temperature elevate, tuttavia, hanno grosse difficoltà a resistere alle scorie di combustibile bruciato, per via della composizione basica o acida di queste.
Mattoni refrattari di cromite.
Come risulta essere facilmente intuibile dal nome, la cromite è un minerale che presenta al suo interno un’elevata percentuale di cromo, maggiore del 50%. Per la realizzazione di mattoni di cromite è necessario un impasto che combini tra loro minerale di cromite e un minerale chiamato caolico, ricco di silicati argillosi.
I mattoni ottenuti da questo impasto, in seguito, vengono cotti in forno a temperature estremamente elevate.
I mattoni refrattari di cromite si contraddistinguono per la loro elevata resistenza alla compressione, le loro discrete doti di refrattarietà e le loro proprietà isolanti. Ecco perché sono impiegati per il rivestimento di forni atti a produrre leghe ferrose e cemento.
Mattoni refrattari di magnesite
La magnesite è un materiale composto principalmente da carbonato di ferro e carbonato di magnesio. I mattoni che vengono ottenuti da questo materiale si contraddistinguono per le loro elevate proprietà refrattarie, un’eccellente resistenza meccanica, tuttavia tendono a perdere circa 1/4 del loro volume iniziale, senza contare che sono vulnerabili all’attacco acido delle scorie.
Mattoni refrattari di bauxite
Questo minerale roccioso è formato principalmente da ossidi di ferro e alluminio. Un mattone refrattario di bauxite si compone per circa il 55% di ossido di alluminio e per circa il 40% di ossido di silicio. Mentre l’ossido di magnesio e l’ossido di ferro possono essere presenti in una percentuale tra il 3% e il 4%.
I mattoni di bauxite si contraddistinguono per la loro invidiabile resistenza alle temperature elevate, per vederli fondere è necessario superare i 2000 gradi, così come alle scorie acide.
Non a caso vengono impiegati in campo industriale per rivestire forni atti alla produzione di vetro, in quanto resistenti all’azione dei silicati.
Mattoni Dinas
Un mattone Dinas di qualità deve essere composto da ossido di silicio, in una percentuale variabile tra il 95% e il 98%, ossido di ferro, tra lo 0,3% e l’1.2%, ossido di alluminio, tra lo 0,5% e il 2,5%, e ossido di calcio, tra lo 0,2% e il 2%.
I mattoni Dinas si caratterizzano per l’elevata refrattarietà, basti pensare che il loro punto di fusione supera i 1750 gradi, tuttavia sono igroscopici, ovvero hanno la tendenza a disgregarsi ad elevate temperature.
In genere vengono impiegati per la costruzione delle volte dei forni atti alla produzione di leghe ferrose.
Utilizzo dei Mattoni Refrattari
Oltre che per la loro composizione, i mattoni refrattari si differenziano anche in funzione della loro dimensione e forma. Visti i loro diversi campi di applicazione, sia in ambito domestico che industriale, in commercio troviamo mattoni refrattari a forma di cuneo, parallelepipedo, cilindro e listello.
In ambito domestico, per esempio nella produzione di forni, barbecue e caminetti, i mattoni refrattari saranno sottoposti ad alte temperature e di conseguenza la loro posa in opera dovrà avere luogo attraverso l’utilizzo di malte apposite. Non a caso, alla pari dei mattoni prendono anche queste il nome di refrattarie.
Questo tipo di malte sono premiscelate, ovvero già pronte all’uso visto che sarà sufficiente aggiungere dell’acqua, perchè i componenti vengono scelti e dosati in fabbrica.
Nella quasi totalità dei casi le componenti chimiche delle malte refrattarie sono le medesime dell’impasto di base dei mattoni adoperati, ovvero un misto di ossidi di silicio e alluminio.
Nella preparazione per l’utilizzo dei mattoni refrattari nulla va lasciato al caso. Nel bagnarli bisogna rispettare dei tempi precisi. Se i mattoni non vengono bagnati in modo adeguato, una volta posati, nella quasi totalità dei casi, finiranno per sottrarre acqua alla malta facendola seccare in modo troppo veloce, con conseguenti tensioni pericolose che potrebbero finire per compromettere seriamente la stabilità e di conseguenza la sicurezza del manufatto.
Discorso ancora più complesso in ambito industriale, visto che, unitamente all’azione dell’alta temperatura, bisogna prendere in considerazione anche il fatto che i mattoni vengono esposti a materiali fusi di diverso tipo, come acciaio, ghisa e vetro, ed a materiali dalla composizione chimica corrosiva, come scorie basiche o acide e così via. Ecco perché è necessario che la posa in opera venga realizzata da operai altamente specializzati, in grado di selezionare i prodotti maggiormente indicati in base al ciclo di lavorazione.
Prezzi dei Mattoni Refrattari
I prezzi dei mattoni refrattari cambiano a seconda dei materiali e delle caratteristiche.
Un mattone refrattario realizzato in argilla ha solitamente un prezzo che si aggira intorno a un euro.
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