Quels facteurs affectent la résistance aux chocs thermiques des bétons réfractaires indéfinis ?

Bétons réfractaires indéfinis est un matériau réfractaire couramment utilisé dans les industries à haute température. Il a une forte plasticité et peut être ajusté en fonction de différents environnements d'application. Ce matériau est principalement utilisé dans les domaines de l'acier, du verre, du ciment, de la pétrochimie et autres, et joue un rôle de revêtement protecteur dans les équipements à haute température. La résistance aux chocs thermiques est l’une des propriétés importantes de ce matériau, qui détermine s’il peut maintenir sa stabilité structurelle malgré des fluctuations extrêmes de température. Ce qui suit présentera en détail les principaux facteurs affectant la résistance aux chocs thermiques des bétons réfractaires indéfinis.

1. Composition des matériaux
La résistance aux chocs thermiques des bétons réfractaires indéfinis dépend en grande partie de la composition de ses matériaux. Les composants courants comprennent les agrégats réfractaires, les liants et les additifs.
Agrégats réfractaires : des matériaux tels que la bauxite à haute teneur en alumine et la magnésie peuvent améliorer la résistance du matériau à haute température. La distribution granulométrique et la forme des particules d'agrégat ainsi que le coefficient de dilatation thermique du matériau lui-même affecteront la résistance aux chocs thermiques. De manière générale, les granulats à grains fins sont plus susceptibles de former une structure dense, améliorant ainsi la résistance aux chocs thermiques.
Liant : Le ciment ou le polymère à haute teneur en alumine est un liant courant. Le liant joue un rôle de liaison et de support structurel dans les matériaux réfractaires, mais différents types de liants ont des effets différents sur la résistance aux chocs thermiques. De meilleurs liants peuvent résister efficacement aux contraintes de dilatation thermique lorsque la température change, empêchant ainsi la formation de fissures.
Additifs : En ajoutant des oligo-éléments tels que de la poudre de silice et de l'alumine, la densité et la stabilité du matériau peuvent être améliorées. Ces additifs peuvent contribuer à réduire les contraintes thermiques à l’intérieur du matériau et à réduire le risque de fissuration du matériau lorsque la température change.

2. Coefficient de dilatation thermique
Le coefficient de dilatation thermique du matériau détermine directement l'ampleur de son changement dimensionnel sous l'effet des changements de température. Si le coefficient de dilatation thermique du matériau est trop grand, il est facile de se fissurer en raison de la dilatation ou de la contraction du volume lorsque la température change brusquement.
La résistance aux chocs thermiques des bétons réfractaires indéfinis doit prendre en compte la correspondance des coefficients de dilatation thermique entre les matériaux. En sélectionnant rationnellement différents composants de matériaux réfractaires et en optimisant les coefficients de dilatation thermique de chaque composant, la contrainte entre différents matériaux peut être efficacement réduite, améliorant ainsi la résistance globale aux chocs thermiques.

3. Densité des matériaux
La densité des bétons réfractaires indéfinis est un autre facteur important qui affecte directement leur résistance aux chocs thermiques. Les matériaux à haute densité peuvent réduire la présence de pores, rendant le matériau plus résistant à la fissuration dans des environnements à haute température et de refroidissement et de chauffage rapides.
Faible porosité : les pores sont des points faibles du matériau et ont tendance à devenir des points de concentration de contraintes. Lorsque la température change rapidement, les contraintes autour des pores sont importantes, ce qui peut provoquer des fissures. Par conséquent, le contrôle de la densité du matériau peut améliorer considérablement la résistance aux chocs thermiques en réduisant la présence de pores et de fissures.
Densité structurelle : pendant le processus de construction, un traitement vibratoire et une technologie de moulage appropriés peuvent rendre la structure du matériau plus dense, éviter la présence de vides à l'intérieur et ainsi améliorer la résistance aux chocs thermiques.

4. Nombre de cycles de choc thermique
Le matériau subira plusieurs cycles de choc thermique pendant son utilisation, c'est-à-dire que la température continue de baisser de haute température à basse température, puis de monter de basse température à haute température. Le nombre et l’amplitude des cycles de chocs thermiques ont un impact important sur la résistance aux chocs thermiques.
Faible nombre de chocs thermiques : Sous un certain nombre de chocs thermiques, le matériau peut ne pas présenter de fissures évidentes. Cependant, à mesure que le nombre de chocs thermiques augmente, les microfissures dans le matériau s’étendent progressivement, conduisant finalement à une défaillance du matériau. Par conséquent, la sélection de matériaux capables de résister à des températures élevées et à de multiples cycles de chocs thermiques est un moyen important d’améliorer la résistance aux chocs thermiques.
Différence de température de choc thermique : si le changement de température est trop important, la contrainte thermique à l’intérieur du matériau augmentera fortement, en particulier lorsque les températures de surface et internes sont inégales, la contrainte thermique sera plus évidente, conduisant à des fissures. Par conséquent, les bétons réfractaires indéfinis doivent avoir une bonne conductivité thermique pour réduire la concentration de contraintes causée par les différences de température.

5. Force de liaison
La résistance aux chocs thermiques d’un matériau est étroitement liée à la force de liaison de sa structure interne. Plus la force de liaison est élevée, moins le matériau risque de se fissurer sous l’effet de contraintes thermiques externes.
Résistance et ténacité des matériaux : Les matériaux réfractaires doivent avoir une certaine résistance et ténacité, en particulier dans les environnements à haute température. Si la résistance du matériau est insuffisante, la contrainte thermique risque de dépasser sa plage de tolérance, entraînant des dommages matériels. Les matériaux ayant une bonne ténacité peuvent absorber une partie des contraintes thermiques et empêcher l’expansion des fissures.
Liaison d'interface : Les bétons réfractaires indéfinis sont composés d'une variété de matériaux, de sorte que la force de liaison d'interface entre différents matériaux affecte également la résistance globale aux chocs thermiques. Si la force de liaison à l'interface est insuffisante, le matériau peut facilement se délaminer ou tomber lorsque la température change radicalement.