استخدم ملاط حراري عالي الحرارة يتناسب مع كيمياء القرميد وخصائص الخدمة. بالنسبة لوصلات البناء في القمائن والتشكيلات، اختر ملاطًا مخصصًا لنوع القرميد (ملاط عالي الألومينا للقرميد عالي الألومينا، ملاط الطوب الناري للطوب الناري الطيني، ملاط السيليكا للطوب السيليكا). لا تعتمد أبدًا على الأسمنت الحراري الرقيق التثبيت لسطح مواجهة اللهب؛ حيثما تكون هناك حاجة إلى بطانة حرارية مستمرة أو وجه لهب، اختر مادة حرارية قابلة للصب أو مادة قابلة للصب بالحرارة مصنفة للتلامس المباشر مع اللهب. يعد الخلط السليم والتحكم في سماكة الوصلة والتجفيف والمعالجة بالحرارة أمرًا بالغ الأهمية لمنع التشقق المبكر أو التشظي أو الهجوم الكيميائي. كما أن الملابس الواقية والتهوية الصحيحة والمناولة المحسوبة ستطيل من عمر الخدمة وتقلل من المخاطر.

1. ما هو الهاون الحراري؟

الملاط الحراري عبارة عن مادة لاصقة خاصة قائمة على الأسمنت مصممة للتطبيقات عالية الحرارة، وتستخدم لربط الطوب الناري في المواقد ومواقد الخشب وأفران البيتزا والأفران والمداخن، وتحمي الهياكل من درجات الحرارة الشديدة (غالبًا ما تكون 2000 درجة فهرنهايت فأكثر) من خلال توفير وصلات قوية ومقاومة للحرارة وأسطح داخلية ملساء. وهي متوفرة في شكل خلطات جافة مخلوطة مسبقاً (فقط أضف الماء) أو جاهزة للاستخدام، وغالباً ما تحتوي على طين النار ورمل السيليكا والأسمنت المقاوم للحرارة، مع أنواع مثل التثبيت بالهواء أو التثبيت بالحرارة لتلبية الاحتياجات المختلفة.

لبناء البناء أو إصلاح بطانات القمائن والبطانات الصهرية، استخدم ملاط مصمم لنفس عائلة الطوب الحراري. عند الحاجة إلى التلامس المباشر مع اللهب المباشر أو البطانة المتجانسة، استخدم مادة حرارية قابلة للصب معالج بشكل صحيح ومصنفة لدرجة حرارة التشغيل. قم بتطبيق الوصلات بالسماكة الموصى بها، وتحكم في إزالة الرطوبة ببطء، وقم بإجراء تكثيف حراري مرحلي أثناء الحرق الأول. تحافظ هذه الخطوات على قوة الرابطة وتقلل من مخاطر الصدمات الحرارية وتحافظ على البطانة سليمة أثناء الخدمة.

2. الأنواع والاستخدامات

ملاط حراري: مزيج لربط الطوب الناري والبناء، مما يخلق بنية صلبة.

أسمنت حراري/مواد لاصقة: يُستخدم كمادة رابطة أو طلاء سطحي فوق ألياف السيراميك (مثل كاوول) لإغلاقه ومنع الأبخرة وتعزيز العزل.

مقاومة عالية للحرارة: تتعامل مع درجات الحرارة من 2,000 درجة فهرنهايت حتى 3,000 درجة فهرنهايت أو أكثر.

الربط والسد: يربط الطوب الحراري ويسد الفجوات لمنع فقدان الحرارة.

السلامة: يغلق الصوف الخزفي لمنع استنشاق الألياف السامة.

3. أساسيات الملاط الحراري: التركيب والوظيفة

3.1 الوظيفة

يتمثل الدور الرئيسي للملاط الحراري في ربط وحدات البناء الحرارية وإغلاق الوصلات بحيث يحدث انتقال الحرارة ودخول المواد الكيميائية والحركة الميكانيكية دون حدوث تلف سابق لأوانه. يجب أن يتحمل الملاط التمدد الحراري والحمل الميكانيكي والتعرض الكيميائي ودورات الحرارة المتكررة.

3.2 التركيب الأساسي

تشمل المكونات النموذجية ما يلي:

• الركام الحراري الناعم (طين النار المسحوق، والألومينا، والسيليكا، والمغنيسيا)

• مادة رابطة (مواد رابطة هيدروليكية أو مواد رابطة فوسفاتية أو سيليكات الصوديوم لبعض الخلطات)

• إضافات اختيارية لقابلية التشغيل أو ثبات الملاط أو تحسين الالتصاق

3.3 أنواع الإعدادات

توجد عائلتان عريضتان:

• ملاط التصلب الهوائي الذي يتصلب بالتجفيف أو بواسطة مادة كيميائية رابطة في درجة حرارة الغرفة

• ملاط التثبيت الحراري الذي لا يكتسب خصائصه الحرارية الكاملة إلا بعد التعرض لدرجة حرارة مرتفعة

يعد فهم المجموعة التي ينتمي إليها المنتج أمرًا ضروريًا للتجفيف الصحيح، وسلوك الحرائق الأولى، والقوة النهائية.

4. عائلات الهاون الرئيسية وقواعد الاختيار

فيما يلي كتاب تمهيدي عملي عن عائلات الهاون ومتى تختار كل منها.

4.1 ملاط فايركلين

• التركيبة: نسبة عالية من طين الألومينوسيليكات مع محتوى معتدل من الألومينا

• الاستخدامات النموذجية: بطانات القمائن للأغراض العامة، والأفران التي تعمل بالحطب، والبناء المحروق بدرجة حرارة منخفضة

• نقاط القوة: فعالة من حيث التكلفة ومتسامحة أثناء التركيب

• القيود: انكسار أقل من الملاط عالي الألومينا

4.2 ملاط عالي الألومينا

• التركيب: ألومينا مرتفعة (عادةً 40% إلى 80% Al2O3)

• الاستخدامات النموذجية: أفران الزجاج، ومناطق الأفران ذات درجات الحرارة العالية، ووصلات التبطين المعدنية

• نقاط القوة: مقاومة أعلى للحرارة، ومقاومة للتآكل

• القيود: تكلفة أعلى؛ يجب أن يتطابق مع القرميد عالي الألومينا للتوافق

4.3 ملاط السيليكا (الكوارتز)

• التركيبة: محتوى عالٍ من السيليكا؛ مناسب لطوب السيليكا

• الاستخدامات النموذجية: بطانات الأفران الحمضية والمناطق التي يستخدم فيها طوب السيليكا

• القيود: مقاومة منخفضة للخبث القاعدي أو البيئات الغنية بالمواد الكاوية

4.4 ملاط المغنيسيا والمغنيسيا والفوسفات

• التركيب: ركام أساسه المغنيسيا مع فوسفات أو مادة رابطة كيميائية

• الاستخدامات النموذجية: بطانات الأفران الأساسية في صناعات الصلب والأسمنت

• نقاط القوة: المقاومة الكيميائية للخبث الأساسي

• القيود: غير مناسب للبيئات الحمضية

4.5 الملاط المرتبط بالفوسفات

• التركيبة: مادة رابطة فوسفاتية تعطي زيادة سريعة في القوة تحت الحرارة

• الاستخدامات النموذجية: تطبيقات الإصلاح السريع أو التثبيت السريع

• نقاط القوة: ضبط سريع بعد التعرض للحرارة

• القيود: التعامل الدقيق بسبب الكيمياء

4.6 الحراريات القابلة للصب (المنتجات الشبيهة بالأسمنت)

• التركيب: ركام حراري مدمج مع مواد رابطة هيدروليكية أو غيرها من المواد الرابطة لتشكيل كتلة قابلة للسكب

• الاستخدامات النموذجية: البطانات المتجانسة، وإصلاحات وجه اللهب، وترقيع المساحات الكبيرة

• نقاط القوة: القدرة على تشكيل أسطح متصلة وخالية من الوصلات والقدرة على الصب حسب الشكل

• القيود: تتطلب المعالجة الصحيحة والتكثيف الحراري الصحيح لتجنب التشقق

قاعدة الاختيار: إقران كيمياء الملاط مع كيمياء القرميد؛ ومطابقة درجة حرارة التشغيل مع درجة حرارة الخدمة؛ واختيار وضع الإعداد لمطابقة ظروف التركيب.

5. سمات الأداء وتصنيفات درجات الحرارة

5.1 تصنيفات درجة الحرارة

غالبًا ما يذكر المصنعون درجات حرارة قصوى للاستخدام المستمر أو نقاط تليين محددة. المنتجات الشائعة للهوايات ومنتجات الملاط الصناعية الخفيفة لها تصنيفات تقترب من 2700 درجة فهرنهايت (حوالي 1480 درجة مئوية). يمكن أن تصل المصبوبات الصناعية الثقيلة والطوب المتخصص إلى قيم أعلى اعتمادًا على الكيمياء. استخدم المكون الأقل تقييماً في النظام للاختيار وهامش الأمان.

5.2 الخواص الميكانيكية

تشمل الخصائص الرئيسية ما يلي:

• قوة التكسير على البارد

• معامل يونغ والمرونة لمطابقة الإجهاد الحراري

• مقاومة الزحف عند درجة حرارة التشغيل

5.3 الخواص الحرارية

• يجب أن يكون معامل التمدد الحراري متوافقًا مع القرميد لتقليل إجهاد الوصلة

• تؤثر الموصلية الحرارية على احتباس الحرارة وحسابات سماكة البطانة

5.4 المقاومة الكيميائية

يجب أن يقاوم الهاون الهجوم بالكبريتات أو القلويات أو مكونات الخبث أو الأجواء المختزلة اعتمادًا على الفرن أو المواد الأولية للفرن أو المواد الأولية للتشكيل.

5.5 قابلية التشغيل والعمر الافتراضي

تشمل الاهتمامات العملية أثناء التركيب قابلية التجريف والركود ووقت العمل بعد الخلط. وغالباً ما تتضمن المنتجات المخصصة للاستخدام الميداني نسب الماء الموصى بها وسرعات الخلط لتحقيق الاتساق المستهدف.

(تختلف المواصفات الفنية حسب البائع؛ راجع أوراق البيانات الفنية للمنتج لمعرفة القيم العددية الدقيقة).

6. أفضل الممارسات في التركيب: الخلط والوصلات والمعالجة والتجفيف

6.1 أساسيات الخلط

• استخدم المياه النظيفة فقط؛ تضمن نسب المياه المقاسة خصائص متسقة

• اخلط لمدة كافية لترطيب جميع الجسيمات وإزالة الكتل، ولكن تجنب الهواء المحتبس الزائد

• بالنسبة للخلطات المسبقة الصنع، اتبع النسبة المئوية للماء الموصى بها من البائع للتطبيقات باستخدام المجرفة أو الفرشاة أو الغمس. على سبيل المثال، توصي بعض منتجات أسمنت الفرن بنسب مئوية مختلفة من الماء لتقنيات المجرفة مقابل تقنيات الغمس.

6.2 تصميم المفصل وسماكته

• يتراوح سمك الوصلات النموذجية للملاط الحراري من 1/8 بوصة إلى 1/2 بوصة للبناء من الطوب الناري؛ وغالبًا ما يفضل استخدام وصلات أصغر لأداء حراري أفضل

• تجنب الملاط الرقيق للغاية في المناطق التي تحدث فيها حركة تفاضلية؛ فالسماكة الزائدة تدعو إلى حدوث انكماش وتشقق

6.3 الفراش والتنقيط

• بالنسبة للفراش، ادهن واجهات القرميد بالزبدة واضغط على الوحدات في موضعها مع إزالة الملاط الزائد

• للتشكيل، قم بضغط الملاط في الوصلة لإزالة الفراغات وإنتاج تلامس نظيف

6.4 التجفيف والتسخين الأولي

• السماح بوقت تجفيف محيطي حيثما أمكن؛ لا تعرض الملاط الطازج لحرارة سريعة وشديدة

• مرحلة التسخين الأولى في منحدرات محكومة: فترات تثبيت درجة حرارة منخفضة تليها زيادة تدريجية إلى درجة حرارة التشغيل للسماح بإزالة الماء المقيد والتلبيد البطيء

6.5 معالجة المواد القابلة للصب

• تتطلب العديد من المواد القابلة للسبك دورة معالجة محددة؛ وتشمل الخطوات النموذجية المعالجة الرطبة، ووقت الضبط المحيطي، ثم الارتفاع البطيء للحرارة لتجنب فرقعة البخار والتشقق

6.6 التثبيت والتقييد الميكانيكي

• حيثما أمكن، قم بتوفير مثبتات ميكانيكية أو أحزمة معدنية لتقييد البطانات تحت الحمل الميكانيكي أو الاهتزازي

تقلل هذه التقنيات من احتمالية الفشل المبكر وتعزز من عمر الخدمة الطويل.

7. تقنيات إصلاح القمائن والحدادة

7.1 إصلاحات المفاصل الصغيرة

• قم بإزالة المواد السائبة، وفرشاة الغبار من الوصلة، وترطيب الركيزة برفق، وتطبيق الملاط المطابق، والضغط، والتشطيب. اتركها تجف ببطء، ثم قم بالتسخين المرحلي.

7.2 ترقيع الشظايا

• بالنسبة للشقوق العميقة، قم بتنظيف الطوب السليم، وقم بتنظيف الطوب السليم، وقم بتخفيضه إلى شكل جانبي مقوس إن أمكن، واستخدم رقعة قابلة للصب أو إصلاح مثبت على شكل، وعالج حسب تعليمات المنتج.

7.3 تلف وجه اللهب

• إذا تم استخدام الملاط في وضع مواجهة اللهب وأظهر تلفًا سريعًا، قم بإزالة المواد المتدهورة ووضع مادة حرارية قابلة للصب مصنفة خصيصًا للتلامس المباشر مع اللهب المباشر، أو استبدلها ببطانة مقاومة للحرارة مصممة للأسطح المواجهة للهب. تحذر خبرة المجتمع من أن الأسمنت الحراري العادي سوف يفشل بسرعة عند تعرضه للهب المباشر.

7.4 إعادة دهان البطانات بالكامل

• بالنسبة لأعمال إعادة التبطين على نطاق واسع، قم بعمل السقالات بشكل آمن، وخطط لتسلسل الطوب للحفاظ على السلامة الإنشائية، وفكر في إعادة التبطين الجزئي للحفاظ على التشغيل حيثما أمكن.

8. أنماط الفشل الشائعة والوقاية منها

8.1 تشقق الانكماش

السبب: الجفاف السريع جداً، أو سماكة الوصلة الزائدة، أو كيمياء غير متوافقة.
الوقاية: التحكم في سماكة الوصلة، واتباع دورة العلاج، واستخدام ملاط متوافق.

8.2 الهجوم الكيميائي

السبب: الخبث أو التدفقات أو الأجواء العدوانية.
الوقاية: اختيار ملاط مقاوم كيميائياً (مثل المغنيسيا للخبث الأساسي).

8.3 فقدان السند أو فك الارتباط

السبب: سوء إعداد السطح أو تلوثه.
الوقاية: تنظيف واجهات القرميد وترطيبها حسب التعليمات وضغط الملاط بالكامل.

8.4 فشل الصدمة الحرارية

السبب: التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة أو التمدد الحراري غير المتطابق.
الوقاية: التسخين المرحلي، معاملات التمدد الحراري المتطابقة.

9. الصحة والسلامة والمناولة والتخزين والنفايات

9.1 الحماية الشخصية

• استخدم قفازات وواقي للعينين وجهاز تنفس مناسب عند خلط المساحيق المتربة

• قد تسبب بعض المواد الرابطة أو المواد المضافة تهيج الجلد؛ تجنب الملامسة المباشرة

9.2 التحكم في الغبار

• اخلط في مناطق جيدة التهوية أو استخدم الشفط الموضعي؛ يقلل الخلط الرطب من الغبار المتطاير في الهواء.

9.3 التخزين

• احتفظ بالأكياس جافة ومكدسة بعيدًا عن الخرسانة، وقم بتدوير المخزون لتجنب التقاط الرطوبة.

9.4 التخلص من النفايات

• النفايات الحرارية المتصلدة خاملة ولكنها ضخمة الحجم؛ تخلص منها وفقًا للوائح المحلية. يجب التعامل مع المخلفات الرطبة الملوثة وفقاً لقواعد النفايات الخطرة إذا كانت تحتوي على إضافات خطرة.

10. قائمة مراجعة اختيار المنتج ونموذج المواصفات

استخدم قائمة المراجعة أدناه عند اختيار منتج لمشروع فرن أو مشروع تشكيل.

قائمة الاختيار

• درجة حرارة التشغيل القصوى

• كيمياء القرميد أو التبطين؛ تطابق كيمياء الملاط

• نوع الضبط: ضبط الهواء أو الضبط الحراري

• قوة الترابط المطلوبة وقدرة التحميل الميكانيكية

• التعرض للمواد الكيميائية (الخبث، التدفق، الغلاف الجوي)

• احتياجات التشغيل وطريقة الخلط

• متطلبات دورة العلاج وقيود إطلاق النار الأولى

• الدعم الفني للموردين وكشوف البيانات المتاحة

قالب المواصفات البسيطة

1. المشروع: اسم منطقة الفرن/الحدادة

2. نوع القرميد: على سبيل المثال، قرميد 45% Al2O3 Al2O3 عالي الألومينا

3. درجة حرارة التشغيل: X درجة مئوية متواصلة، Y درجة مئوية قصوى

4. منتج الهاون المحدد: الاسم، الشركة المصنعة

5. سُمك المفصل: النطاق المحدد

6. نسبة الخلط: النسبة المئوية للماء بالوزن

7. المعالجة الأولية: الساعات المحيطة، وجدول ارتفاع الحرارة

8. ملاحظات السلامة: معدات الوقاية الشخصية ومتطلبات التهوية

11. الجداول المرجعية السريعة المقارنة

الجدول 1. مقارنة سريعة لعائلة الهاون

(تعتمد نطاقات درجة الحرارة على تركيبات معينة للمنتج؛ راجع بيانات الشركة المصنعة).

الجدول 2. أهداف الخلط النموذجية وعمر الوعاء (أمثلة على النطاقات)

(تختلف القيم حسب المنتج. أمثلة على منتجات أسمنت الفرن تعطي توصيات منفصلة للمياه للاستخدامات التي تستخدم في التجريف والغمس).

الجدول 3. مثال على منحدر حرارة الحريق الأول (فرن صغير أو حدادة)

يعطي هذا المثال الأولوية لإزالة الرطوبة ببطء لتجنب تمدد البخار والتشقق.

12. الخرافات المتداولة بكثرة، تم تصحيحها

• خرافة: يمكن استخدام أي أسمنت حراري في أوضاع وجه اللهب.
  تصحيح: ستفشل العديد من الأسمنتات بسرعة تحت اللهب المباشر؛ هناك حاجة إلى مواد مصبوبة أو مواد مصنفة خصيصًا.

• خرافة: الملاط السميك يحسن دائماً من طول العمر الافتراضي.
  تصحيح: السماكة الزائدة يمكن أن تتقلص وتتشقق؛ اتبع أحجام الوصلات الموصى بها.

• خرافة: التسخين السريع يختصر وقت الإصلاح دون أي مخاطر.
  تصحيح: يؤدي التسخين السريع إلى تفرقع البخار والتشقق؛ ومن الضروري إجراء تكثيف مرحلي.

13. الأسئلة المتداولة

1. س: هل يمكنني استخدام الأسمنت الحراري العادي لترقيع السطح الداخلي للمزواة؟
   ج: لا، قد يتماسك الأسمنت العادي في البداية ولكنه غالباً ما يتحلل تحت اللهب المباشر. استخدم أسمنت حراري قابل للسبك مصنّف للخدمة في مواجهة اللهب أو استبدله بطوب تبطين مقاوم للهب.

2. س: ما مدى سماكة فواصل الملاط التي يجب أن تكون في الفرن؟
   ج: استهدف الحد الأدنى من الوصلات، عادةً من 1/8 بوصة إلى 1/2 بوصة، اعتمادًا على مدى تحمل القرميد. تقلل الوصلات الأصغر من الإجهاد الحراري.

3. س: ما نوع الملاط الذي يتناسب مع الطوب عالي الألومينا؟
   ج: ملاط عالي الألومينا بمحتوى ألومينا مماثل. يقلل التطابق الكيميائي من عدم التطابق الكيميائي والإجهاد الحراري.

4. س: هل يجب أن أقوم بتبليل الطوب قبل فرشه بالملاط؟
   ج: غالبًا ما يساعد ترطيب السطح الخفيف على منع سحب الطوب للماء من الملاط بسرعة كبيرة. تجنب تشبع الطوب بالماء.

5. س: ما هي المدة التي يجب أن تستغرقها المادة القابلة للصب قبل إطلاقها لأول مرة؟
   ج: اتبع ورقة بيانات المنتج؛ وتتضمن الأمثلة النموذجية المعالجة في البيئة المحيطة لمدة 24 إلى 72 ساعة ثم التسخين المرحلي. تتطلب بعض المواد القابلة للصب أيضاً معالجة رطبة.

6. س: هل يمكنني استخدام ملاط سيليكات الصوديوم الموثق في الصياغة؟
   ج: تعمل بعض أنواع ملاط سيليكات الصوديوم في درجات الحرارة المعتدلة ولكنها قد لا تتحمل التعرض الشديد للهب الساخن. تحقق من تصنيف المنتج.

7. س: ما الذي يتسبب في تقشر الملاط أو تشققه بعد التسخين الأول؟
   ج: تسرب الرطوبة السريع، أو المواد الكيميائية غير المتوافقة أو سوء الخلط. يقلل الارتفاع البطيء للحرارة والاختيار الصحيح للمنتج من المخاطر.

8. س: هل هناك فرق بين أسمنت الفرن والملاط الحراري؟
   ج: نعم. يشير الهاون عادةً إلى التبطين والتوصيل؛ أما منتجات الأسمنت أو المنتجات القابلة للصب فهي مخصصة للصب المترابط أو الإصلاحات الشاقة.

9. س: هل يمكنني خلط الملاط الحراري يدويًا؟
   ج: بالنسبة للإصلاحات الصغيرة، يكون الخلط اليدوي شائعاً. أما بالنسبة لعمليات الصب الأكبر حجماً أو المصبوبات الكبيرة، استخدم الخلاطات الميكانيكية للحصول على أداء متسق.

10. س: هل توجد مدافع هاون سريعة التثبيت للإصلاحات السريعة؟
    ج: توجد أنواع معينة من الملاط المرتبط بالفوسفات ومنتجات محددة سريعة التثبيت، وغالباً ما تكتسب قوة بسرعة بمجرد تسخينها. استخدمها بحذر واتبع إرشادات السلامة الخاصة بالشركة المصنعة.

14. الملحق: البيانات الفنية النموذجية وعينة من الوصفة الميدانية

14.1 مثال على نقاط بيانات المنتج (إرشادات الشركة المصنعة)

• مثال: خليط أسمنت الفرن الجاف - يوصى بماء المجرفة 29%، وماء الغمس 50%؛ توقع حوالي 86 رطل لكل قدم مكعب للكثافة.

14.2 مزيج ميداني بسيط من ملاط الطين الناري (توضيحي للمستخدمين ذوي الخبرة فقط)

• 70 جزء من الطين الناري المسحوق

• 30 جزء من الكاولين الناعم أو الركام عالي الحرارة

• الماء حتى يصبح قوام المجرفة قابل للتطبيق

• ملاحظات: هذه وصفة عامة ويجب ضبطها. بالنسبة للخدمة الحرجة استخدم منتجاً تجارياً مختبراً واطلب ورقة البيانات الفنية للبائع.

---

ملاحظات ختامية حول التوريد والتحقق من الموردين

عند اختيار منتجات الملاط، اطلب أوراق البيانات الفنية وإرشادات التوافق من الموردين. قارن بين قوة التكسير على البارد، وقابلية الانكسار، وسماكة الوصلة الموصى بها، وتعليمات المعالجة التفصيلية. إذا كان التطبيق حساسًا للسلامة أو صناعيًا، اطلب بيانات الاختبارات المعملية وقم بإجراء نماذج صغيرة الحجم قبل التركيب الكامل.