Tìm hiểu phương pháp thử nghiệm vữa chống cháy

Vữa chống cháy được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như luyện kim, lọc dầu, hóa chất, xi măng và thủy tinh. Chúng được sử dụng để lót lò nung, lò lọc, ống dẫn,… nhằm bảo vệ các thiết bị khỏi ăn mòn và quá trình phá hủy do nhiệt độ cao.

Độ bền kết dính, hay còn gọi là độ bền dính bám, là một trong những tính chất quan trọng nhất của vữa chống cháy. Nó cho biết khả năng bám dính của vữa lên bề mặt, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp. Vữa chịu lửa khi đông cứng sẽ co ngót và tạo ra ứng suất trong khối vữa. Nếu độ bền kết dính thấp thì vữa sẽ bị bong tróc ra khỏi bề mặt, gây mất an toàn cho các thiết bị và tổn thất kinh tế lớn.

Xem thêm: Thông tin vữa chống cháy lan 3M™ Fire Barrier Mortar

Phương pháp thử nghiệm vữa chống cháy độ bền kết dính ở nhiệt độ lạnh(ASTM C133)

Tiến hành thí nghiệm vữa thạch cao

Tiêu chuẩn ASTM C133 quy định phương pháp xác định độ bền kết dính ở nhiệt độ lạnh của vữa chịu lửa. Theo đó, mẫu thử được làm bằng cách:

• Chuẩn bị 2 mẫu thép hình trụ, một đầu mài nhẵn.
• Làm sạch bề mặt thép, loại bỏ cặn bẩn, dầu nhớt.
• Trộn vữa chịu lửa theo tỷ lệ khuyến cáo. Đổ đầy vào khuôn, dùng thép đã chuẩn bị đẩy xuống đáy khuôn.
• Để khô, cứng ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Sau đó hấp chín ở 100-150 độ C trong 3 giờ.
• Lấy mẫu ra và làm lạnh xuống -15 độ C trong 3 giờ. Gắn mẫu vào máy kéo và kéo đứt ra với vận tốc quy định.
• Tính toán độ bền kết dính bằng lực kéo tới hạn chia cho diện tích tiếp xúc ban đầu giữa vữa và thép. Kết quả được tính bằng psi hoặc MPa.

Việc làm lạnh xuống -15 độ C mô phỏng điều kiện hoạt động lạnh nhất của vữa chịu lửa trong thực tế. Kết quả thử nghiệm cho biết được khả năng chịu lạnh và độ bền kết dính của vữa.

Ý nghĩa của kết quả

Kết quả độ bền kết dính ở nhiệt độ lạnh có ý nghĩa quan trọng:

• Cho biết độ bền của lớp vữa khi thiết bị ngừng hoạt động và nguội xuống nhiệt độ môi trường.
• Chỉ ra khả năng chống bong tróc của vữa khi thiết bị khởi động trở lại, có sự co giãn nhiệt đột ngột.
• Hỗ trợ thiết kế lớp phủ phù hợp với điều kiện vận hành. Vữa có độ bền kết dính thấp sẽ bổ sung thêm biện pháp gia cố bề mặt.
• Đánh giá chất lượng sản phẩm vữa trước khi đưa ra thị trường. Loại bỏ sản phẩm không đạt yêu cầu.
• So sánh, lựa chọn các sản phẩm vữa khác nhau từ các nhà sản xuất.

ASTM C133 là tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định độ bền kết dính ở nhiệt độ lạnh cho vữa chống cháy. Kết quả thử nghiệm cho thấy khả năng chịu lạnh và chống bong tróc của vữa khi nhiệt độ giảm xuống môi trường. Điều này đảm bảo độ bền của vữa trong quá trình vận hành thực tế, tránh các hư hỏng và sự cố đáng tiếc.

Phương pháp thử kiểm tra tính chất của vữa chịu lửa bằng thí nghiệm cọc khoan(ASTM C134)

Trong công nghiệp luyện kim, lò nung thường được xây bằng gạch chịu lửa dày khoảng 0.5 – 1m. Bên trong lò là lớp lót vữa chịu lửa dày 50 – 80mm nhằm bảo vệ lò khỏi tác động trực tiếp của nhiệt độ cao và kim loại nóng chảy.

Để đánh giá khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn và độ bền cơ học của vữa, tiêu chuẩn ASTM C134 quy định thí nghiệm cọc khoan (hay còn gọi là thí nghiệm Pier) được tiến hành.

Tiến hành thí nghiệm

Bước đầu, vữa chống cháy được trộn đúng tỷ lệ và đổ đầy vào các khuôn hình trụ có đường kính 100mm và chiều cao 150mm. Sau khi đông cứng ở nhiệt độ phòng, các mẫu trụ vữa được nung chín ở 1000 – 1300 độ C trong 2 – 4 giờ.

Sau khi nguội, mẫu trụ vữa được đặt ngang trên hệ kẹp chuyên dụng. Một vòi phun cách mẫu 50mm sẽ phun tia hơi nước áp lực lên bề mặt trụ với lưu lượng, áp suất và thời gian nhất định.

Trong quá trình phun, cọc khoan có đường kính 12.7mm (0.5 inch) sẽ xoay và đâm xuyên qua bề mặt trụ vữa với tốc độ quy định. Sau khi kết thúc thí nghiệm, khoảng sâu và chiều dài cọc khoan thâm nhập vào trụ vữa được đo đạc.

Kết quả là cơ sở để tính toán các chỉ tiêu về khả năng chịu ăn mòn, bào mòn và cơ tính của vữa chống cháy ở nhiệt độ cao.

Ý nghĩa của kết quả

Kết quả thử nghiệm Pier cho phép đánh giá:

• Khả năng chống xói mòn, bào mòn của vữa dưới tác động của dòng kim loại và hơi nước nóng.
• Độ cứng chắc và độ bền cơ học của lớp vữa khi chịu tải trọng, rung động.
• Thời gian chịu tác động mài mòn trong điều kiện khắc nghiệt mà không bị phá hủy.

Từ đó đánh giá chất lượng và lựa chọn loại vữa phù hợp, đáp ứng độ bền yêu cầu trong ứng dụng thực tế.

Do có thể mô phỏng các điều kiện khắc nghiệt nhất trong lò nung, phương pháp thử Pier mang tính tiên đoán cao. Nó nhanh chóng loại bỏ được những loại vữa kém chất lượng, không đạt yêu cầu ngay từ giai đoạn đánh giá ban đầu.

ASTM C134 quy định phương pháp đánh giá tính chất của vữa chịu chống cháy bằng thí nghiệm cọc khoan (Pier Test). Kết quả thể hiện được khả năng chịu mài mòn, độ bền cơ học của vữa trong điều kiện khắc nghiệt.

Tạm kết

Hy vọng qua 2 phương pháp thí nghiệm vữa chống cháy được tongkhothachcao.com tổng hợp dữ liệu mới nhất cập nhật từ 2023 sẽ giúp bạn có thêm thông tin trong quá trình nghiên cứu của mình. Đừng quyên thường xuyên truy cập tổng kho thạch cao để xem các tin tức mới nhất về chủ đề thạch cao.