A kandalló tűzálló építőanyagai

A kandallók építésének anyagait három főcsoportba sorolhatjuk: tűzálló kerámiák, a fémek és a nem tűzálló burkolóanyagok.

Tűzálló anyagokból készül a tűztér, a füstkamra, valamint a kéménycsatlakozás. A nem tűzálló anyagokat a tűztéren kívül eső részek, falazatok, burkolatok és kiegészítő-kitöltő falak készítésére használják. A fémek közül a kandallóépítéshez leggyakrabban szürkeöntvényeket, acéllemezeket, idomacélokat és kisebb mennyiségben színesfémeket alkalmaznak.

Tűzálló anyagok

Tűzállónak nevezzük azokat az anyagokat, amelyek valamely közepes vagy magas hőmérsékletű fűtőberendezésbe beépítve lényeges változás nélkül tartósan ellenállnak a különböző igénybevételeknek. A fűtőberendezések tűzterének bélelésére és falazására használt hő- és tűzálló építőanyagokat egységesen a tűzálló kategóriába soroljuk.

Építő- és szerkezeti anyagok

A tűzálló téglák anyaga és tűzállósági foka különböző. Megkülönböztetünk félsaválló szilika- és különleges dinasztéglát, magnezit-, kromit-, krómmagnezit-, szilimanit-, samott-téglát stb. A kandalló tűzterének építésére többnyire a hazai kereskedelemben legkönnyebben beszerezhető samottgyártmányokat használjuk.

Samott-tégla:

A kandalló építéséhez felhasználható samottok színe a sárgásszürkétől az izzásban levő élénkvörösig terjed. Vegyileg közömbösek, tömörek, mechanikai hatásokkal szemben jól ellenállnak. Minőségüket az MSZ írja elő. A tűzálló samottok Al2O3 + TiO2 tartalma min. 30% legyen. Kandallóépítéshez elsősorban a derékszögű téglák jöhetnek számításba, ritkább esetben a fekvő és álló éltéglák, válltéglák vagy pillértéglák

Közönséges égetett agyagtégla.

Kandallóépítéskor általában tűztéren kívüli vagy kéményfalak építésére használatos. Gépi formázással készül, de találkozunk a régi kézi formázású agyagtéglákkal is. Tégla készítéséhez sovány agyagot használnak, a kövér agyagot homokkal vagy egyéb agyaggal kell soványítani, mivel a kövér agyagból készült kandalló nem elég szilárd és nem gáztömör.

  • Kisméretű tégla: Az agyag olvadási hőmérséklete alatt 950-1050 0C-on égetik ki.
  • Padlásburkoló tégla: Kizárólag fafűtésű kandallók lég- és füstjáratainak kifalazására használható. Nem fagyálló.
  • Kábeltégla: A kandallók lég- és füstjáratainak kifalazására használatos. Hosszirányú lyukait figyelembe kell venni, nehogy azok az átfüstölést elősegítsék, és csökkentsék a kandalló hatásfokát.
  • Kályhacserép: Sovány agyagból sajtolással készülő agyagipari termék, keresztirányú lyukakkal.
  • Hódfarkú cserép: Főleg kályhacsempés kandallók és búbos kemence építéséhez használatos, a csempebélések kitöltésére.

Tűzálló kötőanyagok

A kötőanyagok tartják össze a betonokban és a habarcsokban az adalékokat, megszilárdulás után a szilárdság lényeges elemei. Fizikai vagy kémiai kötéssel szilárdulnak, s ez tulajdonságaikat is meghatározza.

A fizikai átalakulással szilárduló kötőanyagok szilárdulási folyamata az ellentétes fizikai hatással megfordítható, és ez többször megismételhető. Az agyag nemcsak kötő-, hanem töltőanyag is. A tűzálló agyag fizikai kötése tűz hatására kerámiai kötéssé alakul át.

A vegyi átalakulással szilárduló kötőanyagok szilárdulási folyamata nem fordítható meg. Ezek a kötőanyagok a szilárdulást előidéző és benne részt vevő anyagok szerint lehetnek levegőn szilárdulók, levegőn és vízzel szilárdulók, valamint víz alatt is szilárdulók.

Vízmentes kátrány:

Az égetett dolomitanyagok általánosan használt kötőanyaga. A kátrány a szemcsék közé szívódik, majd hő hatására az illó része elpárolog, és a visszamaradó koksz a szemcséket erős karbonkötéssel fogja össze.

Vízüveg:

Kálium- és nátrium-szilikát vizes oldata, rendszerint átlátszó, néha a vegyi szennyeződésektől zöldes színű folyadék. A víz-üvegből hő hatására SiO2 keletkezik, amely a szemcséket összeköti, és a lyukacsokat tömíti. Samott- vagy magnezitliszttel összekeverve tűzálló habarcsot kapunk.

Magnézium-szulfát:

Szilárdsága magnézium-oxid adalék által fejlesztett hő hatására nő. Bázikus elemek és idomok, döngölőmasszák és habarcsok készítésére alkalmas.

Magnezitcement:

Kausztikus magnézium-oxid (MgO) és a magnézium-klorid (MgC12) vizes oldatának keveréke, amely sorelcement néven is ismert. Színe fehér. A szerves anyagokat igen jól köti, és konzerválja azokat. A hőálló falazatok és tűzálló betonok kötőanyaga, mivel magas hőmérsékleten nem csökken a belőle készült szerkezet szilárdsága, hanem növekszik. A hő okozta térfogatváltozásoknak erősen ellenáll.

Habarcsok és betonok

A töltőanyagok és kötőanyagok megfelelő arányú összekeverésével és a kötéshez, valamint szilárduláshoz szükséges építési víz hozzáadásával habarcsot vagy betont kapunk.

A habarcs finom szemcséjű adalékanyag és víz képlékeny keveréke, amely bizonyos idő elteltével megszilárdul. Akkor felel meg rendeltetésének, ha képlékeny állapotban arra alkalmas szerszámok és megfelelő technológiai feltételek mellett kenni, önteni vagy csapni lehet. Szilárdulása közben térfogatát kisebb mértékben változtatja. Különböző habarcsfajtákat ismerünk: vannak cementes, javított és fehérmész-habarcsok.

A beton cement, valamint középszemcsés, ill. nagy szemcsés adalékanyagok (kavics, murva, betonzúzalék) és víz keveréke, amely a bekevert cement kötési idejével azonos idő alatt megszilárdul, azaz megköt. Képlékenysége (konzisztenciája) a földnedvestől a folyósig terjed. Nagyobb szilárdságú beton több cement és kevesebb építési víz hozzáadásával készül, a lehető legtömörebbre tömörítve.

A habarcsokat és betonokat a hőtermelés viselésének megfelelően két csoportra osztják: nem tűzálló és tűzálló anyagokra.

A nem tűzálló anyagok ismertetésére nem kerül sor, mert aki eljut odáig, hogy kandallót építsen, az már tisztában van a nem tűzálló, közönséges beton és habarcs készítésének technológiájával.

Tűzálló habarcsok:

Tűz- és hőálló építmények tégláinak és elemeinek gáztömör kötésére, a hézagok kitöltésére tűzálló habarcsot használunk. A tűzálló habarcsok is kötő- és töltő-anyagból készülnek, előre szárazon vagy helyszínen keverve. Az előre összeállított ún. szárazhabarcshoz helyszínen csak építési vizet vagy megadott folyadékot adagolunk, a kívánt képlékenység eléréséig. A tűzálló habarcsok együttdolgozásukkal hozzájárulnak a tűzálló falazatok hőmérséklet okozta tágulási eltéréseiből adódó feszültségek levezetéséhez is. A tűzálló habarcsokat kötésmódjuk szerint három főcsoportba soroljuk:

  • agyagkötésű habarcsok, amelyek adalékanyaga a felhasználás céljának megfelelő tűzálló őrlemény, kötőanyaga pedig tűzálló agyag;
  • cementkötésű habarcsok, amelyek adalékanyaga a felhasználás céljának megfelelő tűzálló őrlemény, kötőanyaga portland- vagy tűzálló cement;
  • vegyi kötésű habarcsok, amelyek adalékanyaga a felhasználás céljának megfelelő tűzálló őrlemény, kötőanyaga szervetlen vagy szerves vegyület (pl. nátronvízüveg).

Samotthabarcsnak nevezzük a finomra őrölt samott-törmelék és tűzálló anyag nedvesített keverékét. Nagy szemcsés samotthabarcsok (szárazhabarcsok) a T 44 (38% Al2O3-tartalmú) és a T 54(32% Al2O3-tartalmú), szemcseméretük 0-1,5 mm. Finom szemcsés samotthabarcsok (szárazhabarcsok) a T 3 fh (42% A12O3-tartalmú) és a T 4 fb (38% Al2O3-tartalmú), szemcseméretük 0-0,5 mm.

A tűzálló habarcsokat mindig a kívánt képlékenységűvé kell keverni, víz hozzáadásával. Vízüveg hozzáadása esetén, a vízüveg mennyiségét is beleértve, a habarcs víztartalma nem haladhatja meg a 22 térfogatszázalékot. A szárazhabarcsot felhasználás előtt legalább fél nappal ajánlatos bekeverni, és zárt edényben kell tárolni a felhasználás idejéig. Ez nem vonatkozik a cementkötésű habarcsra. 🙂

Agyaghabarcsok. A tűztérfalazatok elkészítéséhez sovány agyagot használnak. A kövér agyagot felhasználás előtt beáztatva homokkal keverik össze, amíg csak megfelelő sovány agyaghabarcsot nem kapnak. Az agyaghabarcs a kiszáradás után jól tudja követni a méretváltozásokat az építési és samott-téglából készült falazatokban. A soványításra jobban megfelelő samottliszt lényegesen drágább a homoknál. Irányadó, hogy az adalékanyag (homok vagy samottliszt) és az agyag aránya legföljebb 1:1 lehet. Ha az agyag ennél több soványító adalékanyagot tartalmaz falazati habarcsnak már nem alkalmas. A túlzott soványítás következménye lehet, hogy az agyag elveszti kötőtulajdonságait, továbbá megnövekszik a habarcskeverék hőtágulása. Ez utóbbi okozhatja, hogy a fűtés során az egész falszerkezet (felépítmény) megemelkedik, és szerkezetileg megrongálódik az egész kandalló.

Legmegfelelőbb az agyag akkor, amikor a soványításhoz 30-35 tömegszázalék adalékot adunk. Agyaghabarcsba vízüveg minimális mértékben használható, de célszerű teljesen anélkül készíteni.

Annak eldöntésére, hogy az elkészült agyaghabarcs megfelelő-e, próbaképpen egy jól kiszáradt, nedvszívó, kisméretű tégla felületére 1-1,5 cm vastagságú habarcsréteget kell kenni. Akkor jó a habarcs, ha 3-5 perc múlva körömmel kaparható, a hajszálrepedések hossza nem több 10-15 mm-nél, és az 1 dm2-re eső számuk 3-5-nél nem több.

Tűzálló betonok

Kandallók építéséhez a tűzálló téglán kívül gyakran használják a tűzálló betonokat és tűzálló döngölőmasszákat. Betonból előre gyártott kandallókat Európában már több mint 40 éve, tűztérelemeket és kiselemeket ugyancsak több évtizede gyártanak.

A sablonban való előregyártás hazánkban is csökkentené építésének költségeit. A tűzálló betonokhoz szükséges anyagok Magyarországon rendelkezésre állnak. Monolitikusan tűzálló betonból könnyen és gyorsan, de nem utolsósorban olcsóbban lehet különböző kandallóelemeket a helyszínen elkészíteni, ezek: a tűztérpadló, a tűztérhát- és oldalfal; a füstágak és a füstpárkány, valamint a füstelvezető és a kéménycsatlakozás stb.

  • Cementkötésű tűzálló beton: A tűzálló betonok kötőanyaga többfajta hidraulikusan kötő cement, adalékanyaga általában zúzalék. A betonok előnye a döngölőmasszákkal szemben, hogy zsugorodásuk nagyon kicsi, térfogatuk állandó. Bedolgozás és kötés közben is minimális a térfogatváltozásuk. A tűzálló betont 200 0C-on felüli üzemi hőmérséklet esetén célszerű és gazdaságos alkalmazni. A betonok kötési időn belül megkötnek, kötés közben hőt fejlesztenek, így utókezelésre, locsolásra szorulnak. A cement maximális kötési szilárdságának elérése után a betonelemnek magas hőmérsékletnek kitett felületein további keramikus kötés következik be. A 600 °C fölötti hőmérsékleten a tűzálló betonok szilárdsága a vízveszteség következtében csökken. A legkisebb a szilárdságuk a 800-1000 0C körüli tartományban, ahol a beton kötése főképpen a szemcsék tapadásán alapul. A tűzálló betonban ebben a tartományban következik be a keramikus kötés, és megkezdődik az ún. összesülési folyamat. A tűzálló betonokat töltőanyaguk és kötőanyaguk szerint különböztetjük meg. A töltőanyag lehet samott-, krornit-, szilamit- és bauxitőrlemény vagy magnezitzúzalék. A kötőanyag lehet aluminát-, bauxit-, sorel- vagy portlandcement. Leggyakoribbak a bauxitcementes és samottőrleményes betonok. A sorelcement-alapú tűzálló betonokhoz töltőanyagként főleg magnezit- vagy kromitzúzalékot szoktak használni. A bauxitcement csak külföldről szerezhető be, ezért az utóbbi időben hőálló betont legegyszerűbben portlandcementből készítenek. A tűzálló beton töltőanyagaként leggyakrabban samott- vagy kromitőrleményt, ill. kvarctartalmú vagy vöröstégla-zúzalékot szoktak használni. A portlandcement-alapú betonokat kromitzúzalékkal 1100 °C-ig, vöröstégla-zúzalékkal csak 900 °C-ig lehet alkalmazni. A samottörlemény egy része 0,15-5 mm, másik része 5-25 mm szemcsenagyságú legyen. A portlandcement-alapú tűzálló betonokban igen lényegesek az ún. mikrotöltőanyagok, így a vörös tégla, a samottliszt. a korundpor ás a kromitliszt. A felsorolt anyagok ősszetevői reakcióba lépnek a kalcium-hidroxiddal vagy kalcium-oxiddal, amelynek eredményeképpen kalcium-szilikátok vagy kalcium-aluminátok keletkeznek. A mikro-töltőanyagok jelenléte a keramikus kötés szakaszában igen fontos, az összesülés érdekében.

A vízmennyiség az összes töltő-és kötőanyag tömegének tizedénél több nem lehet. A cementadagolás a beton kívánt szilárdságának függvényében a száraz beton 15-30 tömegszázaléka. Többlet-cementadagolás esetén a beton megrepedezik, és szilárdsága csökken.

A tűzálló betont cementből, töltőanyagból, mikro-töltőanyagból és megfelelő mennyiségű vízből készítjük. A töltőanyagokat még betonkészítés előtt – két részre kell osztani, 5 mm alatti és 5 mm feletti szemcsenagyságúra. A cementet szárazon kell kézzel vagy géppel a mikro-töltőanyagokhoz keverni. A kész száraz keverékhez adagolják a nagy szemcsés adalékot és a töltővizet. A portlandcement-kötésű betonoknak 1-2 óra bedolgozási időre, másfajta cementből készülő betonoknak 0,5 óra bedolgozási időre van szükségük.

A betont, a bedolgozást követő 4-8 óra elteltével utókezelik (nedvesen tartják: locsolják vagy letakarják). Az aluminát- és bauxitbetonokat 1-2 napon keresztül félóránként, a portlandcement-kötésűeket 5-10 napig 1-2 óránként kell locsolni.

  • Könnyű tűzálló beton: Készítése szerkezeti összetételében és kötőanyagában azonos a normál tűzálló betonéval, csak a töltőanyagokhoz kiegészítő (könnyű) adalékanyagokat adagolnak (ilyenek Pl. a kovaföld, a termolitdara, a duzzasztott perlit vagy az azbeszt).

Fémek

A fémek a hagyományos kandallóépítésben csak kiegészítő elemként (tűzrács, füstelzáró), esetleg füstgyűjtő sisaknak, légfűtő kandallónál teljes betételemeknek használatosak. A mobil és a lemezkandallók majdnem teljes egészükben fémből készülnek, az utóbbiak általában samott tűzbéléssel kiegészítve.

A vas és az acél

A vas a természetben csak ércekben fordul elő. A vasércből a nyersvasat kohókban állítják elő, olvasztással.

Acél:

Az 1,7%-nál kevesebb szenet tartalmazó vasat acélnak nevezzük. Az acél a szénen kívül egyéb ötvözőanyagokat (króm, nikkel, szilicium stb.) is tartalmazhat. Az acélt nyersvasból állítják elő, nagy széntartalmát a kívánt mértékűre lehet csökkenteni. Az acél keménységét, szilárdságát edzéssel érik el. Az edzés az a művelet, amikor az acélt felhevítés után hirtelen lehűtik. Edzhetősége, keménysége és szilárdsága a széntartalom növekedésével együtt fokozódik, hegeszthetősége és nyújthatósága pedig csökken. 0,6% széntartalomig az acél hidegen kovácsolható, hajlítható, nyújtható. A 0,6-1,7% széntartalmú acél pedig melegen kovácsolható és edzhető. A 0,27%-nál kisebb széntartalmú acélok hegeszthetőek. A nagyobb széntartalmú acélokat megfelelő ötvözőanyagokkal lehet hegeszthetővé tenni.

Az acél nedvesség és oxigén hatására oxidálódik (rozsdásodik). A rozsdásodástól a beton, a horgany és a védőmázolás megvédi. A mázolások nem akadályozzák meg az acél oxidálódását, csak késleltetik. Melegen hengerelt szerkezeti acélgyártmányok a betonacélok, a köracélok, az idomacélok, a fekete finomlemezek, a bordázott acéllemezek, az acélcsövek stb. Alkalmasak teljes kandallók, kandallóbetétek, füsternyők, tűzrács és tűzszerszámok készítésére.

  • Korrózióálló acél: A korrózióálló acéloknak 13%-nál nagyobb a krómtartalmuk. Vékony lemezekké hengerelve kerülnek forgalomba. Különböző burkolati elemek készítésére használhatók. Magasabb hőhatásra színeződnek és deformálódnak.
  • Öntöttvas: Nyersvasból kúpolókemencében állítják elő, 2,5-4,0% szenet tartalmaz. Jól önthető, de öntéskor zsugorodik. Nyomószilárdsága nagy, hajlító- és húzószilárdsága kicsi. Rideg, nem kovácsolható. Tűzrácsok, tűztérajtók és készkandallóbetétek, -kandallók készítésére alkalmas.

A réz és ötvözetei

Vörösréz:

Tiszta állapotban szép színű és fényű. Lágy, jól alakítható, hengerelhető, nyújtható, kalapálható, húzható, de nem forgácsolható (mert kenődik) és nem önthető (hólyagos lesz). Jól forrasztható és hegeszthető. Ecetsav és levegő jelenlétében méregzöld oxidréteg képződik a felületén. Korróziós rétege feketésszürke. A kezelt anyagok felülete különböző. A korrózióréteg a felülethez jól tapad, megakadályozza a további korrózióképződést. Tartós, a vegyi hatásoknak is jól ellenáll. A sárgarezet különböző ötvözetei alkalmassá teszik a gépi forgácsolásra és öntésre.

Sárgaréz:

A vörösréz és a horgany ötvözete. A horganytartalom növekedésével a szín mind sárgább, az ötvözet mind keményebb, végül rideg és használhatatlan lesz. Jól és hólyagmentesen önthető. A meleghengerlés és -sajtolás teljesen tömör anyagot ad. Hideghengerlés és húzás után szép felület keletkezik. Jól forgácsolható és forrasztható. Hegesztéskor ügyelni kell, mert az ötvöző horgany könnyen elgőzölög, az ötvözet összetétele és tulajdonságai megváltoznak.

Bronz:

A vörösréz és ötvözőanyagok keveréke. Legismertebb az ónbronz, amelyet egyszerű bronznak neveznek. Minden egyéb bronznál megnevezik az ötvözőanyagot, amely lehet alumínium, ólom, mangán, szilícium, ezüst stb. Melegen jól alakítható, különböző szalagok és lemezek készíthetők belőle. Jól forrasztható, hegeszthető. Hidegalakításkor jó tulajdonságait elveszti.

A kandallótestek és ernyők díszítőburkolata általában lemez.

Öntött fémeket öntvény formában különböző tűzszerszámok, grillfelszerelések és kiegészítő-berendezések gyártásához használnak. A színesfémek – gyors deformálódásuk miatt – a tűztér és lángtér közelébe nem építhetők be.

Forrás:
Bajkó Béláné: Lakóépületek, lakások fűtése,
Hans-Peter Ebert: Fatüzelés,
Kószó József: Kandallók,
Dr. Párkányi György: Kályhák,
Kamil Zoufalý: Építsd magad

.