15 juin 2016
Les fibres réfractaires et les fibres structurelles sont des produits différents, du matériau de base à la forme. L'utilisation de fibres structurelles accrochées dans un béton est l'erreur la plus courante et la plus coûteuse dans cette catégorie.
Laisser tomber une fibre structurelle accrochée dans un béton réfractaire est l'erreur la plus courante et la plus coûteuse dans cette catégorie. Les fibres structurelles atteignent leur température maximale entre 300 et 400 °C ; au-delà de cette limite, la résistance diminue et les revêtements échouent. Les bétons réfractaires fonctionnent entre 800 et 1 400 °C et le revêtement subit également un chauffage et un refroidissement rapides. La fibre réfractaire diffère par son matériau, son formage et sa forme : la base est en acier inoxydable, le processus est une extraction par fusion et la forme est un amas tridimensionnel irrégulier. L'objectif n'est pas la résistance à la traction mais la résistance à l'oxydation et au dépoussiérage à température tout en s'emboîtant avec le coulable.
L'extraction par fusion projette l'acier inoxydable fondu avec de l'air à grande vitesse ou un rouet et le refroidit en fibre en vol. Aucun dessin n'est impliqué, la forme est donc irrégulière : courbée, parfois ramifiée, d'épaisseur variable. Cette irrégularité est ce qui crée un véritable verrouillage tridimensionnel dans le béton au lieu du pur frottement d'un fil droit. Dans des tests comparatifs, la fibre extraite par fusion augmente le module de rupture sensiblement plus que la fibre droite à dosage égal, et la raison en est la géométrie d'ancrage. La dispersion est le deuxième avantage : les fibres extraites par fusion se séparent lors d'un mélange sec ou humide et se lient au béton sans laisser de vides, et un vide dans un revêtement est le point de départ de l'écaillage.
Trois qualités couvrent trois plages de température et c'est la première décision. 304 est la qualité standard pour un service continu jusqu'à 650 C ; Le 310S, également vendu sous le nom de 2520, couvre les températures intermédiaires et élevées jusqu'à 1 200 C ; 446 est le grade résistant à l'oxydation à haute température jusqu'à 1 400 °C. Choisissez une température trop basse et la fibre s'oxyde, perd de la section et la doublure tombe en panne prématurément ; choisissez un prix trop élevé et le coût est gaspillé. La question n'est pas la température maximale du four mais la température à long terme de la couche dans laquelle repose la fibre. Une doublure a un gradient, avec 1 400 °C sur la face chaude et peut-être 800 °C au niveau du support, de sorte que les deux couches peuvent utiliser des qualités différentes.
Quatre-vingts pour cent des défaillances réfractaires ne sont pas brûlées mais secouées par un chauffage et un refroidissement rapides. La valeur de la fibre d'acier dans le choc thermique est d'arrêter la croissance des fissures : une fois la matrice fissurée, la fibre comble la fissure, maintient sa largeur petite et empêche l'écaillage. La mesure est constituée de cycles, trempés à partir de 1000°C dans l'eau, vingt fois sans fissuration ni effritement. Ce test en dit plus sur la durée de vie que sur le module de rupture, car un arrêt refroidit plus rapidement qu'un réchauffement.
Le béton structurel a une plage de travail de 30 à 80 kg/m3 ; les bétons réfractaires ne le font pas. Le dosage dépend de la qualité des granulats, de la demande en eau, de la méthode de mise en place (coulée, pilonnage, gunitage) et de l'épaisseur du revêtement, et se situe généralement entre 0,5 % et 2 % en volume. Trop d'eau et l'ouvrabilité s'effondrent, l'équipage ajoute de l'eau et l'eau ajoutée détruit le caractère réfractaire. Il s’agit de la défaillance sur site la plus courante dans ce produit. Le processus correct consiste pour le fournisseur de réfractaires à émettre la conception du mélange et le fabricant de fibres à fournir en fonction de celle-ci, tous deux travaillant sur la base d'un seul accord technique.
Lors du premier réchauffement, l'eau à l'intérieur du béton se transforme en vapeur et si elle ne peut pas s'échapper, la pression divise le revêtement. La fibre d'acier aide en fournissant des chemins connectés pour la vapeur et en comblant les fissures afin qu'elles s'ouvrent progressivement, transformant une explosion en fissure. Pour les revêtements épais et les bétons humides à faible teneur en ciment, cela compte plus que le gain de résistance. Certains mélanges ajoutent également des fibres organiques avec un point de fusion proche de 165 °C, qui brûlent prématurément et laissent des canaux d'aération, complétant la fibre d'acier. C'est pourquoi deux types de fibres apparaissent souvent dans une même recette réfractaire.
La fibre d'acier entre dans la coulée réfractaire pour résister à l'écaillage par choc thermique, et non pour augmenter la résistance au froid, c'est pourquoi la fenêtre de dosage est étroite : 0,5 à 2 pour cent en volume, la plupart des applications étant proche de 1 pour cent. En dessous de 0,5 pour cent, il y a trop peu de fibres sur un plan de fissure pour le combler. Au-dessus de 2 pour cent, les fibres interfèrent pendant le mélange, la maniabilité s'effondre et les vibrations produisent une stratification d'orientation qui laisse des plans faibles entre les couches. La longueur de la fibre est liée à la taille maximale de l'agrégat, normalement au moins trois fois cette taille, sinon l'agrégat bloque la fibre et aucun réseau continu ne se forme ; mais au-delà de 40 mm la fibre se tasse lors des vibrations. L'ordre de mélange provoque plus d'échecs que le dosage. Mélangez à sec la poudre et la fibre pendant deux à trois minutes pour que la fibre se disperse dans la poudre, puis ajoutez de l'eau ; n'ajoutez jamais d'eau d'abord et saupoudrez ensuite de fibres, cela fait toujours des boules. La courbe de séchage décide du résultat : maintenir à 150 degrés Celsius pour chasser l'eau libre, maintenir à 350 degrés pour chasser l'eau chimiquement liée, et ensuite seulement monter au-dessus de 600 pour atteindre la température de service, le temps à chaque étape étant adapté à l'épaisseur. La chaleur est trop rapide et la pression interne de la vapeur n'a nulle part où aller, la surface s'effrite, et c'est le seul mode de défaillance que la fibre ne peut pas sauver. La note suit le four : 304 en dessous de 650 degrés Celsius, 310S au-dessus de 1 000 et 446 uniquement pour les zones de four autour de 1 400.
Trois questions filtrent la plupart des fournisseurs de fibres réfractaires. Premièrement, il s'agit de la qualité de base 304, 310S ou 446, et un certificat de matériau est disponible. Deuxièmement, quelles sont les plages réelles de diamètre et de longueur, généralement de 0,3 à 0,5 mm de diamètre et de 15 à 20 mm de longueur, et peuvent-elles être coupées à l'épaisseur du revêtement. Troisièmement, existe-t-il des données sur le cycle de choc thermique. Pour les nuances et les températures, la section réfractaire de la page produit en fibre d'acier répertorie les 304, 310S, 446 et 430 avec des données de température et de choc thermique, qui peuvent être jointes directement à la demande en tant qu'annexe technique.
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Obtenez un devis gratuitCopper-plated micro wire, cold-drawn hooked-end, glued in bundles, milled, 304 / 310S / 446 stainless and melt-extracted heat-resistant fiber, plus synthetic fiber for UHPC. Diameters from 0.2 to 1.0 mm, lengths from 6 to 60 mm, tensile strength from 700 to 2850 MPa, and dosage covering 0.5% to 2% by volume or 30 to 268 kg/m3. Production can follow ASTM A820 or EN 14889-1 with batch test reports, packed in cartons, jumbo bags or bulk, on EXW / FOB / CIF / DDP terms.
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