Les briques d'ingénierie exploseraient-elles si elles étaient utilisées pour construire un four?

Je construis un four à pizza et, pour ce faire, j'ai acheté toute une série de briques d'ingénierie (pas celles-ci mais similaires). Ils ont cinq trous verticalement à travers eux, chaque trou mesure 2x6x6,5 cm (80 ml) et les murs, à la fois d'extrémité et de séparation, ont une épaisseur de 2 cm sur 6,5 cm de hauteur.

Lorsque le four est allumé, il atteint ~ 500 ° C. Si nous utilisons du bon béton solide comme maçonnerie pour les briques, qui scelleront les extrémités des trous, je crains qu'à mesure que l'air se réchauffe, la pression à l'intérieur les transformera en une sorte de bombe en céramique qui fera cuire la pizza une expérience un peu plus excitante.

Est-ce susceptible de se produire? Comment puis-je calculer la pression qui sera exercée sur les briques par 80 ml d'air à 500 ° C?

L'augmentation de pression est assez facile à calculer à partir de la loi des gaz parfaits

$$PV=nRT.$$ Dans ton cas $V$, $n$, et $R$ sont fixes pour que vous puissiez les convertir en un rapport simple $$P_2=P_1\frac{T_2}{T_1}.$$ Faites attention ici à utiliser une échelle de température absolue (généralement mesurée en Kelvin). D'après les chiffres que vous donnez, la pression augmentera à environ 2,6 atm en supposant que l'air emprisonné était initialement à 1 atm.

De plus, nous pouvons calculer l'énergie libérée par un gaz s'il devait se dilater en soufflant les murs sans changer la température. Le travail effectué dans un processus isotherme est donné par

$$W_{A\rightarrow B}=-\int_{V_a}^{V_b}p\ dV = -nRT\ln\left(\frac{V_b}{V_a}\right),$$ où la dernière ligne suppose qu'elle suit la loi du gaz idéal dans le processus. Si le volume initial est$V_a=80\ \text{mL}$ à 500 ° C, le volume final est donné par $V_b=2.6*V_a=208\ \text{mL}$. Mettre le reste des constantes donne une libération d'énergie de$\sim 22\ \text{J}$qui est moins d'énergie que ne le dégage un pétard typique .

Je ne donne aucune garantie de votre sécurité, mais je ne pense certainement pas que cela fera exploser votre structure. En plus du fait que la pression n'est pas particulièrement élevée, le chauffage à 500 ° C est un processus relativement lent et je soupçonne que l'air sortira par des fissures ou des trous avant d'atteindre la pleine pression.

Je serais moins inquiet pour les éclats et plus pour l'intégrité structurelle du four. Lorsque les briques se fissurent, elles perdent la plupart de leur intégrité structurelle. Cela peut entraîner l'effondrement du four.

Il est beaucoup plus sûr de tapisser l'intérieur de briques réfractaires. Ils sont solides et plus chers, mais vous pouvez être sûr qu'ils ne se fissureront pas sous la chaleur. Ils protégeront également le mur derrière eux.

Les briques elles-mêmes devraient être fines, au moins pour un cycle, SI elles sont chauffées assez lentement. Beaucoup de gens ont mis des briques dans les barbecues et les feux de joie. N'oubliez pas qu'ils ont déjà été cuits dans un four lorsqu'ils ont été fabriqués, pour fusionner les particules d'argile afin qu'elles ne se transforment pas en boue dès qu'il pleuvait. La seule exception est si les briques sont mouillées. Dans ce cas, l'eau à l'intérieur se transformera en vapeur. La pression s'accumulera et ils se fractureront et s'effriteront.

Vous feriez mieux avec des briques réfractaires appropriées. Ceux-ci, en plus d'être conçus pour des températures élevées, ont une teneur en air plus élevée / une densité plus faible, ce qui améliore leurs propriétés isolantes.

Les briques réfractaires sont mieux empilées en vrac ou avec le ciment approprié. Une brique individuelle ne subira pas beaucoup de dilatation thermique différentielle, mais une grande structure en souffrira certainement, alors je m'attends à ce que votre ciment / mortier se fissure assez rapidement.

En résumé, je suis d'accord avec ratchetfreak. Briques d'ingénierie pour la structure, briques réfractaires pour hautes températures et pour isoler et protéger la structure.

Les briques d'ingénierie (solides) sont cuites à 1200 degrés dans un four, alors ne vous inquiétez pas pour vos mathématiques compliquées, votre four à pizza n'atteindra jamais cette température. (Ils les appellent clinkers) Je suis maçon avec 47 ans d'expérience et je consacrais beaucoup de temps à la construction et à la réparation de fours. Lorsque vous réparez un four, vous n'utilisez que de l'argile normale pour les couronnes (internes) car une fois que le four est allumé, l'argile devient dure, tout comme les briques que vous cuisinez. Vous n'utilisez que des briques réfractaires pour les trous d'incendie et elles sont cimentées avec du texacrete.