|
.
Види і властивості теплоізоляційних матеріалів.
Теплоізоляційними називають матеріали, що застосовуються в будівництві житлових і промислових будівель, теплових агрегатів і трубопроводів з метою зменшити теплові втрати в навколишнє середовище. Теплоізоляційні матеріали характеризуються пористою будовою і, як наслідок цього, малою щільністю (не більше 600 кг / м3) і низьку теплопровідність (не більше 0,18 Вт / (м * ° С).
Використання теплоізоляційних матеріалів дозволяє зменшити товщину і масу стін та інших огороджувальних конструкцій, знизити витрату основних конструктивних матеріалів, зменшити транспортні витрати і відповідно знизити вартість будівництва. Поряд з цим при скороченні втрат тепла опалювальними будівлями зменшується витрата палива. Багато теплоізоляційні матеріали внаслідок високої пористості мають здатність поглинати звуки, що дозволяє вживати їх також в якості акустичних матеріалів для боротьби з шумом.
Теплоізоляційні матеріали класифікують за видом основної сировини, формі і зовнішньому вигляду, структурі, щільності, жорсткості і теплопровідності.
Теплоізоляційні матеріали по виду основної сировини підрозділяються на неорганічні, виготовлені на основі різних видів мінеральної сировини (гірських порід, шлаків, скла, азбесту), органічні, сировиною для виробництва яких служать природні органічні матеріали (торф'яні, деревоволокнисті) і матеріали з пластичних мас.
За формою і зовнішнім виглядом розрізняють теплоізоляційні матеріали штучні жорсткі (плити, шкаралупи, сегменти, цеглу, циліндри) і гнучкі (мати, шнури, джгути), пухкі й сипучі (вата, перлітовий пісок, вермикуліт).
За структурою теплоізоляційні матеріали класифікують на волокнисті (мінераловатні, скло - волокнисті), зернисті (перлітові, вермікулітові), пористі (вироби з пористих бетонів, піноскло).
За щільністю теплоізоляційні матеріали ділять на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.
Залежно від жорсткості (відносної деформації) виділяють матеріали м'які (М) - мінеральна і скляна вата, вата з каолінового і базальтового волокна, напівтверді (П) - плити з шпательного скловолокна на синтетичному сполучному і ін., Жорсткі (Ж) -плити з мінеральної вати на синтетичному сполучному, підвищеної жорсткості (ПЖ), тверді (Т).
За теплопровідності теплоізоляційні матеріали поділяються на класи: А - низької теплопровідності до 0,06 Вт / (м- ° С), Б - середньої теплопровідності - від 006 до 0,115 Вт / (м- ° С), В - підвищеної теплопровідності -від 0,115 до 0,175 Вт / (м. ° С).
За призначенням теплоізоляційні матеріали бувають теплоизоляционно-будівельні (для утеплення будівельних конструкцій) і теплоизоляционно-монтажні (для теплової ізоляції промислового обладнання і трубопроводів).
Теплоізоляційні матеріали повинні бути Біостом до ними т. Е. Не наражатися на загнивання і псування комахами і гризунами, сухими, з малою гігроскопічністю так як при зволоженні їх теплопровідність значно підвищується, хімічно стійкими, а також володіти тепло і вогнестійкістю.
Органічні теплоізоляційні матеріали.
Органічні теплоізоляційні матеріали в залежності від природи вихідної сировини можна умовно розділити на два види: матеріали на основі природного органічної сировини (деревина, відходи деревообробки, торф, однорічні рослини, шерсть тварин і т. Д.), Матеріали на основі синтетичних смол, так звані теплоізоляційні пластмаси.
Теплоізоляційні матеріали з органічної сировини можуть бути жорсткими і гнучкими. До жорстких відносять древесносткужечние, деревоволокнисті, фібролітові, арболітові, комишитові і торф'яні, до гнучким - будівельний повсть і гофрований картон. Ці теплоізоляційні матеріали відрізняються низькою водо - і биостойкостью.
Деревоволокнисті теплоізоляційні плити отримують з відходів деревини, а також з різних сільськогосподарських відходів (солома, очерет, багаття, стебла кукурудзи і ін.). Процес виготовлення плит складається з наступних основних операцій: подрібнення і розмелювання деревної сировини, просочення волокнистої маси сполучною, формування, сушка та обрізка плит.
Деревоволокнисті плити випускають довжиною 1200-2700, шириною 1200-1700 і товщиною 8-25 мм. За щільністю їх ділять на ізоляційні (150-250 кг / м3) і ізоляційно-оздоблювальні (250-350 кг / м3). Теплопровідність ізоляційних плит 0,047-0,07, а ізоля-ционно-оздоблювальних-0,07-0,08 Вт / (м- ° С). Межа міцності плит при вигині становить 0,4-2 МПа. Деревоволокнисті плити володіють високими звукоізоляційними властивостями.
Ізоляційні і ізоляційно - оздоблювальні плити застосовують для тепло- і звукоізоляції стін, стель, підлог, перегородок і перекриттів будинків, акустичної ізоляції концертних залів і театрів (підвісні стелі і облицювання стін).
Арболит виготовляють з суміші цементу, органічних заповнювачів, хімічних добавок і води. В якості органічних наповнювачів використовують подрібнені відходи деревних порід, січку очерету, багаття конопель або льону і т. П. Технологія виготовлення виробів з арболіту проста і включає операції по підготовці органічних наповнювачів, наприклад дроблення відходів деревних порід, змішування заповнювача з цементним розчином, укладання отриманої суміші в форми і її ущільнення, затвердіння відформованих виробів.
Теплоізоляційні матеріали з пластмас. В останні роки створена досить велика група нових теплоізоляційних матеріалів з пластмас. Сировиною для їх виготовлення служать термопластичні (полістирольні;
ПВХ, поліуретанові)
і термореактивні (мочевино - формальдегідні) смоли, газообразующие і спінюючої речовини, наповнювачі, пластіфікачори, барвники та ін. В будівництві найбільшого поширення в якості тепло- і звукоізоляційних матеріалів отримали пластмаси пористо-пористої структури. Освіта в пластмасах осередків або порожнин, заповнених газами або повітрям, викликано хімічними, фізичними або механічними процесами або їх поєднанням.
Залежно від структури теплоізоляційні пластмаси можуть бути розділені на дві групи: пінопласти і поропласти. Пінопластами називають пористі пластмаси з малою щільністю і наявністю несполучених між собою порожнин або осередків, заповнених газами або повітрям. Поропласти- пористі пластмаси, структура яких характеризується сполученими між собою порожнинами. Найбільший інтерес для сучасного індустріального будівництва представляють пенополістпрол, пенополівінілхлорід, пінополіуретан і мипора. Пінополістирол - матеріал у вигляді білої твердої піни з рівномірною замкнутопорістой структурою. Пінополістирол випускають марки ПСБС у вигляді плит розміром 1000х500х100 мм і щільністю 25-40 кг / м3. Цей матеріал має теплопровідність 0,05 Вт / (м- ° С), максимальна температура його застосування 70 ° С. Плити з пінополістиролу застосовують для утеплення стиків великопанельних будинків, ізоляції промислових холодильників, а також в якості звукоізолюючих прокладок.
Сотопласти - теплоізоляційні матеріали з осередками, що нагадують форму бджолиних сот. Стінки осередків можуть бути виконані з різних листових матеріалів (крафт - паперу, бавовняної тканини, скло - тканини та ін.), Просочених синтетичними полімерами. Сотопласти виготовляють у вигляді плит завдовжки 1-1,5 м, шириною 550 - 650 і товщиною 300 - 350 мм. їх щільність
30-100 кг / м3, теплопровідність 0,046-0,058 Вт / (м- ° С). міцність при стисненні 0,3-4 МПа. Застосовують сотопласти як заповнювач тришарових панелей. Теплоізоляційні властивості сотопастов підвищуються в результату заповнення сот крихтою міпори.
Неорганічні теплоізоляційні матеріали.
До неорганічних теплоізоляційних матеріалів відносять мінеральну вату, скляне волокно, пенс скло, спучені перліт і вермикуліт, асбестосодер жащие теплоізоляційні вироби, ніздрюваті бетони, идр.
Мінеральна вата і вироби з неї. Мінеральна вата волокнистий теплоізоляційний матеріал, одержуваний із силікатних розплавів. Сировиною для її виробництва служать гірські породи (вапняки, мергелі, діорити і ін.), Відходи металургійної промисловості (доменні і паливні шлаки) і промисловості будівельних матеріалів (бій глиняного і силікатної цегли).
Виробництво мінеральної вати складається з двох основних технологічних процесів: отримання силікатного розплаву і перетворення цього розплаву в найтонші волокна. Силікатний розплав утворюється в вагранках шахтних плавильних печах, в які завантажують мінеральну сировину і паливо (кокс). Розплав з температурою 1300-1400 ° С безперервно випускають з нижньої частини печі.
Існує два способи перетворення розплаву в мінеральне волокно: дутьевой і відцентровий. Сутність дутьевого способу полягає в тому, що на струмінь рідкого розплаву, що випливає з льотки вагранки, впливає струмінь водяної пари або стисненого газу. Відцентровий спосіб заснований на використанні відцентрової сили для перетворення струменя розплаву в найтонші мінеральні волокна товщиною 2-7 мкм і довжиною 2-40 мм. Отримані волокна осідають в камері волокна осадження на рухому стрічку транспортера. Мінеральна вата це пухкий матеріал, що складається з найтонших переплетених мінеральних волокон і невеликої кількості склоподібних включень (кульок, циліндриків і ін.), Так званих корольків.
Чим менше в ваті корольків, тим вище її якість.
Залежно від щільності мінеральна вата підрозділяється на марки 75, 100, 125 і 150. Вона вогнестійка, не гниє, малогігроскопічне і має низьку теплопровідність 0,04 - 0,05 Вт (м. ° С).
Мінеральна вата тендітна, і при її укладанні утворюється багато пилу, тому вату гранулюють тобто про перетворюють на пухкі грудочки - гранули. Їх використовують в якості теплоізоляційної засипки пустотілих стін і перекриттів. Сама мінеральна вата є як би напівфабрикатом, з якого виконують різноманітні теплоізоляційні мінераловатні вироби: повсть, мати, напівтверді і жорсткі плити, шкаралупи, сегменти і ін.
Скляна вата і вироби з неї. Скляна вата матеріал, що складається з безладно розташованих скляних волокон, отриманих з розплавленого сировини. Сировиною для виробництва скловати служить сировинна шахта для варіння скла (кварцовий пісок, кальцинована сода і сульфат натрію) або скляний бій. Виробництво скляної вати та виробів з неї складається з наступних технологічних процесів: варіння скломаси в ванних печах при 1300-1400 ° С, виготовлення скловолокна і формування виробів.
Скловолокно з розплавленої маси отримують способами витягування або дутьевим. Скловолокно витягають штабіковим (підігрівом скляних паличок до розплавлення з подальшим їх витягуванням в скловолокно, намотує на обертові барабани) і фільєрним (витягуванням волокон з розплавленої скломаси через невеликі отвори-фільтри з подальшою намотуванням волокон на обертові барабани) способами. При дуттьовому способі розплавлена стекломасса розпорошується під дією струменя стиснутого повітря або пара.
Залежно від призначення виробляють текстильне і теплоізоляційне (штапельне) скловолокно. Середній діаметр текстильних волокон 3-7 мкм, а теплоізоляційного 10-30 мкм.
Скляне волокно значно більшої довжини, ніж волокна мінеральної вати і відрізняється великими хімічну стійкість і міцність. Щільність скляної вати 75-125 кг / м3, теплопровідність 0,04-0,052 Вт / (м / ° С), гранична температура застосування скляної вати 450 ° С. Зі скловолокна виконують мати, плити, смуги та інші вироби, в тому числі ткані.
Піноскло - теплоізоляційний матеріал пористої структури.Сировиною для виробництва виробів з піноскла (плит, блоків) служить суміш тонкоизмельченного скляного бою з газообразоватслем (меленим вапняком). Сировинну суміш засипають у форми і нагрівають в печах до 900 "С, при цьому відбувається плавлення частинок і розкладання газообразователя. Виділяються гази спучують стекломассу, яка при охолодженні перетворюється в міцний матеріал пористої структури
Піноскло має низку цінних властивостей, що вигідно відрізняють його від багатьох інших теплоізоляційних матеріалів: пористість піноскла 80-95%, розмір пір 0,1-3 мм, щільність 200-600 кг / м3, теплопровідність 0,09-0,14 Вт / ( м, / (м * ° С), межа міцності при стисненні піноскла 2-6 МПа. Крім того, піноскло характеризується водостійкістю, морозостійкістю, не згорає, хорошим звукопоглинанням, його легко обробляти різальним інструментом.
Піноскло у вигляді плит довжиною 500, шириною 400 і товщиною 70-140 мм використовують в будівництві для утеплення стін, перекриттів, покрівель та інших частин будівель, а у вигляді полуцилиндров, шкаралуп і сегментів - для ізоляції теплових агрегатів і тепломереж, де температура не перевищує 300 ° С. Крім того, піноскло служить звукопоглинальним і одночасно оздоблювальним ма-ріалів для аудиторій, кінотеатрів і концертних залів.
Азбестовмісні матеріали та вироби. До матеріалів і виробів з азбестового волокна без добавок або з добавкою в'яжучих речовин відносять азбестові папір, шнур, тканина, плити та ін. Азбест може бути також частиною композицій, з яких виготовляють різноманітні теплоізоляційні матеріали (совеліт і ін). У розглянутих матеріалах і виробах використані цінні властивості азбесту: температуростойкость, висока міцність, волокнистість і ін.
Алюмінієва фольга (альфоль) -Новий теплоізоляційний матеріал, що представляє собою стрічку гофрованого паперу з наклеєною на гребені гофрів алюмінієвою фольгою. Даний вид теплоізоляційного матеріалу на відміну від будь-якого пористого матеріалу поєднує низьку теплопровідність повітря, укладеного між листами алюмінієвої фольги, з високою отража-котельної здатністю самої поверхні алюмінієвої фольги. Алюмінієву фольгу для цілей теплоізоляції випускають в рулонах шириною до 100, товщиною 0,005- 0,03 мм.
Практика використання алюмінієвої фольги в теплоізоляції показала, що оптимальна товщина повітряного прошарку між шарами фольги повинна бути 8- 10 мм, а кількість шарів повинно бути не менше трьох. Щільність такої шарової конструкції з алюмінієвої (фольги 6-9 кг / м3, теплопровідність - 0,03 - 0,08 Вт / (м * С).
Алюмінієву фольгу вживають як відбивної ізоляції в теплоізоляційних шаруватих конструкціях будівель і споруд, а також для теплоізоляції поверхонь промислового обладнання і трубопроводів при температурі 300 ° С.
|