Теплоизоляционные материалы
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-13501.zip (11kb [zip], Скачиваний: 353) скачать |
Теплоизоляционныематериалы .
Виды и свойства теплоизоляционных материалов.
Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляционные материалыхарактеризуютсяпористым строениеми, как следствиеэтого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) инизкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м*°С).
Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизитьрасход основныхконструктивныхматериалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционныематериалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.
Теплоизоляционныематериалыклассифицируютпо видуосновного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.
Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются на неорганические, изготовляемые на основе различных видов минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста), органические, сырьем для производства которых служат природные органические материалы (торфяные, древесноволокнистые) и материалы из пластических масс.
По форме и внешнему виду различают теплоизоляционные материалы штучные жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры) и гибкие (маты, шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, вермикулит).
По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волокнистые ( минераловатные, стекло - волокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).
По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.
В зависимости от жесткости (относительной деформации) выделяют материалы мягкие (М) - минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, полужесткие (П) - плиты из шпательногостекловолокна на синтетическом связующем и др., жесткие (Ж) -плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем, повышенной жесткости (ПЖ), твердые (Т).
По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы: А - низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м-°С), Б - средней теплопроводности - от 006 до 0,115 Вт/(м-°С), В - повышенной теплопроводности -от 0,115 до 0,175 Вт/(м.°С).
По назначению теплоизоляционные материалы бывают теплоизоляционно-строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизоляционно-монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).
Теплоизоляционные материалы должны быть биостойкимит. е. не подвергаться загниванию и порче насекомымии грызунами, сухими, с малой гигроскопичностью так как при увлажнении их теплопроводность значительно повышается, химически стойкими, а также обладать теплои огнестойкостью.
Органические теплоизоляционные материалы.
Органические теплоизоляционные материалы в зависимости от природы исходного сырья можно условно разделить на два вида: материалы на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, торф, однолетние растения, шерсть животных и т. д.), материалы на основе синтетических смол, так называемые теплоизоляционные пластмассы.
Теплоизоляционные материалы из органического сырья могут быть жесткими и гибкими. К жестким относятдревесносткужечные, древесноволокнистые, фибролитовые, арболитовые, камышитовые и торфяные, к гибким - строительный войлок и гофрированный картон. Эти теплоизоляционные материалы отличаются низкойводо - и биостойкостью.
Древесноволокнистые теплоизоляционные плиты получают из отходов древесины, а также из различных сельскохозяйственных отходов (солома, камыш, костра, стебли кукурузы и др.). Процесс изготовления плит состоит из следующих основных операций: дробление и размол древесного сырья, пропитка волокнистой массысвязующим, формование, сушка и обрезка плит.
Древесноволокнистые плиты выпускают длиной 1200-2700, шириной 1200-1700 и толщиной 8-25 мм. По плотности их делят на изоляционные (150-250 кг/м3) и изоляционно-отделочные (250-350 кг/м3). Теплопроводность изоляционных плит 0,047-0,07, а изоля-ционно-отделочных-0,07-0,08 Вт/(м-°С). Пределпрочности плит при изгибесоставляет 0,4-2МПа. Древесноволокнистые плиты обладают высокими звукоизоляционными свойствами.
Изоляционные иизоляционно - отделочные плиты применяют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и перекрытий зданий, акустической изоляции концертных залов и театров (подвесные потолки и облицовка стен).
Арболит изготовляют из смеси цемента, органическихзаполнителей, химических добавок и воды. Вкачестве органическихзаполнителей используютдробленые отходыдревесных пород, сечкукамыша, костру конопли или льна и т. п. Технология изготовленияизделий изарболитапроста и включает операциипо подготовке органическихзаполнителей, например дробление отходовдревесных пород, смешивание заполнителя с цементным раствором, укладку полученнойсмесив формы и ее уплотнение, отвердениеотформованных изделий.
Теплоизоляционные материалы из пластмасс. В последние годы создана довольно большая группа новых теплоизоляционных материалов из пластмасс. Сырьём для их изготовления служат термопластичные (полистирольные;
поливинилхлоридные, полиуретановые)
и термореактивные (мочевино - формальдегидные) смолы, газообразующие и вспенивающие вещества, наполнители, пластификачоры, красители и др. В строительстве наибольшее распространение в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов получили пластмассы пористо-ячеистой структуры. Образование в пластмассах ячеек или полостей, заполненных газами или воздухом, вызвано химическими, физическими или механическими процессами или их сочетанием.
Взависимости от структуры теплоизоляционные пластмассы могут быть разделены на две группы: пенопластыи поропласты. Пенопластами называют ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличиемнесообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненныхгазами или воздухом. Поропласты-пористыепластмассы, структура которых характеризуется сообщающимися между собой полостями. Наибольший интерес длясовременного индустриального строительства представляютпенополистпрол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан имипора . Пенополистирол - материал в виде белой твердой пены с равномернойзамкнутопористойструктурой . Пенополистиролвыпускают марки ПСБС в виде плит размером 1000х500х100 мм и плотностью 25-40 кг/м3. Этот материал имеет теплопроводность 0,05 Вт/(м-°С), максимальная температура его применения 70 °С. Плиты из пенополистиролаприменяют для утепления стыков крупнопанельных зданий, изоляции промышленныххолодильников, а такжев качествезвукоизолирующихпрокладок.
Сотопласты - теплоизоляционные материалы с ячейками, напоминающими форму пчелиных сот. Стенкиячеекмогут быть выполненыиз различных листовыхматериалов ( крафт - бумаги, хлопчатобумажной ткани, стекло - ткании др.), пропитанныхсинтетическими полимерами. Сотопласты изготовляют в виде плит длиной 1-1,5м, шириной550 - 650 и толщиной 300 - 350 мм. Их плотность
30-100 кг/м3, теплопроводность 0,046-0,058 Вт/(м-°С). прочность при сжатии 0,3-4 МПа. Применяют сотопластыкакзаполнитель трехслойных панелей. Теплоизоляционные свойствасотопастов повышаются в результата заполнения сот крошкой мипоры.
Неорганические теплоизоляционные материалы .
Кнеорганическим теплоизоляционным материалам относят минеральную вату, стеклянное волокно, пенс стекло, вспученные перлит и вермикулит, асбестосодер жащие теплоизоляционные изделия, ячеистые бетоны , идр.
Минеральная вата и изделия из нее. Минеральнаяватаволокнистый теплоизоляционный материал, получаемый из силикатныхрасплавов. Сырьем для ее производстваслужатгорные породы (известняки, мергели, диориты и др.), отходы металлургической промышленности (доменные и топливные шлаки) и промышленностистроительных материалов (бой глиняного и силикатного кирпича).
Производство минеральной ваты состоит из двух основных технологических процессов: получение силикатного расплава и превращение этого расплава в тончайшие волокна. Силикатный расплав образуетсяввагранках шахтных плавильных печах, в которые загружают минеральное сырье и топливо (кокс). Расплавстемпературой 1300-1400°С непрерывно выпускают из нижней части печи.
Существуетдваспособа превращениярасплавав минеральное волокно: дутьевой ицентробежный. Сущность дутьевого способа заключается в том, что на струю жидкого расплава, вытекающего из летки вагранки, воздействуетструя водяного пара илисжатогогаза . Центробежный способ основан на использовании центробежной силы для превращения струи расплава в тончайшие минеральные волокна толщиной 2-7 мкм и длиной 2-40 мм. Полученные волокна осаждаются в камереволокна осаждения на движущуюсялентутранспортера. Минеральнаявата эторыхлый материал, состоящийизтончайших переплетенных минеральных волокони небольшого количества стекловидных включений ( шариков, цилиндриков идр.), так называемых корольков.
Чем меньшеввате корольков, темвыше ее качество.
Взависимости отплотности минеральная ватаподразделяется намарки 75, 100, 125 и 150. Онаогнестойка, не гниет, малогигроскопична и имеет низкуютеплопроводность0,04 - 0,05 Вт (м.°С).
Минеральная ватахрупка, и при ееукладке образуетсямногопыли, поэтому ватугранулируют т.е. о превращают в рыхлые комочки - гранулы. Их используют в качестветеплоизоляционнойзасыпки пустотелыхстени перекрытий. Сама минеральная ватаявляетсякак быполуфабрикатом,из которого выполняют разнообразные теплоизоляционныеминераловатныеизделия: войлок, маты, полужесткие и жесткие плиты, скорлупы, сегменты и др.
Стеклянная ватаи изделия из нее. Стеклянная ватаматериал, состоящий избеспорядочно расположенныхстеклянныхволокон, полученных из расплавленного сырья. Сырьем для производства стекловаты служит сырьевая шахтадля варкистекла (кварцевый песок, кальцинированная сода и сульфат натрия) или стекольныйбой. Производствостеклянной ватыи изделий из нее состоит из следующих технологических процессов : варкастекломассыв ванных печахпри1300-1400 °С, изготовлениестекловолокна и формование изделий.
Стекловолокно из расплавленноймассы получают способами вытягивания или дутьевым. Стекловолокно вытягивают штабиковым (подогревом стеклянных палочек до расплавления с последующим их вытягиванием в стекловолокно, наматываемое на вращающиесябарабаны) и фильерным (вытягиванием волокон из расплавленной стекломассы через небольшие отверстия-фильтрыс последующей намоткой волокон на вращающиеся барабаны) способами. При дутьевом способе расплавленная стекломасса распыляется под действием струи сжатого воздуха или пара.
В зависимости отназначениявырабатывают текстильноеи теплоизоляционное (штапельное) стекловолокно. Средний диаметр текстильного волокна 3-7 мкм, а теплоизоляционного 10-30 мкм.
Стеклянноеволокно значительно большей длины, чем волокна минеральной ваты и отличаетсябольшимихимической стойкостьюипрочностью. Плотность стекляннойваты 75-125 кг/м3, теплопроводность0,04-0,052 Вт/(м/°С), предельная температураприменениястеклянной ваты 450 °С. Из стекловолокна выполняют маты, плиты, полосы и другие изделия, в томчисле тканые.
Пеностекло - теплоизоляционный материал ячеистой структуры. Сырьем для производства изделий из пеностекла (плит, блоков) служит смесь тонкоизмельченногостеклянного боя с газообразоватслем (молотым известняком). Сырьевую смесь засыпают в формы и нагревают в печах до 900 "С, при этом происходит плавление частиц и разложение газообразователя. Выделяющиеся газы вспучивают стекломассу, которая при охлаждении превращается в прочный материал ячеистой структуры
Пеностекло обладаетрядомценных свойств,выгодноотличающих егоотмногих другихтеплоизоляционныхматериалов: пористостьпеностекла 80-95 %, размер пор 0,1-3 мм, плотность200-600 кг/м3, теплопроводность 0,09-0,14 Вт/(м, /(м* °С),предел прочности при сжатии пеностекла 2-6 МПа. Кроме того, пеностеклохарактеризуется водостойкостью, морозостойкостью, несгораемостью, хорошим звукопоглощением, его легко обрабатывать режущим инструментом.
Пеностекло в виде плит длиной 500, шириной 400 и толщиной 70-140 мм используют в строительстведля утепления стен, перекрытий, кровель и других частейзданий, а в виде полуцилиндров, скорлуп и сегментов - для изоляции тепловых агрегатов и теплосетей,где температура не превышает 300 °С. Кроме того, пеностекло служит звукопоглощающим и одновременно отделочным ма-териаломдляаудиторий, кинотеатров иконцертныхзалов.
Асбестосодержащие материалы и изделия. К материалам и изделиям из асбестового волокна без добавок или с добавкой связующих веществ относят асбестовые бумагу,шнур, ткань, плиты и др. Асбест может быть также частью композиций, из которых изготовляют разнообразные теплоизоляционные материалы ( совелити др). В рассматриваемых материалах и изделиях использованыценные свойства асбеста: температуростойкость, высокаяпрочность, волокнистость и др.
Алюминиевая фольга (альфоль)-новый теплоизоляционный материал, представляющий собой лентугофрированной бумаги с наклеенной на гребне гофров алюминиевой фольгой. Данный вид теплоизоляционного материала в отличие от любого пористого материала сочетает низкую теплопроводность воздуха, заключенного между листами алюминиевой фольги, с высокой отража-тельной способностью самой поверхности алюминиевой фольги. Алюминиевую фольгу для целей теплоизоляции выпускают в рулонах шириной до 100, толщиной 0,005- 0,03 мм.
Практика использования алюминиевой фольги в теплоизоляции показала, что оптимальная толщина воздушной прослойки между слоями фольги должна быть 8- 10 мм, а количество слоев должно быть не менее трех. Плотность такой слоевой конструкции из алюминиевой (фольги6-9 кг/м3, теплопроводность - 0,03 - 0,08 Вт/(м* С ).
Алюминиевую фольгу употребляют в качестве отражательной изоляции в теплоизоляционных слоистых конструкцияхзданийи сооружений, а также для теплоизоляции поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре 300 °С.