Теплоизоляция

 

3. По содержанию связующего вещества материалы и изделия подразделяют на:
1. содержащие связующее вещество;
2. не содержащие связующее вещество.

 

4. По форме материалы и изделия подразделяют на:
1. рыхлые (вата, перлит и др.);
2. плоские (плиты, маты, войлок и др.);
3. фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты и др.);
4. шнуровые.

 

5. По возгораемости (горючести) материалы и изделия подразделяют на:
1. несгораемые;
2. трудносгораемые;
3. сгораемые.

 

5. Неорганические теплоизоляционные материалы.

 

К  неорганическим теплоизоляционным  материалам относят минеральную  вату, стеклянное волокно, пенс стекло, вспученные перлит и вермикулит, асбестосодер жащие теплоизоляционные изделия, ячеистые бетоны , и  др.

1. Минеральная вата и изделия из нее.

 Минеральная  вата  волокнистый теплоизоляционный  материал, получаемый из силикатных  расплавов. Сырьем для ее производства  служат  горные  породы (известняки, мергели, диориты и др.), отходы  металлургической промышленности (доменные  и топливные шлаки) и промышленности  строительных  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 образуется  в  вагранках  шахтных плавильных  печах, в которые загружают  минеральное сырье и топливо  (кокс). Расплав  с  температурой 1300-1400°С непрерывно выпускают  из нижней части печи.

     Существует  два  способа  превращения   расплава  в минеральное волокно:  дутьевой и  центробежный. Сущность  дутьевого способа заключается  в том, что на струю жидкого   расплава, вытекающего из летки   вагранки, воздействует  струя водяного  пара или  сжатого  газа . 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 камере  волокна осаждения  на движущуюся  ленту  транспортера. Минеральная  вата  это  рыхлый  материал, состоящий  из  тончайших  переплетенных минеральных волокон   и небольшого количества стекловидных  включений ( шариков, цилиндриков   и  др.), так называемых корольков.Чем  меньше  в  вате  корольков,  тем  выше   ее  качество.

     В  зависимости   от  плотности   минеральная   вата  подразделяется на  марки  75, 100, 125 и 150. Она  огнестойка, не  гниет, малогигроскопична и имеет  низкую  теплопроводность  0,04 - 0,05 Вт (м.°С).

     Минеральная   вата  хрупка, и при ее  укладке   образуется  много  пыли, поэтому  вату  гранулируют  т.е. о  превращают в рыхлые комочки  - гранулы. Их используют в качестве  теплоизоляционной  засыпки   пустотелых  стен  и  перекрытий. Сама минеральная  вата  является  как  бы  полуфабрикатом,  из  которого  выполняют разнообразные  теплоизоляционные  минераловатные  изделия: войлок, маты, полужесткие  и жесткие плиты, скорлупы, сегменты  и др.

2. Стеклянная вата  и  изделия из нее.

Стеклянная  вата  материал, состоящий из  беспорядочно  расположенных  стеклянных  волокон, полученных из расплавленного сырья. Сырьем для производства стекловаты служит сырьевая шахта  для  варки  стекла (кварцевый  песок, кальцинированная сода и сульфат  натрия) или  стекольный  бой. Производство  стеклянной  ваты  и изделий из нее состоит из следующих технологических процессов :  варка  стекломассы  в  ванных печах  при  1300-1400 °С,  изготовление  стекловолокна и формование изделий.

Стекловолокно из расплавленной  массы  получают способами вытягивания  или дутьевым. Стекловолокно вытягивают штабиковым (подогревом стеклянных палочек  до расплавления с последующим их вытягиванием в стекловолокно, наматываемое на вращающиеся  барабаны) и фильерным (вытягиванием волокон из расплавленной  стекломассы через небольшие  отверстия-фильтры  с последующей  намоткой волокон на вращающиеся  барабаны) способами. При дутьевом способе  расплавленная стекломасса распыляется  под действием струи сжатого  воздуха или пара.

      В зависимости  от  назначения  вырабатывают  текстильное  и теплоизоляционное  (штапельное) стекловолокно. Средний  диаметр текстильного волокна  3-7 мкм, а теплоизоляционного 10-30 мкм.

      Стеклянное  волокно значительно большей  длины, чем волокна минеральной  ваты и  отличается  большими  химической  стойкостью  и   прочностью. Плотность стеклянной  ваты 75-125 кг/м3, теплопроводность  0,04-0,052 Вт/(м/°С), предельная температура   применения  стеклянной  ваты 450 °С. Из стекловолокна  выполняют  маты, плиты, полосы и другие  изделия, в том  числе   тканые.

3. Пеностекло.

Пеностекло - теплоизоляционный материал ячеистой структуры. Сырьем для производства изделий из пеностекла (плит, блоков) служит смесь тонкоизмельченного  стеклянного 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  обладает  рядом  ценных  свойств,  выгодно  отличающих  его   от  многих  других  теплоизоляционных   материалов: пористость  пеностекла 80-95 %, размер пор 0,1-3 мм, плотность  200-600 кг/м3, теплопроводность 0,09-0,14 Вт/(м, /(м* °С),  предел прочности при  сжатии пеностекла 2-6 МПа. Кроме  того, пеностекло  характеризуется  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 строительстве  для  утепления  стен, перекрытий, кровель и других  частей  зданий, 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-териалом  для  аудиторий,  кинотеатров и  концертных  залов.

4. 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 ( совелит   и др). В рассматриваемых материалах  и изделиях использованы  ценные  свойства асбеста: температуростойкость,  высокая  прочность, волокнистость  и др.

 

5. Алюминиевая фольга.

Алюминиевая фольга (альфоль) - новый теплоизоляционный материал, представляющий собой ленту  гофрированной 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 (фольги  6-9 кг/м3,    теплопроводность - 0,03 - 0,08 Вт/(м* С).

Алюминиевую фольгу употребляют  в качестве отражательной изоляции в теплоизоляционных слоистых  конструкциях  зданий  и сооружений, а также для теплоизоляции  поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре 300 °С.

 

6. 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 относят  древесносткужечные, древесноволокнистые, фибролитовые, арболитовые, камышитовые и торфяные, к гибким - строительный войлок  и гофрированный картон. Эти теплоизоляционные  материалы отличаются низкой  водо - и  биостойкостью.

 

1. Древесноволокнистые теплоизоляционные плиты.

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 массы  связующим, 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). Предел  прочности  плит   при изгибе  составляет  0,4-2  МПа. Древесноволокнистые плиты  обладают высокими звукоизоляционными  свойствами.

2. Изоляционные  и  изоляционно - отделочные плиты.

Изоляционные  и  изоляционно - 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).

3. Арболит.

Арболит изготовляют из смеси  цемента, органических  заполнителей, химических добавок и воды. В  качестве органических  заполнителей используют  дробленые отходы  древесных  пород, сечку  камыша, костру конопли или льна и т. п. Технология изготовления  изделий  из  арболита  проста и включает операции  по подготовке органических  заполнителей, например дробление отходов  древесных пород, смешивание заполнителя  с цементным раствором, укладку  полученной  смеси  в формы  и ее уплотнение, отвердение  отформованных  изделий.

4. 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.

    В  зависимости  от структуры теплоизоляционные  пластмассы могут быть разделены  на две группы: пенопласты  и   поропласты. Пенопластами называют ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличием  несообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненных газами или воздухом. Поропласты-пористые  пластмассы, структура которых характеризуется сообщающимися между собой полостями. Наибольший интерес для  современного  индустриального строительства  представляют  пенополистпрол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан  и  мипора . Пенополистирол - материал в виде белой твердой пены с равномерной замкнутопористой  структурой . Пенополистирол  выпускают 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 пенополистирола применяют для утепления стыков крупнопанельных зданий, изоляции промышленных  холодильников, а также в качестве  звукоизолирующих  прокладок.

5. Сотопласты

Сотопласты - теплоизоляционные материалы с ячейками, напоминающими форму пчелиных сот. Стенки  ячеек  могут быть выполнены  из  различных листовых  материалов ( крафт - бумаги, хлопчатобумажной ткани, стекло - ткани  и др.), пропитанных  синтетическими полимерами. Сотопласты изготовляют в виде плит длиной 1-1,5м,  шириной  550 - 650 и толщиной 300 - 350 мм. Их плотность30-100 кг/м3, теплопроводность 0,046-0,058 Вт/(м-°С). прочность при сжатии 0,3-4 МПа. Применяют  сотопласты  как  заполнитель  трехслойных панелей. Теплоизоляционные свойства  сотопастов повышаются в результата заполнения сот крошкой мипоры.

 

7. Список литературы.

1. Строительное материаловедение Рыбьев И. А. - М. Высш. шк 2003 701 с ил.