Неорганические теплоизоляционные материалы

 

Рыхлые материалы

В строительстве в качестве рыхлых теплоизоляционных материалов используют:

- минеральную и стеклянную вату;

- вспученные перлит и вермикулит;

- гранулированные доменные и котельные шлаки и золы.

Минеральная вата состоит из тонких спутанных между собой волокон диаметром 5-12 мкм. Ее получают из расплавов некоторых горных пород или металлургических и топливных шлаков.

Минеральная вата применяется для теплоизоляции холодных (-100 °С) и горячих (более 300 °С) поверхностей.

Основными видами изделий с применением стекловаты являются жесткие и полужесткие плиты на полимерном вяжущем.

Из минеральной ваты на синтетическом связующем изготавливают цилиндры и полуцилиндры для теплоизоляции трубопроводов с температурой поверхности до 400 °С.

Стекловата состоит из беспорядочно расположенных волокон, получаемых из расплавленного стекла; обладает теми же свойствами, что и минеральная вата.

Вспученный перлит получают измельчением и обжигом вулканических стекол (перлита, абсидиана и др.), содержащих небольшое количество химически связанной воды. В процессе быстрого обжига происходит значительное увеличение объема материала – вспучивание.

Вспученный вермикулит также получают быстрым обжигом природного вермикулита (биотитовой слюды), содержащего часто более 10 % воды. Вспученный материал измельчают.

Неорганические рыхлые материалы применяют для теплоизоляционных засыпок и набивок, а некоторые из них используют для получения жестких и гибких теплоизоляционных материалов.

Теплоизоляционные неорганические рыхлые материалы имеют небольшую плотность (от 75 до 200 кг/м³) и соответственно низкие коэффициенты теплопроводности – от 0,04 до 0,087 Вт/(м∙°С).

Структура теплоизоляционных материалов характеризуется наличием твердого вещества и газообразной фазы, заключенной в порах. Твердая фаза имеет большую теплопроводность и поэтому, когда она является в структуре непрерывной (пор мало), то теплопроводность материала оказывается значительной. Теплопроводность пор определяется теплопроводностью заключенного в них воздуха, значение которого при 25 °С составляет 0,025, а при 100 °С – 0,031 Вт/(м∙К). Отсюда видна теплоизоляционная эффективность пористых теплоизоляционных материалов.

 

Жесткие теплоизоляционные материалы

К жестким теплоизоляционным материалам относят:

− скорлупы и сегменты из пропитанной синтетическими смолами уплотненной минеральной ваты, подвергаемые для отверждения смол тепловой обработке;

− плиты, скорлупы и сегменты на битумном связующем;

− плиты, скорлупы и сегменты из ячеистых бетонов (крупнопористых керамзитобетона, керамзитопластбетона);

− плиты, скорлупы и сегменты из вспученного вермикулита и перлита;

− плиты из пеностекла.

Жесткие теплоизоляционные материалы и изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, поверхностей промышленного оборудования, холодильников, трубопроводов. Требования к этим материалам приведены в табл. 10.2.

 

Таблица 10.2. Требования к неорганическим жестким теплоизоляционным материалам

 

Изделия	Марка по пластично-сти в сухом состоянии	Предел прочности, кг/см^2 (МПа), не менее	Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при 25±5 °С, ккал/(м∙ч∙°С) [Вт/(м∙°С)], не более
при сжатии	при изгибе
Плиты, скорлупы и сегменты жесткие минеральные на синтетическом связующем		- -	1,5 (0,15) 1,5 (0,15)	0,05 [0,058] 0,055 [0,06]
То же на битумном связующем		- - - -	1,1 (0,11) 1,2 (0,12) 1,3 (0,13) 1,4 (0,14)	0,055 [0,064] 0,06 [0,07] 0,065 [0,075] 0,07 [0,08]
Плиты, скорлупы и сегменты перлитовые		- - - - -	2,5 (0,25) 2,5 (0,25) 3 (0,3) 3 (0,3) 3 (0,3)	0,065 [0,075] 0,07 [0,081] 0,075 [0,087] 0,08 [0,093] 0,09 [0,104]
Плиты из пеностекла		5 (0,5) 10 (1)	- -	0,08 [0,093] 0,09 [0,104]
Плиты из крупнопористого керамзитопластбетона		3 (0,3) 8 (0,8)	- -	0,09 [0,104] 0,12 [0,14]
Плиты из керамзитобетона		5 (0,5) 8 (0,8)	- -	0,12 [0,14] 0,15 [0,17]

 

Гибкие материалы и изделия

К гибким теплоизоляционным материалам относят:

− маты;

− полужесткие плиты и скорлупы, изготовляемые из пропитанной синтетическими смолами минеральной или стеклянной ваты с последующим уплотнением и тепловой обработкой;

− войлок – уплотненная минеральная вата, пропитанная битумом;

− плиты из минеральной ваты на битумном связующем;

− маты прошивные, получаемые прошивкой слоя минеральной ваты или стекловаты, уложенного в оболочку из бумаги или металлической сетки.

Гибкие теплоизоляционные материалы характеризуются низким коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии – от 0,04 до 0,07 ккал/(м∙ч∙°С) [0,046-0,08 Вт/(м∙°С)] и используются для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.