Органические теплоизоляционные материалы

 

Жесткие материалы

К жестким материалам и изделиям в основном относятся:

− древесно-волокнистые плиты;

− торфяные плиты, скорлупы, сегменты, изготавливаемые путем формования и сушки малоразложившегося торфа;

− плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс, подразделяемые по виду применяемых смол на полистирольные, поливинилхлоридные и фенолоформальдегидные.

В табл. 10.3 приведены требования, предъявляемые к органическим жестким материалам и изделиям.

Таблица 10.3. Требования к органическим жестким теплоизоляционным материалам и изделиям

 

Изделия	Марка по плотности в сухом состоянии	Предел прочности при изгибе, кгс/см^2 (МПа), не менее	Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при 25±5 °С, ккал/(м∙ч∙°С) [Вт/(м∙°С)], не более
Плиты древесно-волокнистые изоляционные		4 (0,4) 8 (0,8) 12 (1,2)	0,04 [0,046] 0,05 [0,058] 0,06 [0,07]
Плиты, скорлупы, сегменты торфяные изоляционные		2,5 (0,25) 2,5 (0,25) 2,5 (0,25)	0,05 [0,058] 0,055 [0,064] 0,06 [0,07]
Плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс (полистирольных на суспензионном полистироле)		1 (0,1) 2 (0,2)	0,03 [0,035] 0,03 [0,035]

 

Гибкие материалы

К гибким теплоизоляционным органическим материалам относятся:

− строительный войлок, полученный из грубой шерсти и отходов шерстяных производств;

− гофрированный картон;

− маты из пористого полиуретана.

Строительный войлок, выпускаемый в виде полотнищ длиной 1000-2000, шириной 500-2000 и толщиной 12 мм, не подвергается гниению, не горит, гигроскопичен, перед использованием антисептируется. Пористый полиуретан – газонаполненная полиуретановая смола, свойства которой можно изменять в желаемом направлении путем использования различных наполнителей.

Гибкие материалы применяют для теплоизоляции отдельных частей конструкций и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

 

Гидрофобный газоасфальт

Изготавливают из битумоизвестковой пасты с добавлением 10…50 % по массе портландцемента и газообразователя (алюминиевой пудры). Используют для кровельных панелей и теплогидроизоляции трубопроводов.

 

Гидроизоляционные материалы

Общие положения

Известно, что одним из наиболее агрессивных факторов, воздействующих на материалы инженерных конструкций, является водная агрессия. Она вызывает снижение прочности большинства строительных композитов, стимулирует развитие коррозионных процессов в металлах, бетонах, а в деревянных конструкциях вызывает появление грибков и плесени, разрушающих структуру целлюлозы. Поэтому защита инженерных конструкций осуществляется с помощью гидроизоляционных материалов, которые должны их защищать, прежде всего, от действия воды любого вида и фазового состава.

Важным обстоятельством, заставляющим придавать большое значение гидроизоляционным работам, является их относительно низкая стоимость по сравнению с теми огромными затратами, которые неизменно возникают при отсутствии качественной гидроизоляции инженерных сооружений.

Основными причинами повреждения, например, мостовых сооружений являются ошибки в проектировании гидроизоляции, некачественное ее устройство и неправильная эксплуатация сооружения в целом.

При наличии переменных циклов замораживания-оттаивания происходит разрушение защитного слоя арматуры в железобетонных конструкциях. Установлено, что с течением времени (примерно через 5 лет) уменьшается прочность защитного слоя конструкции.

 

Водопроницаемость бетонов

 

Основное влияние на водопроницаемость бетонов оказывают показатели их структуры, общий объем пор, содержание замкнутых и капиллярных пор.

Объем пор в бетоне характеризует его общую проницаемость, которая косвенно определяется водопоглощением. Большинство доброкачественных бетонов имеет величину водопоглощения менее 10 %.

Проницаемость бетона оценивается по коэффициенту проницаемости (К_ф), который равен количеству воды, прошедшей через поверхность бетона площадью в 1 см² в течение 1 часа при постоянном перепаде давления:

(10.1)

где V_в – количество прошедшей воды, см³;

S – площадь поверхности, см²;

t – время, ч;

р₁ – р₂ – перепад давления, Па.

В строительстве проницаемость бетонов оценивают маркой по водонепроницаемости 2, 4, 6, 8, 10, 12. Цифры обозначают наибольшее давление в паскалях, при котором бетон не фильтрует воду.

 

Агрессивность воды

Не допускается наличие в бетоне хлорид-ионов выше 0,03-0,05 % по массе бетона, что увеличивает растворимость Са(ОН)₂ и устраняет ее пассивирующее действие на арматуру.

Лаборатория Объединения цементных заводов Германии для оценки агрессивности вод приводит следующие данные (табл. 10.4).

Таблица 10.4

Агрессивность вод по данным лаборатории

Объединения цементных заводов ФРГ

 

Агент	Среда
слабоагрессивная	среднеагрессивная	сильноагрессивная
рН	6,5-5,5	5,5-4,5	Менее 4,5
Агрессивная СО2, мг/л	15-30	30-60	Более 60
NH4^2+, мг/л	15-30	30-60	Более 60
Mg^2+мг/л	100-300	300-1500	Более 1500
SO4^2-, мг/л	200-600	600-2400	Более 2400

 

Преимуществом этой таблицы является простота ее использования. Однако в ней отсутствует оценка агрессивности мягких вод.

В настоящее время существуют рекомендации по подбору состава и свойств бетонов, подвергшихся воздействию данной среды.

Так, для неагрессивных сред состав бетона выбирается только с точки зрения требуемой прочности.

Для слабоагрессивных сред следует применять бетон повышенной плотности с В/Ц не выше 0,65. Количество цемента в бетоне должно составлять более 300 кг/м³. Если цемент обладает повышенной стойкостью к воздействию какого-либо агрессивного составляющего, количество цемента может быть уменьшено.

Для среднеагрессивных сред количество цемента в бетоне при В/Ц<0,65 должно быть не меньше 300 кг/м³. При этом бетон должен быть с оптимальным гранулометрическим составом заполнителей. Особое внимание следует обращать на содержание мелких фракций заполнителей (до 5 мм).

Для сильноагрессивных сред должны применяться те же рекомендации, что и для среднеагрессивных, за исключением того, что В/Ц должно быть не больше 0,45. При выборе состава бетона рекомендуется проводить испытания водопоглощения пробных образцов бетона. Через 90 дней после приготовления смеси образцы подвергаются давлению воды порядка 7 кгс/см², они должны пропитаться на глубину не более 80 мм. Если это условие не может быть выполнено, на бетон следует нанести защитное покрытие или же произвести его флюатирование.

Для сильноагрессивных сред количество цемента в бетоне должно быть не менее 350 кг/м³, для слабоагрессивных сред водонасыщение образцов бетона не должно быть больше 40 мм. Для железобетона толщина защитного слоя арматуры должна составлять не менее 50 мм. Кроме того, следует дополнительно защищать поверхность бетона плотным химическим стойким покрытием.