Классификация теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные материалы — это изделия и строительные материалы, которые предназначены для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений. Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая плотность и низкая теплопроводность.

Теплоизоляционные материалы и изделия можно систематизировать по основным признакам:

· По виду исходного сырья: неорганические (минеральная и стеклянная вата, ячеистые бетоны, материалы на основе асбеста, керамические и др.) и органические (древесноволокнистые плиты, пенно- и поропласты, торфяные плиты).Еще изготавливают комбинированные материалы, с использование орг. и неорг. компонентов.

· По структуре: волокнистые (минеральная, стеклянная вата, шерсть), ячеистые (ячеистые бетоны и полимеры, пенно- и газокерамика) и зернистые или сыпучие (керамический и шлаковый гравий, пемзовый,шлаковый песок.

· По форме: рыхлые (вата, перлит), плоские (плиты, маты, войлок), фасонные (цилиндры, сегменты), шнуровые (шнуры из неорг. волокон: асбестовые, минерального и стеклянного волокна).

· По возгораемости (горючести): несгораемые (керамзит, ячеистые бетоны), трудносгораемые (цементно-стружечные, ксилолит),сгораемые (ячеистые пластмассы, торфоплиты, камышит)

· По содержанию связующего вещества: содержащие связующее вещество (ячеистые бетоны, фибролит) и не содержащие связующее вещество (стекловата, минеральное волокно)

· По средней плотности:

1. особо низкой плотности (15, 25, 35, 50, 75) минеральная вата марки менее 75; каолиновое волокно; пенопоропласты; ультра- и супертонкое стекловолокно; вспученный перлит;

2. низкой плотности (100, 125, 150, 175) минеральная вата марки более 75; стеклянная вата; полужесткие и жесткие минераловатные плиты;

3. средней плотности (200, 225, 250, 300, 350) совелитовые, вулканитовые, известково-кремнистые, перлитоцементные изделия, минераловатные плиты на битумном связующем;

4. плотные (400, 450, 500, 600) пенодиатомитовые, диатомитовые, трепельные изделия из ячеистого бетона; монолитный битумо-перлит.

· По жесткости:

-мягкие (М) — сжимаемость свыше 30 % при удельной нагрузке 0,002 МПа (минеральная и стеклянная вата, вата из супертонкого стекловолокна, маты и плиты из штапельного стекловолокна);

-полужесткие (П) — сжимаемость от 6 до 30 % при уд.нагрузке 0,002 МПа (плиты минераловатные и из штапельного стекловолокна на связующем);

-жесткие (Ж) — сжимаемость до 6 % при уд.нагрузке 0,002 МПа (плиты из минеральной ваты на синтетическом или битумном связующем);

-повышенной жесткости (ПЖ) - сжимаемость до 10 % при уд.нагрузке 0,04 МПа (плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем);

-твердые (Т) — сжимаемость до 10 % при уд.нагрузке 0,1 МПа.

· По теплопроводности:

-класс А — низкой теплопроводности — до 0,06 Вт/(м•К);

-класс Б — средней теплопроводности—от 0,06 до 0,115 Вт/(м•К);

-класс В — повышенной теплопроводности — от 0,115 до 0,175 Вт/(м•К);

· По горючести: негорючие (НГ); слабогорючие (П); умеренногорючие (Г2); нормальногорючие (ГЗ); сильногорючие (Г4).

Принципы технологии теплоизоляционных материалов

Производство полужестких плит из базальтового волокна, получаемых из расплава горных пород методом центрифугирования.

Описание процесса

Складирование сырья. Сырье: базальт в виде щебня или бута поступает на завод авто или железнодорожным транспортом, хранится в не отапливаемом складе раздельно в отсеках, исключающих загрязнения посторонними примесями (глина, песок, металл) с минимальным запасом сырья до одного месяца работы предприятия.
Дробление сырья. При поступлении крупными кусками сырье дробится на щековой и конусной дробилках с выделением на грохоте необходимых фракций. Мелкие фракции (отсев) реализуется, дробление сырья производится последовательно, дробленное сырье направляется ленточными конвеерами в соответствующие отсеки на промежуточное хранение.
Транспортировка исходного сырья. Из отсеков исходное сырье загружается грейферным краном в автосамосвал, которым оно транспортируется в приемный бункер шихто-приготовительного отделения.
Приготовление шихты. При использовании однокомпонентной шихты, дозирование и смешивание из процесса исключают.
Получение расплава. Загрузка шихты в плавильную печь производится равномерным слоем через загрузочные окна с помощью загрузчиков. Работа загрузчиков осуществляется от уровнеметра. Плавление сырья производится в ванной плавильной печи непрерывного действия с фидером. Производительность печи до 28 тонн расплава в сутки. Удельный съем расплава с плавильной части печи до 900 кг/мг в сутки.
Выработка расплава. Из плавильной части бассейна печи расплава поступает в выработочную часть печи и далее в фидер.
Волокнообразование и формирование ковра. Струя расплава направляется на первый валок центрифуги с координатами по ширине точно в цент валка, по окружности- под углом 450 к вертикальной плоскости, проходящей через ось валка.
Транспортировка упакованного ковра на склад готовой продукции осуществляется тележкой.
Хранение.

 

ЛАБОРАТОРНЫЕ ВОПРОСЫ

16) Определение содержания вредных (органических) примесей в песке (лаб.№8)
Навеску песка массой 250 г помещают в стеклянный мерный цилиндр емкостью 250 мл до отметки 130 мл и заливают трехпроцентным раствором NaOH до отметки 200 мм. После чего сравнивают цвет жидкости над песком с цветом эталона.
Цвет жидкости над песком сравнивают с цветом эталона. Если цвет темный – много органических примесей. Если цвет светлый – мало органических примесей.

17) Методика испытания портландцемента на равномерность изменения объема (№7)
Для испытания на равномерность изменения объема цемента готовят тесто нормальной густоты

 

Две навески теста массой 75 г каждая, приготовленные в виде шариков, помещают на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают ею о твердое основание до образования из шариков лепешек диаметром 7-8 см и толщиной в середине около 1 см. Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности. Приготовленные лепешки хранят в течение (24±2) ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают испытанию кипячением. По истечении времени хранения цементные лепешки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают в бачок, с водой на решетку. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и производят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.
Цемент соответствует требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешек не обнаружено радиальных, доходящих до краев, трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек.

18) Методика определения тонкости помола цемента (№7)

 

19) Методика определения марки цемента по прочности (№7)
Марка цемента определяется пределом прочности при изгибе образцов-балочек 4х4х16 см и испытанных через 28 дней с момента изготовления.
Для определения прочностных характеристик цемента изготовляются образцы-балочки из цементного раствора сос­тава 1:3, состоящего из одной весовой части цемента и трёх весовых частей песка, при водоцёментном отношении не менее 0,40 и консистенции раствора, характеризуемой расплывом конуса на встряхивающем столике не менее 106мм.

20) Методика определения предела прочности при сжатии цементных образцов-балочек (№7)
Приготовление растворной смеси в бегунковой растворомешалке. Отвешивают 1500 г стандартного монофракционного песка и 500 г цемента, высыпают в сферическую чашку, предварительно протертую мокрой тканью, и перемешивают вручную 1 мин. В центре сухой смеси делают лунку и добавляют воду, количество которой берут предварительно равным 200 г (В/Ц=0,40), но затем уточняют по нормальной густоте растворной смеси (см. ниже). Воде дают впитаться в течение 30 с, после чего перемешивают смесь 1 мин вручную и 2,5 мин в стандартной растворомешалке.

21) Методика определения нормальной густоты гипсового теста

Смесь гипсового вяжущего с водой называется гипсовым тестом.
1) Приготовить гипсовое тесто. В чашку влить 150 мл. воды. Затем в воду в течение 2... 5 сек. всыпать 300 г. гипса. Массу перемешивать 30 сек. 2) Заполнить цилиндр, установленный в центре диска гипсовом тестом, Излишек срезать ножом. 3) Не позднее 15 сек. после окончания перемешивания цилиндр быстро поднять на высоту 15... 20 см и отвести в сторону. Гипсовое тесто расплывется в лепешку. 4) Измерить диаметр расплыва гипсового теста линейкой. Если диаметр гипсовой лепешки не соответствует 120 ± 5 мм, то испытание повторить, уменьшая или увеличивая количество воды затворения.

22) Методика определения срока схватывания гипсового вяжущего (№4)
1) Ознакомиться с устройством прибора Вика.
2) Подготовить прибор Вика к выполнению лабораторной работы. Вставить в нижнюю часть стержня 2 иглу 3 (пестик - 1 в данной работе не используется). Проверить, свободно ли опускается стержень прибора, а также проверить нулевое показание прибора, приводя иглу в соприкосновение с пластинкой, на которой расположено кольцо. В случае отклонения от нулевого положения, шкалу прибора установить на ноль.
3) Приготовить гипсовый раствор. Налить в чашку 120 мл воды. Всыпать 200 г гипса (равномерно в течение 2-5 сек) и перемешать лопаточкой за 30 сек.
4) Смазать металлическую форму машинным маслом, наполнить ячейку формы гипсовым тестом в один прием. Выровнить поверхность теста с краем формы, срезая избыток теста ножом.
5) Подвести иглу к поверхности гипса, отвинтить закрепляющий винт, освободить стержень и предоставить игле свободно погружаться в тесто. Повторять опускание иглы каждые 30 сек, каждый раз меняя место соприкосновения иглы с раствором и тщательно вытирая ее. В начале испытания иглу рекомендуется при погружении слегка задерживать, чтобы она не погнулась и не поломалась.
Сущность метода состоит в определении времени от начала затворения гипса водой до начала и конца схватывания геста. Сроки схватывания гипсового теста определяют с помощью стандартного прибора Вика. Начало схватывания характеризуется промежутком времени, прошедшим от начала затворения гипса водой до того момента, когда игла при опускании первый раз не дошла до стекла на 0,5 мм. Концом схватывания характеризуется промежутком времени, прошедшим от начала затворения гипса водой до того момента, когда игла погружается в гипсовое тесто не более чем на 1 мм. Сроки схватывания гипсового теста имеют большое практическое значение, так как после начала схватывания, раствор или гипсобетон нельзя укладывать в форму или наносить на оштукатуренную поверхность. Особенно это недопустимо после конца схватывания.

23) Методика определения нормальной густоты цементного теста (№7)
Цементным тестом называется однородная пластичная подвижная смесь цемента с водой. Нормальной густотой цементного теста считают такую его консистенцию (водоцементное отношение В/Ц, выраженное в процентах), при которой пестик прибора Вика, погруженный в заполненное цементным тестом кольцо, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо конической формы.
на приборе Вика с использованием металлического пестика диаметром 10 мм и длиной 50 мм. Масса подвижного стержня прибора вместе с пестиком должна быть 300+2 г.
Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г испытываемого цемента, высыпают его в сферическую металлическую чашу (рис. 4.5а), предварительно протертую влажной тканью. Затем в цементе делают углубление, куда в один прием вливают предварительно отмеренную воду в количестве, необходимом для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление, в которое была налита вода, с помощью стальной лопатки (рис. 4.5б) заполняют цементом и через 30 с после этого осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях, периодически поворачивая чашку на 90°. Продолжительность перемешивания и непрерывного растирания с момента затворения цемента водой – 5 мин. После окончания перемешивания цементное тесто укладывают в один прием в кольцо, которое пять-шесть раз встряхивают, постукивают пластинкой с прижатым к ней кольцом о поверхность стола. Избыток цементного теста срезают ножом, предварительно протертым влажной тканью. Кольцо на стеклянной пластинке ставят под стержень прибора Вика, пестик приводят в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют его в таком положении зажимным винтом. Затем быстро отвинчивают зажимной винт, и стержень вместе с пестиком свободно погружается в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня по шкале прибора фиксируют глубину погружения пестика.
Густота цементного теста считается нормальной, если пестик не доходит до стеклянной пластинки на 5-7 мм. Если он, погружаясь в цементное тесто, остановится выше, то опыт повторяют с большим количеством воды, а если ниже – с меньшим

 

24) Методика определения срока схватывания портландцемента (№7)
Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начали затворения (момента приливания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2 - 4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворення до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1 - 2 мм.

25) Методика определения марки гипсового вяжущего по прочности (№7)
Сущность испытания заключается в определении напряжений, разрушающих стандартный образец-балочку размером 40×40×160 мм, которую испытывают на изгиб, а образовавшиеся половинки балочки — на сжатие.
Образцы формуют из теста стандартной консистенции. Для этого берут 1200 г гипсового вяжущего и воду в количестве, необходимом для получения теста нормальной густоты. Вяжущее всыпают в воду и интенсивно перемешивают в течение 60 с. Образцы формуют в трехгнездных формах (см. рис. 4.6), которые предварительно очищают и смазывают машинным маслом. Все три гнезда формы заполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления воздуха заполненную форму встряхивают 5…6 раз. После наступления начала схватывания излишки гипсового теста срезают линейкой. Через (15 ±5) мин после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении для испытаний. Испытания начинают через 2 ч после начала перемешивания.
Половинки балочек (шесть штук), получившихся после испытания на изгиб, используют для определения предела прочности при сжатии. Для этого образцы, так же как и цементные, помещают между двумя стальными пластинками (см. рис. 4.10, б). Образец вместе с пластинками подвергается сжатию на прессе, развивающем усилие 50 кН. Время от начала нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30 с (скорость нарастания нагрузки около 2,5 кН в секунду). Предел прочности при сжатии гипсовых образцов подсчитывают по формуле так же, как и цементных образцов. Марку гипсового вяжущего устанавливают по наименьшему значению предела прочности при изгибе или при сжатии.

26) Методика определения вспучиваемости вермикулита-сырца (№16)
Самым основным свойством вермикулита является его способность при быстром нагреве расщипляться на отдельные слюдяные пластинки, лишь частично скрепленные между собой.
Для его определения вермикулит объемом V обжигают при температуре 850-950?С в течение 3-5 минут. Затем определяют объем V1 вспученного вермикулита(после обжига). Объемный коэффициент вспучивания находят по формуле К0=V1/V.

27) Методика изготовления асбестовермикулитовых теплоизоляционных плит (16)
1) отмерить: воду 150 см^3, огнеупорную глину 5 г, декстрин 5 г, асбест 4-5 сорт 15 г, вермикулит 20 г
2) высыпать все в ковш, перемешать
3) выложить массу в форму
4) установить форму на доску, пригруз 2 кг в течении 1 мин.

28) Метод определения вязкости битума (№15)
Глубину проникания определяют при помощи прибора пенетрометра (рис.1). Прибор состоит из металлического штатива, укрепленного на подставке. На этой же подставке помещен столик. На штативе имеется металлический кронштейн, состоящий из двух частей. В верхней части установлен круглый циферблат со стрелкой, которая передвигается по циферблату в зависимости от передвижения вверх или вниз зубчатой рейки. В нижней части кронштейна при помощи стопорной кнопки укреплен подвижный стержень — иглодержатель с иглой.
чашку с битумом выдерживают в течение 1 часа в ванне с водой при температуре 25оС. Чашку с битумом ставят на столик прибора. Иглу прибора приводят в соприкосновение с поверхностью битума, зубчатую рейку опускают до верхнего края иглодержателя, ставят стрелку на нулевое давление циферблата (или отмечают положение стрелки), и, нажимая стопорную кнопку, дают игле свободно погружаться в битум в течение 5 с. По истечении 5 с кнопку отпускают. Затем рейку вновь доводят до верхнего конца иглодержателя и отмечают положение стрелки.
Перемещение стрелки циферблата в угловых градусах характеризует глубину проникания иглы. Каждый угловой градус соответствует глубине проникания иглы в 0,1 мм.
Определение производят в трех различных точках образца битума и берут среднее арифметическое значение из трех измерений.

29) Метод определения температуры размягчения битума (кольцо и шар) (№15)
Приготовленные для испытания два кольца с битумом помещают над отверстием диска. На поверхность битума в центре каждого кольца помещают стальной шарик диаметром 9,53 мм, массой 3,5 г.
После этого штатив с кольцами помещают в стеклянный стакан, наполненный водой, устанавливают термометр, ставят стакан на электроплитку и подогревают со скоростью около 5оС в минуту. При нагревании битум постепенно размягчается и при некоторой температуре под действием веса шарика опускается и касается дна. Температуру в момент касания битума со дном принимают за температуру размягчения битума. Ее вычисляют как среднее арифметическое значений, полученных для двух колец.
Для битумов, имеющих температуру размягчения выше 80оС, вместо воды применяют глицерин.

30) Метод определения растяжимости битума (№15)
Прибор состоит из удлиненного ящика, внутри которого расположены две пластинки, имеющие штифты для укрепления разъемных форм-восьмерок, заполненных испытуемым битумом. Одна пластинка закреплена неподвижно у торцевой стенки ящика, а вторая может перемещаться вдоль длинной стороны ящика при помощи червячной передачи, приводимой в движение маховиком или электромотором. Скорость перемещения пластинки 5 см/мин.
На одной стороне ящика находится измерительная линейка, по которой скользит указатель, прикрепленный к подвижной пластинке, указывающий величину растяжимости.
Расплавленный битум заливают в три формы-восьмерки вровень с краями, охлаждают и помещают в воду с температурой 25оС на 1 ч. После этого формы закрепляют в штифтах пластинок дуктилометра и снимают боковые стенки форм.

 

Предварительно в дуктилометр наливают воду с температурой 25оС. Вода должна покрывать форму не менее чем на 2,5 см. Затем включают мотор, при этом подвижная пластинка начинает двигаться вдоль ящика и растягивать образец битума. Битум вытягивается в нить, а потом разрывается. Длину нити образца битума в момент ее разрыва принимают за величину растяжимости. Величину растяжимости битума вычисляют в см, как среднее арифметическое значений, полученных для трех образцов.