Органические теплоизоляционные

Органические теплоизоляционные материалы применяют для теплоизоляции конструкций при температуре, как правило, не более 100 °С.В сравнении с неорганическими органические материалы характеризуются меньшей теплопроводностью при одинаковой средней плотности, однако имеют невысокие предельную температуру применения (60... 150 °С) и биостойкость, являются горючими. Древесно-волокнистые плиты изготовляют измельчением неделовой древесины или других растительных материалов (камыша, костры, соломы) в водной среде до получения волокнистой массы. В смесь добавляют парафиновую эмульсию, антисептики и антипирены. Из этой массы отливкой формуют плиты, а затем сушат. Таким образом производятся мягкие изоляционные плиты плотностью от 100 до 400 кг/м3. Если перед сушкой плиты уплотняют или высушивают под горячим прессом, то получают полутвердые и твердые плиты меньшей толщины, но большей прочности.Прочность высокопористых изоляционных плит обеспечивается за счет переплетения тонких и длинных волокон между собой.Прочность других видов плит достигается путем применения горячего прессования, при котором древесные волокна склеиваются выделяющимися из древесины клеющими веществами.Мягкие плиты выпускают размерами: длина-1220...3000 мм, ширина - 1220 мм и толщина - 8, 12 и 16 мм.Льнокостричные плиты по свойствам и технологии производства аналогичны мягким ДВП. Для улучшения свойств изделий в размолотую волокнистую массу вводят 5...7% грубого льняного волокна Средняя плотность плит составляет 200...220кг/м3.Применяют древесно-волокнистые плиты в конструкциях сборно-щитовых зданий, для изоляционно-отделочной обшивки стен, а также устройства звукоизоляционных прокладок в конструкциях пола.. Газонаполненные пластмассы относятся к наиболее эффективным теплоизоляционным материалам. Их получают вспениванием различных полимеров: полистирола, поливинилхлорида, фенолоформальдегидных смол, полиуретана. Различают пено-пласты, в структуре которых преобладают замкнутые поры, и поропласты - с преимущественно сообщающимися порами. Пе-нопласты имеют самую низкую теплопроводность среди известных теплоизоляционных материалов: X = 0,023...0,045 Вт/(м -°С).Пенополистирол составляет более 50 % общего объема выпуска пенопластов. Пенополистирол марки ПСБ плотностью 15, 25, 35 и 50 кг/м3 производится для целей строительства беспрессовым способом. Бисерный полистирол, насыщенный при изготовлении легкокипящей жидкостью (изопентаном), обрабатывают паром; предвспененные гранулы выдерживают, а затем формуют изделия с окончательным вспучиванием и спеканием гранул. Пенополистирольные плиты применяют для утепления ограждающих конструкций жилых зданий.Пенополиуретан производят непрерывным способом (на конвейере), способом заливки (в форму или конструкцию) или напыления. Особенность производства пенополиуретанов - способность смеси вспениваться и отверждаться при комнатной температуре без подогрева. Основой пенополиуретанов являются полиэфирные смолы, которые при смешивании с изоцианатами отверждаются с выделением С02. Для регулирования пористости вводят эмульгаторы, а скорости отверждения и вспенивания - катализаторы. Получаемые пенопласты характеризуются средней плотностью 35...350 кг/м3, водопоглощением 0,1...0,2 % и рабочей температурой применения (- 60...+150) °С.На основе полиуретановых и фенольных пенопластов изготовляют трехслойных панели и плиты, наружные слои которых выполнены из асбестоцемента, алюминия или стеклопластика, а внутренний - из пенопласта. Применяют трехслойные панели для устройства навесных стен и кровли промышленных зданий и специальных сооружений. Такие панели характеризуются легкостью и простотой монтажа, высокими теплозащитными свойствами и малой массой. Напыляемый пенополиуретан применяют для теплоизоляции труб и оборудования, в качестве монтажной изоляции.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 др. Технология изготовления изделий из арболита проста и включает операции по подготовке органических заполнителей (например, дробление отходов древесных пород), смешивание заполнителя с раствором химдобавок, а затем - с цементным тестом, укладку полученной смеси в формы и уплотнение, твердение отформованных изделий. В качестве химдобавок применяют хлористый кальций или жидкое стекло.Арболит характеризуется невысокой плотностью - менее 700 кг/м3, прочность при сжатии колеблется от 0,5 до 3,5 МПа, теплопроводность - 0,1...0,22 Вт/(м °С). Он обладает рядом ценных строительных качеств: биостоек, трудносгораем, морозостоек, хорошо пилится и сверлится. Изделия из арболита в виде плит и панелей применяют для возведения навесных и самонесущих стен и перегородок, а также в перекрытиях и покрытиях малоэтажных зданий в сочетании с железобетоном.Торфяные плиты получают прессованием торфяной гидромассы с отводом воды и последующей тепловой обработкой. Водостойкость плит низкая. Плотность торфяных плит -150...250 кг/м3. Размеры плиты следующие: длина - 1000 мм, ширина - 500 мм и толщина - 30 мм.Камышитовые плиты производят путем прессования на станках стеблей камыша и прошивки их в поперечном направлении оцинкованной проволокой. Длина плиты-2000...3000 мм, ширина - 500... 1500 мм и толщина - 50... 100 мм. По плотности плиты выпускают трех марок: 175, 200 и 250, теплопроводность их - 0,06...0,09 Вт/(м °С), влажность по массе - не более 18%.Из камышитовых плит устраивают каркасные стены и внутренние перегородки, они служат для утепления перекрытий жилых малоэтажных зданий и сельскохозяйственных построек.

 

77. Неорганические теплоизоляционные материалы.

Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает первое место среди теплоизоляционных материалов. Этому способствует наличие сырьевых ресурсов для их получения в виде горных пород (доломита, известняка, мергелей, базальта и др.), шлаков и зол; простота технологического процесса; небольшие капиталовложения при организации производства, Минеральная вата состоит из искусственных минеральных волокон. Производство ее включает две основные технологические операции — получение расплава и превращение его в тончайшие волокна. Расплав получают, как правило, в шахтных плавильных печах — вагранках или ванных печах. Превращение расплава в минеральное волокно производят дутьевым или центробежным способом. При дутьевом способе выходящий из печи расплав разбивается на мелкие капельки струей пара или воздуха, которые вдуваются в специальную камеру и в полете сильно вытягиваются, превращаясь в тонкие волокна диаметром 2...20 мкм. При центробежном способе струя жидкого расплава поступает на быстровращающийся диск центрифуги и под действием большой окружной скорости сбрасывается с него и вытягивается в волокна.Плотность минеральной ваты 75... 150 кг/м3, теплопроводность 0,042...0,046 Вт/(м-°С). Вата не горит, не гниет, ее не портят грызуны, она малогигроскопична, морозостойка и температуростойка. Минеральную вату применяют для теплоизоляции как холодных (до —200 °С), так и горячих (до +600 °С) поверхностей, чаще в виде изделий: войлока, матов, полужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов. Иногда вату используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий, для чего ее гранулируют, т. е. превращают в рыхлые комочки в дырчатом барабане.Минеральный войлок выпускают в виде листов и рулонов из минеральной ваты, слегка пропитанной дисперсиями синтетических смол и спрессованной (11.2)Плотность войлока 100... 150 кг/м3, теплопроводность 0,046...0,052 Вт/(м-°С). Листы и полотнища минерального войлока применяют для утепления стен и перекрытий в кирпичных, бетонных и деревянных домах.Минеральные маты представляют собой минераловатный ковер, заключенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями или тонкой проволокой. Длина матов до 500 см, ширина до 150 см, толщина до 10 см.Плотность матов 300...200 кг/м3, теплопроводность 0,046...0,058 Вт/(м-°С). Маты применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, их используют также для утепления свежеуложенных бетонов и растворов при строительстве в холодное время года.Минераловатные полужесткие плиты изготовляют из минерального волокна путем распыления на него связующего (синтетических смол или битума) с последующим прессованием и термообработкой для сушки или полимеризации. Плотность плит в зависимости от вида связующего и уплотнения 75...300 кг/м3 и теплопроводность 0,041...0,07 Вт/(м-°С). Полужесткие изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и горячих поверхностей оборудования при температуре до 200...300°С, если изделия изготовлены на синтетическом связующем, и до 60 °С — на битумном связующем.Минераловатные жесткие изделия получают смешиванием минеральной ваты с битумной эмульсией или синтетическими смолами с последующим формованием, прессованием и прогреванием отформованных изделий для их сушки или полимеризации. Минераловатные жесткие плиты изготовляют толщиной 4... 10 см, плотностью 100...400 кг/м3 и теплопроводностью 0,051...0,135 Вт/(мХ Х°С). Минераловатные жесткие плиты применяют для утепления стен, покрытий и перекрытий жилых и промышленных зданий и холодильников. Жесткие плиты и фасонные изделия — сегменты, скорлупы (11.2,3) на синтетическом и бентонитоколлоидном связующих применяют для теплоизоляции горячих поверхностей.Промышленность выпускает также Минераловатные плиты повышенной жесткости и твердые плиты на синтетических связующих, которые характеризуются более высокой прочностью и большими размерами, чем обычные жесткие плиты. Такие плиты размером 180X120 см, а при определенных параметрах уплотнения до 360X120 см экономически целесообразно применять для утепления стен, перекрытий и покрытий зданий. Например, 1 м2 покрытия с использованием твердых минераловатных плит (11.3) в 5...7 раз легче и на 25...40 % дешевле по сравнению с железобетонным покрытием, утепленным пенобетономСтеклянная вата является разновидностью искусственного минерального волокна. Для изготовления ваты используют стеклянный бой или те же сырьевые материалы, что и для оконного стекла; кварцевый песок, известняк или мел, соду или сульфат натрия. Тонкое стеклянное волокно для текстильных материалов получают вытягиванием из расплавленной стекломассы (фильерный и штабиковый способы). Более грубое волокно, применяемое для тепловой изоляции, изготовляют дутьевым или центробежным способом. Такое волокно называют стеклянной ватой. Плотность стеклянной ваты обычно не превышает 125кг/м3, а теплопроводность— 0,052 Вт/(м-°С). Промышленность выпускает также супертонкое стекловолокно плотностью до 25 кг/м3 и теплопроводностью около 0,03Вт/(м-°С). Стеклянная вата практически не дает усадки в конструкциях, волокна ее не разрушаются при длительных сотрясениях и вибрации. Она плохо проводит и хорошо поглощает звук, малогигроскопична, морозостойка. Слой стеклянной ваты толщиной 5 см соответствует термическому сопротивлению кирпичной стене толщиной в 1 м.Стекловатные маты и полужесткие и жесткие плиты, а также фасонные изделия на связующих из синтетических смол применяют в качестве теплоизоляционного, акустического материала при температуре не выше 200 °С, а прошивные маты и полосы — при температуре до 450 °С.Пеностекло (ячеистое стекло) выпускают в виде блоков или плит размером 50Х40Х(8...14) см путем спекания порошка стекольного боя или некоторых горных пород вулканического происхождения (трахиты, сиениты, нефелины, обсидианы и др.) с газообразователями, например с известняком или антрацитом. При температуре 800...900°С частицы стекольного боя начинают сплавляться, а выделяющиеся из газообразователя газы образуют большое количество пор (пористость 80...95 %). При этом в стекловидном материале межпоровых стенок содержатся мельчайшие микропоры. Двоякий характер пористости обеспечивает высокую теплоизоляционную способность пеностекла. Теплопроводность плит из пеностекла при плотности 150... 600 кг/м3 составляет 0,06... 0,14 Вт/(м-°С), а предел прочности при сжатии 2,0...6,0 МПа, при этом они хорошо обрабатываются (пилятся, сверлятся, шлифуются). Изделия из пеностекла обладают высокой водостойкостью, морозостойкостью и температуростойкостью. Для стекол обычного состава температуростойкость равна ЗОО...400°С, для бесщелочного стекла—до 1000 °С. Пеностекло применяют как утеплитель стен, перекрытий, полов, и кровель промышленных и гражданских зданий в конструкциях холодильников, а также для изоляции тепловых установок и сетей.Стеклопор получают путем грануляции и вспучивания жидкого стекла с минеральными добавками (мелом, молотым песком, золой ТЭС и др.) Сначала производят гранулят — «стеклобисер», который затем вспучивают нагревом при температуре 32О...36О°С. Стеклопор выпускают трех марок: СЛ—-с рт = 15...4О кг/м3, %= = 0,028...0,035 Вт/(м-°С); Л и Т соответственно -~рт= = 40...80 и 80...120 кг/м3; X = 0.032...0.04 и 0,038...0,05 Вт/(м-°С). В сочетании с различными связующими стеклопор используют для изготовления штучной, мастичной и заливочной теплоизоляции.