ГлавнаяСтатьи

Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционными называют материалы, характеризующиеся малой теплопроводностью. Цель теплоизоляции — ограничить количество теплоты, передаваемой через ограждающую конструкцию. При использовании теплоизоляционных материалов существенно уменьшается толщина ограждений и, следовательно, сокращается масса сооружений в целом.

Таким образом, применение этих материалов снижает материалоемкость строительства, уменьшает топливные и энергетические затраты на изготовление продукции, а также на эксплуатацию зданий.

Малая теплопроводность обусловлена наличием в структуре материала большого числа пор, заполненных воздухом — плохим проводником теплоты. Пористость теплоизоляционных материалов может достигать 98…99%, следовательно, все они очень легкие

По ГОСТ 16381—77* к теплоизоляционным отно сят материалы, теплопроводность К которых не пре вышает 0,175 Вт/(м-°С). Средняя плотность их в су хом состоянии не более 600 кг/м3. Это означает, что даже самые тяжелые теплоизоляционные материалы примерно в 2 раза легче воды. Их применяют в каче стве утеплителя при изготовлении многослойных огра ждающих конструкций — стеновых панелей, плит пе рекрытий жилых и производственных зданий. Кроме того, теплоизоляцию используют при зимнем бетонировании, чтобы предотвратить чрезмерно быстрое остывание бетона.

Теплоизоляционные материалы изготовляют из разнообразного сырья, поэтому они различаются по свойствам и внешнему виду.

По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки — от 15 до 600. Марка указывает наибольшее значение средней плотности материала в сухом состоянии, кг/м3.

Чем ниже марка, тем меньше теплопроводность и, следовательно, лучше теплоизоляционные свойства материала.

По структуре различают волокнистые, ячеистые и зернистые теплоизоляционные материалы.

Пористость волокнистых материалов формируется в результате переплетения тончайших волокон, в промежутках между которыми остается воздух. К таким материалам относятся, например, минеральная вата, распушенный асбест.

В ячеистых материалах поры образованы многочисленными ячейками, возникшими в результате вспенивания сырья. Это различные пенопласты, газо-и пенобетон.

Зернистые материалы представляют собой Рыхлую смесь минеральных или органических частиц (зерен). Их применяют в виде теплоизоляционных засыпок, низкая теплопроводность которых обусловлена воздушными промежутками (пустотами) между зернами, а также пористостью самих зерен. В число зернистых материалов входят вспученный перлит, вспученный вермикулит, древесные опилки и стружки.

По внешнему виду и форме различают теплоизоляционные материалы штучные (плиты, блоки), рулонные и шнуровые (ми-нераловатные маты, асбестовые шнуры и жгут), а также сыпучие, т. е. зернистой структуры.

В зависимости от исходного сырья теплоизоляционные материалы могут быть неорганическими и органическими. Кроме того, изготовляют материалы из смеси органического и неорганического сырья. Например, фибролит представляет собой Древесные стружки, скрепленные портландцементом. Такие материалы не выделяют в самостоятельную группу, а условно относят либо к органическим, либо к неорганическим в зависимости от того, какое сырье в них преобладает.

Среди неорганических теплоизоляционных материалов чаще всего применяют минеральную вату, пеностекло, вспученные перлит и вермикулит.

Минеральная вата состоит из тончайших стекловидных волокон диаметром 5…15 мкм, получаемых из расплава горных пород. Если в качестве сырья используют доменные шлаки, материал называют шлаковой ватой; при переработке стекольного сырья получают стеклянную вату.

Минеральная вата — сравнительно недорогой, но очень эффективный материал. Сыпучая вата неудобна в работе, поэтому чаще используют изделия на ее основе — плиты, маты, войлок, жгуты. Для этого волокна минеральной ваты склеивают с помощью синтетических или битумных связующих. Работать с ватой и изделиями из нее можно лишь в рукавицах, иначе волокна вызывают сильное раздражение кожи. Поэтому часто минерало-ватные изделия поставляют на строительство в оболочке из стеклоткани.

Рис. 1. Зависимость теплопроводности X от марки теплоизоляционного материала: 1 — неорганические материалы, 2 — органические материалы

Пеностекло — материал ячеистой структуры, получаемый в результате спекания смеси стекольного порошка с газообразователем. Это легкий материал, в котором равномерно распределенные ячейки разделены тонкими стенками. В изломе пеностекло напоминает застывшую пену. Объем пор в пеностекле достигает 80…95%, средняя плотность 200…400 кг/м3. Оно легко поддается механической обработке: пилению, сверлению, шлифованию. Максимальная температура применения 400 °С. Пеностекло поставляют на строительство в виде плит, блоков, скорлуп и сегментов. Стекольную крошку, образовавшуюся при механической обработке блоков, применяют в качестве теплоизоляционной засыпки.

Вспученный перлит получают обжигом природных вулканических стекол — перлита, обсидиана и поставляют в виде песка и щебня. Частицы сыпучих материалов светлые, часто белые. Пористость перлитового песка свыше 90%, насыпная плотность 75…500 кг/м3. Песок применяют для устройства теплоизоляционных засыпок, а также в составе изделий — битумоперлита, цементоперлита, перлитовый щебень — для изготовления легкого бетона. Температура применения засыпок из вспученного перлита от —200 до 800 °С.

Вспученный вермикулит получают в результате высокотемпературной обработки минерала вермикулита (гидрослюды), в составе которого содержится связанная вода. Этот легкий материал представлен пластинчатыми зернами золотистого оттенка. Плотность его не превышает 200 кг/м3. Вспученный вермикулит используют в качестве засыпной теплоизоляции при температуре до 1200 °С. Так же, как и перлит, его применяют для изготовления плит, скорлуп.

Органические теплоизоляционные Материалы применяют для изоляции строительных конструкций при температуре не более 100°С. В эту группу входят ячеистые пластмассы, древесноволокнистые плиты, фибролит.

Ячеистые пластмассы относятся к наиболее эффективным теплоизоляционным материалам. Их получают вспениванием различных полимеров: полистирола, поливинилхлорида, полиуретана. Различают пено-пласты, в структуре которых преобладают замкнутые поры, и поропласты — с преимущественно сообщающимися порами.

Среди ячеистых пластмасс наиболее широко применяют пенополистирол, выпускаемый в виде плит толщиной 25… 100 мм. Средняя плотность пенополи-стирола 15…40 кг/м3. Плиты используют при изготовлении трехслойных стеновых панелей и в комплексных панелях кровли.

Древесноволокнистые плиты изготовляют путем формования массы, состоящей из тонкоразмолотой древесины. Как правило, для этой цели используют древесные отходы. Плиты выпускают мягкие, полутвердые, твердые и сверхтвердые. Для теплоизоляции применяют мягкие плиты со средней плотностью 150… 250 кг/м3.

Фибролит — плитный материал, состоящий из древесной шерсти (тонких длинных стружек), скрепленной затвердевшим портландцементом. Средняя плотность фибролита не более 500 кг/м3. Толщина крупноразмерных плит 30… 150 мм. Они относятся к категории трудносгораемых.

Многие теплоизоляционные материалы используют для утепления опалубки и укрытия конструкций при зимнем бетонировании способом «термоса». Такие материалы сокращают теплоотдачу в 2…4 раза и позволяют длительно сохранять положительную температуру твердеющего бетона.

Теплопроводность материалов резко повышается при увлажнении. Поэтому их следует оберегать от попадания влаги.

Теплоизоляционными называются материалы, предназначенные для защиты жилых, производственных и других помещений, а также различных тепловых агрегатов (паровых котлов, теплопроводов) от потерь тепла или для противоположной цели — защиты от нагревания (например, камер холодильников). Все теплоизоляционные материалы обладают высокой пористостью, имеют небольшой объемный вес (не более 1000 кг/м3) и низкий коэффициент теплопроводности (менее 0,25 ккал/м чград). Теплоизоляционные материалы, применяемые в строительстве, в зависимости от состава разделяются на органические и неорганические (минеральные).

По внешнему виду органические и минеральные теплоизоляционные материалы могут быть сыпучие, применяемые для засыпки пустотелых стен (керамзит, перлит, шлак и др.) и изготовления мастики; рулонные и штучные, которые используют в виде плит, листов, скорлуп и сегментов.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам, следующие:
1) достаточная механическая прочность, что обеспечивает надежность материала-при монтаже и в процессе эксплуатации;
2) биостойкость (материал не должен подвергаться гниению и порче грызунами);
3) материал должен быть сухим и как можно менее гигроскопичным, так как увлажнение материала оказывает весьма неблагоприятное действие как на его сохранность (подвергается загниванию), так и на теплопроводность (повышается коэффициент теплопроводности).

Органические теплоизоляционные изделия, вырабатываемые из различных растительных материалов (древесины, камыша, торфа), по сравнению с минеральными, состоящими из асбеста, шлаков и стекла, более гигроскопичны, легко загнивают при увлажнении и не выдерживают действия высоких температур (выше 100°).

Экономическое значение теплоизоляционных материалов в строительстве очень велико: их применение дает возможность уменьшить толщину стен, вес сооружений, расход других строительных материалов (стали, цемента) и снизить стоимость строительства.



Читать далее:
Фиксаторы арматуры
Материалы для смазывания форм
Сборные бетонные и железобетонные конструкции
Арматурные изделия и закладные детали
Проволочная арматура
Стержневая арматура
Классификация арматуры и технические требования к сталям
Обработка давлением
Термическая и химико-термическая обработка стали
Легированные стали



Ваш отзыв