10. Теплоизоляционные и акустические материалы

10.1. Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционными называют материалы, предназначенные для тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий различного назначения, а также для промышленного и энергетического оборудования и трубопроводов с целью уменьшения тепловых потерь. Эти материалы имеют высокую пористость, небольшую среднюю плотность и низкий коэффициент теплопроводности. По химическому составу теплоизоляционные материалы подразделяют на минеральные и органические, по внешнему виду — на сыпучие, рулонные и штучные.

Прочность теплоизоляционных материалов невысокая, обычно 0,2—2,5 МПа, лишь у отдельных материалов она достигает 10 МПа.

В зависимости от вида исходного сырья теплоизоляционные материалы классифицируют на неорганические, органические и смешанные.

Из неорганических теплоизоляционных материалов наибольшее распространение получили: минеральная вата, стеклянная вата, ячеистое стекло, материалы на основе асбеста, вермикулит, перлит, керамзит и др.

Минеральная вата состоит из отдельных волокон, которые получают раздувом струй расплавов горных пород или металлургических шлаков.

Минеральную вату и изделия из нее применяют для утепления наружных конструкций зданий, устройства звукоизолирующих слоев в перекрытиях и внутренних стенах зданий, изоляции холодильных камер, тепловых сетей (трубопроводы горячей воды, пара и т.п.), оборудования теплоэлектростанций, котельных и т. п.

Стеклянная вата получается из расплава сырья, используемого для изготовления стекла (кварцевого песка, мела, соды и др.). По сравнению с волокном из минеральной ваты стеклянное волокно толще, длиннее, более гибкое. Благодаря этому стеклянную вату и изделия из нее применяют не только для теплоизоляции, но и для изоляции от ударных и вибрационных шумов. Теплостойкость стеклянной ваты ниже минеральной и не превышает 450°С.

Пеностекло (ячеистое стекло) — легкий и прочный материал ячеистого строения с пористостью 80—90%.

Пеностекло получают из стеклянного боя с добавлением газообразователей (мела, угля). Применяют пеностекло для тепловой изоляции промышленных холодильников, трубопроводов, укладываемых в грунт, и металлических конструкций зданий.

В строительстве используются также вспученные теплоизоляционные материалы — перлит и вермикулит. Вспученный перлит используют в качестве теплоизоляционной засыпки и как материал для получения перлитобетонных изделий (плит, полуцилиндров). Особенно эффективны перлитовые бетоны с плотностью менее 500 кг/м³ на полимерных связующих. Вспученный вермикулит — сыпучий материал, получаемый путем кратковременного обжига и измельчения природного вермикулита. Вспученные перлит и вермикулит применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций, трубопроводов (скорлупами), котлов, технологического оборудования и т.д.

К неорганическим относятся и материалы на основе асбеста. Из чистого асбеста изготовляют асбестовую бумагу, картон, ткань и шнуры. Но чаще асбест применяют в смеси с вяжущими материалами и другими добавками в виде обмазок. После нанесения на изолируемую поверхность такая обмазка, высыхая, твердеет и приобретает пористую структуру.

Органические теплоизоляционные материалы (древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, фибролит, камышит, торфяные плиты и др.) в отличие от минеральных обладают существенными недостатками. Они горючи, как правило, легко поглощают воду и обладают невысокой биостойкостью, что предопределяет их недолговечность. Однако благодаря большой сырьевой базе (в основном их получают из неделовой древесины, камыша, торфа и других местных материалов) и несложности изготовления их широко применяют в строительстве малоэтажных зданий (сельское и поселковое строительство).

Сравнительно недавно появилась новая группа материалов — газонаполненные пластмассы. Они не поглощают воду, биостойки и долговечны, однако, как и все органические материалы, имеют низкий предел рабочих температур (100—150°С) и горючи.