Лекція 8. Теплоізоляційні та акустичні матеріали. Лакофарбові матеріали. План

1. Техніко-економічна ефективність теплоізоляційних та акустичних матеріалів.

2. Неорганічні теплоізоляційні матеріали та вироби: мінеральна вата, скляна вата, піноскло, матеріали і вироби на основі азбесту.

3. Органічні теплоізоляційні матеріали та вироби: деревоволокнисті, деревостружкові, фібролітові, арболітові, очеретяні плити, торф'яні вироби, будівельна повсть.

4. Основні компоненти лакофарбових матеріалів: зв'язувальні речовини та пігменти.

5. Види зв'язувальних речовин:

6. Різновиди пігментів:

7. Фарбові суміші

Техніко-економічна ефективність теплоізоляційних та акустичних матеріалів.

Теплоізоляційними називають будівельні матеріали для теплової ізоляції огороджувальних конструкцій будівель, промислового та енергетичного обладнання й трубопроводів. Ці матеріали повинні мати коефіцієнт теплопровідності, не вищий ніж 0,18 Вт/(м • К), та середню густину не більш як 600 кг/м*.

Ефективне використання теплоізоляційних матеріалів у будів­ництві — один з найважливіших напрямів технічного прогресу. Для виготовлення теплоізоляційних матеріалів витрата палива в 10—11, а трудомісткість у 20—25 разів нижчі порівняно із взаємо-замінюваною за тепловим опором кількістю глиняної цегли, а маса готової продукції майже в 20 разів менша. У той же час за тепловим опором, наприклад, мінераловатний утеплювач завтовшки t см замі­нює цегляну кладку завтовшки 10... 12 см, а керамзитобетон — зав­товшки 5...7 см. Використання теплоізоляційних матеріалів дає змогу виготовляти стінові панелі та конструкції покриттів, що знижує ма­теріаломісткість та масу будівель.

Ще ефективніше застосовують їх у холодильній техніці, оскільки вартість одиниці холоду приблизно в 20 разів вища, ніж вартість від­повідної одиниці теплоти.

Головним показником теплоізоляційних матеріалів е коефіцієнт теплопровідності X, за значенням якого їх поділяють на три класи; клас А — малотеплопровідні [λ < 0,058 Вт/(м • К)]; клас Б — середньотеплопровідні [λ = 0,058...0,116 Вт/(м • К)]; клас В — підвищеної теплопровідності [λ ≤ 0,180 Вт/(м • К)1.

Захисна конструкція, коли крізь неї проходить тепловий потік, чинить останньому опір. Цей опір характеризується величиною, оберненою до коефіцієнта теплопровідності, яка називається опором теплопередаванню: R₀~ 1/λ, де λ— коефіцієнт теплопровідності.

Визначити коефіцієнт теплопровідності можна на спеціальних стендах, але це не завжди вдається зробити. Тому теплоізоляційні матеріали класифікують за середньою густиною, яка дає достатнє наближене уявлення про теплопровідність. За цим показником мате­ріали поділяють на марки, кг/м³; ОЛ (особливо легкі) — 15, 25, 35, 50, 75, 100; Л (легкі) — 125, 150, 175, 200, 250, 300; Т (важкі) —400, 450, 500, 600.

Наближеність теплопровідності матеріалу, оцінюваної середньою густиною, пояснюється впливом хімічного складу, молекулярної будови та характеру пористості. За решти незмінних умов теплопровід­ність матеріалів кристалічної будови вища, ніж аморфної чи мішаної. Так, коефіцієнт теплопровідності окремого кристала кварцу становить 7...8 Вт/(м • К), пісковика з мішаною будовою та домішками — 2,1...2,9 Вт/(м • К), а будівельного скла з аморфною- структурою — у середньому 0,76 Вт/(м • К).

Із матеріалів, які мають однакову загальну пористість, вищий опір- теплопередаванню чинять ті, в яких пори закриті, сферичні діаметром. 0,1...2,0 мм. Повітря, що міститься в таких порах, практично нерухо­ме й показує найменший з усіх земних матеріалів коефіцієнт тепло­провідності 0,023 Вт/(м • К). Які б не створювалися теплоізоляційні матеріали, основне завдання при цьому — наблизитися до наведеного значення.

Крупні, особливо сполучені між собою пори, зумовлюють перемі­щення повітря, наслідком чого є конвекційне передавання теплоти,, тобто по суті повітря перетворюється з теплоізолятора на теплоносій. Звідси мета створення матеріалу — одержати високо- й дрібнопорис- тий легкий матеріал. При цьому міжпоровий простір — «каркас» — має утворюватися речовиною аморфною, а не кристалічною.

Пористість теплоізоляційних матеріалів, як правило, вища ніж 50 %, а деякі матеріали, наприклад ніздрюваті пластмаси, мають по­ристість 90...98 %.

Водонасичення і особливо замерзання води в порах матеріалу призводить до різкого збільшення теплопровідності, оскільки тепло­провідність води приблизно в 25, а льоду в 100 разів вищі, ніж по­вітря. З цієї причини теплоізоляційний шар потрібно обов'язково, захищати від зволоження.