книги из ГПНТБ / Зезин В.Г. Эффективность применения в строительстве теплоизоляционных материалов

Прошивные мішераловаті-іые маты (минераловатный ковер, прошитый нитями) изготовляются следующих размеров: длина 600—1200 мм, ширина 300—1000 мм и толщина 80—100 мм. В строительстве широкого распро­ странения не получили.

Минерало-ватные изделия на битумной связке, имев­ шие наиболее широкое распространение, по своим ка­ чествам и долговечности не отвечают современным тре­ бованиям индустриального строительства. Как уже от­ мечалось, производство минераловатных плит повышен­ ной жесткости в заводских условиях еще не налажено, однако в -опытно-производстівенных условиях (г. Челя­ бинск) такие плиты уже выпускаются. До -последнего времени промышленность еще не начала -выпускать не­ обходимые строительству минераловатные самонесущие плиты, хотя их производство не требует больших капита­ ловложений.

Стекловолокнистые теплоизоляционные материалы по сравнению с минераловатными имеют повышенную ог­ нестойкость, морозоустойчивость, устойчивость против химически активных жидкостей и -газов. Они -выпускают­ ся в .виде .матов и полос, плит полужестких матов, а также в виде -стеклянной ваты.

Теплоизоляционные материалы, отличающиеся высо­ ким качеством, вырабатываются по способу ЦФД (цент- рифугально-дутьевому), который дает возможность по­ лучать особо тонкое волокно.

Материалы и изделия из стекловаты обладают так­ же хорошими звукоизоляционными свойствами.

Стекловатные маты и полужесткие плиты на связке из фенолоформальдегидных смол применяются для теп­ лоизоляции в ограждающих -конструкциях, промышлен­ ных и культурно-бытовых зданий, а также в холодиль­ никах, промышленном оборудовании и трубопроводах при температуре до 200°С.

Пеностекло — по-ристый теплоизоляционный мате­ риал ячеистого строения.

Изделия из пеностекла имеют -объемную .массу 200— 300 кг/м3, изготовляются в виде плит толщиной до 10 см. Они морозостойки, водостойки и температуроустойчи­ вы, легко обрабатываются (распиливаются, шлифуются).

40

гостиниц Аэрофлота в Москве. Пеностекло применялось также на строительстве московской гостиницы «Россия», высотных зданий и других сооружений.

Промышленностью выпускаются трехслойные панели из пеностекла, имеющие на лицевой стороне наклеенное закаленное цветное стекло (стемалит).

Пеностекло может применяться в самонесущих и кар­ касно-панельных стенах, в покрытиях гражданских и промышленных зданий, для изоляции производственно­ го оборудования и трубопроводов. Высокая стоимость этого материала органичивает пока более широкое его применение в ограждающих конструкциях.

Теплоизоляционный ячеистый бетон — искусственный минеральный материал, представляющий собой затвер­ девшее вяжущее вещество ячеистого строения.

Теплоизоляционные ячеистые бетоны выпускаются в виде плит, панелей и блоков, скорлуп и сегментов и при­ меняются в жилищном и промышленном строительстве для утепления стен, кровель, ограждающих конструкций холодильников, для тепловой изоляции трубопроводов и тепловых сетей с температурой до 400°С.

К недостаткам теплоизоляционных ячеистых бетонов следует отнести их большую объемную массу, низкую водостойкость, требующую специальной защиты от ув­ лажнения, а также необходимость цементно-песчаной выравнивающей стяжки.

Вспученный перлит — это сыпучий теплоизоляцион­ ный. материал в виде пористых зерен получающийся при

.обжиге вулканических пород.

Изделия из вспученного перлита выпускаются в виде плит, сегментов и скорлуп на портландцементе с добав­ кой асбеста.

Цемеитоперлитовые, гипсо-перлитовые, Стеклоперлитовые, битумоперлитовые и перлитогелевые изделия в основном применяются для изоляции промышленного оборудования, трубопроводов и печей. Для ограждаю­ щих конструкций зданий и сооружений применяются еще в небольших количествах, однако перспективы при­ менения велики.

Особое внимание в настоящее время уделяется раз­ витию производства теплоизоляционных материалов из вспученного перлита на основе фосфатных связующих.

41

кое развитие плотных жестких теплоизоляционных ма­ териалов для утепления покрытий зданий с рулонной кровлей.

Вспученный вермикулит. Изделия из вспученного вер­ микулита имеют высокие теплоизоляционные качества. Вспученный вермикулит не горит, не гниет, химически инертен, долговечен, не изменяется при воздействии вы­ соких температур (до 1000°С).

Из вспученного вермикулита производятся плиты, скорлупы, блоки, кирпичи. В ограждающих конструкци­ ях вермикулитовые плиты, как правило, не применяются из-за их высокой стоимости.

Теплоизоляционные материалы на основе полимеров были освоены в СССР еще в 40-х годах. С тех пор они находят все большее применение и приобретают все большее значение в строительстве. Использование их позволяет снизить вес зданий, экономить большое коли­ чество топлива за счет снижения теплопотерь оргаждающих конструкций. Они долговечны, не гниют, но имеют или ограниченную огнестойкость, или неогнестойки.

Теплоизоляционныематериалы подразделяются на пластмассы из полистирола .поливинилхлорида, полиуре­ тана, фенолоформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол.

Поропласты делятся на жесткие, эластичные, мягкие

ПСБ-С. В строительстве для теплоизоляции наиболее распространено применение, в основном в ограждающих конструкциях, пенопластов ПСБ и ПСБ-С (еамозатухающий). Существенным недостатком пенополистирола яв­ ляется ограниченная огнестойкость даже таких сортов, которые считаются «самозатухающими».

Кроме того, полистирол применяется в качестве теплозвукоизоляционного материала в виде скорлуп, ци­ линдров, а также в конструкциях в процессе их изготов­ ления путем вспучивания гранул полистирола в полости

применяется в трехслойных несущих стеновых и кровель­ ных конструкциях. Технология его получения путем вспенивания и отвердения на месте применения при за­ ливке композиции непосредственно в изделия и конст­

42

рукции значительно расширяет область применения фенольных пенопластов и позволяет полностью механи­

зировать и автоматизировать процесс изготовления па­ нелей.

На основе м о ч е в и н о ф о р м а л ь д е г и д н о й смо­ лы выпускается мипора — материал, обладающий очень малой прочностью и высоким коэффициентом водопоглощения. Мипора в строительстве может быть использова­ на только при надежной ее защите от увлажнения в кон­ струкции.

костью и химической стойкостью.

Несмотря на сравнительно высокую стоимость пено­ полиуретана, его положительные свойства в сочетании с возможностью быстрого образования ячеистой структу­ ры при смешивании компонентов непосредственно на месте применения делают его одним из самых перспектив­ ных теплоизоляционных материалов для строительства. Объемы применения незначительны, однако, как уже указывалось, предусматривается очень широкое разви­ тие производства этого ценного материала. Особое вни­ мание следует уделить развитию производства пенопо­ лиуретана повышенной огнестойкости

Цементный фибролит используется в конструкциях стен и кровель. Имеются значительные неиспользован­ ные мощности по производству этого материала. Мате­ риал имеет высокий коэффициент теплопроводности, воздухонепроницаем, требует защиты от увлажнения, так как изготовлен на древесной основе.

Древесноволокнистые плиты делятся на изоляцион­ ные, изоляционно-отделочные и отделочные. Примени-, ются для теплоизоляции потолков и междуэтажных пе­ рекрытий жилых и промышленных зданий, бесчердач- ■ных «ров-ель и декоративной отделки потолков и сте-н. К недостаткам плит относятся гигроскопичность и легкая воспламеняемость.

Теплоизоляционные торфоплиты применяются в стро­ ительных конструкциях холодильников (60% общего ко­ личества), ів ограждающих конструкциях овощехрани-

43

лиіДі жилых, общественных, промышленных зданий. Просты в монтаже. Плиты имеют малую водо- и био­ стойкость.

Камышитовые изделия. Камышитовые плиты полу­ чили распространение в производственном сельскохо­ зяйственном строительстве. В связи с отсутствием меха­ низированных средств для уборки тростника, а также для изготовления камышитовых плит трудоемкость из­ готовления камышитовых плит достаточно велика, и по­ этому объемы производства их снижаются. Качество же камышитовых плит ручного изготовления низкое.

Отражательная теплоизоляция в отечественной прак­ тике строительства еще не нашла широкого применения, хотя предварительные данные основанные на применении гофрированных листов бумажно-альфолевой теплоизоля­ ции (разработанной в НИИеельстрое в 1961 г.), свиде­ тельствуют о ее высоких теплоизоляционных качествах. Этот вид теплоизоляции имеет наиболее низкий показа­ тель удельной стоимости и малый вес. Частичная замена фольги бумагой (или синтетической пленкой) дала зна­ чительную экономию в стоимости теплоизоляции (65%) и в расходе фольги.

Себестоимость 1 м2 бумажно-альфолевой теплоизоля­ ции в расчете на единицу термического сопротивления составляет около 0,3 руб., и, следовательно, по показа­ телю удельной эффективности отражательная изоляция занимает одно из первых мест.

В зарубежной практике отражательная изоляция при­ меняется в больших объемах (США — фирма «Борг­ Варнер»). В Англии применение алюминиевой фольги в качестве теплоизоляционного материала узаконено Бри­ танским стандартом.

Представляет интерес вопрос дальности перевозок теплоизоляционных материалов. Результаты исследова­ ния перевозок, проведенные по данным Союзглавстройматериалов, приведены в табл. 11.

Данные таблицы показывают нерациональность транспортных перевозок многих теплоизоляционных ма­ териалов, имевших место до 1970 г.

Хотя основной объем продукции потреблялся в непо­ средственной близости от ізавода-изготовителя или на расстоянии, не превышающем 500—600 км, однако, как

44

Г л а в а II. СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СССР

И ЗА РУБЕЖОМ

Динамика и структура производства теплоизоляционных материалов

Начало развития заводского производства теплоизо­ ляционных материалов относится к периоду индустриа­ лизации страны. В первой пятилетке (1928—1932 гг.) бы-, ло положено начало выпуска минеральной ваты, стекло­ волокна, фибролита, пенобетона, торфоизоляционных плит и некоторых других материалов. Основными пот­ ребителями были тепловые электростанции и нефтепе­ рерабатывающие заводы.

До второй мировой войны развитие теплоизоляцион­ ной промышленности во всем мире происходило медлен­ ными темпами.

Теплоизоляционные изделия применялись для изоля­ ции промышленного оборудования; в строительстве они почти не находили применения.

Развитие строительства высотных зданий потребова­ ло решить проблему облегчения веса строительных кон­ струкций и повлияло на увеличение производства легких теплоизоляционных изделий повышенной заводской го­

товности.

После второй мировой войны во многих странах осо­ бенно интенсивно начало .развиваться минераловатное производство. Производство стекловолокна получило большое развитие в США, Японии, Чехословакии и Анг­ лии. В СССР выпуск минераловатных изделий начался фактически с 1950 г. и был сосредоточен на Урале, Ук­ раине и в Подмосковье, что вызывало нерациональные перевозки в удаленные места потребления.

В 1960 г. производство минеральной ваты и изделий из нее достигло 4 млн. м3, камышитовых плит — около 2 млн. м3, фибролитовых плит — 100 тыс. м3, древесно­ волокнистых плит — около 4,2 млн. м2.

46

До 1960 г. в СССР в основном производились изде­ лия из минеральной іваты на битумном связующем, то­ варная минеральная вата и войлок. Минеральная вата в эти годы вырабатывалась малопроизводительным паро­ дутьевым способом, плавильные агрегаты — вагранки имели малую мощность, вата получалась плохого каче­ ства.

В 60-х годах началась реконструкция предприятий по производству минераловатных изделий и строитель­ ство новых заводов, внедрение более прогрессивного центробежного способа волокнообразования. В эти же годы был снижен процент выпуска сырой минеральной ваты и увеличен выпуск готовых, теплоизоляционных изделий, что значительно повысило эффективность при­ менения теплоизоляции в конструкциях. Особенно бур­ ное развитие получили эти материалы в период перехо­ да от традиционных массивных конструкций из кирпича и железобетона к облегченным ограждающим конст­ рукциям. Большие объемы строительства с применени­ ем крупнопанельных конструкций сразу потребовали со­ ответствующего резкого увеличения производства тепло­ изоляционных материалов и изделий. В период с 1960 по 1965 г. общий объем выпуска минераловатной продук­ ции, которая стала основным видом теплоизоляции, уве­ личился примерно в 2,6 раза.

Химизация народного хозяйства создала предпосыл­ ки для развития теплоизоляционной промышленности. В начале 60-х годов в качестве связующих в матах из ми­ неральной паты стали применяться синтетические смолы, а в 1966 г. стало возможным организовать выпуск жест­ ких и полужестких плит на синтетическом связующем, что значительно повысило качество минераловатных из­ делий. В этом же году 80% всей минераловатной про­ дукции было выпущено прогрессивным центробежнодутьевым способом волокнообразования.

Возрос выпуск теплоизоляционных изделий из стек­ лянного волокна на синтетическом связующем. Произ­ водство его уже в 1964 г. увеличилось в 1,7 раза по сравнению с '1959 п. Хотя стеклянное волокно выпуска­ лось у нас с 1929 г., теплоизоляционные материалы из стекловаты не применялись строителями из-за высокой стоимости.

После того как была освоена и внедрена новая техно­ логия получения более дешевой стекловаты фильерно-

47

дутьевым способом, выпуск и применение этик утеплите­ лей в строительстве увеличились. 'Повысилась произво­ дительность труда и улучшилось качество изделий.

С развитием химической промышленности начался выпуск полимерных теплоизоляционных пластмасс на базе полистирольной, фенолоформальдегидной, поливи­ нилхлоридной и мочевиноформальдегидной смолы. Од­ нако объем производства этих материалов был невелик. Б основном полимерные теплоизоляционные материалы применялись в вагоностроении, судостроении и 'авиации. В строительстве применялся только полистирольиый пе­ нопласт, и в небольших количествах.

Динамика развития производства основных теплоизо­ ляционных материалов (рис. 11) показывает серьезное

видов утеплителей в 1959, 1965 и 1971 гг.

Как видно из таблицы, за пятилетие с 1965 по 1971 г. объем производства товарной минеральной ваты снизил­ ся на 27%, а производство готовых изделий из нее воз­ росло более чем в 2 раза. Удвоилось производство сте­ кловолокна и изделий из него, увеличилось в 2,6 раза производство материалов и изделий из перлита и почти в 3 раза из вермикулита, іхотя общий объем производст­ ва последних еще невелик.

В 3,6 раза возросло производство теплоизоляционных пластмасс.

4 8

Несмотря на ускорение темпов прироста объемов производства теплоизоляционных изделий, промышлен­ ность не успевала удовлетворять потребность строитель­ ства в теплоизоляционных материалах. Дефицит покры­ вался, как правило, за счет применения ізаеыпок (керам­ зитового гравия, шлака и др.). Что же касается структу­ ры производства теплоизоляционных материалов, то она, несмотря на имеющиеся сдвиги (табл. 13), все еще про­ должает оставаться неудовлетворительной.

Доля товарной минеральной ваты за 5 лет сократи­ лась с 25,3 до 13,6%, а минераловатнык изделий увели­ чилась с 34,5 до 46,6%, в основном за счет изделий на синтетических связующих. Несколько увеличилась доля стекловолокнистых изделий. Доля теплоизоляционных изделий на основе пластмасс увеличилась почти в 3 раза.

49