книги / Строительные материалы

а)

Рис. 13.3. Схемы получения минерального волокна и изделий из него

струя расплава; 8 — раздув расплава минерального волокна; б — центробеж­

ки; 7 — упаковка; 8 — мииераловатная плита

способом. Помимо минерального волокна и раствора поли­ мера в гидромассу вводят пенообразователь (клеекани­ фольный или др.). Гидромассу изготовляют в скоростных турбулентных смесителях. Плиты из массы жидкотеку­ чей консистенции формуют в вакуум-прессах. Отформо­ ванные плиты поступают в туннельные или камерные су­ шилки, где их подвергают тепловой обработке при 150— 180°С. Получают плиты толщиной 30—70 мм, плотностью 180—200 кг/м3, теплопроводностью 0,047 Вт/(м-°С), водопоглощением не более 15 %.

По другой технологии минераловатный ковер, пропи­ танный связующим, по выходе из камеры волокноосажде­

ния разрезается на заготовки и на металлических поддо­ нах поступает на гидравлические многополочные прессы для прессования. Получают твердые плиты плотностью 300—500 кг/м3 и высокой прочностью на изгиб—0,4— 1,2 МПа.

При утеплении бесчердачных кровель твердыми ми­ нераловатными плитами гидроизоляционный слой устра­ ивают, наклеивая рулонный гидроизоляционный матери­ ал непосредственно на эти плиты. При жестких же пли­ тах требуется устройство стяжки из цементного или асфальтового раствора между плитой и гидроизоляцией.

Минераловатные жесткие плиты, скорлупы и сегмен­ ты выпускают с синтетическим, битумным и неорганиче­ ским связующим (цементом, глиной, жидким стеклом и др.). Для повышения прочности и снижения количества связующего в состав изделий вводят коротковолокнис­ тый асбест. Плиты толщиной 40—100 мм выпускают плот­ ностью 100—400 кг/м3 и теплопроводностью 0,051— 0,135 Вт/(м*°С).

Минераловатные полужесткие и мягкие плиты изго­ товляют с синтетическим, битумным и крахмальным свя­ зующим. Изделия (плиты, цилиндры, сегменты, маты) с синтетическим связующим имеют меньшую плотность, более прочны и привлекательны на вид по сравнению с изделиями на битумном связующем. Расход составля­ ет, % по массе: фенолоспиртов 10—15, битума 9—20 в полужестких плитах и 3—5 в мягких плитах. Плотность плит 35—250 кг/м3, теплопроводность 0,041—0,07 Вт/ /(м-°С).

Минераловатные маты в рулонах выпускают: с синте­

гранулированную и минеральную смесь с неорганичес­ ким вяжущим для мастичной теплоизоляции.

Керамические теплоизоляционные изделия изготовля­ ют путем формования, сушки и обжига; по сравнению с другими теплоизоляционными материалами они имеют высокую прочность и температуру применения до 900 °С. В качестве сырья используют диатомит, трепел, огнеу-

Т А Б Л И Ц А 13.1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЖЕСТКИХ ИЗДЕЛИЙ

порную глину, перлит. Большая пористость создается пу­ тем введения в формовочную массу пенообразователей и выгорающих добавок (табл. 13.1).

Теплоизоляционные легкие бетоны (плотного строе­ ния и крупнопористые) изготовляют из пористого запол­ нителя— вспученного перлита, легкого керамзита или вермикулита и минерального (реже органического) вя­

жущего.

Вулканитовые изделия изготовляют из смеси молото­ го диатомита или трепела (около 60%), воздушной из­ вести (20%) и асбеста (20%). Отформованные изделия подвергаются автоклавной обработке, которая ускоряет химическое взаимодействие между кремнеземистым

компонентом и воздушной известью, приводящее к обра­ зованию гидросиликатов кальция; температура примене­ ния до 900 °С.

Совелит — наиболее распространенный асбестомагне­ зиальный материал. Сырьем для производства совелита служат доломит CaC03-MgC03 и 15 % асбеста. Доломит подвергают сложной переработке, которая включает об­ жиг, гашение обожженного доломита, карбонизацию по­ луденного доломитового молока с использованием газов, содержащих С02. Конечным продуктом химической пе­ реработки доломита является четырехводный основный карбонат магния MgC03-M g(0H )2*4H20, который вмес­ те с осажденным СаС03 составляет основу совелита. Тепловая обработка совелитовых изделий состоит из двух стадий: сушки и прокаливания, имеющего целью декар­ бонизацию магнезиальной составляющей. Благодаря прокаливанию снижается плотность и теплопроводность, а температуростойкость повышается. Совелит применяют для изоляции промышленного оборудования при темпе­ ратуре до 500 °С.

Теплоизоляционные цементные ячеистые бетоны (газо- и пенобетоны) имеют плотность не более 500 кг/м3. Ячеистые бетоны применяют для изоляции трубопрово­ дов, а также для утепления строительных конструкций.

Ячеистое стекло (пеностекло) вырабатывают из сте­ кольного боя, либо используют те же сырьевые материа­ лы, что и для производства других видов стекла: квар­ цевый песок, известняк, соду и сульфат натрия. Могут использоваться горные породы: трахиты, сиениты, нефе­ лины, обсидианы. При спекании порошка стекольного боя с газообразователями — коксом и известняком — вы­ деляется углекислый газ, образующий поры. Газообра­ зующими добавками могут быть также антрацит и мел или карбиды кальция и кремния. Имеются автоматиче­ ские установки для непрерывного производства ячеисто­ го стекла. При выходе из печи от непрерывно движуще­ гося бруса отрезаются блоки определенной длины, направляемые в печь отжига. Благодаря этому предотвра­ щается возникновение внутренних напряжений, вызыва­ ющих растрескивание.

Ячеистое стекло имеет специфическое строение. В материале стенок крупных пор содержатся мельчайшие микропоры. Двоякий характер пористости обусловливает малую теплопроводность при достаточно высокой прочно­

сти, водостойкости и морозостойкости. Ячеистое стек» ло — несгораемый материал с высокой темп.ературостой- костыо—400 °С (для бесшелочного стекла до 600 °С). Ячеистое стекло хорошо сцепляется с цементными мате­ риалами, его можно обрабатывать — пилить, шлифовать, сверлить. Ячеистое стекло применяют для теплоизоляции тепловых сетей при подземной бесканальной прокладке. Оно находит применение для теплоизоляции стен, пере­ крытий, кровель, в конструкциях холодильников.

Крупнопористый керамзитобетон в виде плит исполь­ зуют для утепления ограждающих конструкций. Его плотность 400—500 кг/м3, марки по прочности на сжатие 4—10, теплопроводность 0,14—0,17 Вт/(м-°С).

Стеклопор получают путем грануляции и вспучива­ ния жидкого стекла с минеральными добавками (мелом, молотым песком, золой ТЭС и др.). Технологический про­ цесс включает производство гранулята—«стеклобисера» него низкотемпературное (при 320—360°С) вспучивание.

120 кг/м3, А,=0,038—0,05 Вт/(м-°С). Себестоимость стеклопора 6—7 руб/м3, расход жидкого стекла 22—65 кг/м3. В сочетании с различными связующими стеклопор ис­ пользуют для изготовления штучной, мастичной и зали­ вочной теплоизоляции. Наиболее эффективно применение стеклопора в наполненных пенопластах, так как введе­ ние его в пенопласт позволяет снизить расход полимера и значительно повысить огнестойкость теплоизоляцион­ ных изделий.

Развивается производство индустриальных перлито­ вых изделий с разнообразными свойствами. Безобжиговые перлитовые изделия получают из пористого перли­ тового песка, используя разнообразные связующие ве­ щества (битум, гипсовые вяжущие, цемент, полимеры). Битумоперлитовые плиты плотностью 250—450 кг/м3 и теплопроводностью 0,07—0,1 Вт/(м-°С) имеют прочность на изгиб 0,15—0,2 МПа; их применяют при температуре от —50 до +60 °С. Битумоперлит используют для утеп­ ления строительных конструкций, изоляции трубопрово­ дов и устройства монолитных теплоизоляционных покры­ тий (при укладке и уплотнении в горячем состоянии).

Стеклоперлитовые изделия изготовляют из перлита (75%), жидкого стекла (30% по массе), применяя теп­

ловую обработку отформованных изделий при 400°С в сушилке. Эти изделия могут применяться при рабочей температуре до 600 °С для теплоизоляции технологичес­ кого и энергетического оборудования. Керамоперлитовые изделия получают из смеси пористого перлитового песка (50—60 %) и огнеупорной или бентонитовой глины (в виде шликера). После формования на прессе изделия подвергают сушке и обжигу, причем оба процесса могут быть совмещены в туннельной печи. Перлитовый огне­ упорный легковес (предельная температура применения 800°С) производят из перлитового песка, используя в качестве связующего жидкое стекло с добавками буры и др.

Монтажные асбестовые материалы выпускают в виде листов и рулонов из асбестового волокна; иногда вводят наполнитель и небольшое количество склеивающих ве­ ществ (крахмала, казеина и др.), получая асбестовую бумагу, картон, шнур. Алюминиевую фольгу применяют в качестве отражательной изоляции в воздушных про­ слойках слоистых ограждающих конструкций зданий и для теплоизоляции промышленного оборудования и тру­ бопроводов при температуре до 300 °С.

2. Неорганические рыхлые материалы

Неорганические рыхлые материалы для мастичной теплоизоляции изготовляют из смеси волокнистых мате­ риалов (асбеста, минерального волокна) с неорганичес­ кими вяжущими, затворяемыми водой. Их применяют для изоляции промышленного оборудования и трубопро­ водов с учетом температуры у границ теплоизоляционно­ го СЛОЯ;

Минераловатную смесь приготовляют из минеральной ваты, асбеста, тонкодисперсной глины и портландцемен­ та. Плотность изоляции в сухом состоянии 400 кг/м3, теп­

(15%) и молотого диатомита или трепела (85%), иног­ да с добавками других веществ (отходов асбестоцемент­ ных заводов, слюды). Плотность теплоизоляции 450— 700 кг/м3, теплопроводность 0,093—0,21 Вт/(м-°С). Совелитовый порошок — смесь легкого основного карбоната магния и карбоната кальция с асбестом, применяемая при температурах до 500 °С. Готовая совелитовая тепло­

изоляция имеет плотность 450 кг/м1*3 и теплопроводность не более 0,098 Вт/(м-°С). Асбестомагнезиальный поро­ шок (ныовель) приготовляют в виде смеси легкого основ­ ного карбоната магния с асбестом и применяют при тем­ пературе до 350 °С.

Неорганические зернистые материалы для теплоизо­ ляционных засыпок. При температуре до 900°С применя­ ют: вспученный перлит в виде пористого песка (зерна до

Я=0,075—0,104 Вт/(м*°С); измельченные и обожженные диатомиты и трепелы с крупностью зерен до 5 мм, р„= =400—700 кг/м3 и Х=0,11—0,18 Вт/(м-°С).

При температуре до 450—600 °С применяют гранули­ рованную и стеклянную вату, дробленую пемзу и вулка­ нический туф, топливные шлаки, получаемые при сжига­ нии кускового топлива, топливные золы от сжигания пы­ левидного топлива, доменные гранулированные шлаки.

§ 4. О Р Г А Н И Ч Е С К И Е Т Е П Л О И З О Л Я Ц И О Н Н Ы Е М А Т Е Р И А Л Ы И И З Д Е Л И Я

1. Изделия на основе древесного волокна

Фибролит — плитный материал, изготовляемый из древесной шерсти и неорганического вяжущего вещест­ ва. Древесную шерсть (стружку длиной 200—500, шири­ ной 2—5 и толщиной 0,3—0,5 мм) получают на специ­ альных станках, используя короткие бревна ели, пихты или сосны. Вяжущим чаще всего служит портландце­ мент. Древесную шерсть предварительно смачивают на вибросите раствором минерализатора — хлорида кальция при помощи дождевальной установки, а затем подают кон­ вейером в смесительный барабан принудительного дейст­ вия. Туда же поступает через дозировочный шнек це­ мент. Перемешанную массу укладывают в непрерывно передвигающиеся по роликовому конвейеру формы. Фор­ мы с массой последовательно проходят камеру начеса, прессовочный вал, пост разделки на плиты. Скомплекто­ ванные в штабеля (по 10—12 шт.) плиты с пресса на­ правляют в камеру твердения и сушки. Влажность це­ ментно-фибролитовых плит должна быть не более 20 %'

(по массе), при аттестации по высшей категории качест­ ва — не более 15%.

Цементный фибролит выпускают трех марок: Ф-300, Ф-400, Ф-500 с характеристиками, указанными в табл. 13.2.

Фибролит относится к биостойким трудносгораемым материалам. Фибролит марки Ф-300 применяют в качест­

выше 75%. Размеры фибролитовых плит: длина 2400 и 3000 мм, ширина 600 и 1200 мм, толщина 30, 50, 75, 100 и 150 мм. Допускается по согласованию с потреби­ телем изготовление плит других размеров.

Арболитовые теплоизоляционные изделия изготовля­ ют из портландцемента и органического коротковолокни­ стого сырья (древесных опилок, дробленой станочной стружки или щепы, сечки соломы или камыша, костры и др.), обработанного раствором минерализатора. Хими­ ческими добавками служат: хлорид кальция, раствори­ мое стекло, сернокислый глинозем. Применяют теплоизо­ ляционный арболит плотностью до 500 кг/м3. Прочность арболита на сжатие 0,5—3,5 МПа, на растяжение при изгибе 0,4—1 МПа, теплопроводность 0,1—0,126 Вт/ /(м-°С).

Древесно-стружечные плиты изготовляют путем горя­ чего прессования специально приготовленных древесных стружек с термореактивными жидкими полимерами (фе-

Т Л Б Л И Ц А 13.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИБРОЛИТА

лее

нолоформальдегидным и, карбамидными); расход полиме­ ра составляет 8—12 % по массе. Стружку получают на стружечных станках, используя сырье в виде отходов фа­ нерного и мебельного производства, неделовую древеси­ ну. Средний слой трехслойных плит состоит из относи­ тельно толстых стружек (толщиной по 1 мм), наружные слои выполняют из тонких стружек (толщиной до 0,2 мм), которые повышают прочность изделий. В каче­ стве декоративной отделки, защищающей плиты от ув­ лажнения и истирания, применяют полимерные пленоч­ ные материалы, бумагу, пропитанную смолами. Нередко поверхность плит (предварительно отшлифованную) по­ крывают водостойкими фенольными или эпоксидными лаками.

Выпускают древесно-стружечные плиты различной плотности, кг/м3: очень высокой—810—1000, высокой — 660—800, средней—510—650, малой—360—500, очень малой—350. Плиты средней и высокой плотности приме­ няют как конструкционный и отделочный материал, пли­ ты малой плотности — как тепло- и звукоизоляционный материал. Для придания плитам биостойкости в поли­ мерно-стружечную массу добавляют антисептики (фто­ рид и кремнефторид натрия, буру и др.). В качестве ан­ типиренов используют добавку сульфата аммония идиаммонийфосфат. С целью уменьшения набухания плит во влажном воздухе в исходную массу вводят гидрофобизирующие вещества (парафиновую эмульсию, раствор кремнийорганического полимера и др.). Размеры плит, мм: длина 1800—3500, ширина 1220—1750, толщина 4—■ 100.

Древесно-волокнистые плиты изготовляют путем го­ рячего прессования волокнистой массы, состоящей из древесных волоком, воды, наполнителей, полимера и до­ бавок (антисептиков, антипиренов, гидрофобизирующих веществ). Древесные волокна получают из отходов де­ ревообрабатывающих производств и неделовой древеси­ ны. Древесину на рубильных машинах перерабатывают в щепу, которую проваривают в 1—2 %-ном растворе едко­ го натра для нейтрализации смолистых и сахаристых ве­ ществ. Затем щепу размельчают в дефибраторах и дру­ гих машинах до состояния тонких волокон. После до­ полнительной обработки паром (при температуре 150 °С и давлении 0,6—1 МПа) волокна смешивают с водой и указанными добавками. При изготовлении сверхтвердых

плит в смесь вводят фенолоформальдегидный полимер. Приготовленная масса передается на отливочную маши­ ну, имеющую бесконечную металлическую сетку и ваку­ умную установку. Здесь масса обезвоживается, уплотня­ ется, разрезается на плиты, которые и направляются в роликовую сушилку, если формуются высокопористые изоляционные плиты. Для получения твердых плит необ­ ходимо прессование массы на гидравлических многоэ­ тажных прессах при температуре 150—165 °С и давлении 1—5 МПа. Горячее прессование ускоряет отверждение термореактивного полимерного связующего; изменяя дав­ ление прессования, можно получить плиты разной плот­ ности и с различными физико-механическими свойства­ ми.

Выпускают такие плиты пяти видов: 1) сверхтвердые

250 кг/м3, # и|3*1,2 МПа. Длина плит 1200—3600 мм, ши­ рина 1000—2800 мм. Толщина твердых плит 3—8 мм, изоляционных 8—25 мм. Твердые плиты применяют для устройства перегородок, подшивки потолков, настилки полов, для изготовления дверных полотен и встроенной мебели.

Отделочные плиты облицовывают синтетической пленкой с прокладкой текстурной бумаги под цвет и тек­ стуру древесины ценных пород. Их также выпускают с матовой поверхностью, окрашенными водоэмульсионны­ ми поливинилацетатными красками. Такие плиты пред­ назначены для облицовки стен и потолков. Плиты, окра­ шенные эмалями, имеют глянцевую поверхность; они бо­ лее водостойки. Эти плиты применяют для облицовки стен в медицинских учреждениях, продуктовых магази­ нах. Крупноразмерность, красивый внешний вид и невы­ сокая стоимость предопределяют высокую технико-эко­ номическую эффективность плит.

Изоляционные древесно-волокнистые плиты находят широкое применение в виде тепло- и звукоизоляционного материала. Производство древесно-волокнистых и дре­ весно-стружечных плит быстро увеличивается, чему спо­ собствуют обширные ресурсы разнообразного органиче­ ского сырья в виде отходов деревообрабатывающих про­