46. Определение и классификация теплоизоляционных материалов.

Теплоизоляционные материалы — это материалы, имеющие теплопроводность не более 0,175 Вт/(м-К) и соответственно среднюю плотность до 600 кг/м³, т.е. самым характерным при­знаком теплоизоляционных материалов является их высокая пористость, поскольку воздух в порах материала имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем окружающее его вещество.

Поскольку теплопроводность материала напрямую связана с его пористостью, а пористость со средней плотностью, то с достаточной степенью точности можно установить и связь между плотностью и теплопроводностью материала. Чем ниже средняя плотность материала, тем больше в нем пор и тем ниже его теплопроводность. В зависимости от плотности теплоизоляционные материалы подразделяются на марки (кг/м³): D15, D25, D35, D50, D75, D100, D125, D150, D200, D250, D300, D350, D400, D500 и D600.

Другими, не менее важными, качественными характеристиками теплоизоляционных материалов являются также сжимаемость, водопоглощение, сорбционная влажность, гидрофобность, паропроницаемостъ, водоотталкивающие свойства, водостойкость, негорючесть, надежность и долговечность, звукоизо­ляционные характеристики, экологичность и возможность проведения монтажных работ вне зависимости от сезона.

По теплопроводности теплоизоляционные материалы делят на три класса: низкой — до 0,06, средней — 0,06...0,115 и повышенной теплопроводности - 0,115...0,175 Вт/(м-К). При­чем согласно требованиям европейского стандарта СЕ исполь­зование показателя теплопроводности X предполагается с обеспеченностью 90/90.

По составу исходного сырья теплоизоляционные материалы подразделяют на неорганические, органические и комбинированные (ГОСТ 16381).

По внешнему виду и форме они могут быть рыхлые (минеральная вата) и сыпучие (перлитовый песок), штучные (блоки, кирпичи, плиты), рулонные (маты) и шнуровые (жгуты); по структуре и строению - мелкопористые ячеистые (как пена), волокнистые (как вата), зернистые (воздух находится в межзерновом пространстве) и пластинчатые (воздушные прослойки заключены между листами материала).

47. Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия.

Теплоизоляционные материалы — это материалы, имеющие теплопроводность не более 0,175 Вт/(м-К) и соответственно среднюю плотность до 600 кг/м³, т.е. самым характерным при­знаком теплоизоляционных материалов является их высокая пористость, поскольку воздух в порах материала имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем окружающее его вещество.

Поскольку теплопроводность материала напрямую связана с его пористостью, а пористость со средней плотностью, то с достаточной степенью точности можно установить и связь между плотностью и теплопроводностью материала. Чем ниже средняя плотность материала, тем больше в нем пор и тем ниже его теплопроводность. В зависимости от плотности теплоизоляционные материалы подразделяются на марки (кг/м³): D15, D25, D35, D50, D75, D100, D125, D150, D200, D250, D300, D350, D400, D500 и D600.

Минеральная вата — это волокнистый материал, получае­мый из силикатных расплавов горных пород, металлургиче­ских шлаков и их смесей (ГОСТ 4640). В зависимости от исходного сырья минеральную вату подразделяют: на шлаковую — сырьем служат металлургические и другие шлаки;

• стеклянную — из отходов стекла и других силикатных материалов;

• каменную (горную) — из осадочных или изверженных горных пород (андезиты, базальты и др.).

Минераловатные изделия получают из минеральных волокон (минеральной ваты) путем скрепления их с помощью связующего или другими способами.

Из минеральной ваты производят :

• войлок — получают в виде листов и полотнищ путем уплотнения минеральной ваты, слегка пропитанной дисперсиями синтетических смол;

• минераловатные маты (ГОСТ 21880) — представляют собой минераловатный ковер, заключенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой и прошитый прочными нитями или тонкой проволокой;

• минераловатные плиты различной жесткости — производят путем пропитки минераловатного ковра синтетическим связующим и уплотнения с последующей термообработкой (ГОСТ 9573). Плотность их в зависимости от степени уплотнения составляет 50...250 кг/м³;

• минераловатные скорлупы, цилиндры и полуцилиндры (ГОСТ 23208).

• Кроме того, из базальтового волокна производят еще базальтохолст, ткани, картон и другие изделия.

Стекловату (стекловолокно) получают из того же сырья, что и обычное стекло или из отходов стекольной промышленности, стеклобоя.

Помимо минераловатных теплоизоляционных изделий из минерального сырья получают пеностекло, пено- и газобетоны, вспученные перлит и вермикулит, асбестосодержащие теплоизоляционные материалы, пенокерамические и др.

Пеностекло - ячеистый материал, получаемый спеканием порошка стеклянного боя с газо- или пенообразующими добавками.

В зависимости от назначения, физико-техниче­ских свойств и номенклатуры изделий пеностекло подразделяется на теплоизоляционное, декоративно-акустическое, облицовочное и гранулированное.

Перлит — это природное вулканическое стекло, обогащенное водой, т.е. это застывшее вулканическое стекло изливших­ся пород, которые вышли на поверхность по трещинам в земной коре. По текстуре напоминает жемчуг, что и определило название (от фр. perle — жемчуг).

Вермикулит является мономинеральной горной породой. При нагревании от 300 до 1000 °С зерна этого минерала в течение 3...5 с способны увеличиваться в объеме в 15...20 раз, а отдельные разновидности в 40 раз.

Ячеистые бетоны (СТБ 1570) характеризуются значительным количеством искусственно созданных и условно замкнутых пор размером 0,5...2 мм.

В состав ячеистых бетонов входят лишь вяжущее, тонкомолотый кремнеземистый компонент, вода и порообразователь.

В зависимости от способа образования пористой структуры такие бетоны подразделяют:

• на газобетоны, если в смесь вводится газообразователь;

• пенобетоны, если смесь смешивается с устойчивой технической пеной.

• В качестве газообразователей применяют алюминиевый порошок с содержанием активного алюминия 82 % и тонкостью помола 5ООО...6000 см²/г и др. Для получения пены используют клееканифольный, смолосапониновый, алюмо-сульфонафтеновый и синтетические пенообразователи.

• Вяжущим в ячеистых бетонах служат портландцемент и его разновидности, известь, гипс. В качестве кремнеземистого компонента используются молотые кварцевый песок и гранулированный доменный шлак, зола-унос ТЭЦ и др. Кремнеземистый компонент уменьшает расход вяжущего и усадку бетона, а также повышает качество изделий.

• Технология производства ячеистых бетонов включает подготовку сырьевых материалов, приготовление бетонной смеси, формование изделий и, как правило; тепловлажностную обработку. Ячеистые бетоны изготовляют как в стационарных условиях производственного цеха, так и непосредственно на строительной площадке с помощью современного мобильного оборудования.

• Основными показателями качества ячеистых бетонов являются плотность, пористость и прочность.

• Плотность ячеистых бетонов колеблется в пределах от 200 до 1200 кг/м³ и косвенно характеризует пористость, которая составляет соответственно 85...60 %. В настоящее время возможно получение суперлегкого пенобетона с содержанием в его структуре до 96 % воздушных пор, с пониженной плотностью и соответственно низкой теплопроводностью. Легкой разновидностью ячеистого силикатного бетона является теплопористость с плотностью 100...200 кг/м³, прочностью на сжатие 0,1...0,5 МПа.

• На плотность и пористость влияют, главным образом, расход порообразователя и степень использования его порообразующей способности. Определенное влияние на них оказывают температура смеси и количество воды затворения. По плотности ячеистые бетоны подразделяются на марки D250... D800 с интервалом в 50 кг/м³ и D900... D1200 с интервалом в 100 кг/м³.

• На прочностные характеристики и другие технические свойства ячеистых бетонов наряду с общей пористостью влияют также характер распределения пористости и степень равномерности этого распределения по крупности. По прочности ячеистые бетоны подразделяются на классы В0,35...В12,5 (табл. 13.1).

• Применяют ячеистые бетоны для изготовления тепло- и звукоизоляционных изделий, легких железобетонных конструкций и в качестве отделочного материала. Из них изготовляют панели наружных стен и покрытий зданий, неармиронанные стеновые и теплоизоляционные блоки, камни для стен и другие изделия.