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.

В строительстве для характеристики теплоизоляцион­ных свойств материала обычно используют не показа­тель теплопроводности, определение которого довольно сложно и трудоемко, а плотность материала. По плот­ности теплоизоляционные материалы подразделяются на марки: особо.низкой плотности—15, 25, 35, 50, 75; низкой плотности 100, 125, 150, 175; средней плотно­сти — 200, 225, 250, 300, 350 и плотные — 400, 450, 500, 600. 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 (минеральная вата, ячеистые бетоны, пеностекло, асбе­стовые материалы), органические (древесно-волокни-стые и древесио-стружечные плиты, камышит, торфяные плиты и газонаполненные пластмассы) и смешанные (фибролит, перлито-пластобетон и др.).

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, ко-.

—85—

торые получают раздувом струй расплавов горных по­род или металлургических шлаков. В зависимости от средней плотности минеральную вату подразделяют на марки: 75, 100, 125, 150. Теплостойкость минеральной ваты достигает 700 °С. Минеральная вата трудоемка в применении и склонна к слеживанию, поэтому в на­стоящее время из нее главным образом выпускают гото­вые изделия. Минераловатные изделия получают путем склеивания волокон различными связующими (синтети­ческими смолами, битумом, крахмалом) или реже про­шивкой минеральной ваты, покрытой с двух сторон бу­магой. Выпускают гибкие, жесткие и полужесткие мине­раловатные изделия. К гибким изделиям относят мине­ральный войлок, прошивные маты и теплоизоляционный шнур.

Жесткие и полужесткие теплоизоляционные минера­ловатные плиты получают на синтетическом связующем. Они предназначены для тепловой изоляции строитель­ных конструкций, промышленного оборудования и тру­бопроводов.

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.

При транспортировании и укладке минеральной ваты и изделий из нее необходимо принимать меры предосто­рожности. Не допускать попадания минерального во­локна на кожу и в дыхательные пути, так как волокно минеральной ваты отличается жесткостью и легко ло­мается, образуя короткие, острые частицы, вызывающие зуд и воспаление кожи и дыхательных путей.

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'С.

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

—86—

Пеностекло получают из стеклянного боя с добавлением газообразователей (мела, угля). Поры в пеностекле замкнутые, поэтому оно практически не поглощает вла­гу и, следовательно, морозостойко. Пеностекло хорошо пилится, сверлится. Промышленность выпускает пено­стекло в виде плит толщиной около 100 мм и размером 500ХЮ00 мм. 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 перли-тобетонных 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.

Примером такого материала может служить сове-лит — смесь асбеста с порошкообразными углекислыми солями магния и кальция. Выпускают его в виде порош­ка, затворяемого водой, или в виде готовых изделий (плит, скорлупы и т.п.). Совелит можно использовать до температуры 500 °С.

Органические теплоизоляционные материалы (дре-весно-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 биостойкостыо, что предопределяет их недолговечность. Однако благодаря большой сырьевой базе (в основном их получают из неделовой древесины,

—87-

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.

10.2. АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Акустическими называют материалы, способные по­глощать звуковую энергию, а также снижать уровень силы и громкости проходящих через них звуков. По наз­начению акустические материалы разделяются на звуко­изоляционные и звукопоглощающие.

Звукоизоляционные материалы, снижающие прони­кание звука через строительные конструкции, представ­ляют собой упругие пористые прокладки в конструкциях перекрытий и стен. Для этого используют минераловат-ные и стекловатные плиты и маты и древесно-волокни-стые плиты. Хорошим звукоизоляционным материалом является линолеум на войлочной или поризованиой под­основе. Эффективная звукоизоляция достигается также при применении многослойных конструкций с воздушны­ми прослойками.

Звукопоглощающие материалы практически не отра­жают падающий на них звук, а поглощают звуковую энергию благодаря развитой пористой поверхности. К звукопоглощающим материалам относятся ячеистые бетоны, минераловатные плиты, цементный фибролит, гипсовые перфорированные листы и др. Наиболее эф­фективными звукопоглощающими свойствами облада­ют специальные акустические материалы, например «Акмигран», представляющий собой плитки из минера­льной ваты на крахмальном связующем. Их поверх­ность делают трещиноватой.

Для звукопоглощающих облицовок используют по­ристые древесно-волокнистые плиты с перфорацией на ²/з толщины круглыми отверстиями.

Звукопоглощающие изделия из пористых материалов с перфорированным покрытием выпускаются в виде плит. С внешней стороны пористый материал закрывают

—88—

перфорированным экраном из слоистого пластика, дюр­алюминия, оцинкованной листовой стали, асбестоце-ментных листов, гипсовых акустических плит и др. Ука­занные конструкции применяют для акустической отдел­ки потолков и стен в общественных зданиях.

Наибольший эффект звукопоглощения достигается при расположении звукопоглотителя в непосредственной близости от источника звука. В этом случае часть зву­ковой энергии гасится до того, как она проникает в по­мещение. Штучные звукопоглотители в виде отдельных щитов, кубов, призм, конусов, шаров подвешиваются к потолкам шумных помещений или устанавливают на полу вблизи источника звука. Стенки штучных звуко-поглотителей имеют перфорацию, а полости между ни­ми заполнены или облицованы изнутри пористыми ма­териалами.

Звукопоглощающие материалы применяют для внут­ренней облицовки стен и потолков помещений с повы­шенными акустическими требованиями, а также для создания нормальных условий для работающих.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите виды и основные свойства теплоизоляционных материа­лов.

2. Какие теплоизоляционные материалы применяются для изоляции горячих поверхностей?

3. Из какого сырья и как изготовляют минеральную, стеклянную и шлаковую вату?

4. Какие изделия изготовляют из минеральной и стеклянной ваты?

5. Как изготовляют пеностекло?

6. Назовите монтажные теплоизоляционные материалы.

7. В чем основное назначение акустических материалов?

8. Какие виды звукоизоляционных материалов Вы знате?

9. Назовите эффективные звукопоглощающие материалы.