![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Плотность волокнистого материала - отношение массы сухого материала к его объему, определенному при заданной нагрузке.
Прочность на сжатие определяется при 10% деформации, это величина напряжения, вызывающего изменение толщины изделия на 10%. Сжимаемость - способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Материалы по сжимаемости: мягкие М - деформация свыше 30%; полужесткие ПЖ - деформация 6-30%; жесткие Ж - деформация не более 6%. Сжимаемость характеризуют относительной деформацией материала при сжатии под действием удельной нагрузки 0, 002 МПа. Прочность теплоизоляционных материалов при сжатии сравнительно невелика - 0, 2-2, 5 МПа. Основной прочностной характеристикой волокнистых материалов (плит, скорлуп, сегментов) является предел прочности при изгибе. У неорганических материалов он составляет 0, 15-0, 5 МПа; у древесных плит - 0, 4-2 МПа. Гибкие теплоизоляционные материалы (минераловатные маты, войлок, асбестовый картон) испытывают на растяхение. Прочность материала должна быть такова, чтобы обеспечивалась его сохранность при перевозке, складировании, монтаже и, кснечно, в эксплуатационных условиях, Водопоглощение не только ухудшает теплоизоляционные свойства пористого материала, но также понижает его прочность и долговечность. Материалы с закрытыми порами, например, пеностекло, отличаются небольшим водопоглощением.; Для снижения водопо- глощения при изготовлении материалов вводятся гидрофобизующие добавки. Газо- и паропроницаемость учитывают при применении в ограждающих конструкциях. Теплоизоляция не препятствует воздухообмену жилых помещений с окружающей средой, происходящему через наружные стены зданий. Теплоизоляцию стен влажных производственных помещений защищают от увлажнения с помощью надежной гидроизоляции, устраиваемой с " теллой" стороны. Огнестойкость связана со сгораемостью материала, т.е. его способностью воспламеняться и гореть. Сгораемые материалы можно применять только при осуществлении мероприятий по защите от возгорания. Возгораемость материалов определяется при воздействии температуры 800-850°С и выдержке в течение 20 мин. Предельная температура применения не должна изменять эксплуатационные свойства материала. Химическая и биологическая стойкость. Большая пористость теплоизоляционных материалов благоприятствует проникновению в них агрессивных газов и паров, находящихся в окружающей среде. Органические теплоизоляционные материалы и связующие (клей, крахмал) должны обладать биологической стойкостью, т.е. сопротивляться действию микроорганизмов, домовых грибов, насекомых (муравьев, термитов). § 3. Неорганические теплоизоляционные материалы Минеральная вата - волокнистый бесформенный материал - состоит из тонких стекловидных волокон диаметром 5-15 мкм, получаемых из расплава легкоплавких горных пород (мергелей, доломитов и др.), металлургических и топливных шлаков и их смеси. Расплав обычно получают в вагранке. Волокна образуются при воздействии подаваемого под давлением пара или воздуха на непрерывно вытекающую из вагранки струю расплава, либо путем подачи расплава на валки или фильтры, или диск центрифуги. Полученное минеральное волокно собирается в камере волокно-осаждения на непрерывно движущейся сетке. В эту камеру вводят органические и минеральные связующие вещества. Минераловатные твердые плиты, имеющие повышенную жесткость, изготовляют на синтетическом связующем' (фенолоспирте, растворе или дисперсии карбамидного полимера и др.). Ранее принятая технология предусматривает изготовление твердых плит из гидромассы (т.е. " мокрым" способом), состоящей из минерального волокна, раствора полимера, пенообразователя. Плиты из массы жидко- текучей консистенции формуют в вакуум-прессах и подвергают тепловой обработке при 150-180°С. Получают плиты плотностью 180- 200 кг/м3, теплопроводностью 0, 047 Вт/(м-°С), толщиной 30-70 мм. Существенно важным для свойств изделий является ориентация волокон. Наиболее прогрессивная технология формования твердых минераловатных плит с вертикальной ориентацией волокон осуществляется на 10 и 17-этажных прессах. Там же происходит тепловая обработка изделий. Прочность на сжатие минераловатных изделий возрастает с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Прочность на сжатие при 10%-ной деформации в 100 кПа может быть достигнута для минераловатных плит плотностью 150- 160 кг/м3 при содержании вертикально ориентированных волокон около 65%; для плит плотностью 180-190 кг/м3 - около 55%. Минераловатные изделии с гофрированной структурой, содержащие до'30% ориентированных в вертикальном направлении волокон, имеют плотность 140-200 кг/м3. По сравнению с плитами с горизонтальной ориентацией волокон гофрированные плиты отличаются меньшей деформативностью и повышенной в 1, 7-2, 5 раза прочностью. При утеплении бесчердачных кровель твердыми минераловатны- ми плитами гидроизоляционный слой устраивают, наклеивая рулонный гидроизоляционный материал непосредственно на сами плиты. При жестких плитах не требуется устройство стяжки между плитой и гидроизоляцией. Возможно применение самонесущих плит. Минераловатные жесткие плиты и фасонные изделия (скорлупы, сегменты) выпускают с синтетическим, битумным и неорганическим связующим (цементом, глиной, жидким стеклом и др.). Для повышения прочности и снижения количества связующего в состав изделий вводят коротковолокнистый асбест. Плиты толщиной 40-100 мм выпускают плотностью 100-400 кг/м3 и теплопроводностью 0, 051- 0, 135 Вт/(м°С). Минераловатные полужесткие и мягкие плиты изготовляют с синтетическим, битумным и крахмальным связующим. Изделия (плиты, цилиндры, сегменты, маты) с синтетическим связующим имеют меньшую плотность, более прочны и привлекательны на вид по сравнению с изделиями на битумном связующем. Плотность плит - 35-250 кг/м3, теплопроводность - 0, 041-0, 07 Вт/(м °С). Основные показатели технологического уровня качества приведено в табл. 16.1. Прошивные маты - это гибкие изделия из слоя прошитого волокнистого материала. Последнее время используются вертикально- слоистые гибкие маты, состоящие из приклеенных к покровному материалу полос волокнистых плит при преимущественно перпендикулярном расположении волокон. Гибкие изделия, состоящие из слоя волокнистого материала со связующим веществом, называются войлоком. Минераловатные маты в рулонах выпускают следующих видов: с синтетическим связующим (рт = 35-75 кг/м^), прошивные с металлическими, тканевыми, бумажными обкладками, с обкладкой из стек- лохолста (рт = 100-200 кг/м3); из штапельного стекловолокна (р„, = 25-50 кг/м3); из непрерывного стекловолокна р„, = 80-120 кг/м3); в виде холста из базальтового волокна (р„, = 15-20 кг/м3). Базальтовое волокно выдерживает температуру до 1000°С. как и основная порода (стекловолокно только 650 и 550°С). Базальтовая вата применяется в виде огнестойких матов, лент и плит, поставляемых в рулонах, обладает стойкостью к коррозии. При плотности 130 кг/м3 и температуре 0°С вата имеет теплопроводность 0, 035 Вт/(м-°С). Используются также стеклянная вата и керамическая вата, получаемая из алюмосиликатных расплавов с содержанием АЬОз не менее 45%. Таблица 16.1
Керамические теплоизоляционные изделия изготовляют путем формования, сушки и обжига. По сравнению с другими теплоизоляционными материалами они имеют высокую прочность и темпера- туростойкость до 900°С. В качестве сырья используют диатомит, трепел, огнеупорную глину, перлит. Большая пористость создается путем введения в формовочную массу пенообразователей, выгорающих добавок. Для тепловой изоляции горячих криволинейных поверхностен (сегменты, скорлупы, теплоизоляция трубопроводов) теплопроводность должна быть до 0, 06 Вт/(м-°С). Это необходимо потому, что бо'льшая толщина теплоизоляции, а следовательно, большая кривизна ее поверхности приводит к увеличению теплопотерь. Неорганические жесткие изделия - диатомитовые, ячеисто- керамические, перлитокерамические - имеют температуростойкость 900°С. Теплоизоляционные легкие бетоны (слитного строения и крупнопористые) готовят из пористого заполнителя - вспученного перлита, легкого керамзита или вермикулита и минерального (реже органического) вяжущего. Перлитовые изделия включают перлитовый обжиговый заполнитель - легковес, перлито-битумные и битумно- перлитные изделия, перлитопластбетон, перлитофосфатные изделия, поризованный перлитосиликат, их плотность 150-300 кг/м3. Вулканитовые изделия изготовляют из смеси молотого диатомита или трепела (окало 60%), воздушной извести (20%) и асбеста (20%). Отформованные изделия подвергают автоклавной обработке, которая ускоряет химическое взаимодействие между кремнеземистым компонентом и воздушной известью, приводящее к образованию гидросиликатов кальция. Совелит является у нас наиболее распространенным асбестомаг- незиальным материалом. Сырьем для производства совелита служат доломит (CaC0yMgC03) и асбест (в количестве 15%). Доломит подвергают сложной переработке, которая включает обжиг, гашение обоженного доломита, карбонизацию полученного доломитового молока с использованием газов, содержащих С02. Конечным продуктом химической переработки доломита является четырехводный ос- но'вный карбонат магния MgC03-Mg(0H)2-4H20, который вместе с осажденным СаСОз составляет основу совелита. Сушка и прокаливание имеют целью декарбонизацию магнезиальной составляющей. Благодаря прокаливанию снижается плотность и теплопроводность, а температуростойкость повышается. Совелит применяют для изоляции промышленного оборудования при температурах до 500°С. Теплоизоляционные цементные ячеистые (газо- и пено-) бетоны получают плотностью 100-500 кг/м3. Эти бетоны имеют низкую теплопроводность, достаточную марку по прочности, низкое водопо- глощение, морозостойки, обладают хорошей гвоздимостью, повышенной огнестойкостью. Бетонная смесь высокопластична, заполняет форму для утепления наружных ограждений в виде комбинированных плит или монолита, изоляции трубопроводов и других конструкций. Ячеистое стекло (пеностекло) вырабатывают из стекольного боя, либо используют те же сырьевые материалы, что и для производства других видов стекла: кварцевый песок, известняк, соду и сульфат натрия. Могут использоваться торные породы: трахиты, сиениты, нефелины, обсидианы. При спекании порошка стекольного боя с газооб- разователями - коксом и известняком - выделяется углекислый газ, образующий поры. Газообразующими добавками могут служить также мел или карбиды кальция и кремния. При выходе из печи от непрерывно двигающегося бруса отрезаются блоки определенной длины, направляемые в печь отжига. Благодаря этому предотвращается возникновение внутренних напряжений, вызывающих растрескивание. Ячеистое стекло имеет в материале стенок крупных пор мельчайшие микропоры, обуславливающие малую теплопроводность при достаточно высокой прочности, водостойкости и морозостойкости. Ячеистое стекло - несгораемый материал с высокой температуро- стойкостью - 400°С, для бесщелочного - до 600°С; хорошо обрабатывается. Применяют для теплоизоляции тепловых сетей при их подземной бесканальной прокладке, для теплоизоляции стен, перекрытий, кровель, в конструкциях холодильников. Стеклопор получают путем грануляции и вспучивания жидкого стекла с минеральными добавками (мелом, молотым песком, золой ТЭС и др.). Технологический процесс включает производство гра- нулята - " стеклобисера" и его низкотемпературное (при 320-360°С) вспучивание. Стеклопор выпускают трех марок: " СЛ" с р„, = \5- 40 кг/м3, Я = 0, 028-0, 035 Вт/(м-°С); " Л" с рт = 40-80 кг/м3; Я = 0, 032- 0, 04 Вт/(м-°С); Т с рт = 80-120 кг/м3; Я= 0, 038-0, 05 Вт/(м-°С). В сочетании с различными связующими стеклопор используют для изготовления штучной, мастичной и заливочной теплоизоляции. Наиболее эффективно применение стеклопора в наполненных пено- пластах, так как введение его в пенопласт позволяет снизить расход полимера и значительно повысить огнестойкость теплоизоляционных изделий. Монтажные асбестовые материалы выпускают в виде листов и рулонов из асбестового волокна; иногда вводят наполнитель и небольшое количество склеивающих веществ (крахмала, казеина и др.), получая асбестовую бумагу, картон, шнур. Алюминиевую фольгу применяют в качестве отражателей изоляции в воздушных прослойках слоистых ограждающих конструкций зданий и для теплоизоляции промышленного оборудования и трубопроводов при температурах до 300" С. Неорганические рыхлые материалы для мастичной теплоизоляции изготовляют из смеси волокнистых материалов (асбеста, минерального волокна) с неорганическими вяжущими, затворяемыми водой. Их применяют для изоляции промышленного оборудования и трубопроводов с учетом температуры у границ теплоизоляционного слоя. Минераловатную смесь приготовляют из минеральной ваты, асбеста, тонкодисперсной глины и портландцемента. Плотность изоляции в сухом состоянии - 400 кг/м3, теплопроводность - не более 0, 28 Вт/(м °С). Асбестодиатомитовый порошок представляет собой смесь асбеста (15%), молотого диатомита и трепела (85%) иногда с добавками других веществ (отходов асбоцементных заводов, слюды). Плотность теплоизоляции - 400-600 кг/м3, теплопроводность - 0, 093- 0, 21 Вт/(м-°С). Совелитовый порошок - это смесь легкого основного углекислого кальция с асбестом, применяемая при температурах до 500°С. Готовая совелитовая теплоизоляция имеет плотность 450 кг/м3 и теплопроводность - не более 0, 098 Вт/(м-°С). Асбестомагнезиальный порошок (ныовель) готовят в виде смеси легкого основного углекислого кальция с асбестом и применяют при температурах до 500°С. Зернистые материалы применяют для теплоизоляционных засыпок. При температурах до 900°С применяют: вспученный перлит в виде пористого песка с плотностью 50-100 кг/м3 и теплопроводностью 0, 04-0, 05 Вт/(м-°С); вспученный вермикулит в виде смеси пластинчатых зерен крупностью не более 15 мм, плотностью 100-120 кг/м3 и теплопроводностью около 0, 075 Вт/(м-°С): измельченные диатомиты и трепелы с крупностью до 5 мм, плотностью 400- 700 кг/м3 и теплопроводностью 0, 11-0, 18 Вт/(м-°С). При температурах до 450-600°С применяют гранулированную и стеклянную вату, дробленую пемзу и вулканический туф, топливные шлаки, получаемые при сжигании кускового топлива, топливные золы от сжигания пылевидного топлива, доменные гранулированные шлаки. 4. Органические теплоизоляционные материалы Фибролит - плитный материал из древесной шерсти и неорганического вяжущего вещества. Древесную шерсть (стружку длиной 200-500, шириной 2-5 и толщиной 0, 3-0, 5 мм) получают на специальных станках, используя короткие бревна ели, липы, осины или сосны. Вяжущим чаще всего служит портландцемент и раствор минерализатора - хлористого кальция. Формы с массой последовательно проходят камеру начеса, прессовочный вал, пост разделки на плиты, камеру твердения и сушки. Влажность цементно-фибролитовых плит ограничивается. Плиты выпускают плотностью 300-500 кг/м3, теплопроводностью 0, 1-0, 15 Вт/(м-°С), с пределом прочности при изгибе 0, 4-1, 2 МПа, Толщина плит - 25, 50, 75, 100 мм. Плиты применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций, для устройства перегородок, каркасных стен и перекрытий в сухих условиях. Фибролит хорошо обрабатывается - его можно пилить, сверлить, в него можно вбивать гвозди. Арболитовые изделия изготовляют из портландцемента и органического коротковолокнистого сырья (древесных опилок, дробленой станочной стружки или щепы, сечки соломы или камыша, костры и др.), обработанного раствором минерализатора. Химическими добавками служат: хлористый кальций, растворимое стекло, сернокислый глинозем. Применяют теплоизоляционный арболит плотностью до 500 кг/м3 и конструкционно-теплоизоляционный плотностью до 700 кг/м3. Прочность арболита при сжатии - 0, 5-3, 5 МПа, растяжение при изгибе - 0, 4-1, 0 МПа; теплопроводность - 0, 08-0, 12 Вт/(м°С). Древесностружечные плиты изготовляют путем горячего прессования массы, содержащей около 90% органического волокнистого сырья (чаще всего применяют специально приготовленную древесную шерсть) и 7-9% синтетических смол (фенолоформальдегидных и др.). Для улучшения свойств плит в сырьевую массу добавляют гид- рофобизующие вещества, антисептики и антипирены. Древесноволокнистые изоляционные плиты производят из неделовой древесины, используют отходы лесопиления и деревообработки, а также бумажную макулатуру, солому, стебли кукурузы. Плотность - до 250 кг/м3, теплопроводность - до 0, 07 Вт/(м°С). На основе растительного сырья готовят ряд местных материалов: камышит, соломит, торфяные изоляционные плиты и др. Одним из перспективнейших современных теплоизоляционных материалов является использование вторичного сырья из бытовых отходов (бумаги и картона). Полученная эковата является идеальным заменителем традиционных утеплителей: минеральной ваты, стекловаты и т.д. Среднее значение теплопроводности составляет 0, 041 Вт/(м°С). Эковата трудно сгораема, что обусловлено добавками антипиренов, биостойка, обладает звукопоглощающими свойствами.
|