Теплоизоляционные материалы

Органические теплоизоляционные материалы. Древесноволокнистые плиты получают формованием с последующим высушиванием Древесноволокнистой массы и добавлением синтетических веществ. Для получения древесноволокнистой массы применяют древесные опилки, стружки, бумажную макулатуру, льняную и конопляную костру, кукурузные и подсолнечные стебли. Плиты изготовляют дли-пой 1800—3000, шириной — 1200 и 1600 и толщиной 8—25 мм. Они обладают следующими свойствами: плотность 150—250 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,046—0,07 Вт/(м*К), предел прочности 0,04—0,12 кН/см².

Применяют древесноволокнистые плиты для теплоизоляции стен, потолков, полов, перекрытий. Их крепят гвоздями, шурупами, битумными и специальными мастиками.

Древесностружечные плиты изготовляют путем горячего прессования древесных стружек, пропитанных синтетическими смолами. Плиты изготовляют длиной 2500—3600, шириной 1200—1800 и толщиной 13—25 мм. Они имеют плотность 250—400 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,058 Вт/(м*К), предел прочности при изгибе не менее 0,6 кН/см². Древесностружечные плиты применяют для теплоизоляции стен, перегородок, перекрытий и покрытий зданий и сооружений.

Плиты крепят оцинкованными гвоздями или приклеивают мастиками.

Пробковые плиты изготовляют из отходов производства укупорочной пробки, получаемой из коры пробкового дуба или бархатного дерева. Плиты изготовляют следующих размеров, длиной 1000, шириной 500, толщиной 25—125 мм. Они обладают следующими свойствами: плотность 150—350 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,046—0,093 Вт/(м*К), предел прочности на сжатие 0,1—0,15 кН/см², на изгиб 0,015—0,025 кН/см². Плиты почти не впитывают воду, не горят, с трудом тлеют, не подвержены заражению дымовым грибком и порче грызунами. Пробковые плиты ввиду дефицитности сырья для их производства применяют в основном для изоляции холодильников. К изолируемым конструкциям плиты приклеивают битумными и другими мастиками.

Торфяные плиты (торфоплиты) изготовляют путем прессования торфяных волокон и последующей их термической обработки. Торфоплиты выпускают длиной 1000, шириной 500 и толщиной 30 мм. Они характеризуются следующими свойствами: плотность 150—250 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,058—0,017 Вт/(м*К), предел прочности на изгиб не менее 0,3 кН/см². Торфоплиты не горят, но долго тлеют. Сухие торфоплиты не заражаются дымовым грибком и не гниют при влажности менее 35%. Поэтому необходимо применять сухие плиты, а также предохранять их от сырости и загнивания при помощи штукатурки или пропитки антисептирующими составами. Торфоплиты применяют для теплоизоляции стен и перекрытий промышленных и гражданских зданий, холодильников и трубопроводов при температуре до 100°. К изолируемым конструкциям (изделиям) их приклеивают битумными или дегтевыми мастиками или прибивают гвоздями с проволочной сеткой.

Фибролит — плитный материал, получаемый путем прессования массы обычно из древесных стружек и вяжущего вещества. В качестве вяжущего вещества применяют портландцемент или магнезиальное вяжущее. Готовые плиты обычно имеют длину 2000 и 2400, ширину 500 и 550, толщину 25, 50, 75 и 100 мм.

Теплоизоляционные цементнофибролитовые плиты обладают следующими основными свойствами: плотность 300—350 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,099—0,15 Вт/(м*К), предел прочности на изгиб 0,04—0,05 кН/см². Они не горят открытым пламенем, а тлеют. Домовыми грибками заражается при влажности более 25%. Фибролитовые плиты легко подвергаются механической обработке. Их можно пилить, сверлить, вбивать в них гвозди. Теплоизоляционный фибролит применяют для утепления стен, перекрытий и покрытий. К утепляемым конструкциям его приклеивают битумной мастикой, известково-цементным раствором или прибивают гвоздями.

Камышит— спрессованные и прошитые стальной проволокой плиты из камыша длиной 2400—2800, шириной 550—1500 и толщиной 30—100 мм. Плотность камышита 175—250 кг/см³, коэффициент теплопроводности 0,058—0,093 Вт/(м-К), предел прочности на изгиб 0018—0,08 кН/см². Камышит легко поддается обработке, имеет хорошее сцепление со штукатуркой без драни, под действием огня не горит открытым пламенем, но тлеет. Однако камышит подвержен загниванию, порче грызунами, плохо гвоздим. Для защиты от гниения и грызунов его пропитывают антисептиком.

Камышит применяют для теплоизоляции стен, перекрытий, камер холодильников. При изоляции камер холодильников его необходимо защищать от увлажнения.

Пористые пластические массы (пластические массы) — материалы, обладающие на отдельных этапах их производства пластичностью и содержащие в качестве своей основной составной части синтетические смолообразные вещества (полимеры). Для теплоизоляции конструкций обычно применяют пористые пластические массы. Материалы из пористой пластической массы обладают высокими теплоизоляционными свойствами: малой плотностью и теплопроводностью, большой прочностью, водо- и гнилостойкостью.

В зависимости от физической структуры теплоизоляционные пластмассовые материалы подразделяют на пенопласты, сотопластыи др.

Пенопласты по структуре напоминают застывшую пену и имеют изолированные ячейки, наполненные газом или воздухом. Пенопласты с сообщающимися ячейками (порами) называются поропластами. Сотопласты отливаются равномерно повторяющимися полостями (ячейками), имеющими правильную геометрическую форму в виде пчелиных сот. Среди пенопластов наиболее широкое применение в строительстве имеют пенополистирол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан и ми-пора.

П е н о п о л и с т и р о л получают путем вспенивания полистирола. Его изготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов разных размеров (рис. 8). Пенополистирольные плиты изготовляют трех марок: ПС-1, ПС-4 и ПС-5. Каждой марке соответствуют определенные физико-механические свойства. Так, пенополистирол марки ПС-1 имеет следующие показатели: плотность 60—220 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,038 Вт/(м*К), предел прочности на сжатие 0,03—0,3, на растяжение — 0,26 кН/см², эксплуатационная рабочая температура до 65°. Плиты из пенополистирола не поддаются гниению, имеют малое водопоглощение, хорошо гвоздятся и склеиваются с некоторыми строительными материалами. Существенным недостатком этого материала является его низкая теплостойкость. Пенополистирол применяют для теплоизоляции конструкций, холодильных камер, трубопроводов и различного технологического оборудования.

Пенополивинилхлорид (ПХВ) изготовляют двух видов: жесткий и эластичный. Жесткий пенополивинилхлорид выпускают в виде плит размером 1000x500 (140—60) мм, скорлуп и сегментов. Он имеет марки: жесткий ПХВ-1 и ПХВ-2 и эластичный ПХВ-Э. Каждая марка характеризуется определенными физико-механическими свойствами. Марка ПХВ-1 имеет плотность 60—100 кг/м³, предел прочности на сжатие 0,023—0,09, на растяжение 0,42 кН/см². Применяют его для тех же целей, что и пенополистирол.

Пенополиуретан получают путем вспенивания полиуре-тановых смол. Его изготовляют в виде плит, скорлуп, блоков. Жесткий пенополиуретан имеет плотность 50—200 кг/м³, коэффициент теплопроводности его 0,033—0,056 Вт/(м*К), предел прочности на сжатие 0,02—0,22 кН/см². Наряду с жестким пенополиуретаном можно применять также и эластичные пластики как в условиях низких, так и высоких температур (90—120°).

Пенополиуретан применяют для тех же целей, что пенополистирол.

М и п о р а представляет собой пенопласт белого цвета, получаемый в результате отвердевания пены из мочевино-формальдегидной смолы. Ее изготовляют в виде блоков толщиной 100 и 200 мм, объемом не менее 0,005 м³. Мипора имеет плотность 20—30 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,033—0,035 Вт/(м*К), предел прочности на сжатие 0,04—0,05 кН/см², температуру эксплуатации до 100°. Мипору применяют для теплоизоляции холодильников, заполнения (в виде крошки)

полостей в сотопластах с целью улучшения их теплотехнических свойств и др.

Сотопласты получают путем горячего формования листов бумаги или ткани, пропитанных огнезащитными составами и синтетическими смолами. Эти материалы изготовляют в виде блоков или плит разных размеров (рис. 9).

Сотопласты имеют плотность 30—150 кг/м³, коэффициент теплопроводности сотопласта в деле (например, сотопластовых панелей) 0,046— 0,058 Вт/(м*К), предел прочности на сжатие 0,2—0,7 кН/см² и обладают примерно такими же физико-химическими свойствами, как и пенопласты, но отличаются от них более высокой теплостойкостью и

прочностью. Применяются пенопласты в основном для теплоизоляции конструкций промышленных и гражданских зданий.

Минеральные теплоизоляционные материалы. Минеральная вата и изделия из нее. Минеральную вату получают путем распыления расплавленных горных пород (доломита, известняка, мергелей) или металлургических шлаков. Вату, полученную из шлаков, называют шлаковой ватой (шлаковата). Минеральная вата в зависимости от сорта и степени ее уплотнения имеет плотность 75—150 кг/м³ и коэффициент теплопроводности 0,035—0,046 Вт/(м*К). Вата не горит, не гниет, не поддается порче грызунов, мало гигроскопична, морозостойка. Минеральную вату применяют для теплоизоляции холодных и горячих (до 600°) поверхностей. Кроме того, минеральную вату в строительстве широко применяют также в виде изделий из нее: войлока, матов, плит (рис. 10).

Минеральный войлокизготовляют в виде листов или рулонов из минеральной ваты, слегка пропитанной битумной эмульсией или синтетическими смолами и спрессованный. Листы войлока на битумном связующем изготовляют длиной 1000—3000, шириной 375— 1250 и толщиной 30—60 мм. Минеральный войлок имеет плотность 100—150 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,046—0,052 Вт/(мк*К). Минеральный войлок применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций промышленных и гражданских зданий, технологического оборудования и трубопроводов.

Минераловатные матыполучают путем прошивки нитками или проволокой слоя минеральной ваты, покрытой с одной или двух сторон битуминизированной бумагой, металлической сеткой или стеклотканью. Маты обычно изготовляют длиной 1000—3000, шириной 500—1000 и толщиной 30 и 50 мм. Плотность минераловатных матов 250 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,07 Вт/(м*К), предельная температура применения +100°. Маты применяют для тех же целей, что и минеральный войлок.

Минераловатные плитыизготовляют мягкими, полужесткими и жесткими на битумной связке или связке из синтетических смол. Плиты делятся на марки. Длина плит 500—2000, ширина 450—500 и толщина 40—100 мм, плотность до 400 кг/м³, коэффициент теплопроводности до 0,081 Вт/(м*К), предел прочности при изгибе не менее 0,011 кН/см².

Плиты на синтетических связующих (смолах) обладают лучшими теплоизоляционными свойствами. Так, жесткие минераловатные изделия на синтетическом связующем имеют плотность 200—250 кг/м³ и коэффициент теплопроводности 0,058—0,064, а изделия на битумном связующем — соответственно 250—400 кг/м³ и 0,064—0,087 Вт/(м*К). Плиты применяют для теплоизоляции строительных конструкций, трубопроводов, технологического оборудования при температуре изолируемой поверхности до 200—300°, если они изготовлены на синтетическом связующем, и температуре до 60—70° при изготовлении плит на битумном связующем.

Стеклянная вата и изделия из нее. Стеклянную вату получают из расплавленной стекломассы. Вата имеет плотность 75÷125 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,041—0,052 Вт/(м*К), малую гигроскопичность и теплопроводность, высокую морозостойкость и химическую стойкость, не дает усадки в конструкциях.

Изделия из стеклянной ваты (маты, плиты, скорлупы и другие фасонные изделия) применяют, главным образом, для теплоизоляции наиболее ответственного промышленного оборудования, тепловых установок и трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей до +450°.

Ячеистое стекло получают путем спекания порошка стекольного боя с газообразователями (известняком, антрацитом) и выпускают в виде блоков или плит пористой (ячеистой) структуры. Блоки и плиты имеют плотность 100—700 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,058—0,128 Вт/(м*К), предел прочности на сжатие 0,2—1,25 кН/см². Ячеистое стекло является водостойким, морозостойким и несгораемым материалом, оно легко поддается обработке инструментами. Применяют его для теплоизоляции строительных конструкций, камер холодильников и горячих поверхностей отопительных устройств.

Материалы на основе асбеста изготовляют рулонными, штучными и сыпучими. Из рулонных материалов применяют асбестовые бумагу, картон и войлок.

Асбестовую бумагуизготовляют в виде листов и рулонов из асбестового волокна 5—6-го сорта с небольшим количеством склеивающих веществ (крахмала или казеина). Листовую асбестовую бумагу выпускают размером 1000 X 950 X (0,5—1,5) мм, а бумагу в рулонах — шириной 670—1150 и толщиной 0,3—0,65 мм. Плотность бумаги 450—950 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,128—0,174 Вт/(м*К).

Асбестовый картонизготовляют из асбеста 4—5-го сортов с наполнителем и склеивающим веществом в виде листов размеров 1000 X X 1000 X (2— 12) мм. Плотность картона 900—1000 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,15—0,17 Вт/(м*К).

Асбестовый войлокизготовляют путем склеивания нескольких слоев асбестовой бумаги общей толщиной 5÷50 мм. Плотность войлока 200— 600 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,052—0,093 Вт/(м*К) при температуре 50°.

Рулонные асбестовые материалы применяют для теплоизоляции горячих поверхностей с температурой до 500°.

Штучные теплоизоляционные материалы на основе асбеста (вулканит, совелит, асбестоцементные изделия) изготовляют в виде плит, скорлуп, сегментов.

Вулканит изготовляют в виде плит размером 500 X 170х(20— 50) мм путем формования и пропаривания в автоклавах смеси асбеста (20%), извести (20%) и диатомита или трепела (60%). Плотность вулканита не более 400 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,093 Вт/(м* К), предел прочности при изгибе не менее 0,03 кН/см². Применяют

вулканит для теплоизоляции поверхностей при их температуре до 600°.

Совелит (штучный) изготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов из смеси асбеста (15%) и доломита. Плотность совелита до 400 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,086 Вт/(м*К). Применяют его для теплоизоляции поверхностей температурой нагрева до 500°С.

Асбестоцементные изделия изготовляют в виде плит и скорлуп путем формования и последующей сушки смеси асбеста 6-го сорта и портландцемента. Плотность плит 300—500 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,087—0,104 Вт/(м*К), предел прочности на изгибе 0,03—0,05 кН/см³. Применяют такие изделия для теплоизоляции поверхностей с предельной температурой до 450°.

Сыпучие теплоизоляционные материалы на основе асбеста (асбозурит, асботермит, совелит) изготовляют в виде порошков.

Асбозурит получают из смеси асбеста (15%) и трепела или диатомита. Его можно использовать для теплоизоляции поверхностей с температурой до 600°.

Асботермит представляет собой смесь асбеста (15%), диатомита (15%) и промышленных отходов асбестоцементных заводов (70%). Применяют его для теплоизоляции поверхностей с предельной температурой до 800°.

Совелит порошковый состоит из смеси асбеста (15%) с углекислыми солями магния и кальция, полученных в результате обжига доломита. Его используют для теплоизоляции поверхностей до температуры 500°.

Порошковые теплоизоляционные материалы на основе асбеста применяют как самостоятельно (засыпная изоляция), так и в виде мастик (растворов), полученных путем затворения этих порошков водой. Эти материалы применяют в основном для изоляции поверхности котлов, труб и другого промышленного оборудования, работающих при температурах в основном до 350—700°. При более высоких температурах используют теплоизоляционный диатомитовый кирпич, пеношамот.

Вспученный вермикулит представляет собой сыпучий пористый материал, полученный путем измельчения и обжига природного минерала — вермикулита. Плотность его 100—200 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,064—0,075 Вт/(м*К). Из вспученного вермикулита в смеси с вяжущими веществами (портландцемент) можно изготовлять плиты, скорлупы, сегменты. Вспученный вермикулит применяют для теплоизоляции поверхностей с максимальной температурой 1100°.

Вспученный перлит получают путем измельчения и обжига горной породы — перлита. Плотность вспученного перлита 75 ÷250 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,041—0,058 Вт/(м*К). Из вспученного перлита с вяжущими веществами можно также изготовлять штучные изделия (плиты, скорлупы, кирпич). Вспученный перлит применяют для теплоизоляции поверхностей с высокими температурами (котлы, печи, трубопроводы) в виде изделий или растворов.