Неорганические теплоизоляционные материалы

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Кафедра Автомобильных дорог

РЕФЕРАТ

На тему:

тАЬМинеральные теплоизоляционные материалытАЭ

Выполнил: студент группы

Проверил: преподаватель

Содержание

Минеральная вата и изделия из неё

Стеклянная вата и изделия из нее

Пеностекло

Теплоизоляционные материалы из вспученных горных пород и изделия на их основе

Асбестосодержащие теплоизоляционные материалы и изделия

Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят: минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые тепВнлоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы малогигроскопичные, огнестойки, не подвергаются загниванию. Их используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроВнводов.

1. Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает первое место среди всех теплоизоляционных материалов. Этому способствует наличие неограниченных сырьевых ресурсов для их получения в виде горных пород (доломита, известняка, мергелей и др.) и шлаков, простота технологического процесса и небольшие капиталовложения при организации производства.

Минеральная вата состоит из искусственных минеральных волоВнкон.

Производство минеральной ваты включает две основные техноВнлогические операции тАФ получение расплава и превращение его в тончайшие волокна. Для получения расплава применяют, как правило, шахтные плавильные печи тАФ вагранки или ванные печи. Превращение расплава в минеральное волокно производят дутьевым или центробежным способами.

При дутьевом способе выходящий из печи расплав разбивается на мелкие капельки струей пара или воздуха, которые вдуваются в специальную камеру и в полете сильно вытягиваются, превраВнщаясь в тонкие волокна диаметром от 2 до 20 мкм.

При центробежном способе струя жидкого расплава поступает на быстровращающийся диск центрифуги и под действием большой окружной скорости сбрасывается с него и вытягивается в волокна. Объемная масса минеральной ваты тАФ 75тАФ150 кг/м³, теплопроводВнность 0,042тАФ0,046 Вт/ (м тАв К). Вата не горит, не гниет, ее не портят грызуны, она малогигроскопична, морозостойка и температуростойка. Минеральную вату применяют для теплоизоляции как хоВнлодных (до тАФ200 В°С), так и горячих (до +600 В°С) поверхностей, чаще в виде изделий: войлока, матов, полужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов. Иногда вату используют в качестве теплоизоВнляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий, для чего ее граВннулируют, т. е. превращают в рыхлые комочки во вращающемся дырчатом барабане.

Минеральный войлок выпускают в виде листов и рулонов из миВннеральной ваты, слегка пропитанной дисперсиями синтетических смол и спрессованной (рис. 1, а). Объемная масса войлока тАФ 100тАФ150 кг/м³, теплопроводность тАФ 0,046тАФ0,052 Вт/ (м- К). Листы и полотнища минерального войлока длиной 100тАФ300 см, шириной 275_125 см, толщиной 3тАФ6 см применяют для утепления стен перекрытий в кирпичных, бетонных и деревянных домах.

Минераловатные маты представляют собой минераловатный ковер, заключенный между битуминизированной бумагой, стеклоВнтканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями _или тонкой проволокой (рис. 1, г). Длина матовтАФ от 60тАФ120 но 500 см, ширина тАФ от 30тАФ100 до 150 см, толщина тАФ от 3 до 10 см. Объемная масса матовтАФ 100тАФ200 кг/м³, теплопроводность тАФ от 0,046 до 0,058 Вт/(м-К).

Маты применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, их используют также для утепления свежеуложенных бетонов и растворов при строительстве в холодное время года.

Минераловатные полужесткие плиты (рис. 1 б) изготовВнляют из минерального волокна путем нанесения на него распылением связующего (синтетических смол или битума) с последующим пресВнсованием и термообработкой для сушки или полимеризации. ОбъемВнная масса плит в зависимости от вида связующего и уплотнения тАФ 75тАФ300 кг/м³, теплопроводность тАФ 0,046тАФ0,069 Вт/(м-К).

Полужесткие изделия применяют для теплоизоляции ограждаВнющих конструкций зданий и горячих поверхностей оборудования при температуре до 200тАФ300 В°С, если изделия изготовлены на синВнтетическом связующем, и до 60 В°СтАФ на бутумном связующем.

Минераловатные жесткие изделия получают смешиванием миВннеральной ваты с битумной эмульсией или синтетическими смолами с последующим формованием, прессованием и прогреванием отфорВнмованных изделий для их сушки или полимеризации. МинераловатВнные жесткие плиты изготовляют длиной 1 м, шириной 0,5 и толщиной 4, 5, 6 см. Жесткие плиты делят на марки от 150 до 400 кг/м³. ТепВнлопроводность плит находится в пределах 0,051тАФ0,087 Вт/ (м-К).

Минераловатные жесткие плиты применяют для утепления стен, покрытий и перекрытий жилых и промышленных зданий и. холоВндильников. Жесткие плиты и фасонные изделия тАФ сегменты, скорВнлупы (рис. 1, б) на синтетическом и бентонитоколлоидном свяВнзующих применяют для теплоизоляции горячих поверхностей.

Промышленность выпускает также Минераловатные плиты поВнвышенной жесткости и твердые плиты на синтетических связующих, которые характеризуются более высокой прочностью и большими размерами, чем обычные жесткие плиты. Такие плиты размером 180x120 см, а при определенных параметрах уплотнения до 360 X 120 см экономически целесообразно применять для утепления стен, перекрытий и покрытий зданий. Например, 1 м² покрытия с использованием твердых минераловатных плит (рис. 2) в 5тАФ7 раз легче и на 25тАФ40 % дешевле по сравнению с железобетонным покрытием, утепленным пенобетоном (рис. 3).

2. Стеклянная вата и изделия из нее.

Стеклянная вата является разновидностью искусственного минерального волокна. Для изгоВнтовления ваты используют стеклянный бой или те же сырьевые материалы, что и для оконного стекла: кварцевый песок, известняк или мел, соду или сульфат натрия. Тонкое стеклянное волокно для текстильных материалов получают вытягиванием из расплавВнленной стекломассы (фильерный и штабиковый способы). Более грубое волокно, применяемое для тепловой изоляции, изготовляют дутьевым или центробежным способами. Такое волокно обычно называют стеклянной ватой.

Объемная масса стеклянной ваты обычно не превышает 125 кг/м³, i теплопроводность тАФ 0,052 Вт/ (м-К). Промышленность выпускает также супертонкое стекловолокно с объемной массой до 25 кг/м³ и теплопроводностью около 0,03 Вт/(м-К).

Стеклянная вата практически не дает усадки в конструкциях, волокна ее не разрушаются при длительных сотрясениях и вибрации. Она плохо проводит и хорошо поглощает звук, малогигроскопична, морозостойка. Слой стеклянной ваты толщиной 5 см соответствует по термическому сопротивлению кирпичной стене толщиной в 1 м.

Стекловатные маты длиной до 300 см, шириной до 100 см и толщиной 2тАФ6 см и полужесткие и жесткие плиты размером 100 X (50тАФ150) X (3тАФ5 см), а также фасонные изделия на свяВнзующих из синтетических смол применяют в качестве теплоизоляВнционного и акустического материала при температуре не выше 200 ^оС, а прошивные маты и полосы тАФ при температуре до 450 В°С.

3. Пеностекло (ячеистое стекло) выпускают в виде блоков или плит размером 50 X 40 X (8тАФ14) см путем спекания порошка стекольВнного боя или некоторых горных пород вулканического происхождеВнния (трахиты, сиениты, нефелины, обсидианы и др.) с газообразователями, например с известняком или антрацитом. При температуре 800тАФ900 В°С частицы стекольного боя начинают сплавляться, а выВнделяющиеся из газообразователя газы образуют большое количество пор (пористость от 80 до 95 %). При этом в стекловидном материале межпоровых стенок содержатся мельчайшие микропоры. Двоякий характер пористости обеспечивает высокую теплоизоляционную способность пеностекла.

Теплопроводность у плит из пеностекла при объемной массе 150тАФ300 кг/м³ колеблется от 0,053 до 0,12 Вт/(м-К), а предел прочности при сжатии от 2,0 до 6,0 МПа, при этом они хорошо обрабатываются' (пилятся, сверлятся, шлифуются). Изделия из пеностекла обладают высокой водостойкостью, морозостойкостью и температуростойкостью. Для стекол обычного состава температуростойкость равна 300тАФ400 В°С, для бесщелочного стекла тАФ до 1000 ^оС.

Пеностекло применяют как утеплитель стен, перекрытий, полов и кровель промышленных и гражданских зданий, в том числе железобетонных панелей в сборных крупнопанельных домах, в конструкциях холодильников, а также для изоляции тепловых установок и сетей.

4. Теплоизоляционные материалы из вспученных горных пород и изделия на их основе. Некоторые горные породы, содержащие в своем составе связанную воду, при нагреве теряют ее. Вода превращается в пар, вспучивает предварительно дробленую породу, в результате Чего образуются пористые зерна (вспученный перлит) или чеВншуйки (вспученный вермикулит).

Вспученный вермикулит представляет собой сыпучий пористый материал в виде чешуйчатых частиц золотистого цвета, получаемых ускоренным обжигом до вспучивания вермикулита тАФ гидрослюды, содержащей между элементарными слоями связанную воду. Пар, образующийся из этой воды, действует перпендикулярно плоскостям спайности и раздвигает пластинки слюды, увеличивая первоначальВнный объем зерен в 15тАФ20 раз и более. Объемная масса вспученного вермикулита при крупности зерен от 5 до 15 мм составляет 80тАФ 150 кг/м³, при более мелких зернах она увеличивается до 400 кг/м³. Теплопроводность при температуре до 100 В°С составляет 0,048-0,10 Вт/ (м-К), а с увеличением температур до 400 В°С повышается до 0,14тАФ0,18 Вт/(м-К).

Вспученный перлит получают путем измельчения и обжига перлита, обсидиана и других вулканических горных пород стеклоВнвидного строения, содержащих небольшое количество гидратной воды (3тАФ5 %). При быстром нагреве до температуры 900тАФ1200 ^оС вода переходит в пар и вспучивает размягченную породу; она распаВндается на отдельные шарообразные зерна с увеличением в объеме в 5тАФ10 раз и более (пористость зерен 80тАФ90 %). Объемная насыпная масса перлитового песка колеблется от 100 до 250 кг/м³, щебня до 500 кг/м³. Теплопроводность при 25 В°С находится в пределах 0,046тАФ0,071 Вт/(м-К).

Вспученные вермикулит и перлит используют в виде теплоизоВнляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей соответственно до 1100 и 800 В°С. На их основе в смеси с вяжущим веществом получают растворные и бетонные смеси, из которых формуют теплоизоляционные изделия (плиты, скорлупы, сегменты, кирпич) или выполняют теплоизоляционные, звукопоглощающие и декоративные штукатурки, а на основе перлитового песка и щебня также конструктивно-теплоизоляционные конструкции. Например, цементный бетон на вспученном перлите при объемной массе 900тАФ 1000 кг/м³ имеет прочность при сжатии до 10 МПа, а теплопроВнводность тАФ около 0,26 Вт/ (м тАв К).

Безобжиговые перлитовые и вермикулитовые теплоизоляционные изделия изготовляют на портландцементе, жидком стекле, синтеВнтических смолах, битуме, различных клеях. Обжиговые изделия получают на связке из огнеупорной глины, диатомита. Свойства изделий зависят от вида вяжущего. Объемная масса колеблется от 200 до 500 кг/м³, а теплопроводность при 25 В°С от 0,06 до 0,1 Вт/(м тАв К). Изделия на битумной связке применяют при температуре эксплуаВнтации до 60 В°С, на цементном связующем и жидком стекле тАФ до 600 ^оС, а на керамической связке тАФ до 900тАФ1200 В°С.

5. Асбестосодержащие теплоизоляционные материалы и изделия разделяют на асбестовые, состоящие только из асбестового волокна (асбестовая бумага, картон и изделия из них), и асбестосодержащие, изготовляемые из смеси асбестовых волокон с неорганическими вяжущими веществами (магнезиальные вяжущие, известь, цемент) или с трепелом (диатомитом). Порошкообразные смеси этих материаВнлов перед применением затворяют водой и полученную пластическую массу наносят на изолируемую поверхность. В заводских условиях из таких же масс формуют изделия тАФ плиты, сегменты и скорлупы.

Асбестовую бумагу изготовляют в виде листов и рулонов из асбесВнтового волокна 5тАФ6-го сортов с небольшим количеством (до 5 %) склеивающих веществ (крахмал, казеин). Толщина бумаги тАФ

0,3тАФ1,5 мм, объемная масса тАФ 450тАФ950 кг/м³, а теплопроводность при 100 В°СтАФ от 0,14 до 0,198 Вт/ (м-К); предельная температура применения 500 В°С. Кроме гладкой выпускают гофрированную бумагу. Гладкую бумагу используют в качестве теплоизоляционной прокладки при изоляции трубопроводов, а гофрированную тАФ для изготовления одной из разновидностей асбестового картона (ячеисВнтый асбестовый картон).

Асбестовый картон изготовляют из асбеста 4тАФ5-го сорта с наВнполнителем (каолин) и склеивающим веществом (крахмал) в виде листов толщиной от 2 до 10 мм. Объемная масса листов тАФ 900тАФ 1000 кг/м³, теплопроводность при 100 В°С тАФ 0,182 Вт/ (м-К). АсбесВнтовый картон применяют для изоляции трубопроводов (до 500 В°С), а также для покрытий деревянных конструкций и дверей, чтобы повысить их огнестойкость.

Асбестовый картон ячеистого строения изготовляют путем склеиВнвания жидким стеклом или клеем чередующихся слоев гладкой и гофрированной асбестовой бумаги. Благодаря пористому строению такой картон легок и мало теплопроводен (теплопроводность при 50В°С и объемной массе 200тАФ600 кг/м³ составляет 0,052тАФ0,093 Вт/(м-К). В виде плит его применяют для теплоизоляции плоских поверхносВнтей, в виде цилиндрических и полуцилиндрических покрышек тАФ для изоляции трубопроводов.

Асбестодиатомовые (асбестотрепельные) теплоизоляционные маВнтериалы представляют собой порошки, состоящие из смеси асВнбеста (15 %) и молотого трепела или диатомита (асбозурит), иногда с добавками других веществ тАФ слюдяных чешуек, отходов асбестоцементных заводов (асбослюда, асботермит). Порошки затворяют водой и в виде тестообразной массы наносят на изолируемую поВнверхность. Объемная масса изделий из асбозурита в сухом состояВннии тАФ 500тАФ800 кг/м³, а теплопроводность при 100 В°С тАФ от 0,093 до 0,21 Вт/(м-К); температуростойкость тАФ до 600 В°С.

Из асбестоизвестковотрепельных теплоизоляционных изделий наибольшее применение нашли вулканитовые изделия. Их изгоВнтовляют из смеси диатомита (60 %), асбеста (20 %), извести (20 %) и воды. Изделия в виде плоских или лекальных плит небольших размеров после формования пропаривают в автоклаве, где происВнходит образование гидросиликатов кальция, обеспечивающих прочВнность вулканита.

Объемная масса вулканитовых плит тАФ до 400 кг/м³, теплопроводВнность при 50 ^СС тАФне выше 0,091 Вт/(м-К), предел прочности при изгибе тАФ не менее 0,3 МПа, максимальная температура применеВнния тАФ 600 В°С.

Асбестомагнезиальные и асбестодоломитовые теплоизоляционВнные материалы и изделия изготовляют из смесей асбеста 5тАФ6-го сорта с легкой водной углекислой солью магния (ньювель) или асВнбеста с водной углекислой солью магния и углекислого кальция (совелит), получаемых соответственно при переработке магнезита и доломита. Ньювель и совелит в виде порошков используют для засыпной или мастичной теплоизоляции, а также для изготовления плит, скорлуп и сегментов. Совелит дешевле и не менее эффективен, чем ньювель.

Объемная масса совелитовых изделий тАФ не более 400 .кг/м⁸, теплопроводность при 100 В°СтАФ не выше 0,093 Вт/ (м-К), предельВнная температура применения тАФ 500 В°С.

Вместе с этим смотрят:

Авангардизм як явище архiтектури ХХ столiття

Автоматическая автозаправочная станция на 250 заправок в сутки

Амурський мiст

Анализ деятельности строительного предприятия "Луна-Ра-строй"

Анализ проектных решений 20-ти квартирного жилого дома