Неорганические теплоизоляционные материалы
В строительстве в качестве рыхлых ТИМ используют:
- ? минеральную и стеклянную вату;
- ? вспученные перлит и вермикулит;
- ? гранулированные доменные и котельные шлаки и золы.
Минеральная вата состоит из тонких спутанных между собой волокон диаметром 5... 12 мкм. Ее получают из расплавов некоторых горных пород или металлургических и топливных шлаков.
Минеральная вата применяется для теплоизоляции холодных (-100 °С) и горячих (более 300 °С) поверхностей.
Основными видами изделий с применением стекловаты являются жесткие и полужесткие плиты на полимерном вяжущем. Из минеральной ваты на синтетическом связующем изготавливают цилиндры и полуцилиндры для теплоизоляции трубопроводов с температурой поверхности до 400 °С.
Стекловата состоит из беспорядочно расположенных волокон, получаемых из расплавленного стекла. Она обладает теми же свойствами, что и минеральная вата.
Вспученный перлит получают измельчением и обжигом вулканических стекол (перлита, абсидиана и др.), содержащих небольшое количество химически связанной воды. В процессе быстрого обжига происходит значительное увеличение объема материала — вспучивание.
Вспученный вермикулит также получают быстрым обжигом природного вермикулита (биотитовой слюды), часто содержащего более 10 % воды. Вспученный материал измельчают.
Гранулированные доменные и котельные шлаки бывают:
- ? гранулированные (быстроохлаждаемые) доменные — смесь округлых и игловатых зерен мельче 10 мм стекловатой структуры; зерна обычно полые (пористые) с низкой прочностью и теплопроводностью;
- ? топливные (котельные) — остатки от сжигания в топках твердого топлива (каменного, бурого угля, кокса). Это скопление различных по величине и форме кусков пористо-ноздреватого сложения;
Гранулированные шлаки применяют в виде шлакоблоков как эффективный теплоизоляционный материал.
Неорганические рыхлые материалы применяют для теплоизоляционных засыпок и набивок, а также для получения жестких и гибких теплоизоляционных материалов. Они имеют небольшую плотность (75...200 кг/м3) и низкие коэффициенты теплопроводности — от 0,04 до 0,087 Вт/(м • °С).
Структура теплоизоляционных материалов характеризуется наличием твердого вещества и газообразной фазы, заключенной в порах. Твердая фаза имеет большую теплопроводность и поэтому, когда она является в структуре непрерывной (пор мало), теплопроводность материала оказывается значительной. Теплопроводность пор определяется теплопроводностью заключенного в них воздуха, значение которого при 25 °С составляет 0,025, а при 100 °С — 0,031 Вт/(м • К). Отсюда видна теплоизоляционная эффективность пористых теплоизоляционных материалов.
К жестким ТИМ относятся:
- ? скорлупы и сегменты из пропитанной синтетическими смолами уплотненной минеральной ваты, подвергаемые для отверждения смол тепловой обработке;
- ? плиты, скорлупы и сегменты на битумном связующем;
- ? плиты, скорлупы и сегменты из ячеистых бетонов (крупнопористых керамзитобетона, керамзитопластбетона);
- ? плиты, скорлупы и сегменты из вспученных вермикулита и перлита;
- ? плиты из пеностекла.
Жесткие теплоизоляционные материалы и изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, поверхностей промышленного оборудования, холодильников, трубопроводов. Требования к этим материалам приведены в табл. 10.2.
Таблица 10.2
Требования к неорганическим жестким теплоизоляционным материалам
|
Изделия |
Марка по пластич- |
Предел прочности, кг/см2 (МПа), не менее |
Коэффициент теплопроводности в сухом состоя- |
|
|
ности в сухом состоянии |
на сжатие |
на изгиб |
нии при 25±5 °С, ккалДм • ч • °С) [Вт/(м • °С)], не более |
|
|
Плиты, скорлупы и |
200 |
— |
1,5(0,15) |
0,05 [0,058] |
|
сегменты жесткие минеральные на синтетическом связующем |
250 |
1,5(0,15) |
0,055 [0,06] |
|
Окончание табл. 10.2
|
Изделия |
Марка по пластич- ности в сухом состоянии |
Предел прочности, кг/см2 (МПа), не менее |
Коэффициент теплопроводности в сухом состоя- |
|
|
на сжатие |
на изгиб |
нии при 25±5 °С, ккалДм • ч • °С) [Вт/(м • °С)], не более |
||
|
Плиты, скорлупы и сегменты жесткие минеральные на битумном связующем |
250 |
— |
1,1(0,11) |
0,055 [0,064] |
|
300 |
— |
1,2(0,12) |
0,06 [0,07] |
|
|
350 |
— |
1,3(0,13) |
0,065 [0,075] |
|
|
400 |
— |
1,4(0,14) |
0,07 [0,08] |
|
|
Плиты, скорлупы и сегменты перлитовые |
250 |
— |
2,5(0,25) |
0,065 [0,075] |
|
300 |
— |
2,5(0,25) |
0,07 [0,081] |
|
|
350 |
— |
3(0,3) |
0,075 [0,087] |
|
|
400 |
— |
3(0,3) |
0,08 [0,093] |
|
|
500 |
— |
3(0,3) |
0,09 [0,104] |
|
|
Плиты из пеностекла |
200 |
5(0,5) |
— |
0,08 [0,093] |
|
300 |
Ю(1) |
— |
0,09 [0,104] |
|
|
Плиты из крупнопористого керамзито- пластбетона |
200 |
3(0,3) |
— |
0,09 [0,104] |
|
400 |
8(0,8) |
0,12 [0,14] |
||
|
Плиты из керамзито- бетона |
400 |
5(0,5) |
— |
0,12[0,14] |
|
500 |
8(0,8) |
— |
0,15 [0,17] |
|
К гибким ТИМ относятся:
- ? маты;
- ? полужесткие плиты и скорлупы, изготовляемые из пропитанной синтетическими смолами минеральной или стеклянной ваты с последующим уплотнением и тепловой обработкой;
- ? войлок — уплотненная минеральная вата, пропитанная битумом;
- ? плиты из минеральной ваты на битумном связующем;
- ? маты прошивные, получаемые прошивкой слоя минеральной ваты или стекловаты, уложенного в оболочку из бумаги или металлической сетки.
Гибкие теплоизоляционные материалы характеризуются низким коэффициентом теплопроводности в сухом состоя-
нии — от 0,04 до 0,07 ккалДм • ч • °С) [0,046...0,08 Вт/(м • °С)] и используются для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.
