Материал: m33170

9.3. Неорганические теплоизоляционные материалы

Для изготовления теплоизоляционных материалов и изделий из неорганического сырья применяют горные породы, шлаки, стекло и асбест.

Минеральная вата – волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый путем распыления расплавленных горных пород или металлургических шлаков. Сырьем для производства минеральной ваты служат мергели, сланцы, смеси известняков и доломитов с глинистыми и кремнеземистыми породами. Производство ваты состоит из двух основных процессов: расплавление сырьевой смеси и превращение расплава в волокна. Расплав сырья производят в ваграночных печах при температуре 1500–1800 °С. Вытекающий из нижней части печи расплав разбрызгивается давлением струи пара или сжатого воздуха на отдельные капли, которые, пролетая вдоль камеры волокнообразователя, вытягиваются в волокна, затвердевают и падают на пол камеры, представляющей собой транспортер. Для предотвращения пылеобразования при раздувке расплава вводят битум или парафиновое масло.

В зависимости от степени уплотнения средняя плотность минеральной ваты составляет 75–150 кг/м3, коэффициент тепло-

проводности - 0,035–0,046 Вт/(м·°С).

Стеклянная вата – волокнистый материал, состоящий из тонких и гибких стеклянных нитей, получаемых из расплавленной стекломассы. Средние плотности – 75–125 кг/м3, коэффициент теплопроводности – 0,041–0,052 Вт/(м·0С). Как и минеральная вата, стекловата не горит и не тлеет, не подвергается гниению, имеет малую гигроскопичность, высокую химическую стойкость и морозостойкость. Применяют для теплоизоляции холодных и горячих поверхностей (до 600 °С) оборудования. В строительстве эти материалы используют в виде изделий: войлока, матов и плит.

Пеностекло получают путем спекания порошка и стекольного боя с газообразователями (молотый известняк, уголь). Выпускают в виде плит и блоков размерами 500х400 мм и толщиной 8, 10, 12 и 14 см. Средняя плотность – 100–700 кг/м3, коэффициент теплопроводности – 0,058–0,128 Вт/м·°С, предел прочности на сжатие – 2–12,5 МПа.

211

Применяют пеностекло для утепления стен, покрытий, полов и кровли промышленных и гражданских зданий, а также для изоляции камер холодильников и горячих поверхностей тепловых установок.

Вспученный вермикулит – сыпучий теплоизоляционный материал, получаемый путем измельчения и кратковременного обжига в течение 3–5 мин природного вермикулита. Вермикулит

– это сложный алюмосиликат магния, продукт изменения слюд, преимущественно биотита.

В процессе обжига при температуре 800–1000 °С вермикулит вспучивается, увеличиваясь в объеме в 20 раз и более. Насыпная средняя плотность составляет 80–150 кг/м3, коэффициент теплопроводности –0,09–0,14 Вт/м·°С.

Вспученный перлит получают кратковременным обжигом при температуре 700–1200 °С измельченного перлита. Перлит является кремнеземистой горной породой вулканического происхождения. Обжиг перлита, как и вермикулита, ведут в шахтных или вращающихся печах. Перлит вспучивается в основном за счет интенсивного выделения паров воды. Коэффициент вспучивания достигает 10–12 раз. До обжига сырье подвергают предварительной термической обработке с целью предотвращения последующего растрескивания породы и получения перлита с пониженной плотностью. В этом случае при температуре 250–450 °С удаляется свободная и слабосвязанная вода. Насыпная средняя плотность вспученного перлита составляет 160–260 кг/м3, а коэффициент теплопроводности – 0,052 Вт/м·°С (рис. 47).

Вспученный перлит и вермикулит применяют для изготовления тепло- и звукоизоляционной штукатурки, для засыпки кожухов технологического оборудования, в качестве заполнителя в бетонах и для засыпок чердачных и междуэтажных перекрытий.

Вулканит изготавляют путем формования и пропаривания в автоклавах смеси, состоящей из асбеста (20%), извести (20%) и диатомита (60%). Средняя плотность этого материала – до 400 кг/м3, коэффициент теплопроводности – 0,09 Вт/м °С.

Материал выпускается в виде плит размером 500х170 мм и толщиной 20–50 мм, применяют для изоляции поверхностей, имеющих температуру до 600 °С.

212

9.4. Смешанные теплоизоляционные материалы и изделия

Теплоизоляционные материалы этой группы получают из органических наполнителей и минеральных вяжущих или минеральных наполнителей и органических вяжущих.

Фибролит – теплоизоляционный материал, получаемый в виде плит в результате затвердевания спрессованной массы, состоящей из древесной шерсти и цементного теста. Фибролитовые плиты помимо теплоизоляционных качеств обладают достаточной прочностью. Основная составная часть фибролита – древесная шерсть – представляет собой тонкую древесную стружку длиной 400–500 мм, шириной 4–7 мм и толщиной 0,25–0,5 мм. Плиты выпускают двух размеров: 200х50 см (при толщине 2,5; 5; 7,5 и 10 см) и 240х55 см (при толщине 5; 7,5; 10 см). По средней плотности фибролит разделяют на четыре марки 300, 350, 400 и 500. Плиты средней плотностью 300, 350 кг/м3 относят к теплоизоляционным, а 400 и 500 кг/м3 – к конструктивным материалам.

Фибролит хорошо поддается пилению, сверлению, обладает хорошей гвоздимостью, шероховатая поверхность плит способствует прочному сцеплению их со штукатуркой. Цементный фибролит не горит открытым пламенем, а только тлеет. Нельзя применять фибролит в зданиях, находящихся в условиях повышенной влажности и где он может оказаться под воздействием температуры свыше 70 °С.

Минераловатные плиты на битумной связке получают в результате обработки волокон минеральной ваты битумом. В зависимости от уплотнения под удельной нагрузкой 0,2 МПа плиты разделяют на мягкие (войлок) и полужесткие.

Мягкие плиты выпускают длиной 100, 150 и 200 см, шириной 45, 50 и 100 см и толщиной 5, 6, 7, 8, 9 и 10 см. Полужесткие плиты имеют длину 50 и 100 см, ширину 45 и 60 см и толщину 5, 6, 7, 8, 9 и 10 см.

Применяют минераловатные плиты на битумной связке для теплоизоляции в ограждающих конструкциях зданий, для теплоизоляции промышленных установок и оборудования при температуре не выше 60 °С.

214

Плиты минераловатные на синтетическом связующем.

В качестве связующего для получения этих изделий используют фенолоформальдегидные и карбамидоформальдегидные смолы.

Эти плиты пригодны для теплоизоляции поверхности строительных конструкций и промышленного оборудования с рабочей температурой от – 60 до + 400 °С. Кроме плит разных видов и назначения из минеральной ваты изготовляют и другие теплоизоляционные изделия – скорлупы, сегменты, шнуры.

Изделия из стеклянной ваты. Для теплоизоляционных целей используют главным образом маты и полосы, плиты, скорлупы и сегменты. Наибольшее применение получили маты, которые изготовляют путем прошивки стеклянной ваты, покрытой сверху и снизу проклеенным слоем стеклянных волокон. В строительстве их используют в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях.

10. ДРЕВЕСНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ

10.1. Свойства древесины как строительного материала

Как строительный материал древесина обладает рядом положительных свойств: сравнительно высокой прочностью при небольшой средней плотности, достаточной упругостью и малой теплопроводностью. В благоприятных условиях эксплуатации деревянные постройки и строительные детали сохраняются очень долго. Благодаря этим качествам и относительно невысокой стоимости древесину широко применяют в строительстве.

К недостаткам древесины как строительного материала можно отнести анизотропность, гигроскопичность, загниваемость, сгораемость, пороки древесины.

Анизотропность - это неоднородность строения, обусловливающая различие показателей прочности и теплопроводности древесины вдоль и поперек волокон, что создает некоторые затруднения при применении древесины в строительстве.

Гигроскопичность – способность поглощать и отдавать влагу в весьма значительных количествах при изменении температуры и влажности окружающего воздуха. Это приводит к набу-

215