Теплоизоляционные материалы

Содержание:

1.  Введение

2.  Общие принципы устройства теплоизоляции

3.  Классификация теплоизоляционных материалов

4.  Основные технические характеристики

5.  Органические материалы

5.1.  Общие сведения.

5.2.  Древесноволокнистые плиты

5.3.  Древесностружечные плиты

5.4.  Арболит

5.5.  Фибролит

5.6.  Торфоизоляционные изделия

5.7.  Эковата

5.8.  Войлок строительный

5.9.  Камышит

5.10.  Пробковые плиты

5.11.  Теплоизоляционный материал РАЙВ

5.12.  Отражательные теплоизоляционные материалы

6.  Неорганические теплоизоляционные материалы

6.1.  Минеральная вата

6.2.  Стеклянная вата

6.3.  Пеностекло

6.4.  Асбест и изделия на его основе

6.4.1.  Хризотил-асбест

6.4.2.  Асбестовая бумага

6.4.3.  Асбесто-магнезиальный порошок

6.4.4.  Асбестовый шнур

6.4.5.  Асбестовый картон

6.5.  Вспученные минеральные теплоизоляционные материалы

6.5.1.  Вермикулит

6.5.2.  Шунгизит

6.5.3.  Газобетон и газосиликат

6.5.4.  Вспученный перлит

6.5.5.  Пеностекло

6.6.  Вспененные минеральные теплоизоляционные материалы

6.6.1.  Шамот

6.6.2.  Диатомитовый ультралегковес

6.6.3.  Пенодиатомитовый ультралегковес

7.  Общие рекомендации

8.  Заключение

9. Список используемой литературы

 

Введение

Целью работы является ознакомление со свойствами теплоизоляционных материалов, их использованием и предназначением.

Теплоизоляционные материалы (ТИМ) предназначены для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений.

Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность. Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет снизить массу конструкций, уменьшить потребление конструкционных строительных материалов (бетон, кирпич, древесина и др.).

Теплоизоляционные материалы существенно улучшают комфорт в жилых помещениях. Важнейшей целью теплоизоляции строительных конструкций является сокращение расхода энергии на отопление здания.

Общие принципы устройства теплоизоляции

1. Теплоизоляция строительных  конструкций должна быть запроектирована  так, чтобы выполнять возложенные  на нее функции в течение  всего жизненного цикла конструкции.

2. В проекте должны  быть описаны способы укладки  и защиты теплоизоляционных материалов  для обеспечения заданной теплопроводности. Изоляционный материал должен  заполнять весь предусмотренный  проектом объем и выдерживать  нагрузки, возникающие как при  укладке, так и в процессе эксплуатации. При необходимости проект должен  содержать описание способов  заполнения стыковочных швов.

3. Слой теплоизоляционного  материала с подветренной стороны  здания необходимо защищать от  ветра. Ветрозащитный слой должен  покрывать весь изоляционный  материал и быть настолько  плотным, чтобы препятствовать проникновению  в строительные конструкции или сквозь них воздушных потоков, существенно снижающих изоляционные свойства материала.

4. Если в многослойной  ограждающей конструкции паропроницаемость слоёв уменьшается по мере движения от тёплой стороны к холодной, существует опасность накопления внутри конструкции конденсирующейся влаги. Для минимизации этого эффекта на теплой стороне ограждения устраивают специальный пароизоляцонный барьер, паропроницаемость которого не менее чем в несколько раз выше, чем у наружных слоёв. Швы и соединения пароизоляционного барьера должны быть загерметизированы.

5. Ограждающая конструкция  должна быть спроектирована так, чтобы создать как можно более  благоприятные условия для свободного  выхода за её пределы паров  неизбежно проникающей в неё  влаги. При необходимости защиты  теплоизоляционных материалов от  ветра или атмосферной влаги  целесообразно использовать специальные "дышащие" мембраны, прозрачные  для выхода водяных паров.

6. Исследования  показали, что многие негативные  явления, возникающие в многослойных  ограждающих конструкциях (плесень, гниль, формальдегид, радон и др.), как правило, связаны с сыростью. Залог надёжной работы ограждающей  конструкции - учёт на стадии проектировании  всего комплекса вопросов тепломассопереноса.

Классификация теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные материалы в зависимости от назначения подразделяют на изоляционно-строительные, которые применяют для утепления строительных ограждений, и изоляционно-монтажные - для утепления трубопроводов и промышленного оборудования. Деление это условно, так как некоторые материалы используют как для изоляции строительных конструкций, так и для изоляции промышленных объектов.

Теплоизоляционные материалы классифицируют по следующим признакам:

форме и внешнему виду:

·  штучные (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры, полуцилиндры, сегменты);

·  рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты);

·  рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок и др.);

структуре:

·  волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.);

·  зернистые (перлитовые, вермикулитовые);

·  ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пенстекло, пенопласты, совелитовые и др.);

виду исходного сырья:

неорганические и органические;

средней плотности:

на группы и марки, указанные в табл. 1; материалы, которые имеют промежуточные значения плотности, не совпадающие с указанными выше, относятся к ближайшей большей марке;

жесткости:

·  мягкие (М) - сжимаемость по объему выше 30% при удельной нагрузке 0,002 МПа (минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, вата из супертонкого стекловолокна, маты и плиты из штапельного стекловолокна);

·  полужесткие (П) - сжимаемость от 6 до 30% при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты минераловатные и из штапельного стекловолокна на синтетическом связующем);

·  жесткие (Ж) - сжимаемость до 6% при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты из минеральной ваты на синтетическом или битумном связующем);

·  повышенной жесткости (ПЖ) — сжимаемость до 10% при удельной нагрузке 0,04 МПа (плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем);

·  твердые (Т) - сжимаемость до 10% при удельной нагрузке 0,1 МПа;

теплопроводности:

·  класс А — низкой теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К (25 °С) до 0,06 Вт/(м·К);

·  класс Б — средней теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К от 0,06 до 0,115 Вт/(м·К);

·  класс В — повышенной теплопроводности — теплопроводность от 0,115 до 0,175 Вт/(м·К);

возгораемости:

несгораемые, трудносгораемые, сгораемые, трудновоспламеняющиеся (материалы из пластмасс).

 

Основные технические характеристики

Свойства теплоизоляционных материалов применительно к строительству характеризуются следующими основными параметрами.

Важнейшей технической характеристикой ТИМ является теплопроводность - способность материала передавать теплоту сквозь свою толщу, так как именно от нее напрямую зависит термическое сопротивление ограждающей конструкции. Количественно определяется коэффициентом теплопроводности λ, выражающим количество тепла, проходящее через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур на противолежащих поверхностях 1°С за 1 ч. Коэффициент теплопроводности в справочной и нормативной документации имеет размерность Вт/(м·°С).

 

Плотность

- отношение массы сухого  материала к его объему, определенному  при заданной нагрузке (кг/м3).

Прочность на сжатие

- это величина нагрузки (КПа), вызывающей изменение толщины  изделия на 10%.

Сжимаемость

- способность материала  изменять толщину под действием  заданного давления. Сжимаемость  характеризуется относительной  деформацией материала под действием  нагрузки 2 КПа.

Водопоглощение

- способность материала  впитывать и удерживать в порах (пустотах) влагу при непосредственном  контакте с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое впитывает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе или объему сухого материала.

Сорбционная влажность

- равновесная гигроскопическая  влажность материала при определенных  условиях в течение заданного  времени. С повышением влажности  теплоизоляционных материалов повышается  их теплопроводность.

Морозостойкость

- способность материала  в насыщенном влагой состоянии  выдерживать многократное попеременное  замораживание и оттаивание без  признаков разрушения. От этого  показателя существенно зависит  долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости  не приводятся в ГОСТ или  ТУ.

Паропроницаемость

- способность материала  обеспечивать диффузионный перенос  водяного пара.

Во избежание накопления влаги в многослойной ограждающей конструкции и связанного с этим падения термического сопротивления паропроницаемость слоёв должна расти в направлении от тёплой стороны ограждения к холодной.

Воздухопроницаемость

Теплоизолирующие свойства тем выше, чем ниже воздухопроницаемость ТИМ. Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения специальной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они сами могут применяться в качестве ветрозащиты.

Огнестойкость

- способность материала  выдерживать воздействие высоких  температур без воспламенения, нарушения  структуры, прочности и других  его свойств.

По группе горючести теплоизоляционные материалы подразделяют на горючие и негорючие. Это является одним из важнейших критериев выбора теплоизоляционного материала.  

Химическая стойкость

Минеральные теплоизоляционные материалы обладают хорошей стойкостью к действию органических веществ, таких как масла и растворители.

Слабые кислые или щелочные вещества также не вызывают проблем. В условиях нормальной влажности они не способствуют появлению коррозии, хотя и не могут предотвратить ее.

 

Органические материалы

Общие сведения.

Большинство органических теплоизоляционных материалов изготавливают в виде плит, обычно крупноразмерных, что упрощает и ускоряет производство работ и способствует удешевлению строительства.

Основным сырьем для их изготовления служит древесина в виде отходов (опилки, стружка, горбыль, рейка) и другое растительное сырье волокнистого строения (камыш, солома, малоразложившийся верховой торф, костра льна и конопли).

ДВП изготавливают из неделовой древесины, отходов лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, бумажной макулатуры, стеблей соломы, кукурузы, хлопчатника и некоторых других растений.

С целью увеличения прочности, долговечности и огнестойкости древесноволокнистых изделий применяют специальные добавки: водные эмульсии синтетических смол, эмульсии из парафина, канифоли, битума, антисептики и антипирены, а также асбест, глинозем и гипс.

Древесностружечные плиты

Эти материалы представляют собой изделия, получаемые прессованием древесной стружки с добавкой синтетических смол. Как и древесноволокнистые плиты, они обладают различной плотностью. Для тепловой изоляции используют так называемые легкие плиты, в то время как для конструктивно-отделочных целей - полутяжелые и тяжелые.

Арболит

Этот теплоизоляционный материал представляет собой разновидность легкого бетона, изготавливаемого из рационально подобранной смеси цемента, органических заполнителей, химических добавок и воды (ГОСТ ). Органические заполнители могут быть различного происхождения и с различной формой частиц (дробленые отходы древесных пород, сечка камыша, костра конопли или льна, подсолнечная лузга). В качестве вяжущего чаще применяют портландцемент, реже - другие неорганические вяжущие вещества. Технология изготовления изделий из арболита во многом схожа с таковой при производстве изделий из обычных бетонов.

Фибролит

Этот плитный материал обычно изготавливается из специальных древесных стружек (древесной шерсти) и неорганического вяжущего вещества (ГОСТ ). Древесную шерсть получают на специальных станках в виде тонких и узких лент. В качестве вяжущего используют портландцемент, реже - магнезиальное вяжущее.

Торфоизоляционные изделия

Этот теплоизоляционный материал получают из торфа путем его формовки и тепловой обработки.

Сырьем для производства торфяных изделий служит слаборазложившийся мох - сфагнум («белый мох») из верхних слоев торфяников, сохранивший волокнистое строение и не использующийся в качестве топлива и сельскохозяйственного удобрения. Около 50% мировых запасов торфа находятся в России. Изготавливать торфоизоляционные изделия можно двумя способами - мокрым и сухим.

Эковата - древесный материал, изготавливается из макулатуры. 80% эковаты состоит из газетной бумаги, а 20% приходится на нелетучие, безопасные для здоровья добавки, служащие антисептиками и антипиренами.

Эковата позволяет зданию «дышать». Она не содержит летучих, опасных для здоровья человека химикатов. Входящие в состав эковаты бор и борная кислота благодаря своим антисептическим свойствам защищают эковату и соприкасающиеся с ней деревянные конструкции от гниения и грибковых болезней. Соединения бора, имеющие инсектицидные свойства, не позволяют заводиться в теплоизоляционных материалах насекомым и грызунам.

Камышит

Это теплоизоляционный материал в виде плит, спрессованных из стеблей обыкновенного камыша. В зависимости от расположения стеблей плиты бывают поперечными и продольными. Камышитовые плиты изготавливают из тростника или камыша осенне-зимней рубки. Для производства камышита задействуют передвижные установки, оборудованные прессами высокой производительности, на которых осуществляется прессование, а также прошивка проволокой и торцовка плит.