Теплоизоляционные материалы. Назначение, св-ва, классификация. Сырьевые материалы

Теплоизоляционными материалами называют строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных промышленных установок, аппаратуры, трубопроводов, холодильников и транспортных средств.

Основными свойствами 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.). Основные характеристики теплоизоляционных материалов – это теплопроводность, пористость, плотность, паропроницаемость, влажность, водопоглащение, биостойкость, огнестойкость, прочность, температуростойкость и удельная теплоёмкость. Выбирая лучший теплоизоляционный материал, нужно внимательно изучить его сравнительные характеристики.

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, пеностекло, пенопласты, совелитовые и др.); виду исходного сырья: неорганические и органические; 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 - сжимаемость от 6 до 30% при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты минераловатные и из штапельного стекловолокна на синтетическом связующем); жесткие - сжимаемость до 6% при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты из минеральной ваты на синтетическом или битумном связующем); повышенной жесткости; твердые - сжимаемость до 10% при удельной нагрузке 0,1 МПа; теплопроводности: класс А - низкой теплопроводности; класс Б - средней теплопроводности; класс В - повышенной теплопроводности; возгораемости: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые, трудновоспламеняющиеся (материалы из пластмасс).

Основным сырьем для изготовления органических теплоизоляционных материалов служит древесина в виде отходов (опилки, стружка, горбыль, рейка) и другое растительное сырье волокнистого строения (камыш, солома, малоразложившийся верховой торф, костра льна и конопли). Для повышения огнестойкости, биостойкости и водостойкости в теплоизоляционных материалах на основе органики вводят антипирены, антисептики и гидрофобизаторы. 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. Основным сырьем для изготовления неорганических теплоизоляционных материалов, например минеральной ваты служит расплав горных пород или металлургических шлаков, состоящий из тонких стекловидных волокон и различных неволокнистых включений (капли силикатного расплава). Для получения стеклянного волокна используют то же самое сырье, что и для производства обычного стекла, или отходы стекольной промышленности. В качестве сырья при получении пеностекла используют: кварцевый песок, известняк, соду или сульфат кальция, трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф.

Пеностекло, лёгкие и ячеистые бетоны. Св-ва, производство, применение

Пеностекло (вспененное стекло, ячеистое стекло) - экологически чистый и долговечный утеплитель (теплоизоляционный материал). Его производят при нагреве стекла до температуры 700-1000 градусов Цельсия, а также добавлению газообразователя. В результате получается вспененная стекломасса, похожая на твердую мыльную пено с ячейками в виде сфер или пирамид (сферические и гексагональные ячейки). Пеностекло обладает высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. В отличии от многих других утеплителей, пеностекло не боится влаги и даже способно держаться на воде. Пеностекло может быть использовано для утепления стен, полов и кровли, для тепловой изоляции ограждающих конструкций, холодильников, промышленного оборудования, работающего при повышенных температурах, а также в качестве декоративного отделочного материала.

Легкие бетоны имеют объемную массу менее 1800 кг/м3. Их изготовляют на основе быстротвердеющего и обычного портландцементов, а также шлакопортландцемента. Применяют в основном неорганические пористые заполнители. Основными свойствами легких бетонов являются пористость, их объемная масса, прочность, теплопроводность, водопоглощение и морозостойкость. Качество легкого бетона определяется показателями двух самых важных его свойств: проектной маркой по прочности на сжатие и величиной объемной массы. Применяются как теплоизоляционные материалы, утеплители; конструктивно-теплоизоляционные, используемые для сооружения стен и перекрытий; конструктивные для изготовления несущих строительных конструкций.

Ячеистый бетон — разновидности легких и особо легких бетонов, строение которых характеризуется наличием значительною количества искусственно созданных условно-замкнутых пор размером 0,5—2 мм, заполненных воздухом или газом. Ячеистые бетоны обладают высокой огнестойкостью, хорошей звукоизоляцией, малой теплопроводностью. К отрицательным качествам следует отнести высокое водопоглощение 20—30% (по массе) и более низкую морозостойкость, чем у бетонов на пористых заполнителях. Объемная масса ячеистых бетонов от 300 до 1200 кг/м3. Ячеистые бетоны по способу получения пористой структуры подразделяются на пенобетоны и газобетоны. Газобетоны получают путем введения газообразователя в смесь, состоящую из вяжущего, воды и кремнеземистого компонента, пенобетоны — смешиванием смеси, состоящей из вяжущего, воды и кремнеземистого наполнителя с пеной. Легкие бетоны находят все большее применение в практике строительства. Особенно широкое распространение получил керам- зитобетон, так как из этого материала изготовляют конструкции крупнопанельных домов, стеновые панели промышленных зданий, а также несущие конструкции зданий и сооружений. Использование легких бетонов - одно из основных направлений индустриализации строительства, способствующее снижению массы зданий, транспортных расходов и экономии строительных материалов.