15.04 Урок 40-41
для учнів 11 групи з матеріалознавства.
Тема: Теплоізоляційні матеріали.
Модуль МЛ 2-3.2
Мета: вивчення цієї теми дозволить Вам знати:
• загальні відомості про теплоізоляційні
матеріали;
• класифікація і властивості теплоізоляційних
матеріалів;
• органічні теплоізоляційних
матеріалів;
• теплоізоляційні матеріали
з пластмас;
• неорганічні теплоізоляційних матеріалів.
1.
Загальні відомості про теплоізоляційні матеріали.
За останні роки на
Українському будівельному ринку з’явилися десятки нових теплоізоляційних
матеріалів, завдяки чому стався значний прорив в першу чергу в сфері
енергозбереження. З розвитком нових технологій, сучасні ізоляційні матеріали
стали більш ефективними, екологічно безпечними і різноманітними, і відповідають
конкретним технічним завданням будівництва — можливість будівництва висотних
будівель, зменшення товщини огороджувальних конструкцій, зниження маси
будівель, витрат будівельних матеріалів, а також економії паливно-енергетичних
ресурсів при забезпеченні в приміщеннях нормального мікроклімату.
Теплоізоляційними називають матеріали, що застосовуються в будівництві житлових і
промислових будівель, теплових агрегатів та трубопроводів з метою зменшення
теплових втрат у навколишнє середовище. Теплоізоляційні матеріали
характеризуються пористою будовою і, як наслідок цього, малою
щільністю (не більше 600 кг/м 3) і низькою теплопровідністю (не більше
0,18Вт/(м * ° С).
Використання теплоізоляційних матеріалів дозволяє зменшити товщину і масу
стін та інших огороджувальних конструкцій, знизити витрату основних
конструктивних матеріалів, зменшити транспортні витрати та відповідно знизити
вартість будівництва. Поряд з цим при скороченні втрат теплоопалювальними
будівлями зменшується витрата палива. Багато теплоізоляційні матеріали
внаслідок високої пористості мають здатність поглинати звуки, що дозволяє вживати
їх також як акустичних матеріалів для боротьби з шумом.
2. Класифікація
і властивості теплоізоляційних
матеріалів
Теплоізоляційні матеріали класифікують за видом основної сировини, формою і
зовнішньому вигляду, структурі, щільності, твердості і теплопровідності.
Теплоізоляційні матеріали по виду основної сировини підрозділяються на неорганічні, що
виготовляються на основі різних видів мінеральної сировини (гірських порід,
шлаків, скла, азбесту), органічні, сировиною для виробництва яких служать
природні органічні матеріали (торф'яні, деревоволокнисті) і матеріали з пластичних мас.
За формою та зовнішнім виглядом розрізняють теплоізоляційні матеріали штучні
жорсткі (плити, шкаралупи, сегменти, цеглу, циліндри) і гнучкі (мати, шнури, джгути), пухкі й сипучі (вата,
перлітовий пісок, вермикуліт).
За структурою теплоізоляційні
матеріали класифікують на волокнисті (мінераловатні, скло - волокнисті),
зернисті (перлітовий, вермикулітові), пористі (вироби з пористих бетонів,
піноскло).
За щільністю теплоізоляційні
матеріали ділять на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225,
250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.
Залежно від твердості (відносної деформації) виділяють матеріали м'які (М) - мінеральна
і скляна вата, вата з каолінового і базальтового волокна, напівтверді (П) -
плити з шпательного скловолокна на синтетичному з'єднанні та ін., жорсткі
(Ж)-плити з мінеральної вати на синтетичному з'єднанні, підвищеної жорсткості
(ПЖ), тверді (Т).
За теплопровідності теплоізоляційні матеріали поділяються на класи: А - низької теплопровідності до
0,06 Вт/(м-° С), Б - середньої теплопровідності - від 006 до 0,115 Вт/(м-° С),
В - підвищеної теплопровідності-від 0,115 до 0,175 Вт/(м. ° С).
За призначенням теплоізоляційні
матеріали бувають теплоізоляційно-будівельні (для утеплення будівельних
конструкцій) і теплоізоляційно-монтажні (для теплової ізоляції промислового
обладнання і трубопроводів).
Теплоізоляційні матеріали повинні бути біостійкими тобто не піддаватися
загнивання і псування комахами та гризунами, сухими, з малою гігроскопічністю
так як при зволоженні їх теплопровідність значно підвищується, хімічно
стійкими, а також мати тепло і вогнестійкість.
3. Органічні теплоізоляційні матеріали
Органічні теплоізоляційні матеріали в залежності від природи вихідної сировини можна умовно розділити на два
види: матеріали на основі природного органічної сировини (деревина, відходи
деревообробки, торф,однорічні рослини, шерсть тварин і т. д.), матеріали на
основі синтетичних смол, так звані теплоізоляційні пластмаси.
Теплоізоляційні матеріали з органічної сировини можуть бути жорсткими і гнучкими. До
жорстких відносять, деревоволокнисті, фібролітові, арболітові, камишитові і
торф'яні, до гнучких – будівельний войлок і гофрований картон. Ці
теплоізоляційні матеріали відрізняються низькою водо - і біостійкістю,
деревоволокнисті теплоізоляційні плити отримують з відходів деревини, а також з
різних сільськогосподарських відходів (солома, очерет, багаття, стебла
кукурудзи та ін.) Процес виготовлення плит складається з наступних основних
операцій: дроблення і розмел деревної сировини, просочування волокнистої маси
сполучною, формування, сушіння та балансування плит.
Деревоволокнисті плити випускають довжиною 1200-2700, шириною 1200 - 1700 і товщиною 8-25
мм. За щільністю їх ділять на ізоляційні (150-250кг/м3) і
ізоляційно-оздоблювальні (250-350 кг/м3). Теплопровідність ізоляційних плит
0,047-0,07, а інституційно-оздоблювальних-0 ,07-0, 08 Вт/(м-С). Межа міцності
плит при вигині складає 0,4-2 МПа. Деревоволокнисті плити мають високі
звукоізоляційні властивості.
Ізоляційні та ізоляційно-оздоблювальні плити застосовують для тепло-і
звукоізоляції стін, стель, підлог, перегородок і перекриттів будинків,
акустичної ізоляції концертних залів і театрів (підвісні стелі і облицювання
стін). теплоізоляційний будівництво арболіт піноскло
Арболіт виготовляють
із суміші цементу, органічних заповнювачів, хімічних добавок і води. В якості
органічних заповнювачів використовують подрібнені відходи деревних порід, січку
очерету, багаття конопель або льону і т. п. Технологія виготовлення виробів з
арболита проста і включає операції з підготовки органічних наповнювачів,
наприклад дроблення відходів деревних порід, змішування заповнювача з цементним
розчином, укладання отриманої суміші в форми і її ущільнення,затвердіння
відформованих виробів.
4.Теплоізоляційні матеріали з пластмас.
В останні роки створена досить велика група нових теплоізоляційних
матеріалів із пластмас. Сировиною для їх виготовлення служать термопластичні
(полістирольні; поливинилхлоридні, поліуретанові)і термореактивні (мочевино -
формальдегідні) смоли, газоутворюючих і спінюючої речовини, наповнювачі,
пластіфікачори, барвники та ін. В будівництві найбільшого поширення в якості
тепло-та звукоізоляційних матеріалів отримали пластмаси пористо-комірчастої
структури. Утворення в пластмасах осередків або порожнин, заповнених газами або
повітрям, викликано хімічними, фізичними чи механічними процесами або їх
поєднанням.
В залежності від структури теплоізоляційні пластмаси можуть бути розділені на дві групи:
пінопласти і поропласти. Пінопластом називають пористі
пластмаси з малою щільністю і наявністю несумісних між собою порожнин або
осередків, заповнених газами або повітрям. Поропласти -
пористі пластмаси, структура яких характеризується сполученими між собою
порожнинами. Найбільший інтерес для сучасного індустріального будівництва
представляють пенополістпрол, пенополівінілхлорід, пінополіуретан і міпора.
Пінополістирол -
матеріал у вигляді білої твердої піни з рівномірною замкнуто - пористою структурою.
Пінополістирол випускають марки ПСБС у вигляді плит розміром 1000х500х100 мм і
щільністю 25 - 40 кг/м3. Цей матеріал має теплопровідність 0,05 Вт/(м-° С),
максимальна температура його застосування 70 ° С. Плити з пінополістиролу
застосовують для утеплення стиків великопанельних будинків, ізоляції
промислових холодильників, а також як звукоізолюючих прокладок.
Сотопласти -
теплоізоляційні матеріали з осередками, що нагадують форму бджолиних сот.
Стінки комірок можуть бути виконані з різних листових матеріалів (крафт-паперу,
бавовняної тканини, скло - тканини і ін), просочених синтетичними полімерами.
Сотопласти виготовляють у вигляді плит завдовжки 1-1,5 м, шириною 550 - 650 і
товщиною 300 - 350 мм. Їх щільність 30-100 кг/м 3, теплопровідність 0,046-0,058
Вт/(м-° С). міцність при стисненні 0,3-4 МПа. Застосовують сотопласти як
заповнювач тришарових панелей. Теплоізоляційні властивості сотопастов
підвищуються в результату заповнення сот крихтою міпори.
5. Неорганічні теплоізоляційні матеріали
До неорганічних теплоізоляційних матеріалів відносять мінеральну вату, скляне волокно,
пенс скло, спучені перліт і вермикуліт, азбестовмісні теплоізоляційні вироби,
пористі бетони, та ін.
Мінеральна вата і вироби з неї. Мінеральна вата – волокнистий теплоізоляційний матеріал,
отриманий із силікатних розплавів. Сировиною для її виробництва служать гірські
породи (вапняки, мергелі, діорити і ін), відходи металургійної промисловості
(доменні та паливні шлаки) і промисловості будівельних матеріалів (бій глиняної
та силікатної цегли). Виробництво мінеральної вати складається з
двох основних технологічних процесів: отримання силікатного розплаву та
перетворення цього розплаву в найтонші волокна. Силікатна розплав утворюється у
вагранках шахтних плавильних печах, в які завантажують мінеральна сировина та
паливо (кокс). Розплав з температурою 1300-1400 °С безперервно випускають з
нижньої частини печі.
Залежно від щільності мінеральна вата підрозділяється на марки 75, 100, 125 і 150. Вона вогнестійка,
не гниє, малогігроскопічна і має низьку теплопровідність 0,04 - 0,05 Вт (м. °
С). Мінеральна вата тендітна, і при її укладанні утворюється багато пилу, тому
вату гранулюють тобто перетворюють на пухкі грудочки --гранули. Їх
використовують як теплоізоляційної засипки пустотілих стін і перекриттів. Сама
мінеральна вата є як би напівфабрикатом, з якого виконують різноманітні
теплоізоляційні мінераловатні вироби: войлок, мати, напівтверді і жорсткі
плити,шкаралупи, сегменти та ін.
Скляна вата і вироби з неї. Скляна вата матеріал,що складається з безладно
розташованих скляних волокон, отриманих з розплавленої сировини. Сировиною для
виробництва скловати служить сировинна шахта для варіння скла (кварцовий пісок,
кальцинована сода та сульфат натрію) або скляний бій. Виробництво скляної вати
та виробів з неї складається з наступних технологічних процесів: варіння
скломаси у ванних печах при 1300-1400 ° С, виготовлення скловолокна та
формування виробів.
У залежності від призначення виробляють текстильне і теплоізоляційне
(штапельне) скловолокно. Середній діаметр текстильного волокна 3-7 мкм, а
теплоізоляційного 10-30 мкм. Скляне волокно значно більшої довжини, ніж волокна
мінеральної вати і відрізняється великими хімічною стійкістю і міцністю.
Щільність скляної вати 75-125 кг/м3, теплопровідність 0,04 - 0,052 Вт/(м/° С),
гранична температура застосування скляної вати 450 С. З скловолокна виконують
мати, плити, смуги та інші вироби, в тому числі ткані.
Піноскло -
теплоізоляційний матеріал комірчастої структури. Сировиною для виробництва
виробів з піноскла (плит, блоків) служить суміш тонкоподрібненого скляного бою
з газооутворювачем (меленим вапняком). Сировинну суміш засипають у форми і
нагрівають в печах до 900 С, при цьому відбувається плавлення частинок і розкладання
газоутворювача. Виділяються гази спучує скломасу, яка при охолодженні
перетворюється на міцний матеріал комірчастої структури
Піноскло у вигляді плит завдовжки 500, шириною 400 і товщиною 70-140 мм
використовують в будівництві для утеплення стін, перекриттів, покрівель і інших
частин будівель, а у вигляді напівциліндрів, шкаралуп і сегментів – для
ізоляції теплових агрегатів і тепломереж, де температура не перевищує 300° С.
Крім того, піноскло служить звукопоглинальним і одночасно оздоблювальним
матеріалом для аудиторій, кінотеатрів і концертних залів.
Азбест-матеріали. До матеріалів і виробів із азбестового волокна без добавок чи з
добавкою в'яжучих речовин відносять азбестові папір, шнур, тканина, плити та ін
Азбест може бути також частиною композицій, з яких виготовляють різноманітні
теплоізоляційні матеріали (совеліт та ін.). У розглянутих матеріалах і виробах
використані цінні властивості азбесту: температуростійкість, висока міцність,
волокнистість та ін.
Алюмінієва фольга (альфоль) - новий теплоізоляційний матеріал, що представляє собою
стрічку гофрованого картону з наклеєною на гребні гофрів алюмінієвою фольгою.
Даний вид теплоізоляційного матеріалу на відміну від будь-якого пористого
матеріалу поєднує низьку теплопровідність повітря, укладеного між листами
алюмінієвої фольги, з високою здатністю самої поверхні алюмінієвої фольги.
Алюмінієву фольгу для цілей теплоізоляції випускають у рулонах шириною до 100,
товщиною 0,005 - 0,03 мм.
Алюмінієвий фольгу вживають як відбивної ізоляції в теплоізоляційних
шаруватих конструкціях будівель і споруд, а також для теплоізоляції поверхонь
промислового обладнання і трубопроводів при температурі 300 ° С.
При використанні
теплоізоляційних матеріалів в огороджувальних конструкціях вони можуть зазнати
впливу поперемінного заморожування і розморожування, що може привести до їх
руйнування, і втрати в зв’язку з цим, теплозахисних властивостей. Головною
умовою забезпечення працездатністі таких конструкцій є захист теплоізоляційного
матеріалу від зволоження, яке може відбутися за рахунок міграції вологи (від
«теплого» до «холодному») і конденсації водяної пари, яка найбільш інтенсивно
відбувається в холодну пору року.
Модуль МЛ 2-3.2
Тест
І варіант
1.
Яке в’яжуче застосовують для виготовлення
руберойду?
а) бітум;
б) дьоготь;
в) полімери
2.
Скільки марок руберойду випускає промисловість?
а) 7;
б) 8;
в) 9.
3.
Чим відрізняється руберойд від склоруберойду?
а) вяжучим;
б) основою;
в) посипкою.
4.
Вид посипки з позначкою «К» означає?
а)дрібнозерниста;
б) пилувата;
в) лускоподібна.
5.
Пінопласт це газонаповнена пластмаса?
а) так;
б) ні.
6.
Чи бувають сипучі теплоізоляційні матеріали?
а) так;
б) ні.
7.
У сільському будівництві використовують камишит?
а) так;
б) ні.
8.
Фіброліт отримують із цементу та тирси?
а) так;
б) ні.
9.
Пінопласт – міцний матеріал?
а) так;
б) ні.
10. Мінеральні
вироби отримують у спосіб склеювання волокон?
а) так;
б) ні.
11. Які матеріали є безосновними?
а) руберойд;
б) толь;
в) ізол.
12. Яка основа руберойда?
а) склотканина;
б) покрівельний картон;
в) фольга.
Тест
ІІ
варіант
1.
Яке в’яжуче застосовують для виготовлення толі?
а) бітум;
б) дьоготь;
в) полімери
2.
Збільшення стін для утримання тепла є ефективним
способом?
а) так;
б) ні.
3.
Під час роботи з мінеральною ватою потрібно
дотримуватись техніки безпеки?
а) так;
б) ні.
4.
Міцність теплоізоляційних матеріалів невисока?
а) так;
б) ні.
5.
Посипка це захисний шар?
а) так;
б) ні.
6.
Чи застосовують ізол для пароізоляції?
а) так;
б) ні.
7.
Чи наноситься на пергамін посипка?
а) так;
б) ні.
8.
Гідроізоляційні матеріали є рулонними?
а) так;
б) ні.
9.
Гідроізоляційні матеріали захищають від?
а) шуму;
б) втрати тепла;
в) проникнення вологи.
10. До
жорстких теплоізоляційних матеріалів відносять?
а) шкаралупи;
б) джгути;
в) вермикуліт.
11. Яка основа у склоруберойду?
а) склотканина;
б) покрівельний картон;
в) фольга.
12. З чого виготовляють посипку?
а) глини;
б) з природніх камяних матеріалів;
в) цементу.
Немає коментарів:
Дописати коментар