Тема №4. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные для изоляции тепловых потоков, конструкций зданий и сооружений, аппаратуры, трубопроводов, холодильников. Основными характеристиками теплоизоляционных материалов являются их высокая пористость, малая средняя плотность и низкая теплопроводность. Строительные материалы, характеризующиеся малой способностью проводить тепло, и относят к теплоизоляционным.
Применение теплоизоляционных материалов (ТИМ) в строительстве позволяет повысить степень индустриализации работ, поскольку они обеспечивают возможность изготовления крупноразмерных сборных конструкций и деталей, снизить массу конструкций, уменьшить потребность в других строительных материалах (бетон, кирпич, древесина), повысить энергосбережение, сократить расход топлива на отопление зданий, уменьшить потери тепла в помещениях.
Теплоизоляционные материалы являются продукцией в основном местных строительных предприятий. Их невыгодно перевозить на дальние расстояния, т. к. вследствие малой средней плотности теплоизоляции грузоподъемность транспортных средств не используется полностью. Например, в вагоне грузоподъемностью 60 т можно перевезти не более 10 т минераловатных плит.
По ГОСТ 16381-77, теплоизоляционные материалы классифицируются по следующим основным признакам: форма и внешний вид, структура, вид исходного сырья, средняя плотность, жесткость, теплопроводность, горючесть.
По форме и внешнему виду теплоизоляционные материалы подразделяются на:
• штучные изделия (плиты, блоки, кирпич, цилиндры, полуцилиндры, скорлупы, сегменты),
• рыхлые и сыпучие (вата, перлит, песок),
• рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты).
В отличие от многих других строительных материалов, марка теплоизоляционного материала отражает величину не прочности, а средней плотности. Согласно этому показателю, теплоизоляционные материалы имеют следующие марки:
• особо низкой плотности (ОНП) 15, 25, 35, 50, 75,
• низкой плотности (НП) 100, 125, 150, 175,
• средней плотности (СП) 200, 250, 300, 350,
• плотные (ПЛ) 400, 450, 500.
Марка теплоизоляционного материала обозначает верхний предел его средней плотности.
По структуре материалы бывают:
• волокнистые,
• зернистые,
• ячеистые.
Волокнистые материалы изготавливают из минеральной и стеклянной ваты, волокон асбеста, штапеля и растительных волокон (камыш, костра, солома); зернистые — из перлита, вермикулита, совелита, известково-керамзита; ячеистые — из пеностекла, пенопласта и ячеистых бетонов.
По виду исходного сырья материалы относятся к двум группам: неорганические и органические.
По жесткости теплоизоляционные материалы подразделяются на следующие виды:
• мягкие (М) — сжимаемость >30% (при удельной нагрузке 0,002 МПа),
• полужесткие (П) — сжимаемость <30% (при удельной нагрузке 0,002 МПа),
• жесткие (Ж) — сжимаемость до 6% (при удельной нагрузке 0,002 МПа),
• повышенной жесткости (ПЖ) — сжимаемость до 10% (при удельной нагрузке 0,04 МПа),
• повышенной твердости (Т) — сжимаемость до 10% (при удельной нагрузке около 0,1 МПа), хорошо сопротивляющиеся нагрузкам.
По возгораемости теплоизоляционные материалы бывают:
• несгораемые,
• трудносгораемые,
• сгораемые,
• трудновоспламеняющиеся.
По способу порообразования все теплоизоляционные материалы классифицируются как материалы:
• с волокнистым каркасом;
• вспененные;
• с пористым заполнителем;
• с выгорающими добавками;
• с пространственным каркасом.
В последнее время отмечается резкое ужесточение требований к теплотехническим характеристикам строений. В России это сделано не случайно, из-за погодных условий. По теплопроводности материалы и изделия относят к классам: А — низкой теплопроводности 1<0,06 Вт/(мК), Б — средней теплопроводности 1=0,06—0,115 Вт/(мК), В — повышенной теплопроводности 1=0,1—0,175 Вт/(мК).
Необходимые требования к ТИМ
Температуростойкость
Паропроницаемость
Воздухонепроницаемость
Химическая стойкость
МИНЕРАЛЬНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ВОЛОКНИСТЫМ КАРКАСОМ
Минераловатные изделия
И в нашей стране, и за рубежом существуют заводы по производству минераловатных изделий широкой номенклатуры. В основном они выпускают теплоизоляционные плиты на синтетической связке (фенольная смола). К примеру, отечественные заводы-изготовители предлагают следующие теплоизоляционные материалы.
Минеральные маты
Этот материал представляет собой минераловатный ковер, проложенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями или тонкой проволокой. Длина стандартных матов – до 500, ширина – до 150, толщина – до 10 см. Плотность – 100-200 кг/т. Маты на металлической сетке изготавливают из фильерной ваты марки ВФ путем прошивки хлопчатобумажными нитками.
Применяют минераловатные маты для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов, имеющих температуру до 400°С. Маты на металлической сетке используют для теплоизоляции поверхностей с температурой до 600°С.
Минераловатные полужесткие плиты
Этот материал изготавливают из минерального волокна путем распыления на него синтетических смол или битума с последующим прессованием и сушкой.
Плотность плит зависит от вида связующего и уплотнения, и лежит в диапазоне 75-300 кг/м3.
Полужесткие плиты применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций и поверхностей оборудования, доходящую до температуры до 300°С – если в процессе изготовления плит применялись синтетические связующие; и до 60°С – на битумном связующем.
Минеральные маты на обкладке из стеклохолста
Эти материалы состоят из минеральной ваты, прошитой стекложгутом, обработанным мыльным раствором.
Выпускаются размером 2000x500x40 мм, плотность – 125-174 кг/м3.
Применяют для теплоизоляции поверхностей с температурой до 400°С.
Минераловатные жесткие плиты
Эти плиты производятся из смешанной с битумной эмульсией или синтетическими смолами минеральной ваты методом прессования и полимеризации.
Толщина плит – 4-10 см, плотность составляет 100-400 кг/м3.
Применяют минераловатные жесткие плиты для утепления стен, покрытий и перекрытий жилых и промышленных зданий и холодильных установок.