Теплоізоляція
2006-11-07 17:37:29
Коркові теплоізоляційні матеріали Коркові теплоізоляційні плити виготовляють на основі кори коркового дуба. Технологія зняття з дерев цього цінного матеріалу – пробки – унікальна і через 25 років після посадки жолудя у землю, а другий і наступний «врожаї» отримують один раз в дев'ять років. Зняття кори – найбільш делікатна з усіх проведених над пробкою операцій, яка суттєво і, головне, позитивно впливає на життєздатність дерева і дає новий імпульс зростання. Таким чином, корковий дуб є поновлюваним джерелом сировини для коркової індустрії. Корковий дуб росте в 7 країнах Середземномор'я: Португалія (більше 50% всіх світових запасів), Іспанія, Італія, Франція, Марокко, Алжир і Туніс. Так, виробництво виробів з пробки дає Португалії близько 30% національного доходу і приблизно 35% всього обсягу експорту. Процес вирощування коркових дубів, рекультивація їх плантацій, створення і вдосконалення високих технологій виробництва фінансуються належним чином (у тому числі і владою, незважаючи на те, що всі пробкові дуби перебувають у приватній власності). У бюджеті Португалії, а також Євросоюзу передбачені для цих цілей спеціальні статті витрат. Загальний обсяг щорічно знімається пробки дуже невеликий-всього 160-170 тис. тонн сировини (в залежності від врожаю). Тому вироби з пробки дуже високо цінуються в усьому світі, адже аналогів цьому матеріалу практично не існує. Недолік сировинних ресурсів обмежує застосування пробки в теплоізоляції. Основним постачальником теплоізоляційних коркових панелей є португальська компанія Amorim Group. Довідка: Amorim Group є найбільшою корпоративної групою в світі в галузі переробки, виробництва та експорту виробів з натуральної пробки. У 1870 р. Антоніо Алвес Аморім заснував перше підприємство з обробки пробки, маючи в своєму розпорядженні двох робітників. Зараз, через століття, корпорація нараховує більше 40 коркових компаній. Будова кори коркового дуба в корені відрізняється від будови кори більшості інших дерев (кожен 1 см3 коркової кори містить близько 40 млн осередків). Кора пробкового дуба складається з клітин задерев'яніло целюлози, заповнених повітрям, і суберіна, що є коркової основою. Суберін являє собою органічну речовину, не розчинна у нейтральних рідинах і кислотах, що складаються із суміші складних ефірів, гліцерину, твердих і рідких жирних кислот. Якщо записати суберін в елементарних складових, то це буде вуглець – 74%, водень -10% і азот -16%. Якщо уявити собі клітинку кори коркового дуба у вигляді капсули, то кожна її стінка складається з п'яти шарів: два шари клітковини, далі повітря, що знаходиться в комірці, два щільних і маслянічних шару, непроникних для води і останній – дерев'яний шар, який надає клітинці жорсткість і кінцеву структуру. Хімічний склад пробки: суберіна – 58%, целюлози – 22%, лігніну -12%, води – 5%, Церин – 2%, дубильних речовин – 1%. З усіх органічних матеріалів пробка має перевагу по своїй стійкості проти гниття і цвілі. Пористе будова та наявність смолистих речовин роблять пробку одним з найкращих теплоізоляційних матеріалів. Середня щільність масиву пробки 240-250 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності 0,04-0,05 Вт / мК, водопоглинання після 20-денного перебування під водою не більше 13%. Пробка еластична і пружна. Може витримувати тиск на стиск до 1000 кг/см2 і приймає колишній обсяг після його зняття. При тривалому зберіганні на холоді пробка твердне, однак досить швидко і легко відновлюється при дії на неї гарячою водою або водяною парою. Пробка хімічно інертна. Історична довідка. У 1891 р. американець Джон Сміт відкрив технологію виробництва коркового агломерату, який зберігає всі якості вихідного матеріалу. Завдяки даному відкриттю у пробкових матеріалів розширилася сфера застосування. Гігієнічні та механічні властивості пробки використовуються у взуттєвій промисловості, ізолюючі – в електротехніці, теплоізолюючі та акустичні – у будівництві, суднобудуванні і космонавтиці, демпфіруючі – в автомобіле-і авіабудуванні. Amorim Group виробляє наступні види теплоізоляційних матеріалів: 1. білі агломерати (імпрегновану плити), 2. матеріал Rubercork (резино-коркові копозіти); 3. чорні агломерати (Ехросоr). Для теплоізоляції з кори коркового дуба виготовляються так звані імпрегновану плити і плити експанзіт (агломерат). Імпрегновану плити (білий агломерат) отримують шляхом формування та пресування коркової крупи, до якої додають сполучні речовини (органічні клеї, желатин, кам'яновугільний пек і смоли). Виготовляються вони у вигляді плит прямокутної форми розміром 1000×500 мм і товщиною від 10 до 120 мм. Щільність плит не більше 260 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності 0,05 Вт / мК, межа міцності на вигин 0,25 мПа, межа міцності на стиск 10 мПа, водопоглинання за добу не більше 120%, гігроскопічність за добу – не більше 12% . Rubercork є композиційним матеріалом, отриманим в результаті з'єднання гуми і пробки. В ньому поєднані кращі властивості кожного з компонентів. Наприклад, пробки, природним властивістю якої є висока еластичність і здатність відновлювати первісний об'єм після стиснення майже на 100%. Якщо багато матеріалів для щільного прилягання до поверхні вимагають значних зусиль на розтягування, то у резино-коркових прокладок значення цього зусилля в 2 рази менше. На відміну від гумових, резино-коркові вироби: стійкі до температурних впливів (в широкому діапазоні температур і в будь-яких кліматичних умовах), хімічно стійкі до всіх мінеральних і синтетичним маслам, що робить їх ідеальним матеріалом для герметизації роз'ємів, які мають контакт, наприклад, з моторним маслом. Його успішно використовують провідні виробники прокладок для автомобільної промисловості: T & N, Dana, Felpo, Kunger, Sabo, Talbros, Ishikawa, а також основні автомобілебудівні фірми світу: Ford, GM, Chrysler, Mercedes, Volvo, Opel, Rat. Широке застосування резино-коркові суміші знаходять в електротехнічній і газової промисловості, з них виготовляють вібро-та шумозахисні прокладки, що використовуються на залізницях, в метрополітені, у важкому технологічному обладнанні, цивільному будівництві в сейсмічно активних зонах, для будівництва приміщень з особливими акустичними властивостями, для електротрансформаторів і газових лічильників. Ехросоr – плити експанзіт або так звані чорні агломерати. Виробляються на одному із заводів Amorim Group – Amorim Isolamentos. Плити експанзіт (чорний агломерат) виготовляються із зерен кори коркового дуба без зв'язуючих добавок шляхом термічної обробки при температурі 250-300 ° С. Під впливом температури відбувається сублімація смолистих речовин, що містяться в пробці, завдяки чому пробковая крупа спікається в монолітну масу. Внаслідок розширення при нагріванні містяться в порах пробки повітря і водяної пари відбувається збільшення обсягу пробки до 30% (тобто відбувається процес спучування). Отримані таким чином блоки розпилюються на плити. Коркові плити експанзіта виготовляються зазвичай розміром 1000×500 мм, і мають товщину від 10 до 320 мм. Їх середня щільність 110-130 кг/м3 (дуже легкий теплоізоляційний матеріал), коефіцієнт теплопровідності 0,031-0,04 Вт / мК, межа міцності на стиск 0,2 мПа, межа міцності на вигин 0,14 мПа. Температура застосування від -200 ° С до +120 ° С. Коркові панелі прості в монтажі, легко ріжуться. Є важкозаймистих матеріалів, і після просочення вогнестійкими складами відносяться до класу В1 (важкогорючі). Рекомендовані для застосування в зовнішньому утепленні будинків. Це підтверджено висновком Українського НДІ пожежної безпеки МВС України (відповідає СНиП 2.01.02-85 *) Мають високі звукопоглинальні, звукоізоляційні та акустичними властивостями (коефіцієнт звукопоглинання в залежності від товщини і щільності при частоті 100 Гц в межах 0,6-0,9) . Будучи натуральним природним матеріалом, пробка служить захисним екраном від впливу шкідливих випромінювань – радіоактивних, електромагнітних, а також нейтралізує вплив аномальних полів і послаблює дію геопатогенних зон. Володіє стабільністю розмірів і не піддається «злежуваності», тобто фізичні властивості практично не змінюються з плином часу, не вбирає рідини і гази, має гідрофобними властивостями, коефіцієнт паропроникності – 0,017-0,003 г / мм. Історична довідка. Плити експанзіт вперше були проведені в Америці в 1892 році, приблизно в цей же час вони з'явилися в Росії, а в СРСР стали проводитися з 1928 року. В даний час є безліч свідчень того, що при будівництві будівель кінця XIX – початку XX ст. в м. Києві, Вінниці, Одесі, Харкові при утепленні стін використовувався корковий утеплювач, який до наших днів повністю зберіг свої якості. Аналогом натуральної пробки є кора оксамитового дерева, що росте в Далекосхідному краї, в Амурській області і на Сахаліні. Оксамитове дерево досягає до 21 м висоти і 55 см в діаметрі. Товщина знімається кори 8-15 мм. Область застосування пробкових плит: ізоляція дахів, горищ, стін, підлог (акустична, теплоізоляційний, антивібраційна). Спучені теплоізоляційні матеріали (мінеральні) Перліт. Перліт – це мінерал вулканічного походження (так зване вулканічне скло). Його особливістю є стекловатая структура і здатність розколюватися на кулясті шматки, поверхня яких нагадує перли (звідси і походження назви матеріалу – англ, pearls). Технологічний процес виготовлення спученого перліту складається з наступних етапів: 1) сушіння, подрібнення і просіювання, 2) випалу і спучування при t = 900-1200 ° C, 3) охолодження, 4) сортування на фракції. Випалення ведеться в основному в шахтних печах. При нагріванні подрібнений перліт спучується, збільшуючись в обсязі в п'ять разів. При цьому він розпадається на дрібні зерна переважно білого кольору з повітряними замкнутими порами. Розмір зерна спученого перліту – від 0,3 до 2,0 мм. Питома вага 120-250 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності 0,035-0,05 Вт / мК при t = 20 ° C, гранична температура застосування 1000 ° С. Спучений перліт в теплоізоляційних цілях застосовують у сипучому вигляді і в формі різних виробів з нього. Сипучі матеріали бувають у вигляді перлітового піску і перлітового щебеню. Перлітовий пісок головним чином служить як напівфабрикат для виготовлення з нього виробів: цегла, каміння, плити, шкаралупи і сегменти; і служить заповнювачем в теплоізоляційних розчинах і бетонах (гіпсоперлітовие і цементоперлітовие штукатурні розчини). Коефіцієнт теплопровідності гіпсоперлітового штукатурного шару дорівнює 0,15 Вт / мК, а коефіцієнт звукопоглинання – 0,5 при 600-800 Гц. Перлітовий пісок також використовують для виконання засипних теплоізоляційних конструкцій в дуже широких температурних межах: від + 850-900 ° С до – 180-200 ° С. Об'єктами такого застосування можуть бути промислові печі, високотемпературні енергетичні та технологічні агрегати, резервуари для зберігання і перевезення зріджених газів, установки глибокого холоду. Перлітовий щебінь застосовують як пористого заповнювача в легких бетонах. Легкі і теплоізоляційні бетони з спученого перліту як заповнювач є високоефективними матеріалами для стін і перекриттів. Особливою різновидом перлітових матеріалів є жаротривкий теплоізоляційний перлітобетон. Його об'ємна вага – 500-800 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності 0,09-0,22 Вт / мК, межа міцності при стисненні 25-50 кг/см2. Температура застосування жаротривкого перлітобетон досягає 500 ° С. При більш високих температурах відбувається зменшення міцності. Основні перлітові родовища знаходяться в Закавказзі, Середній Азії і Примор'я, в Україну – в Закарпатті. Вермикуліт. Гідратований (кількість води 11-20%) алюмосилікат магнію і калію біотитових слюди. Є продуктом вивітрювання слюди, в якій відбулося поступове заміщення лугів водою. Складається він з кристалів, які мають вигляд пластинок, які мають здатність розщеплюватися по площинах спайності. При температурі 900-1100 ° С відбувається найбільше спучування вермикуліту (воно викликається тиском пари, що утворюється з води, що випаровується вермикуліту), при цьому обсяг вермикуліту збільшується в 20-25 разів. Спучування відбувається в напрямі, перпендикулярному до площин спайності, і пар розсовує платівки слюди. Спучений вермикуліт називають зонолітом через його зовнішнього вигляду (пористий матеріал у вигляді лускатих частинок сріблястого і золотистого кольорів), Історична довідка. Термін «вермикуліт» як назва мінералу вперше зустрічається в словнику, виданому в Оксфорді (Англія) в 1672 р. Пізніші відомості про вермикуліт відносяться вже до 1824 р. Проте використання вермикуліту в промислових цілях почалося лише в XX столітті. Щільність спученого вермикуліту при крупности зерен 5-15 мм становить 80-150 кг/м3, при більш дрібних зернах -100 кг/м3. Коефіцієнт теплопровідності 0,048-0,1 Вт / мК при t = 100 ° C, 0,12 – при 200 ° С, 0,14 – при 300 ° С. Матеріал має високі тепло-і звукоізоляційні (коефіцієнт звукопоглинання при частоті 1000 Гц в межах 07-0,8) властивостями, не токсичний, не схильний до гниття і перешкоджає поширенню цвілі. Його можна застосовувати до 1100 ° С, він вогнестійкий, має прекрасні відображають здібності. Застосовують спучений вермикуліт в якості теплоізоляційних засипок як заповнювач в розчинах і бетонах. В якості відступу. Справа в тому, що спучений перліт і вермикуліт застосовують у сільському господарстві. Вермикуліт, володіючи великою водовбирною здатністю, добре пропускає і віддає вологу. Завдяки цьому він охороняє коріння рослин від перегріву літом і переохолодження взимку. Спучений перліт благотворно впливає на водоутримуючу здатність грунту, тим самим поліпшуючи умови для розвитку кореневої системи і стебел рослин. Керамзит. Вспученная глина виготовлена шляхом спеціального випалу, в процесі якого відбувається виділення газів. Спершу глину нагрівають до початку виділення газів, потім відбувається спучування її газами, після чого глину швидко охолоджують. Керамзит може бути виготовлений також дробленням глини на шматки розміром 30-40 мм та випалюванням в обертових печах. Питома вага керамзиту в шматку 600-1200 кг/м3, в засипці у вигляді гравію з розміром зерен 10-25 мм – 400 кг/м3 і розміром зерен 1-2,5 мм – 900 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності 0,18 – 0,25 Вт / мК при t = 20 ° C. Керамзит використовується в якості теплоізоляційних засипок або легкого заповнювача в розчинах і сумішах. Піноскло. Комірчастий теплоізоляційний матеріал, отриманий спіканням суміші скляного порошку з газообразователем. Основною сировиною для виробництва піноскла служать кварцовий пісок, вапняк, сода і сульфат кальцію або ж відходи виробництва листового скла, газоутворювач – вапняк, антрацит, кам'яновугільний кокс, мармур. Вуглевмісні газоутворювач створюють у піноскло замкнуті, а карбонати – сполучені пори. Температура розкладання газоутворювача повинна бути на 50-70 ° С вище температури розм'якшення скляного порошку. Існує два способи отримання пористого скла: 1) порошковий (забезпечує отримання піноскла заданої структури, щільності і якості в широкому діапазоні), 2) мокрий спосіб (дозволяє отримувати високоякісне мікропористе піноскло). Піноскло випускають у вигляді плит розмірами 500х400 мм при товщині 80,100 і 120 мм. Щільність піноскла залежить від зернового складу скляного порошку і газоутворювача і коливається від 100-600 кг/м3. Коефіцієнт теплопровідності залежить від щільності і температури, коливається від 0,031 до 0,15 Вт / мК, з підвищенням температури він збільшується; межа міцності на стиск коливається від 0,8 до 1,5 мПа (залежить від щільності). Водопоглинання залежить від характеру пір і тим вище, чим більше сполучених пор. У піноскла із замкнутими порами водопоглинання – 9%. Після досягнення граничного значення водопоглинання не змінюється протягом усього часу перебування піноскла у воді (час перебування складає 130 діб). Розміри пір піноскла коливаються від 0,1 до 5 мм (істинна пористість становить 85-90%). Рівномірна дрібнопористі структура сприяє зменшенню передачі тепла конвекцією. Піноскло має високу морозостійкість (міцність при 50-кратному заморожуванні при -30 ° С і відтаванні при +15 ° С зменшується на 20-25%). Гранична температура застосування – 300 ° С. Піноскло є високоефективним тепло-і звукоізоляційних матеріалом. Застосовується в якості теплоізоляції огороджувальних конструкцій, холодильників, промислового устаткування, в якості оздоблювального матеріалу. Ячеистые бетоны Ячеистый бетон — искусственный камневидный материал, состоящий из затвердевшего вяжущего вещества с равномерно распределенными в нем мелкими замкнутыми воздушными ячейками диаметром до 2 мм. Изготавливается путем смешения вяжущего с водой и пеной, получаемой из различных пенообразующих веществ с последующим твердением при различных режимах в зависимости от вида ячеистого бетона. Ячеистые бетоны подразделяются: 1) по способу образования ячеистой структуры — на пенобетон и газобетон. В пенобетоне ячеистая структура образуется механическим путем от введения пены, а в газобетоне — химическим, от введения специальных газообразующих; 2) по виду вяжущего — на пенобетон и газобетон, пеносиликат и газосиликат, пеногипс и газогипс, пеномагнезит и газомагнезит; 3) по условию твердения — на ячеистый бетон естественного твердения, неавтоклавный и автоклавный; 4) по области применения — на теплоизоляционный и конструктивный. Історична довідка. Впервые ячеистый бетон начали производить в 1924 году. В СССР пенобетон в качестве теплоизолятора был применен в Ленинграде в 1930 г.при строительстве тепловых сетей. Пенобетон. Предельная температура применения неавтоклавного, пенобетона 400°С. Пенобетонные плиты бывают: по длине 700, 750, 800, 900, 950 и 1000 мм, по ширине 500 мм и толщиной 60, 80,100 и 120 мм. Насыщенные водой плиты выдерживают 15 циклов замораживания и оттаивания без появления трещин, при этом снижение предела прочности при сжатии — не более 30 %. Неавтоклавный пенобетон и пеногипс имеют плотность от 400-600 кг/м3 и коэффициент теплопроводности 0,085-0,125 Вт/мК; автоклавный пенобетон, пеносиликат и пеномагнезит — плотность от 400-1000 кг/м3 и коэффициент теплопроводности 0,085-0,22 Вт/мК. Снижение предела прочности при сжатии после 15-кратного замораживания и оттаивания должно составлять для пенобетона, пеносиликата и пеномагнезита не более 30 %, для пеногипса — 50 %. Термоизоляционные ячеистые бетоны применяются для теплоизоляции, конструктивные — для элементов конструкций, выполняющих одновременно теплоизоляционные и несущие функции. Газобетон. Бывает автоклавный и неавтоклавный. Автоклавный газобетон бывает теплоизоляционный и конструктивный. Теплоизоляционный газобетон плотностью до 600 кг/м3 имеет одинаковые показатели с пенобетоном. В качестве послесловия. Не секрет, что все новое — это хорошо забытое старое. Ячеистые бетоны позволяют решить проблему строительства дешевого, энергосберегающего и комфортабельного жилья, так как их можно использовать для возведения основных конструктивных элементов зданий: наружных и внутренних стен, перегородок, перекрытий. Тем более что в Украине осталась крупная производственная база, которая насчитывает порядка 11 заводов по выпуску ячеистых бетонов с общей мощностью в 1,5 млн куб. м в рік. Стоит над этим задуматься. Использованная литература: справочник. Современные строительные товары. Л. М. Факторович. Теплоизоляционные материалы и конструкции.
ДЖЕРЕЛО: Ватерпас