Виды и свойства теплоизоляционных материалов

Лабораторная работа

«СОВРЕМЕННЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

Цель работы: изучить основные виды теплоизоляционных материалов, их свойства и правила правильного выбора и использования.

Оборудование и материалы: образцы различных теплоизоляционных материалов и стенд в аудитории 3-71.

Виды и свойства теплоизоляционных материалов

Наиболее действенным способом повышения энергоэффективности зда­ний и инженерных сооружений является применение современных конст­рук­ционных решений с использованием теплоизоляционных материалов.

При относительно небольших материальных вложениях, применение тепло­изоля­ционной продукции позволяет существенно повысить уровень ком­фортно­сти, тепло- и звукоизоляцию жилых и производственных зданий. Кроме того, это позволяет сократить эксплуатационные расходы, то есть до­биться весо­мой экономии топливных ресурсов.

Круг задач, для решения которых используются теплоизоляционные мате­риалы, весьма широк. Это утепление фасадов, кровельных конструкций, по­лов и подвалов зданий, различных видов коммуникаций и трубопроводов.

Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строитель­стве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляцион­ные материалы характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью (не более 600 кг/м³) и низкой теплопроводностью - не более 0,18 Вт/(м·°С).

По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки:

¨ 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

В зависимости от жесткости (относительной деформации) выде­ляют материалы:

¨ мягкие (М) - минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и ба­зальтового волокна,

¨ полужесткие (П) - плиты из стекловолокна на синтетическом связую­щем и др.,

¨ жесткие (Ж) - плиты из минеральной ваты на синтетическом связую­щем,

¨ повышенной жесткости (ПЖ),

¨ твердые (Т).

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы:

¨ А - низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м·°С),

¨ Б - средней теплопроводности - от 006 до 0,115 Вт/(м·°С),

¨ В - повышенной теплопроводности - от 0,115 до 0,175 Вт/(м·°С).

По назначению теплоизоляционные материалы бывают:

¨ теплоизоляционно-строительные (для утепления строительных конст-рук­ций)

¨ теплоизоляционно-монтажные (для тепловой изоляции промышлен­ного оборудования и трубопроводов).

Использование теплоизоляционных материалов позволяет умень­шить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой порис­тости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и тепло­проводности.

Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделя­ются на неорганические, изготовляемые на основе различных видов мине­рального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста), органические, сырьем для производства которых служат природные органические материа­лы (торфяные, древесноволокнистые) и материалы из пластических масс.

По форме и внешнему виду бывают теплоизоляционные материалы6

- штучные жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры);

- гибкие (маты, шнуры, жгуты);

- рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, верми­кулит).

По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волок­нистые (минераловатные, стекловолокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).

По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

В зависимости от жесткости (относительной деформации) выделяют материалы мягкие (М) - минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, полужесткие (П) - плиты из стеклово­локна на синте­тическом связующем и другом, жесткие (Ж) - плиты из минераль­ной ваты на синтетическом связующем, повышенной жесткости (ПЖ), твер­дые (Т).

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы: А - низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м·°С), Б - средней тепло­проводности - от 006 до 0,115 Вт/(м·°С), В - повышенной теплопроводности - от 0,115 до 0,175 Вт/(м·°С).

По назначению теплоизоляционные материалы бывают теплоизоляци­онно-строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизо­ляционно-монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).

Теплоизоляционные материалы должны быть биостой к ими, то есть не подвергаться загниванию и порче насекомыми и грызунами, сухими, с малой гигроскопичностью так как при увлажнении их теплопроводность значи­тельно повышается, химически стойкими, а также обладать тепло и огне­стойкостью.

Такие факторы эксплуатации строительных и инженерных конструк­ций, как температурный и влажностный режим, наличие нагрузок, деформа­ционных воздействий, агрессивных химических агентов предъявляют разные требования к теплоизоляционным материалам. В соответствии с этими тре­бованиями и осуществляется выбор типа материала.

По структуре твердой основы теплоизоляционные материалы можно четко разделить на ячеистые (по сути своей – твердые пены) и волокнистые (природным прототипом которых является дерево или хлопок). В современ­ном строительстве используется широкий спектр теплоизоляционных мате­риалов как на ячеистой, так и на волокнистой основе.

В ячеистых (вспененных) материалах могут использоваться как мине­ральные компоненты, так и органические полимеры. Здесь наибольшее рас­простране­ние получили теплоизоляционные материалы на основе пенополи­стирола (вспененного или экструдированного), пенополиуретана и вспенен­ных кау­чуков, пено-, газо- и ячеистых бетонов.

В волокнистых материалах, как правило, используется твердая основа минерального происхождения. Это могут быть базальтовые горные породы, доменные шлаки или стекло.

Рассмотрим важнейшие особенности и области применения наиболее распространенных и популярных теплоизоляционных материалов.