Физико-механические свойства

Плотность для жестких материалов – отношение массы сухого материала к его объему, а плотность волокнистого – это отношение массы сухого материала к его объему, но определенному при заданной нагрузке.

Прочность при сжатии определяется при 10% деформации. Это величина напряжения, вызывающего изменение толщины изделия на 10%. Это величина напряжения, вызывающего изменение толщины изделия на 10%.

Сжимаемость – способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Материалы по сжимаемости мягкие М: деформация свыше 30%. Полужесткие ПЖ – деформация 6-30%, жесткие – деформация не более 6%. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала при сжатии под действием удельной 0,002 МПа нагрузки.

Водопоглощение значительно ухудшает теплоизоляционные свойства и понижает прочность и долговечность. Материалы с закрытыми порами, например, пеностекло, имеют низкое водопоглощение (менее 1%). Для уменьшения водопоглощения, например, при изготовлении минераловатных изделий зачастую вводят гидрофобные добавки, которые позволяют уменьшить сорбционную влажность в процессе эксплуатации.

Газо- и паропроницаемость учитывают при применении теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях. Теплоизоляция не должна препятствовать воздухообмену жилых помещений с окружающей средой через наружные стены зданий. В случае повышенной влажности производственных помещений теплоизоляцию защищают от увлажнения с помощью надежной гидроизоляции, укладываемой с «теплой» стороны.

Химическую и биологическую стойкость теплоизоляции повышают, применяя различные защитные покрытия или обрабатывая их антисептиками. Высокопористое строение теплоизоляционных материалов способствует прониканию в них жидкостей, газов и паров, находящихся в окружающей среде. Взаимодействие их с материалом может вызвать его разрушение. Органические материалы или материалы, содержащие в своем составе органические компоненты (связующие вещества, крахмал, клей и пр.) или волокнистые наполнители (древесное волокно), должны обладать биологической стойкостью. При увлажнении таких материалов возникает опасность разрушения их грибками или микроорганизмами. Поэтому при использовании теплоизоляционных материалов в местах, которые подвержены увлажнению, в процессе эксплуатации необходимо обрабатывать их антисептиками.

27 Органические теплоизоляционные материалы и изделия производят из различного растительного сырья: отходов древесины (стружек, опилок, горбыля и др.), камыша, торфа, очёсов льна, конопли, из шерсти животных, а также на основе полимеров.
Теплоизоляционные материалы и изделия из органического сырья. Среди большого разнообразия теплоизоляционных изделий из органического сырья наибольший интерес представляют плиты древесноволокнистые, камышитовые, фибролитовые, торфяные, пробковая теплоизоляция натуральная, а также теплоизоляционные пенопласты.

Плиты древесноволокнистые применяют для тепло-, и звукоизоляции ограждающих конструкций. Изготовляют их из распушённой древесины или иных растительных волокон — неделовой древесины, отходов лесоперерабатывающей промышленности, костры, соломы, камыша, хлопчатника.

Торфяные теплоизоляционные изделия изготавливают в виде плит, скорлуп и сегментов и используют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий III класса и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре от -60 до +100°С. Сырьём для их производства служит малоразложившийся верховой торф, имеющий волокнистую структуру, что благоприятствует получению из него качественных изделий путём прессования

Фибролитовые плиты на портландцементе применяют в качестве теплоизоляционного, теплоизоляционно-конструктивного и акустического материала для стен, перегородок, перекрытий и покрытий зданий. Фибролитовые плиты получают также формованием и тепловой обработкой (или без неё) органического коротковолокнистого сырья. В качестве такого сырья может быть использована дроблёная станочная стружка или щепа, сечка соломы или камыша, опилки, костра и др.

Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия (плиты, скорлупы и сегменты) применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, холодильников и поверхностей холодильного оборудования трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей от -150 до +70°С, для изоляции корпуса кораблей. Изготавливают их путём прессования измельчённой пробковой крошки, которую получают как отход при производстве закупорочных пробок из коры пробкового дуба или так называемого бархатного дерева, растущего в Дальневосточном крае, в Амурской области и на Сахалине.

Теплоизоляционные пенопласты. Теплоизоляционные материалы на основе полимеров в виде газонаполненных пластмасс и изделий, а также минераловатных и стекловатных изделий производят на полимерном связующем. По физической структуре газонаполненные пластмассы могут быть разделены на три группы: ячеистые или пенистые (пенопласты), пористые (поропласты) и сотовые (сотопласты). Пенопласты и сотопласты на основе полимеров являются не только теплоизоляционным, но и конструктивным материалом.

28 Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает первое место среди теплоизоляционных материалов. Этому способствует наличие сырьевых ресурсов для их получения в виде горных пород (доломита, известняка, мергелей, базальта и др.), шлаков и зол; простота технологического процесса; небольшие капиталовложения при организации производства, Минеральная вата состоит из искусственных минеральных волокон. Производство ее включает две основные технологические операции — получение расплава и превращение его в тончайшие волокна. Расплав получают, как правило, в шахтных плавильных печах — вагранках или ванных печах. Превращение расплава в минеральное волокно производят дутьевым или центробежным способом. При дутьевом способе выходящий из печи расплав разбивается на мелкие капельки струей пара или воздуха, которые вдуваются в специальную камеру и в полете сильно вытягиваются, превращаясь в тонкие волокна диаметром 2...20 мкм. При центробежном способе струя жидкого расплава поступает на быстровращающийся диск центрифуги и под действием большой окружной скорости сбрасывается с него и вытягивается в волокна.

29 Органические вяжущие представляют собой твердые, вязко-пластичные или жидкие вещества, состоящие из высокомолекулярных соединений на основе углерода. Они встречаются в природе в чистом виде — природные вяжущие, или получаются простой переработкой продуктов органического происхождения — искусственные.

Сырьем для производства органических вяжущих является нефть, природные битумосодержащие породы, каменные угли, горючие сланцы, торф, древесина, а также побочные продукты промышленности.

Физико-химическая переработка такого сырья дает смолообразные остатки. В результате дополнительной переработки остатков получаются органические вяжущие вещества. По назначению органические вяжущие материалы делят на дорожные, строительные, кровельные, гидроизоляционные, специальные. По химическому составу, свойствам и виду сырья, органические вяжущие для дорожного строительства разделяют на битумы и дегти. Битумы — органические вяжущие вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов нафтенового, метанового и ароматических рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных. Дегти — органические вяжущие вещества, состоящие из высокомолекулярных ароматических углеводородов и их кислотных, сернистых и азотистых производных. Битумы по виду сырья разделяют на нефтяные, получаемые из нефти и из смолистых остатков, и природные, встречающиеся в чистом виде, которые извлекают из асфальтовых горных пород (известняки, песчаники, пески). Сланцевые битумы — продукт переработки сланцевой смолы, получаемой при сухой перегонке горючих сланцев. Дегти получают сухой деструктивной перегонкой каменного и бурого угля, древесины и торфа.

30 Битум - это твердый или смолоподобный продукт, представляющий собой сложную смесь углеводородов и их производных (в основном, соединений углеводородов с серой, кислородом и азотом). Идентификация всех составляющих битум соединений практически невозможна.

Какими свойствами обладают битумы? Битумы имеют аморфное строение и в отличие от кристаллических тел не имеют определённой температуры плавления.
Битумы - стойки к водным растворам многих кислот, щелочей, солей, но совсем не стойки к органическим растворителям (этиловый спирт, бензин, ацетон, скипидар, бензол и др.).
Битумы являются гидрофобным материалом, т.е. не смачиваются водой, имеют плотное строение, их пористость практически равна нулю, поэтому они водонепроницаемы и морозостойки. Именно эти свойства позволяют широко использовать Битумы в строительстве при устройстве кровель и гидроизоляции.