Строительство. Стройматериалы

Строительные материалы и изделия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Основные положительные свойства неорганических теплоизоляционных материалов - огнестойкость и биостойкость -сочетаются с высокими теплоизоляционными качествами. Из неорганических теплоизоляционных материалов наиболее распространены минеральная вата и изделия из нее, стеклянная вата, ячеистые бетоны, пеностекло, вспученный перлит.

Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимают первое место среди всех теплоизоляционных материалов благодаря хорошим теплоизоляционным свойствам, неограниченной сырьевой базе и относительной простоте производства.

Минеральная вата - это материал, который состоит из тонких стекловидных волокон, получаемых из расплавленных горных пород (базальтов, габбро, диабазов, доломитов и других - каменная вата) или металлургических шлаков - шлаковая вата. Теплоизоляционные свойства минеральной ваты обусловлены высоким содержанием воздуха между волокнами (до 95 %).

Производство минеральной ваты состоит из двух основных технологических процессов: получения силикатного расплава и превращения этого расплава в волокна диаметром 1...12 мкм.

В большинстве случаев силикатный расплав изготовляют в вагранках - шахтных плавильных печах, в которые минеральное сырье и топливо (кокс) загружают поочередно. Расплав с температурой 1300... 1400 °С непрерывно выпускают из нижней части печи.

Существуют три способа превращения расплава в минеральное волокно: дутьевой, центробежный и комбинированный.

Сущность дутьевого способа заключается в том, что на струю жидкого расплава, вытекающего из летки вагранки, воздействует струя водяного пара или газового потока. Центробежный способ основан на использовании центробежной силы вращающихся валков или дисков для превращения струи расплава в тончайшие минеральные волокна толщиной 2...7 мкм и длиной 2...40 мм.

Комбинированный способ представляет собой сочетание двух предыдущих и позволяет получать наиболее качественную вату диаметром до 1 мкм и без корольков (неволокнистых включений). Полученные волокна осаждаются в камере волокноосаждения на движущуюся ленту.

Выпускают вату в виде бесформенной волокнистой массы желтовато-серого или зеленовато-серого цвета. По плотности ее подразделяют на марки 80 и 100. Теплостойкость минеральной ваты в зависимости от исходного сырья достигает 700... 1000 °С. Она трудоемка в применении и склонна к слеживанию, поэтому из нее в основном выпускают готовые изделия.

Минераловатные изделия получают путем склеивания волокон различными связующими (синтетическими смолами, битумом, крахмалом) или, реже, прошивкой минеральной ваты, покрытой с двух или одной стороны бумагой (сеткой или тканью). Выпускают гибкие, полужесткие, жесткие и твердые минераловатные изделия. К гибким изделиям относят минеральный войлок, прошивные маты и теплоизоляционный шнур.

Минеральный войлок получают путем уплотнения минеральной ваты, смоченной битумной эмульсией или синтетической смолой. Он бывает марок от 100 до 200 в виде рулонов или листов толщиной 30.. .60 мм.

Минераловатные прошивные маты - полотнища из минеральной ваты с обкладками с одной или двух сторон, прошитые проволокой или нитью. Выпускаются длиной 1000...2500 мм, шириной 500...2500 мм, толщиной 40... 120 мм, плотностью    З0...130кг/м3.

Минераловатные плиты различной жесткости производят путем пропитки минераловатного ковра синтетическим связующим и уплотнения с последующей термообработкой; плотность плит в зависимости от вида изделий составляет 50...250 кг/м3.

Минеральную вату и изделия из нее применяют для утепления наружных конструкций зданий, а также для устройства звукоизолирующих слоев в перекрытиях и внутренних стенах зданий. В промышленном строительстве минеральную вату и изделия из нее, кроме того, применяют для изоляции холодильных камер, тепловых сетей (трубопроводы горячей воды, пара и т. п.), оборудования теплоэлектростанций, котельных и др.

Каменная вата на базальтовой основе ROCKWOOL производства Дании применяется для теплоизоляции коммуникаций, перекрытий, кровель, а также для утепления фасадов. Изделия из нее снижают уровень шума лучше, чем из минеральной ваты, на 20...30 %. Они устойчивы к воздействию влаги: благодаря низкому водопоглощению влага практически не изменяет характеристик изделий и не влияет на долговечность.

Стеклянная вата и изделия из нее. Стеклянная вата - материал, состоящий из беспорядочно расположенных стеклянных волокон, полученных из расплавленного сырья. Сырьем для производства стекловаты служат сырьевая шихта для варки стекла (кварцевый песок, кальцинированная сода и известняк) или стеклянный бой. Производство стеклянной ваты и изделий из нее состоит из следующих технологических процессов: варка стекломассы в ванных печах при температуре 1300... 1400 °С, изготовление стекловолокна и формование изделий.

Стеклянное волокно значительно большей длины, чем волокна минеральной ваты, и отличается большими химической стойкостью и прочностью. Плотность стеклянной ваты -75... 125 кг/м3, теплопроводность - 0,04...0,052 Вт/(м • °С), предельная температура применения стеклянной ваты составляет 450 °С. Из стекловолокна выполняют маты, плиты, полосы и другие изделия, в том числе тканые.

В Республике Беларусь находит широкое применение стекловата ISOVER производства Финляндии и России. Стекловата используется для теплоизоляции полов, стен, потолков в кирпичных, бетонных и других конструкциях, а также в качестве звукоизоляции в конструкциях с двойной стеной.

Пеностекло (ячеистое стекло) - легкий и прочный материал ячеистого строения с пористостью 80...90 %. Его получают из стеклянного боя или специально сваренного стеклогранулята с добавлением газообразователей (0,5...3 % мела или угля от массы стекла). Полученную смесь измельчают в мельнице, загружают в формы и нагревают до вспенивания, а затем быстро охлаждают. Газообразователь, разлагаясь или сгорая, выделяет газообразные продукты, вспенивающие размягченные тонкодисперсные частицы стекла, при охлаждении которых образуется пеностекло. Поры в пеностекле замкнутые, поэтому оно практически не поглощает влагу и не тонет в воде. Пеностекло хорошо обрабатывается - пилится, сверлится.

Плотность пеностекла - 200...300 кг/м3; прочность при сжатии - 3...6 МПа, теплопроводность - 0,06...0,12 Вт/(м - °С). Промышленность выпускает пеностекло в виде плит толщиной около 100 мм и размером 500x1000 мм. Применяют пеностекло для тепловой изоляции при возведении гидротехнических сооружений, машинных отделений судов, наружных стен и покрытий гражданских и промышленных зданий.

Теплоизоляционные плиты из ячеистого бетона производят по технологии, изложенной в 8.2. Они выпускаются следующих марок по плотности: 250; 300; 350 и 400; теплопроводность - 0,07...0,11 Вт/(м • °С); прочность при сжатии - от 0,6 до 2 МПа. Плиты имеют размеры (мм): длина от- 500 до 1000, ширина - от 400 до 600 и толщина - от 80 до 240.

Плиты из ячеистого бетона применяют для утепления стен из мелкоштучных материалов, кровли, изготовления перегородок и теплоизоляции оборудования с температурой до 400 °С.

Вспученный перлит получают обжигом природных вулканических стекол - перлита, обсидиана, витрофира. Исходную породу дробят до заданных размеров, подсушивают в сушильном барабане, а затем обжигают в печи при температуре 900... 1200 °С. Вспучивание зерен происходит за счет интенсивного удаления химически связанной воды (в виде пара) в момент перехода перлита в пиропластическое состояние. Перлит является стеклом и при нагреве размягчается.

Частицы сыпучих материалов светлые, часто белые. Пористость перлитового песка - свыше 90 %, средняя плотность -75...500 кг/м3. Теплопроводность перлитового песка зависит от его средней плотности и составляет 0,047...0,093 Вт/(м • °С). Вспученный перлит легко впитывает воду и медленно ее отдает. Водопоглощение перлита очень высокое и возрастает с уменьшением его частиц: для зерен крупнее 2 мм - 300 % по массе, 0,25...0,5 мм - более 800 % по массе.

Песок применяют для устройства теплоизоляционных засыпок, а также в составе изделий - битумоперлита, цементоперлита, пластоперлита, керамоперлита и других, перлитовый щебень - для изготовления легкого бетона. Температура применения засыпок из вспученного перлита - (-200.. .+800) °С.