Содержание
- 2. Теплоизоляционные материалы и изделия подразделяются на следующие группы: 1) по виду исходного сырья: а) неорганические б)
- 3. 2) по структуре, форме и внешнему виду но органические штучные волокнистые изделия (плиты древесно-стружечные, фибролитовые и
- 4. по сжимаемости мягкие М — относительная деформация свыше 30 % полужесткие ПЖ — соответственно 6—30 %
- 5. 1. Строение и теплофизические свойства Теплоизоляционные материалы имеют высокопористое строение, они создаются из веществ, имеющих аморфную
- 6. Теплопроводность воздушных слоев значительно возрастает при увеличении их толщины. Теплота через воздушный слой передается теплопроводностью λт,
- 7. Тепловое излучение обусловлено переносом теплоты в виде электромагнитных волн — тепловых инфракрасных лучей с длиной волны
- 8. Физические процессы, обусловливающие связь строения и теплопроводности материала, побуждают создавать поры в виде мелких ячеек либо
- 9. Важное значение имеют равномерное распределение воздушных пор в материале и характер пор. Желательно создавать мелкие, равномерно
- 10. Теплопроводность материала λ связана с его температуропроводностью а, теплоемкостью с и плотностью ρт следующим отношением: λ
- 11. Плотность материала особо легкие (ОЛ) легкие (Л) тяжелые (Т) 150 600 500 450 400 100 75
- 12. Способ пенообразования использует поверхностно-активные вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела жидкая фаза — воздух и понижать
- 13. Рис. 1. Зависимость теплопроводности теплоизоляционных материалов неорганических (1) и органических (2) от плотности
- 14. По теплопроводности теплоизоляционные материалы делят на три класса: класс А -малотеплопроводные [до 0,058 Вт/(м°С)]; класс Б
- 15. Установить общую математическую зависимость между теплопроводностью материала и его влажностью не представляется возможным, так как сказывается
- 16. Теплоизоляция тепловых агрегатов и теплопроводов работает при повышенных температурах. Теплопроводность λt при средней температуре материала t
- 17. Прочность теплоизоляционных материалов при сжатии сравнительно невелика—0,2—2,5 МПа. Показателем стабильности качества является предел прочности при сжатии
- 18. Водопоглощение не только ухудшает теплоизоляционные свойства материала, но и понижает его прочность и долговечность. Материалы с
- 19. Морозостойкость должна учитываться как важное свойство утеплителя наружных ограждающих конструкций зданий и холодильников; оценивается числом циклов
- 20. Возгораемость (горючесть) - способность теплоизоляционного материала выдерживать в течение определенного времени действие высокой температуры и открытого
- 21. § 3. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ 1. Неорганические теплоизоляционные изделия Минеральная вата состоит из тонких
- 22. Рис. 2. Схемы получения минерального волокна и изделий из него а - дутьевой способ: 1 -
- 23. Минераловатные твердые плиты на синтетическом связующем (фенолоспирте, растворе или дисперсии карбамидного полимера и др.). По технологии,
- 24. Минераловатные жесткие плиты, скорлупы и сегменты выпускают с синтетическим, битумным и неорганическим связующим (цементом, глиной, жидким
- 25. ТАБЛИЦА 1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЖЕСТКИХ ИЗДЕЛИИ
- 26. Керамические теплоизоляционные изделия изготовляют путем формования, сушки и обжига; по сравнению с другими теплоизоляционными материалами они
- 27. Вулканитовые изделия изготовляют из смеси молото го диатомита или трепела (около 60%), воздушной из вести (20%)
- 28. Теплоизоляционные цементные ячеистые бетоны (газо- и пенобетоны) имеют плотность не более 500 кг/м3. Ячеистые бетоны применяют
- 29. Ячеистое стекло имеет специфическое строение. В материале стенок крупных пор содержатся мельчайшие микропоры. Двоякий характер пористости
- 30. Развивается производство индустриальных перлитовых изделий с разнообразными свойствами. Безобжиговые перлитовые изделия получают из пористого перлитового песка,
- 31. 2. Неорганические рыхлые материалы Неорганические рыхлые материалы для мастичной теплоизоляции изготовляют из смеси волокнистых материалов (асбеста,
- 33. Скачать презентацию
Теплоизоляционные материалы и изделия подразделяются на следующие группы:
1) по виду
Теплоизоляционные материалы и изделия подразделяются на следующие группы:
1) по виду
а) неорганические
б) органические
2) по структуре, форме и внешнему виду
а) штучные волокнистые изделия (минераловат-ные, стекловатные плиты и т. п.) органические,
штучные ячеистые изделия (из ячеистых бетонов, пеностекла и т. п.)
рулонные и шнуровые материалы (маты, шнуры, жгуты и т. п.)
рыхлые волокнистые материалы (минераловат-ная смесь и др.)(маты, шнуры, жгуты и т.п.)
неорганические
2) по структуре, форме и внешнему виду
но
органические
штучные волокнистые изделия (плиты древесно-стружечные,
2) по структуре, форме и внешнему виду
но
органические
штучные волокнистые изделия (плиты древесно-стружечные,
штучные ячеистые изделия (ячеистые пластмассы)
по сжимаемости
мягкие М — относительная деформация свыше 30 %
полужесткие ПЖ —
по сжимаемости
мягкие М — относительная деформация свыше 30 %
полужесткие ПЖ —
жесткие Ж — не более 6 % (при удельной нагрузке 2000 Па)
повышенной жесткости — до 10% (при удельной нагрузке 4000 Па)
твердые —до 10% (при удельной нагрузке 10 кПа).
1. Строение и теплофизические свойства
Теплоизоляционные материалы имеют высокопористое строение, они создаются
1. Строение и теплофизические свойства
Теплоизоляционные материалы имеют высокопористое строение, они создаются
Теплопроводность воздушных слоев значительно возрастает при увеличении их толщины. Теплота через
Теплопроводность воздушных слоев значительно возрастает при увеличении их толщины. Теплота через
λэ= λт + λк+λи.
Тепловое излучение обусловлено переносом теплоты в виде электромагнитных волн — тепловых
Тепловое излучение обусловлено переносом теплоты в виде электромагнитных волн — тепловых
Количество теплоты, излучаемое единицей поверхности тела в единицу времени Qи, зависит от способности материала излучать теплоту и резко возрастает с повышением температуры в соответствии с законом Стефана-Больцмана:
где С — коэффициент излучения 1 м2 поверхности, Вт/(м2·К4), отнесенный к 100 абс. град; Т — абсолютная температура.
Наибольший коэффициент излучения имеет абсолютно черное тело: С0 = 5,76. Строительные материалы обладают меньшей излучающей способностью: бетон—3,61, дерево—4,6 (в среднем), алюминиевая фольга—1,1; коэффициент излучения полированной поверхности серебра— наименьший; С=0,15 Вт/(м2·К4).
Как видно из приведенной формулы, теплопередача лучеиспусканием может существенно увеличить общую теплопередачу в изоляции энергетического и промышленного оборудования, а при теплоизоляции обычных строительных конструкций, эксплуатируемых при температуре до 100°С, влияние излучения невелико.
Физические процессы, обусловливающие связь строения и теплопроводности материала, побуждают создавать поры
Физические процессы, обусловливающие связь строения и теплопроводности материала, побуждают создавать поры
Способ газообразования широко применяется как способ вспучивания исходной массы при получении неорганических и органических теплоизоляционных материалов. Этот способ основан на выделении газообразных продуктов в объеме материала, находящегося в пластично-вязком или пиропластическом состоянии. Газообразователи обычно вводят в исходную массу (алюминиевую пудру при изготовлении газобетона, органические порофоры в технологии поропластов). Однако роль газообразователя может играть гидратная вода, являющаяся составной частью сырья и выделяющаяся при термической обработке перлита и вермикулита.
Важное значение имеют равномерное распределение воздушных пор в материале и характер
Важное значение имеют равномерное распределение воздушных пор в материале и характер
Теплопроводность материала λ связана с его температуропроводностью а, теплоемкостью с и
Теплопроводность материала λ связана с его температуропроводностью а, теплоемкостью с и
λ = асρт.
Плотность материала
особо легкие (ОЛ)
легкие (Л)
тяжелые (Т)
150
600
500
450
400
100
75
50
35
25
15
125
175
200
250
300
Плотность материала
особо легкие (ОЛ)
легкие (Л)
тяжелые (Т)
150
600
500
450
400
100
75
50
35
25
15
125
175
200
250
300
Способ пенообразования использует поверхностно-активные вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела жидкая
Способ пенообразования использует поверхностно-активные вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела жидкая
Способ высокого водозатворения состоит в применении большого количества воды при получении формовочных масс (например, из трепела, диатомита); последующее испарение воды при сушке и обжиге отформованных изделий способствует образованию воздушных пор. Этот способ часто сочетается с введением выгорающих добавок (древесных опилок, измельченного низкосортного каменного угля, торфяной крошки и др.).
Создание волокнистого каркаса — основной способ образования пористости волокнистых материалов (минеральной ваты, фибролита и т. п.). Высокопористое строение закрепляется, главным образом, путем тепловой обработки изделий, которая осуществляется в различных видах —путем обычного пропаривания или автоклавной обработки, сушки, обжига.
Рис. 1. Зависимость теплопроводности теплоизоляционных материалов неорганических (1) и органических (2)
Рис. 1. Зависимость теплопроводности теплоизоляционных материалов неорганических (1) и органических (2)
По теплопроводности теплоизоляционные материалы делят на три класса:
класс А -малотеплопроводные
По теплопроводности теплоизоляционные материалы делят на три класса:
класс А -малотеплопроводные
класс Б - среднетеплопроводные [0,058—0,116 Вт/(м°С)] и
класс В - повышенной теплопроводности [не более 0,18 Вт/(м°С)]. Теплопроводность пористых материалов резко возрастает при увлажнении, так как теплопроводность воды, равная 0,58 Вт/ /(м°С)], в 25 раз больше теплопроводности воздуха.
Установить общую математическую зависимость между теплопроводностью материала и его влажностью не
Установить общую математическую зависимость между теплопроводностью материала и его влажностью не
λw = λс + δ W0 ,
где λс —теплопроводность сухого материала; δ — приращение теплопроводности на 1 % объемной влажности, которое составляет: для неорганических материалов при положительной температуре 0,002 Вт/(м°С), при отрицательной температуре 0,004 Вт/(м°С); для органических — соответственно 0,003 и 0,004 Вт/(м°С).
Замерзание воды в порах материала и образование льда увеличивают λw, так как теплопроводность льда равна 2,32 Вт/(м°С), т. е. в 4 раза больше теплопроводности воды.
Теплоизоляция тепловых агрегатов и теплопроводов работает при повышенных температурах.
Теплопроводность λt при
Теплоизоляция тепловых агрегатов и теплопроводов работает при повышенных температурах.
Теплопроводность λt при
λt = λс (1+ β t).
При температуре более 100°С теплопроводность материалов возрастает с разной скоростью, поэтому и температурный коэффициент β будет различный. Расчетные значения теплопроводности материала принимают по СНиП II-3-79* («Нормы проектирования. Строительная теплотехника»). Теплопроводность некоторых материалов (магнезитовых огнеупоров, металлов) уменьшается при повышении температуры и, следовательно, температурная поправка имеет отрицательный знак.
Прочность теплоизоляционных материалов при сжатии сравнительно невелика—0,2—2,5 МПа. Показателем стабильности качества
Прочность теплоизоляционных материалов при сжатии сравнительно невелика—0,2—2,5 МПа. Показателем стабильности качества
Прочность материала должна быть такова, чтобы обеспечивалась его сохранность при перевозке, складировании, монтаже и, конечно, в эксплуатационных условиях.
Деформативные свойства характеризуются сжимаемостью в воздушно-влажной среде, упругостью (в виде относительной деформации, %) и гибкостью.
Водопоглощение не только ухудшает теплоизоляционные свойства материала, но и понижает его
Водопоглощение не только ухудшает теплоизоляционные свойства материала, но и понижает его
Химическая и биологическая стойкость. Большая пористость теплоизоляционных материалов благоприятствует прониканию в них влаги, агрессивных газов и паров, находящихся в окружающей среде. Стойкость теплоизоляции повышают, применяя защитные покрытия. Органические теплоизоляционные материалы и связующие (клей, крахмал) должны обладать биологической стойкостью, т. е. сопротивляться действию микроорганизмов, домовых грибов, насекомых (муравьев, термитов).
Морозостойкость должна учитываться как важное свойство утеплителя наружных ограждающих конструкций зданий
Морозостойкость должна учитываться как важное свойство утеплителя наружных ограждающих конструкций зданий
Газо- и паропроницаемость учитывают при применении в ограждающих конструкциях. Она может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Например, желательно, чтобы теплоизоляция не препятствовала воздухообмену жилых помещений с окружающей средой через наружные стены зданий. Однако теплоизоляцию стен влажных производственных помещений нередко защищают от увлажнения с помощью надежной гидроизоляции, устраиваемой с «теплой» стороны.
Возгораемость (горючесть) - способность теплоизоляционного материала выдерживать в течение определенного времени
Возгораемость (горючесть) - способность теплоизоляционного материала выдерживать в течение определенного времени
Предельная температура применения (Та) является основной характеристикой (вместе с теплопроводностью) качества высокотемпературной изоляции промышленных печей и энергетического оборудования ТЭС и АЭС. Это свойство зависит от состава и структуры материала: керамические волокна выдерживают действие температуры до 1100 - 1300 °С, трепельный кирпич - 900 °С, ячеистый бетон и пеностекло - 400 °С. Органическая теплоизоляция применяется при температуре до 60 - 100°С.
Термическая стойкость - свойство материала выдерживать без разрушения определенное число циклов резкого охлаждения и нагревания (при работе технологического и энергетического оборудования). Она зависит не только от состава и пористости теплоизоляции, но и от однородности материала.
Огнеупорность — свойство изделия противостоять длительному воздействию высокой температуры без существенного изменения прочности, формы и размеров. Это — важное свойство высокотемпературной теплоизоляции и легковесных огнеупоров.
§ 3. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
1. Неорганические теплоизоляционные изделия
Минеральная вата
§ 3. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
1. Неорганические теплоизоляционные изделия
Минеральная вата
Рис. 2. Схемы получения минерального волокна и изделий из него
а -
Рис. 2. Схемы получения минерального волокна и изделий из него
а -
Минераловатные твердые плиты на синтетическом связующем (фенолоспирте, растворе или дисперсии карбамидного
Минераловатные твердые плиты на синтетическом связующем (фенолоспирте, растворе или дисперсии карбамидного
По другой технологии минераловатный ковер, пропитанный связующим, по выходе из камеры волокноосаждения разрезается на заготовки и на металлических поддонax поступает на гидравлические многополочные прессы для прессования. Получают твердые плиты плотностью 300—500 кг/м3 и высокой прочностью на изгиб - 0,4-1,2 МПа.
При утеплении бесчердачных кровель твердыми минераловатными плитами гидроизоляционный слой устраивают, наклеивая рулонный гидроизоляционный матери ал непосредственно на эти плиты. При жестких же плитах требуется устройство стяжки из цементного или асфальтового раствора между плитой и гидроизоляцией.
Минераловатные жесткие плиты, скорлупы и сегменты выпускают с синтетическим, битумным и
Минераловатные полужесткие и мягкие плиты изготовляют с синтетическим, битумным и крахмальным связующим. Изделия (плиты, цилиндры, сегменты, маты) с синтетическим связующим имеют меньшую плотность, более прочны и привлекательны на вид по сравнению с изделиями на битумном связующем. Расход составляет, % по массе: фенолоспиртов 10—15, битума 9—20 в полужестких плитах и 3—5 в мягких плитах. Плотность плит 35—250 кг/м3, теплопроводность 0,041—0,07 Вт/ /(м°С).
Минераловатные маты в рулонах выпускают: с синтетическим связующим (ρm=35—75 кг/м3), прошивные с металлическими, тканевыми, бумажными обкладками, с обкладками из стеклохолста (ρт=100—200 кг/м3); из штапельного стекловолокна (ρт==25—50 кг/м3); из непрерывного стекловолокна (ρт=80—20 кг/м3); в виде холста из базальтового волокна (ρm=15—20 кг/м3).
К сыпучим материалам относят: минеральную вату гранулированную и минеральную смесь с неорганическим вяжущим для мастичной теплоизоляции.
ТАБЛИЦА 1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЖЕСТКИХ ИЗДЕЛИИ
ТАБЛИЦА 1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЖЕСТКИХ ИЗДЕЛИИ
Керамические теплоизоляционные изделия изготовляют путем формования, сушки и обжига; по сравнению
Керамические теплоизоляционные изделия изготовляют путем формования, сушки и обжига; по сравнению
Теплоизоляционные легкие бетоны (плотного строения и крупнопористые) изготовляют из пористого заполнителя — вспученного перлита, легкого керамзита или вермикулита и минерального (реже органического) вяжущего.
Вулканитовые изделия изготовляют из смеси молото го диатомита или трепела (около
Вулканитовые изделия изготовляют из смеси молото го диатомита или трепела (около
Совелит — наиболее распространенный асбестомагне-зиальный материал. Сырьем для производства совелита служат доломит CaC03·MgC03 и 15 % асбеста. Доломит подвергают сложной переработке, которая включает об-жиг, гашение обожженного доломита, карбонизацию полученного доломитового молока с использованием газов, содержащих С02. Конечным продуктом химической пе-реработки доломита является четырехводный основный карбонат магния MgC03·Mg(OH)2·4H20, который вместе с осажденным СаС03 составляет основу совелита. Тепловая обработка совелитовых изделий состоит из двух стадий: сушки и прокаливания, имеющего целью декарбонизацию магнезиальной составляющей. Благодаря прокаливанию снижается плотность и теплопроводность, а температуростойкость повышается. Совелит применяют для изоляции промышленного оборудования при температуре до 500 °С.
Теплоизоляционные цементные ячеистые бетоны (газо- и пенобетоны) имеют плотность не более
Теплоизоляционные цементные ячеистые бетоны (газо- и пенобетоны) имеют плотность не более
Ячеистое стекло (пеностекло) вырабатывают из стекольного боя, либо используют те же сырьевые материалы, что и для производства других видов стекла: кварцевый песок, известняк, соду и сульфат натрия. Могут использоваться горные породы: трахиты, сиениты, нефелины, обсидианы. При спекании порошка стекольного боя с газообразователями — коксом и известняком — выделается углекислый газ, образующий поры. Газообразующими добавками, могут быть также антрацит и мел или карбиды кальция и кремния. Имеются автоматически установки для непрерывного производства ячеистого стекла. При выходе из печи от непрерывно движущегося бруса отрезаются блоки определенной длины, направляемые в печь отжига. Благодаря этому прёдотвращается возникновение внутренних напряжений, вызывающих растрескивание.
Ячеистое стекло имеет специфическое строение. В материале стенок крупных пор содержатся
Ячеистое стекло имеет специфическое строение. В материале стенок крупных пор содержатся
Крупнопористый керамзитобетон в виде плит используют для утепления ограждающих конструкций. Его плотность 400—500 кг/м3, марки по прочности на сжатие 4—10, теплопроводность 0,14—0,17 Вт/(м·°С).
Стеклопор получают путем грануляции и вспучивания жидкого стекла с минеральными добавками (мелом, молотым песком, золой ТЭС и др.). Технологический процесс включает производство гранулята —«стеклобисера» и его низкотемпературное (при 320—360 °С) вспучивание. Стеклопор выпускают трех марок: СЛ с ρт=15— 40 кг/м3, λ= 0,028—0,035 Вт/(м·°С); Л с ρт=40— 80 кг/м3, λ = 0,032—0,04 Вт/(м·°С); Т с ρт = 80— 120 кг/м3, λ = 0,038—0,05 Вт/(м·°С). Себестоимость стеклопора 6—7 руб/м3, расход жидкого стекла 22—65 кг/м3. В сочетании с различными связующими стеклопор используют для изготовления штучной, мастичной и заливочной теплоизоляции. Наиболее эффективно применение стеклопора в наполненных пенопластах, так как введение его в пенопласт позволяет снизить расход полимера и значительно повысить огнестойкость теплоизоляционных изделий.
Развивается производство индустриальных перлитовых изделий с разнообразными свойствами. Безобжиговые перлитовые изделия
Стеклоперлитовые изделия изготовляют из перлита (75%), жидкого стекла (30% по массе), применяя тепловую обработку отформованных изделий при 400 °С в сушилке. Эти изделия могут применяться при рабочей температуре до 600°С для теплоизоляции технологического и энергетического оборудования. Керамоперлитовые изделия получают из смеси пористого перлитового песка (50—60 %) и огнеупорной или бентонитовой глины (в виде шликера). После формования на прессе изделия подвергают сушке и обжигу, причем оба процесса могут быть совмещены в туннельной печи. Перлитовый огнеупорный легковес (предельная температура применения 800°С) производят из перлитового песка, используя в качестве связующего жидкое стекло с добавками буры и др.
Монтажные асбестовые материалы выпускают в виде листов и рулонов из асбестового волокна; иногда вводят наполнитель и небольшое количество склеивающих веществ (крахмала, казеина и др.), получая асбестовую бумагу, картон, шнур. Алюминиевую фольгу применяют в качестве отражательной изоляции в воздушных прослойках слоистых ограждающих конструкций зданий и для теплоизоляции промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 300 °С.
2. Неорганические рыхлые материалы
Неорганические рыхлые материалы для мастичной теплоизоляции изготовляют из
2. Неорганические рыхлые материалы
Неорганические рыхлые материалы для мастичной теплоизоляции изготовляют из
Минераловатную смесь приготовляют из минеральной ваты, асбеста, тонкодисперсной глины и портландцемента. Плотность изоляции в сухом состоянии 400 кг/м3, теплопроводность не более 0,028 Вт/(м·°С).
Асбестодиатомитовый порошок — смесь асбеста (15%) и молотого диатомита или трепела (85%), иногда с добавками других веществ (отходов асбестоцемент-ных заводов, слюды). Плотность теплоизоляции 450 — 700 кг/м3, теплопроводность 0,093—0,21 Вт/(м·°С).
Совелитовый порошок — смесь легкого основного карбоната магния и карбоната кальция с асбестом, применяемая при температурах до 500 °С. Готовая совелитовая теплоизоляция имеет плотность 450 кг/м3 и теплопроводность не более 0,098 Вт/(м·°С). Асбестомагнезиальный порошок (ньювель) приготовляют в виде смеси легкого основного карбоната магния с асбестом и применяют при температуре до 350 °С.