Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

Будівельні матеріали


Книги з будівництва та ремонту

 

ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНІ ТА АКУСТИЧНІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ

Будова і властивості теплоізоляційних матеріалів

 

 

З усіх середовищ, не рахуючи безповітряного простору, самої малою теплопровідністю володіє повітря, особливо коли він укладений в порах матеріалу, тобто малорухливий [0,023 Вт/(м-°С)]. Якщо великі пори і тим більше сполучені між собою і зовнішнім середовищем, то відбувається конвекційне пересування повітря і теплопровідність матеріалу збільшується. Тому матеріали для теплової ізоляції виготовляють высокопористыми і по можливості дрібнопористими, а отже, і легкими. При цьому межпоровое простір, займане твердим речовиною («каркас»), прагнуть створювати з речовин, мають аморфне, а не кристалічну будову, так як матеріали стеклообразного будови менш теплопровідні, ніж кристалічного. Зазвичай пористість теплоізоляційних матеріалів понад 50 %, а деякі найбільш ефективні теплоізоляційні матеріали, наприклад комірчасті пластмаси, як би побудовані з повітря (пори займають 90...98 %, а стінки пор - всього лише 2...10 % від загального обсягу). Теплоізоляційні матеріали можуть мати пористу, зернисте, волокнисту і пластинчасте будова. Необхідну пористість створюють різними технологічними прийомами.

Для матеріалів пористого будови характерні однорідні і рівномірно розподілені пори, форма яких близька до сферичної. Для отримання матеріалів пористого будови (ніздрюваті бетони, піноскло, газонаповнені пластмаси тощо) використовують способи газовиділення і піноутворення.

 Зернисте будову мають сипучі матеріали. Пористість сипучої маси залежить від її зернового складу. Чим однорідніше за формою і розмірами зерна, тим більше просвіти між ними і тим вище пористість матеріалу в насипному вигляді. При виготовленні сипучих порошкоподібних теплоізоляційних матеріалів застосовують механічне дроблення і помел вихідної сировини, отримуючи продукт з приблизно однаковим розміром зерен.

Волокнисту будову притаманне матеріалів з мінерального або органічного волокна (азбесту, мінеральної та скляної вати, рослинних волокон та ін). Основним способом отримання високопористого будови для таких матеріалів є створення волокнистого каркаса з тонкими повітряними прошарками, що розділяють волокна.

 

 

Органічні волокна отримують механічним розщеплення деревини або іншої рослинної сировини. Мінеральне волокно отримують шляхом розплавлення неорганічного сировини з подальшим перетворенням розплаву в волокна.

 Пластинчасте будова характерно для матеріалів, містять у своєму складі листочки слюди, які попередньо при швидкому нагріванні спучуються за рахунок відщеплення у слюди зв'язаної води (спучений вермикуліт).

Спосіб високого водозатворения іноді використовують для отримання пористої структури. У формувальну масу (наприклад, з трепелу або діатоміту) додають завідомо багато води, яка видаляється в процесі сушіння і випалу виробів, залишаючи замість себе пори. Цей спосіб поєднується з введенням вигоряючих добавок при виробництві теплоізоляційних керамічних виробів.

 Пористість визначає основні властивості теплоізоляційних матеріалів: щільність, теплопровідність, міцність, газопроникність та ін Важливе значення має рівномірне розподілення повітряних пор у матеріалі і характер пір, а також хімічний склад і молекулярне будова каркаса і умови застосування теплоізоляційного матеріалу.

Теплопровідність є головною характеристикою теплозахисних властивостей матеріалу. На практиці зручно судити про теплопровідності по щільності сухого матеріалу. Однак ця залежність (11.1) наближена, оскільки не враховує вплив хімічного складу та молекулярної будови матеріалу і характер пористості. При однаковому або близькому хімічному складі теплопровідність матеріалів, що мають кристалічну будову, вище, ніж матеріалів аморфного і змішаного будови.

При однаковій пористості більш високими теплоизоляцио іншими властивості мають матеріали, що мають дрібні замкнуті пори внаслідок зменшення передачі теплоти конвекцією та випромінюванням. Особливо це необхідно враховувати при виборі матеріалів для високотемпературної ізоляції. Це важливо і тому, що теплопровідність зростає з підвищенням середньої температури, при якій відбувається передача теплоти від однієї поверхні огорожі до іншої. Зміна теплопровідності при зміні температури в різних матеріалів відбувається з різною швидкістю. У розрахунках теплової ізоляції завжди треба враховувати її значення, відповідне даній робочій температурі.

Зволоження і тим більше замерзання води в порах матеріалу веде до різкого збільшення теплопровідності, оскільки теплопровідність води [0,58 Вт/(м-°С)] приблизно в 25, а льоду [2,32 Вт/(м-°С)] в 100 разів більше, ніж повітря. Тому теплоізоляційні матеріали необхідно оберігати від зволоження.

Теплопровідність матеріалів з волокнистим і шаруватим будовою залежить від напрямку потоку теплоти. Наприклад, для дерева теплопровідність вздовж волокон приблизно в 2 рази вище, ніж теплопровідність поперек волокон.

 Міцність теплоізоляційних матеріалів внаслідок їх пористого будови відносно невелика. Межа міцності при стисненні зазвичай коливається від 0,2 до 2,5 МПа. Матеріали, у яких міцність при стисненні вище 5 МПа, називають теплоізоляційно-конструктивними і використовують для несучих огороджувальних конструкцій. Для ряду теплоізоляційних виробів основний характеристикою є межа міцності при вигині (плити, шкаралупи, сегменти) або при розтягуванні (мати, повсть, азбестовий картон тощо). У всіх випадках потрібно, щоб міцність теплоізоляційного матеріалу була достатній для його збереження при транспортуванні, складуванні, монтажі і роботі в конкретних експлуатаційних умовах.

 Температуростійкість оцінюють граничної температурою застосування теплоізоляційного матеріалу. Вище цієї температури матеріал змінює свою структуру, втрачає механічну міцність і руйнується, а-органічні матеріали можуть загорятися. Граничну температуру застосування теплоізоляційних матеріалів встановлюють у цілях заходи) дещо нижче значення температуростойкости і завжди указують у технічній характеристиці матеріалу.

 Теплоемлость матеріалу має істотне значення в умовах частих теплозмін, так як в цих випадках необхідно враховувати теплоту, поглинається (акумульовану) теплоізоляційним шаром. Теплоємність неорганічних матеріалів коливається від 0,67 до 1 кДж/(кг-°С). Із збільшенням вологості матеріалу його теплоємність різко зростає, так як для води при' 4 °С вона дуже висока - 4,2 кДж/(кг°З). Збільшення теплоємності спостерігається і при підвищенні температури.

 Хімічну та біологічну стійкість теплоізоляції підвищують, застосовуючи різні захисні покриття. Високопористих будова теплоізоляційних матеріалів сприяє прониканню в них рідин, га-клич парів, що знаходяться в навколишньому середовищі, які, взаємодіючи з матеріалом, руйнують його. Органічні теплоізоляційні матеріали або містять у своєму складі органічні зв'язувальні речовини '(крохмаль, клей тощо) повинні володіти біологічною стійкістю. Так як життєдіяльність різних мікроорганізмів можлива у вологому середовищі, основною умовою підвищення біостійкості теплоізоляційних матеріалів є усунення причин, викликають їх зволоження, а також обробка матеріалів антисептиками.

Теплоізоляційні матеріали і вироби, що використовуються у конструкціях стін будівель і холодильників, а в процесі експлуатації можуть піддаватися поперемінному заморожуванню і відтаванню. В цьому випадку до них пред'являють вимоги по морозостійкості такі ж, як до стінових матеріалів.

 

Зміст книги: «Будматеріали»

 

Дивіться також:

 

  Довідник домашнього майстра Будинок своїми руками Будівництво будинку Домашньому майстрові Гідроізоляція

 

Будівельні матеріали

 

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

А. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Б. ВЛАСТИВОСТІ ВІДНОШЕННЮ ДО ДІЇ ВОДИ І РОЗЧИНІВ

Ст. ВЛАСТИВОСТІ ПО ВІДНОШЕННЮ ДО ДІЇ ТЕПЛА

Р. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

ПРИРОДНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ

Б. ПОРОДОУТВОРЮЮЧІ МІНЕРАЛИ

Ст. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З ВИВЕРЖЕНИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Р. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З ОСАДОВИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Д. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З МЕТАМОРФІЧНИХ ПОРІД

Тобто РОЗРОБКА РОДОВИЩ І ОБРОБКА КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ

3. ВИДИ ПРИРОДНИХ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЇХ В БУДІВНИЦТВІ

В. ЗАХИСТ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ

К. ЗНАЧЕННЯ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ В БУДІВНИЦТВІ

 КЕРАМІЧНІ ВИРОБИ

Б. СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Ст. ГЛАЗУРІ І АНГОБИ

Р. КЛАСИФІКАЦІЯ КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Д. ВИРОБНИЦТВО, ВЛАСТИВОСТІ І ЗАСТОСУВАННЯ КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Е. ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНИХ БУДІВЕЛЬНИХ ВИРОБІ

В'ЯЖУЧІ. КЛАСИФІКАЦІЯ В'ЯЖУЧИХ РЕЧОВИН

А. ПОВІТРЯНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

Б. ГІДРАВЛІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

БЕТОНИ

БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ

 ЗАЛІЗОБЕТОННІ ВИРОБИ

Б. ВИРОБНИЦТВО ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ВИРОБІВ

  ШТУЧНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ І ВИРОБИ НА ОСНОВІ НЕОРГАНІЧНИХ (МІНЕРАЛЬНИХ) В'ЯЖУЧИХ

Б. ВИРОБИ НА ОСНОВІ ВАПНА

Ст. І МАТЕРІАЛИ ВИРОБИ НА МАГНЕЗІАЛЬНИХ В'ЯЖУЧИХ

 МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ З МІНЕРАЛЬНИХ РОЗПЛАВІВ

 ЛІСОВІ МАТЕРІАЛИ

Б. ФІЗИЧНІ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДЕРЕВИНИ

Ст. ВАДИ ДЕРЕВИНИ

ффф