Обзор классификаций теплоизоляционных материалов

Теплоизоляция необходима для снижения энергетических потерь. Она применяются при возведении жилых и промышленных зданий, прокладывании трубопроводов и технических сооружений. Эту группу строительных материалов объединяет значительная пористость, низкая теплопередача и средняя плотность. Такая структура позволяет уменьшить эффективную толщину изолируемых конструкций и получить существенную экономию общей сметы возведения здания.

Ячеистая структура утеплителей легко поглощает звуковые волны, поэтому изоляция от шума является дополнительным плюсом установки таких материалов.

Принципы использования теплоизоляции

Размещение утеплителя должно проектироваться так, чтобы во время эксплуатации здания он не терял свои изолирующие свойства. В проектной документации прилагаются описания монтажа и защиты теплоизоляционных материалов.

Чтобы избежать конденсации влаги в многослойной конструкции, необходимо устанавливать паробарьер из диффузной мембраны около стены. Места соединения пароизоляционного полотна обязательно герметизируют фольгированным скотчем. Утеплители, на которые оказывается повышенная ветровая нагрузка, нуждаются в монтаже специального плотного защитного слоя.

Из-за поднятия уровня влажности внутри многослойной конструкции снижается качество теплоизоляции и возникает плесень и гниль. Уменьшить негативного воздействия сырости позволит гидроизоляция и использование паропроницаемых мембран.

Параметры классификации теплоизоляторов

Огромный ассортимент утеплителей позволяет подобрать материал под любые требования проектировщиков. Определится с оптимальным вариантом, позволит классификация теплоизоляционных материалов. Она выполняется по множеству признаков:

Структура утеплителя:

1. Волокнистые — минеральные изделия на основе стекла, шлака и горных пород, передача тепла осуществляется между волокнами. Чем меньше диметр волокон, тем качественней теплоизоляция.
2. Пористые (ячеистые) — материалы имеют в составе замкнутые ячейки, наполненные воздухом. К ним относятся: пенобетон, пенополистирол, пеностекло и т. д.
3. Зернистые — гранулы различного размера или шарики, которые засыпаются как самостоятельный утеплитель или добавляются в раствор. Например, перлит, пробковый гранулат, вермикулит, керамзит.

Форма и внешний вид:

• Штучные — производятся в виде отдельных единиц: кирпич, плиты, блоки, полимерная скорлупа для трубопроводов, сегменты и цилиндры.
• Рулонные и шнуровые — полотна различной длины и ширины, а также маты и шнуры из асбеста и минеральной ваты.
• Рыхлые и сыпучие — материалы, используемые как засыпка — эковата, перлитовый песок, насыпная каменная вата, керамзит. Органические засыпки (опилки, стружки) склонны к осадке и гниению, поэтому применяются редко.

Вид сырья, служащего основой для изготовления.

Производятся из сырья растительного происхождения: отходы деревообработки, лен, шерсть, конопля. Большую популярность получили древесноволокнистые плиты, используемы для утепления и облицовки стен и потолка в помещениях, защищенных от влаги. Полимерные составы — пенопласты, пеноизол, пенополиуретан, вспененный полиэтилен. Арболитовые плиты — один из видов такой теплоизоляции, для его изготовления берется портландцемент, растительные наполнители и химические добавки.

Материалы устойчивые к огню и химическому воздействию, обычно отличаются высокой прочностью. К ним относятся минераловатные изделия, ячеистый бетон, вспученный перлит, стекловолокно. Материалы, изготавливаемые из композиции органики и неорганики, не выделяют в особую группу. В зависимости от преобладающей составляющей их относят к органическим или неорганическим утеплителям.

Устойчивость к сжатию или жесткость:

• Мягкие (М) — материал сжимается при нагрузке больше, чем на 30%. (маты и рулоны каменной и стеклянной ваты).
• Полужесткие (П) — пределы деформации в границах 6-30% (плиты минеральной ваты с синтетическими связующими).
• Жесткие (Ж) — утеплитель изменяет форму не более, чем на 6% объема. (минераловатные плиты).
• Повышенной жесткости (ПЖ) — сжатие теплоизолятора составляет 10% при нагрузке, увеличенной вдвое до 0,04 МПа.
• Твердые (Т) — деформация материала до 10% под нагрузкой 0,1 МПа.

Плотность теплоизолятора:

• Особо низкая (ОНП) — показатели составляют 15, 25, 35, 50, 75, 100, это материалы имеющие пористую структуру и незначительный вес (пенопласт, перлит, тонкое стекловолокно).
• Низкая (НП) — утеплители 100, 125, 150,175 (плиты минеральной ваты).
• Средняя (СП) — 200, 225, 250, 300, 350 (минеральные плиты на битумной основе, перлитоцементные и совелитовые изделия).
• Плотные (ПЛ) — материалы с высокими показателями 400, 450, 500, 600 кг/м3 (ячеистый бетон, диатомитовые и пенодиатомитовые утеплители).

Огнестойкость — значимая характеристика для строительных материалов. Основное деление: горючие и негорючие. Для первой категории выделяется несколько критериев:

• Воспламеняемость — четыре категории В1-В4.
• Горючесть: слабогорючие (Г1), умеренногорючие (Г2), нормальногорючие (Г3), сильногорючие (Г4).

Теплопроводность — этот критерий один из первостепенных показателей теплоизоляционных свойств материала:

• класс А — коэффициент проводимости тепла не превышает 0,06 Вт/м*К;
• класс Б — средний показатель теплопроводности <0,115 Вт/м*К;
• класс В — материалы с повышенной теплопроводностью <0,175 Вт/м*К.

Диатомитовый утеплитель

Ключевые свойства теплоизоляционных изделий

Теплопроводность — основная характеристика, которая определяет, насколько интенсивно материал проводит тепло. Она зависит от плотности, размера, и в большей степени от влажности утеплителя.

Паропроницаемость — способность вещества пропускать водяные пары. Высокий показатель позволяет избежать накопления влаги внутри теплоизолирующего слоя.

Морозостойкость — определяет количество циклов замораживания без утраты свойств.

Водопоглощение — характеризует возможности утеплителя впитывать и удерживать влагу внутри. Он определяется при непосредственном соприкосновении с водой. Материалы с низким водопоглощением более эффективны и могут монтироваться на любых участках.

Воздухопроницаемость — через мягкие и полужесткие материалы свободно циркулирует воздух, а жесткие плиты сами могут использоваться как ветрозащита.

Экологичность — характеризует безопасность материала для жизни и здоровья людей. Этот показательнее должен ухудшаться на протяжении всего срока эксплуатации. При выборе утеплителя для внутреннего монтажа на этот критерий следует обратить особое внимание.

Отсутствие деформации — материал не должен менять размеры и подвергаться усадке.

Гигроскопичность — фактор, ухудшающий изолирующие характеристики утеплителя. Для уменьшения сорбционной влажности утеплители покрываются гидрофобными пропитками.

Органические материалы: распространенные виды и их особенности

Классификация теплоизоляционных материалов выделяет органические и неорганические утеплители. Основная форма производства изделий на основе растительного сырья — плиты. Это облегчает и ускоряет монтаж теплоизоляции, расширяет сферу ее применения. Использование отходов древесины рентабельно и позволяет утилизировать их без загрязнения природы. Чтобы увеличить стойкость органических веществ к влаге и горению в их состав добавляют антисептические препараты и антипирены.

ДВП. Для производства древесноволокнистых плит берутся остатки древесины и другие растительные волокна. Технология изготовления включает горячее прессование и сушку плит. Готовые изделия используются для отделки и теплоизоляции стен, создания перегородок, потолка и пола.

ДСП. Основу древесностружечных плит составляют опилки и синтетические смолы, служащие связующим веществом. Материал прессуется до твердого состояния. Он имеет одинаковую стоимость и назначение с плитами ДВП.

Арболитовый материал — смесь цемента и органических заполнителей. Утеплитель не горит и не поражается плесенью, его используют при возведении стен и перегородок.

Арболитовые блоки

Фибролит — утеплитель производится в форме плит из древесной шерсти (тонких волокон) и портландцемента. Материал формируется под действием давления и обработки паром. Плиты легко обрабатываются, но портятся от влаги и неустойчивы к грибку, поэтому требуется защита слоем штукатурки. Утеплитель получил распространение при устройстве пола и монтаже межэтажных перекрытий, а также он незаменим для звукоизоляции внутренних перегородок.

Пробковые плиты — натуральный ячеистый материал с большим количеством воздуха. Утеплитель легкий, упругий и прочный, инертен к химическому воздействию. Может монтировать как изоляция стен и пола.

Эковата — целлюлозный материал с добавкой борной кислоты в качестве антисептика. Утеплитель не горит, не гниет, не выделяет опасных веществ. Рыхлая эковата отличный вариант для теплоизоляции стен, пола по лагам и чердачных перекрытий.

Неорганические материалы для теплоизоляции

Самым популярным неорганическим утеплителем является минеральная вата. Для ее изготовления используются тонкие стеклянные волокна, расплавы вулканических пород и шлаков. Компании предлагают утеплитель в большом разнообразии форм: рулоны, плиты различной жесткости, прошитые матов и сыпучие волокна. Материал не горюч, устойчив к химии, не боится биологического воздействия. Может эксплуатироваться в условиях нагревания до высокой температуры порядка 1000ºC. Основное назначение — теплоизоляция чердачных помещений, кровли, потолка и стен.

Пеностекло — плиты из стеклянного порошка и пенообразователей. Обладает множеством преимуществ над другими утеплителями:

• высокая сопротивляемость теплопередаче
• минимальное водопоглощение;
• морозостойкость;
• прочность и долговечность;
• устойчивость к деформации.

Высокая стоимость не мешает применению для утепления стен, пола и крыши в спортивных комплексах, гражданских зданиях и промышленных объектах.

Асбест — волокнистое вещество, из которого изготавливают бумагу, картон, порошок и шнур. Эти материалы совершенно не горят, поэтому используются для теплоизоляции и защиты конструкций от пламени.

Вспученный перлит — песок с воздушными порами, добавляется для повышения теплоизоляционных свойств в бетон и штукатурку.

Пеностекло

На чем основана отражательная теплоизоляция?

Для повышения влагостойкости и теплоизоляционных свойств материалы покрывают слоем алюминиевой фольги. Он может наноситься на одну или две стороны материала. Чаще всего металлизируют полиэтиленовую пену или минеральную вату. Такие утеплители экологически безопасны, не имеют токсичных выделений и отражают значительную часть инфракрасного излучения обратно в помещение.

Применение фольгированной изоляции эффективно в банях и саунах, при монтаже системы теплого пола, для радиаторов и трубопроводов. Отражающее полотно монтируется для утепления стен, потолков, мансардных помещений.

Простое сравнение характеристик различных видов утеплителей будет некорректным, необходимо подбирать теплоизоляционный материал по назначению. Установка паро- и гидроизолирующих полотен и нанесение защитного металлизированного слоя позволяет существенно продлить срок эксплуатации утеплителей даже в агрессивной среде.

2 Определение теплоизоляционных материалов и их классификация.

Теплоизоляционные материалы — это строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений. Отличительной особенностью теплоизоляционных материалов является высокая пористость (70-98%), малая средняя плотность (до 400 кг/м³) и низкая теплопроводность (не более 0,2 Вт/м·К). Теплоизоляционные материалы применяют с целью сокращения расхода энергии на отопление здания. Использование теплоизоляции в строительстве зданий позволяет существенно снизить массу конструкций, уменьшить расход конструкционных строительных материалов, таких как кирпич, бетон, древесина. За последние годы на российском строительном рынке появились десятки новых теплоизоляционных материалов, благодаря чему произошел значительный прорыв в первую очередь в сфере энергосбережения. С развитием новых технологий, современные изоляционные материалы стали более эффективными, экологически безопасными и разнообразными, и отвечающими конкретным техническим задачам строительства — возможность строительства высотных зданий, уменьшение толщины ограждающих конструкций, снижение массы зданий, расхода строительных материалов, а также экономии топливно-энергетических ресурсов при обеспечении в помещениях нормального микроклимата. К теплоизоляционным материалам относятся строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений, технологического оборудования и трубопроводов. Такие материалы имеют низкую теплопроводность (при температуре 25°С коэффициент теплопроводности не более 0,175 Вт/(м°С)) и плотность (не выше 500кг/м³). Основная техническая характеристика теплоизоляционных материалов — это теплопроводность, т.е. способность материала передавать тепло.

Теплоизоляционные материалы и изделия можно систематизировать по основным признакам:

• По виду исходного сырья: неорганические (минеральная и стеклянная вата, ячеистые бетоны, материалы на основе асбеста, керамические и др.) и органические (древесно-волокнистые плиты, пенно- и поропласты, торфяные плиты и пр.). Также изготавливаются комбинированные материалы, с использование органических и неорганических компонентов.

• По структуре: волокнистые (минеральная, стеклянная вата, шерсть и пр.), ячеистые (ячеистые бетоны и полимеры, пенно- и газокерамика и пр .) и зернистые или сыпучи (керамический и шлаковый гравий, пемзовый и шлаковый песок и пр.

• По форме: рыхлые (вата, перлит и др.), плоские (плиты, маты, войлок и др.), фасонные (цилиндры, полуцелиндры, сегменты и др.), шнуровые (шнуры из неорганических волокон: асбестовые, минерального и стеклянного волокна).

• По возгораемости (горючести): несгораемые (керамзит, ячеистые бетоны и др.), трудносгораемые (цементно-стружечные, ксилолит) и сгораемые (ячеистые пластмассы, торфоплиты, камышит и пр.)

• По содержанию связующего вещества: содержащие связующее вещество (ячеистые бетоны, фибролит и пр.) и не содержащие связующее вещество (стекловата, минеральное волокно).

11.4. Органические теплоизоляционные материалы и изделия

Органические теплоизоляционные материалы и изделия производят из различного растительного сырья: отходов древесины (стружек, опилок, горбыля и др.), камыша, торфа, очесов льна, конопли, из шерсти животных, а также на основе полимеров.

Многие органические теплоизоляционные материалы подвержены быстрому загниванию, порче различными насекомыми и способны к возгоранию, поэтому их предварительно подвергают обработке. Поскольку использование органических материалов в качестве засыпок малоэффективно в силу неизбежной осадки и способности к загниванию, последние используют в качестве сырья для изготовления плит. В плитах основной материал почти полностью защищен от увлажнения, а, следовательно, и от загнивания, кроме того, в процессе производства плит его подвергают обработке антисептиками и антипиренами, повышающими его долговечность.

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.

Древесноволокнистые плиты применяют для тепло- и звукоизоляции ограждающих конструкций. Изготовляют их из распущенной древесины или иных растительных волокон — неделовой древесины, отходов лесоперерабатывающей промышленности, костры, соломы, камыша, хлопчатника. Наибольшее распространение получили древесноволокнистые плиты, получаемые из отходов древесины, которые изготовляют путем горячего прессования волокнистой массы, состоящей из древесных волокон, воды, наполнителей, полимера и добавок (антисептиков, антипиренов, гидрофобизирующих веществ). Для изготовления изоляционных плит применяют отливочную машину, снабженную бесконечной металлической сеткой и вакуумной установкой, где масса обезвоживается, уплотняется и разрезается на плиты необходимых размеров.

Фото. 11.6. Древесноволокнистые плиты

Древесноволокнистые плиты выпускают пяти видов: сверхтвердые, твердые, полутвердые, изоляционно-отделочные и изоляционные. Изоляционные древесноволокнистые плиты имеют длину 1200…3600 мм, ширину 1000…2800 мм и толщину 8…25 мм, плотность 250 кг/м³, предел прочности при изгибе 1,2 МПа и теплопроводность не более 0,07 Вт/(м•°С).

Наряду с изоляционными применяют плиты изоляционно-отделочные с лицевой поверхностью, окрашенной или подготовленной к окраске.

Камышитовые плиты, или просто камышит, применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций малоэтажных жилых домов, небольших производственных помещений, в сельскохозяйственном строительстве.

Фото. 11.7. Камышитовая плита

Это теплоизоляционный материал в виде плит, спрессованных из стеблей камыша, которые затем скрепляются стальной оцинкованной проволокой. Для изготовления камышитовых плит используют зрелые однолетние стебли диаметром 7…15 мм. Заготовку стеблей следует делать в осенне-зимний период. Прессование плит осуществляют на специальных прессах. В зависимости от расположения стеблей камыша различают плиты с поперечным (вдоль короткой стороны плиты) и продольным расположением стеблей. Плиты выпускают длиной 2400х 2800 мм, шириной 550… 1500 мм и толщиной 30…100 мм, марками по плотности Д175, 200 и 250, с пределом прочности при изгибе не менее 0,18…0,5 МПа, теплопроводностью 0,06…0,09 Вт/ (м•°С), влажностью не более 18% по массе.

Торфяные теплоизоляционные изделия изготовляют 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.

Фото. 11.8. Торфяная плита

Сырьем для их производства служит малоразложившийся верховой торф, имеющий волокнистую структуру, что благоприятствует получению из него качественных изделий путем прессования. Плиты изготовляют размером 1000х500х30 мм путем прессования в металлических формах с последующей сушкой при температуре 120…150°С. В зависимости от начальной влажности торфяной массы различают два способа изготовления плит: мокрый (влажность 90…95%) и сухой (влажность около 35%). При мокром способе излишняя влага в период прессования отжимается из торфяной массы через мелкие металлические сетки. При сухом способе такие сетки в формы не закладываются. Торфяные изоляционные плиты по плотности делят на марки Д 170 и 220 с пределом прочности при изгибе 0,3 МПа, теплопроводностью в сухом состоянии 0,6 Вт/(м•°С), влажностью не более 15%.

Цементно-фибролитовые плиты представляют собой теплоизоляционный материал, полученный из затвердевшей смеси портландцемента, воды и древесной шерсти.

Древесная шерсть выполняет в фибролите роль армирующего каркаса. По внешнему виду тонкие древесные стружки длиной до 500 мм, шириной 4…7 мм, толщиной 0,25…0,5 мм приготовляют из неделовой древесины хвойных пород на специальных древесношерстяных станках.

Фото. 11. 9. Цемнтно-фибролитовая плита

Шерсть предварительно высушивают, пропитывают минерализаторами (хлористым кальцием, жидким стеклом) и смешивают с цементным тестом по мокрому способу или с цементом по сухому (древесная шерсть посыпается или опыляется цементом) в смесительных машинах различного типа. При этом следят, чтобы древесная шерсть была равномерно покрыта цементом. Формуют плиты двумя способами: прессованием и на конвейерах, где фибролит формуют в виде непрерывно движущейся ленты, которую затем разрезают на отдельные плиты (подобно вибропрокату железобетонных изделий). При прессовании плит удельное давление для теплоизоляционного фибролита принимают до 0,1 МПа, а для конструктивного — до 0,4 МПа. После формования плиты пропаривают в течение 24 ч при температуре 30…35°С. Цементно-фибролитовые плиты выпускают длиной 2400…3000 мм, шириной 600… 1200 мм, толщиной 30, 50, 75, 100 и 150 мм. Цементный фибролит выпускают трех марок по плотности: Ф300, 400 и 500, теплопроводностью 0,09…0,15 Вт/(м•°С), водопоглощением не более 20%. Фибролитовые плиты марки Ф300 применяют в качестве теплоизоляционного материала, марки Ф400 и 500 — конструкционно-теплоизоляционного материала для стен, перегородок, перекрытий и покрытий зданий.

Арболитовые плиты получают также формованием и тепловой обработкой (или без нее) органического коротковолнистого сырья (дробленой станочной стружки или цепы, сечки соломы или камыша, опилок, костры и др.), обработанного раствором минерализатора.

Фото. 11 .10. Арболитовые плиты

Химическими добавками служат хлорид кальция, растворимое стекло, сернокислый глинозем. Вторым компонентом при изготовлении арболитовых плит является портландцемент. Плиты формуют длиной и шириной 500, 600 и 700 мм, толщиной 50, 60 и 70 мм. Плотность в сухом состоянии составляет 500 кг/м³, прочность на сжатие 0,3…3,5 МПа, предел прочности при изгибе не менее 0,4 МПа, теплопроводность в сухом состоянии не более 0,12 Вт/(м• °С), влажность не более 20% по массе.

Цементно-стружечные плиты отечественная промышленность производит двух марок: ЦСП-1 и ЦСП-2. Плиты изготовляют путем прессования древесных частиц с цементным вяжущим и химическими добавками.

ЦСП относятся к группе трудносгораемых материалов повышенной биостойкости. Их производят длиной 3200…3600 мм, шириной 1200, 1250 и тощиной 8…10, 12…16, 18…28 и 30…40 мм со шлифованной и нешлифованной поверхностью. ЦСП выпускают плотностью 1100…1400 кг/м³, влажностью до 9%, водопоглощением за 24 ч не более 16% и разбуханием по толщине не более 2%.

Фото. 11.11. Цементно-стружечные плиты

Плиты имеют достаточно высокую прочность на изгиб, для плит толщиной 8… 16 мм она составляет 9… 12 МПа, а для плит толщиной 26…40 мм — 7…9 МПа, теплопроводность— 0,26 Вт/(м•°С). ЦСП применяют в стеновых панелях, ‘плитах покрытий, в элементах подвесных потолков, вентиляционных коробах, при устройстве полов, в качестве подоконных досок, обшивок, облицовочных и других строительных изделий.

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. Изготовляют их путем прессования измельченной пробковой крошки, которую получают как отход при производстве закупорочных пробок из коры пробкового дуба или так называемого бархатного дерева.

Пробка вследствие высокой пористости и наличия смолистых веществ является одним из наилучших теплоизоляционных материалов и служит для производства плит, скорлуп и сегментов.

Фото. 11.12. Пробковые плиты

Теплоизоляционные пенопласты в виде газонаполненных пластмасс, а также минераловатных и стекловатных изделий изготовляют с использованием 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. Теплоизоляционные материалы из пластмасс по виду применяемых для их изготовления полимеров делят: на полистирольные — пористые пластмассы на основе суспензионного (бисерного) или эмульсионного полистирола; поливинилхлоридные — пористые пластмассы на основе поливинилхлорида; фенольные — пористые пластмассы на основе формальдегида.

Поризация полимеров основана на применении специальных веществ, интенсивно выделяющих газы и вспучивающих размельченный при нагревании полимер. Такие вспучивающиеся вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными.

Фото. 11.13. Пенопластовые плиты

К твердым вспенивающим веществам, имеющим наибольшее практическое значение, относятся карбонаты, бикарбонаты натрия и аммония, выделяющие при разложении СО₂. К жидким вспенивающим веществам относятся бензол, легкие фракции бензола, спирт и т. п. К газообразным вспенивающим веществам относятся воздух, азот, углекислый газ, аммиак. Для придания эластичности пористым пластмассам в полимеры вводят пластификаторы — фосфаты, фталаты и др.

Пористые и ячеистые пластмассы можно получать двумя способами: прессовым и беспрессовым. При изготовлении пористых пластмасс прессовым способом тонкоизмельченный порошок полимера с газообразователем и другими добавками спрессовывается под давлением 15…16 МПа, после чего взятую навеску (обычно 2…2,5 кг) вспенивают, в результате чего получают материал ячеистого строения.

При изготовлении пористых пластмасс беспрессовым способом полимер с добавками газообразователя, отвердителя и; других компонентов нагревают в формах до соответствующей температуры. От нагревания полимер расплавляется, газообразователь разлагается, и выделяющийся газ вспенивает полимер. Образуется материал ячеистого строения с равномерно распределенными в нем мелкими порами.

Плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70°С.

Изделия из пористых пластмасс на суспензионном полистироле по плотности в сухом состоянии делят на марки Д 25 и 35 с пределом прочности при изгибе не менее 0,1…0,2 МПа, теплопроводностью 0,04 Вт/(м•°С), влажностью не более 2% по массе.

Такие же изделия на эмульсионном полистироле по плотности имеют марки Д 50…200, предел прочности при изгибе не менее 1,0…7,5 МПа, теплопроводность не более 0,04…0,05 Вт/(м• °С), влажность не более 1% по массе. Плиты из пористых пластмасс; изготовляют длиной 500…1000 мм, шириной 400…700 мм, толщиной 25…80 мм.

Фото. 11.14. Ячеистая пластмасса

Наиболее распространенными теплоизоляционными материалами из пластмасс являются полистирольный поропласт, мипора и др.

Полистирольный поропласт — отличный утеплитель в слоистых панелях, хорошо сочетающийся с алюминием, асбестоцементом и стеклопластиком. Широко применяется как изоляционный материал в холодильной промышленности, судостроении и вагоностроении для изоляции стен, потолков и крыш в строительстве. Полистирольный поропласт, изготовленный из бисерного (суспензионного) полистирола, представляет собой материал, состоящий из тонкоячеистых сферических частиц, спекшихся между собой. Между частицами имеются пустоты различных размеров. Наиболее ценными свойствами полистирольного поропласта являются его низкая плотность и малая теплопроводность. Полистирольный поропласт выпускают в виде плит или различных фасонных изделий, его производят плотностью до 60 кг/м³, прочностью при 10%-ном сжатии до 0,25 МПа и теплопроводностью 0,03… 0, 04 Вт/(м•°С). Наиболее распространенный размер плит 1200х1000х100(50) мм.

Поропласт полиуретановый применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 100°С.

Получают его из полиэфирных полимеров введением порообразующих и других добавок. Полиэфирные полимеры — это большая группа искусственных полимеров, получаемых с помощью конденсации многоатомных спиртов (гликоля, глицерина, пентаэритрита и др.) и главным образом двухосновных кислот — фталевой, малеиновой и др.

По плотности в сухом состоянии маты из пористого полиуретана делят на марки Д 35 и 50, теплопроводность их в сухом состоянии 0,04 Вт/(м• °С), влажность не более 1 % по массе. На основе пористого полиуретана выпускают также твердые и мягкие плиты плотностью 30…150 кг/м³ и теплопроводностью 0,022…0,03 Вт/(м• °С). Маты из пористого полиуретана изготовляют в виде плит длиной 2000 мм, шириной 1000 мм, толщиной 30…60 мм.

Фото.11.15. Поропласт полиуретановый

Мипора представляет собой пористый материал, получаемый на основе мочевиноформальдегидного полимера. Сырьем для производства мипоры является мочевиноформальдегидный полимер и 10%-ный раствор сульфанафтеновых кислот (контакт Петрова), а также огнезащитные добавки (раствор фосфорнокислого аммония 20%-ной концентрации).

Фото.11.16. Мипора

Мипору применяют для теплоизоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70°С.

Для получения мипоры в аппарат с мешалкой загружают водный раствор мочевиноформальдегидного полимера и вспениватель, которые энергично перемешивают. Полученную пену спускают в металлические формы, которые направляют в камеры, где масса при температуре 18…22°С отвердевает за 3…4 ч.

Полученные блоки направляют на 60…80 ч в сушила с температурой 30…50°С. Мипору выпускают в виде блоков объемом не менее 0,005 м³, пределом прочности при сжатии 0,5…0,7 МПа, удельной ударной вязкостью 400 МПа, водопоглощением 0,11% за 24 ч, теплопроводностью 0,03 Вт/(м•°С).

Совелитовые теплоизоляционные материалы.

Плиты изготавливаются из доломитовой извести и хризолитового асбеста. Они хорошо выдерживают старение и сохраняют теплоизоляционные свойства на протяжении многих лет. Относятся к группе несгораемых веществ, не воспламеняются и не поддаются гниению. Изделия не содержат коррозийных агентов.

Продукция экологически безопасна.

Фото.11.17. Совелитовые плиты

Плиты совелитовые теплоизоляционные предназначаются для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов, обмуровки паровых котлов, ТЭЦ, ГРЭС, АЭС, предприятиях металлургической и коксогазовой промышленности, а также труб больших диаметров при температуре изолируемых поверхностей до +600^оС. Эта плита является универсальным материалом. Так же их можно применять и в бытовых целях (защита нагревательных элементов, грилей, тен) и т. д

Вермикулит (от лат. vermiculus – червячок) – минерал из группы гидрослюд, имеющих слоистую структуру. Он представляет собой легкий, сыпучий, высокопористый материал без запаха. Крупные пластинчатые кристаллы (вермикулитовые плиты) имеют золотисто-желтый или бурый цвет. При нагревании до температуры 900–1 000°C вермикулит вспучивается, проявляя одно из своих самых замечательных качеств: он увеличивается в объеме в 4,5–12 раз, превращаясь во вспученный вермикулит. Это явление объясняется тем, что при прокаливании молекулярная вода в чешуйках и пачках вермикулита превращается в пар, под напором которого листочки слюды раздвигаются всегда в одном направлении, перпендикулярном спайности слюды.

Вспученный таким образом вермикулит при охлаждении сохраняет приобретенный им объем с тончайшими прокладками воздуха взамен водяного пара между листочками слюды, что и придает минералу многие его ценные свойства, например:

долговечность. Бесспорным преимуществом вермикулита является то, что срок его годности и действия не ограничен!

Фото.11.18. Вермикулитовый гравий

— легкость (0,065–0,130 г/см³), пористость и сыпучесть. При засыпке в ходе работ по утеплению здания он заполняет все пустоты небольшого диаметра и любой неправильной формы;

— термостойкость. Температура плавления вермикулита: 1350°C, диапазон рабочих температур: от –260°C до +1200°C. Материал устойчив к высоким температурам и открытому огню. При воздействии высоких температур не выделяет газов, что является несомненным преимуществом по сравнению с другими утеплителями;

— биологическая и химическая стойкость. Материал не имеет запаха. Он не подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, препятствует образованию плесени, к тому же исключено появление насекомых и грызунов. Вермикулит не вступает во взаимодействие с активными химическими веществами среды.

— радиационная защита. Вермикулит имеет способность отражать гамма-излучения, а также поглощать радиоактивные вещества – стронций‑90, цезий‑137, кобальт‑58;

— экологичность. Вспученный вермикулит – абсолютно не токсичный, экологически чистый и радиационно-безопасный современный материал, свободный от канцерогенных примесей;

— малая гигроскопичность и большое водопоглощение. Вермикулит имеет высокий коэффициент поглощения влаги (объем материала массой 100 гр. поглощает 400 мл воды) и при намокании незначительно теряет свою механическую прочность. После высыхания вспученный вермикулит восстанавливает прежние теплозвукоизоляционные и противопожарные свойства.

— высокие тепло- и звукоизоляционные свойства. Благодаря своей пористой структуре вспученный вермикулит является прекрасным тепло — и звукоизолятором (коэффициент звукопоглощения при частоте 1000 Гц в пределах 0,7–0,8), что позволяет с успехом использовать его в качестве насыпного утеплителя при обработке пола и кровли.

— экономичность. Утепление с использованием вермикулита обеспечивает существенную экономию средств, так как по своим энергосберегающим свойствам вспученный вермикулит в 7–10 раз превосходит такие традиционные строительные материалы, как бетон или кирпич.

Все перечисленные свойства определяют необыкновенно широкие возможности его использования в качестве сырья многоцелевого назначения.

Вспученный вермикулит успешно применяется более чем в 200 областях производственной деятельности по всему миру. Благодаря вышеперечисленным качествам, вспученный вермикулит находит широкое применение в строительстве, атомной, пищевой и химической промышленностях, сельском хозяйстве, металлургии, судостроении.

Эффект от применения вермикулита в качестве несгораемого насыпного материала с отличными тепло- и звукоизоляционными качествами уже оценили в строительстве.

Применение вермикулита в строительстве имеет явные преимущества в сравнении с использованием традиционных материалов. Благодаря этому материалу можно не только уменьшить вес отдельных конструкций и улучшить их качества, но и снизить расход ценных материалов, уменьшить затраты на фундаменты и увеличить полезную площадь зданий за счет тонких стен и перегородок.

Вспученный вермикулит обладает одним из самых низких показателей по теплопроводности среди теплоизоляционных материалов –0,04–0,062 Вт/м•^оС. Слой засыпного вермикулита, имеющий толщину всего 12 см, в кирпичной кладке обеспечивают теплоизоляцию, удовлетворяющую современным требованиям.

Засыпная изоляция чердачных помещений и пола.

Слой вермикулита толщиной 5 см, покрывающий чердачные перекрытия, позволяет снизить теплопотери на 75%, а слой толщиной 7,5 см – на 85%. Слой вермикулита толщиной 10 см увеличит теплозащиту на 92%! Часто в чердачных помещениях вермикулит укладывают в мешках, что позволяет легко демонтировать изоляцию в случае необходимости.

Материалы на основе вспученного вермикулита эффективны при решении задач противопожарной и огневой защиты. Высокая температура плавления (1350°С), значительная отражающая способность и высокая термостойкость вермикулита стали решающими факторами при создании огнезащитных вермикулитовых плит и блоков. Это экологически чистый материал, который кроме высокой огнестойкости имеет отличные показатели по звукопоглощению, теплоизоляции.

Применение вермикулита на разных этапах строительства и в различных качествах позволяет решить сразу несколько проблем. Защита сооружений от огня, сохранение тепла, звукоизоляция как снаружи здания, так и внутри между помещениями и их благоустройство – одним словом, сегодня диапазон применения вермикулита в строительстве довольно широк, и в будущем, с развитием строительных технологий, значительно увеличится.

Вспученный перлит.

Перлит (гидроксид обсидиана) является породой вулканического происхождения (по сути, стекло вулканического происхождения). Химический состав: SiО₂-75,5; А1₂О₃ -13,6; Fe₂О₃ — 1,0; CaO -1,0; MgO — 0,3; Na₂О — 3,8; K₂О — 4,8. Отличительной чертой перлита от других вулканических стекол является то, что при нагревании до определенной температуры в диапазоне его размягчения, он увеличивается в объеме от четырех до двадцати раз против его первоначального объема.

Такой процесс вспучивания происходит вследствие присутствия в природном перлите от двух до шести процентов связанной воды. При быстром нагревании этой породы выше 870°C, она лопается наподобие <поп корна>, так как связанная вода испаряясь создает бесчисленные мельчайшие пузырьки в размягченных остекленевших частицах. Поскольку перлит является формой природного стекла, он относится к химически инертным и имеет pH, приблизительно равным 7.

Перлитовые плиты-ПЦ изделия применяются для тепловой изоляции строительных конструкций жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.

Перлитоцементные плиты предназначены для тепловой изоляции конструкций общественных и промышленных зданий и сооружений, а также для тепловой изоляции промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности до 600°C (в т. ч. котлов ДКВР и ДЕ).

Фото.11.19. Перлитовая плита

Перлитоцементные плиты упаковываются по 8 плит в упаковке. В 1 кубическом метре 80 плит =10 упаковок.

Физико-механические показатели плит: 1. Плотность, кг/м³ 320±25;

2. Прочность при изгибе, кгс/см² 2,5; 3. Теплопроводность, Вт/м•^оС 0,070-0,120; 4. Температура, °C до 600; 5. Размер, мм 500x500x50.

Керамзитовый гравий. Керамзит — лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига глины или глинистого сланца. Керамзитовый гравий имеет овальную форму. Керамзитовый щебень отличается лишь тем, что его зерна имеют в основном кубическую форму с острыми гранями и углами. Производится также в виде песка — керамзитовый песок (см. Гл. 3).

Шунгизитовый гравий. Шунгизит получают вспучиванием измельченных сланцевых шунгитсодержащих пород, содержащих 1, 2 — 5 % шунгитового вещества. Это особая форма углерода, состоящая из частиц размером 0, 2 мкм, равномерно распределенных в силикатной массе.

10.3. Свойства теплоизоляционных материалов

Теплопроводность () определяет качество теплоизоляционных материалов и составляет 0,03-0,175 Вт/(м.⁰С). Теплопроводность материалов зависит в первую очередь от объема пор (пористости) и характеристик поровой структуры (характер пор, их распределение по размерам, по объему). Предпочтительны мелкие, замкнутые, равномерно распределенные по объему поры. Теплопроводность материала зависит также от химического состава, строения (кристаллическое или аморфное), от влажности и температуры применения материала. Чем сложнее химический состав и структура ближе к аморфной, тем меньше теплопроводность. Увлажнение и тем более замерзание воды в порах приводит к увеличению . _возд.= 0,023; _Н2О = 0,58, _льда = 2,32 Вт/(м.⁰С). Теплопроводность материалов (кроме магнезитовых огнеупоров, металлов) увеличивается при повышении температуры.

Плотность (кг/м³) материала определяет его теплопроводность. По плотности устанавливают марки: от D15 до D500.

Прочность теплоизоляционных материалов невелика (табл 10.1), обычно колеблется от 0,2 до 2,5 МПа (R_cж) и определяется прочностными показателями твердой фазы и параметрами поровой структуры.

Таблица 10.1

Свойства теплоизоляционных материалов

Прочность теплоизоляционного материала должна обеспечить его сохранность при перевозке, складировании, монтаже и работе в эксплуатационных условиях.

Предельная температура применения зависит от состава и структуры материала и составляет 60-100⁰С для органических теплоизоляционных материалов, 400⁰С для ячеистого бетона и пеностекла, до 900⁰С для трепельного кирпича, вспученного перлита и вермикулита, 1100-1300⁰С для керамических волокон.

Водопоглощение зависит от структуры и при закрытой пористости (пеностекло, пенопласты) оно невелико; при открытой сообщающейся пористости W_m может составить 400-600%.

Морозостойкость должна учитываться как свойство утеплителя наружных ограждающих конструкций зданий и холодильников.

Огнеупорность важна для высокотемпературной теплоизоляции и легковесных огнеупоров.

Химическую и биологическую стойкость теплоизоляции повышают, применяя различные защитные покрытия. Для повышения биостойкости применяется также обработка материалов антисептиками.

10.4. Основные виды и особенности применения теплоизоляционных материалов

Основные виды неорганических теплоизоляционных материалов. Минеральная вата – рыхлый материал, состоящий из тончайших взаимно переплетающихся стекловидных волокон. Ее вырабатывают из силикатных расплавов, получаемых из горных пород (базальт, мергель, каолины и др.), металлургических шлаков (шлаковая вата), отходов стекла (стекловата). Вид сырья определяет температуростойкость ваты, так у базальтовой ваты: она составляет до 1000⁰С, а у стекловаты – 550-650⁰С.

Для получения изделий волокна скрепляют с помощью связующего вещества, в качестве которого обычно используют синтетические смолы и битумы. Минераловатные изделия (плиты, цилиндры, полуцилиндры) на синтетическом связующем можно использовать для изоляции горячих поверхностей до 400⁰С, а на битумном — от минус 100 до плюс 60⁰С. Прошивные маты из минеральной ваты не содержат связующего и сохраняют форму за счет механического переплетения волокон и дополнительной прошивки слоя волокнистого материала стальной проволокой, стеклянными нитями и др. Отсутствие органического связующего позволяет применять их при температуре изолируемых поверхностей до 700⁰С.

Пеностекло – материал ячеистой структуры с равномерно распределенными замкнутыми порами размером 0,1-5 мм. Его получают из смеси тонкоизмельченного стеклянного порошка (обычно используется стеклобой) с газообразователем.

По сочетанию свойств пеностекло можно отнести к лучшим теплоизоляционным материалам: при плотности 150-400 кг/м³ его теплопроводность составляет 0,06-0,12 Вт/(м.⁰С), прочность на сжатие – 1-3 МПа, интервал рабочих температур – от минус 200 до плюс 500⁰С. Пеностекло имеет очень низкое водопоглощение 2-5% и паронепроницаемость. Ячеистое стекло легко обрабатывается (пилится, сверлится), хорошо сцепляется с цементными материалами. Его можно с успехом применять как в индивидуальном строительстве, так и для тепловой изоляции конструкций и огнезащиты в высотном домостроении.

Ячеистые бетоны – наиболее перспективный вид теплоизоляционных бетонов. Применяют ячеистые бетоны в основном в виде камней правильной формы, заменяющих 8-16 кирпичей. Материал легко обрабатывается, негорючий, долговечный. Изделия из ячеистого бетона применяют для изоляции строительных конструкций и горячего промышленного оборудования с температурой до 400⁰С. Широкому распространению ячеистых бетонов препятствует высокое водопоглощение и гигроскопичность.

Основные виды органических теплоизоляционных материалов. Ячеистые пластмассы – высокопористые материалы (пористость 90-98%) с преимущественно замкнутыми порами. Газонаполненные пластмассы характеризуются высокой теплоизолирующей способностью (теплопроводность у разных видов пластмасс – 0,028-0,043 Вт/(м.⁰С)), низкой плотностью (марки – от 15 до 50), обладают малым расходом полимерного сырья при достаточной прочности. Недостатки пластмасс описаны в главе 9.

Наиболее известный вид строительных пенопластов – пенополистирол. Из беспрессового пенополистирола получают крупноразмерные плиты, применяемые для тепловой изоляции стен, когда необходима паропроницаемость всей конструкции. Прессовый (экструзионный) пенополистирол вследствие особенностей технологии имеет плотные «корки» на обеих поверхностях плит и полностью замкнутую пористость. Он рекомендуется для тепловой изоляции конструкций, где возможен контакт с водой и не нужна паропроницаемость (например, стены подвалов).

Пенополивинилхлорид применяется для теплоизоляции кровельных конструкций. Пенополиэтилен – относительно новый вид строительных пенопластов, изготавливается в виде листового рулонного материала. Дублированный алюминиевой фольгой используется в качестве отражающей теплоизоляции, а в виде трубок — применяется для изоляции трубопроводов и герметизации стыков в панельных зданиях. Заливочные пенопласты – жидко-вязкие олигомерные смолы, заливаемые в пазухи, оставленные в изолируемой конструкции, вспучивающиеся и отверждающиеся прямо в них.

Материалы на основе древесного сырья: изоляционные древесно-волокнистые плиты (ДВП), фибролит, арболит. ДВП – листовой материал, состоящий из древесных или растительных волокон, получаемых из отходов деревообработки, неделовой древесины, а также костры, камыша, хлопчатника и др. При изготовлении плит вводят специальные добавки: водные эмульсии синтетических смол, антипирены, антисептики. Средняя плотность плит 150-350 кг/м³, теплопроводность 0,046-0,093 Вт/(м.⁰С), предел прочности при изгибе – 0,4-2 МПа. Большие размеры плит (длина до 3 м, ширина до1,6 м) ускоряют проведение строительно-монтажных работ. Их применяют для тепло- и звукоизоляции стен и перекрытий, устройства подстилающих слоев в конструкциях полов и т.п.

Фибролит — плитный материал, изготавливаемый из древесной шерсти (длинная стружка) и неорганического вяжущего (портландцемента или магнезиального вяжущего). Фибролит применяют для изоляции перекрытий, перегородок, каркасных стен с последующим оштукатуриванием. Арболит – разновидность легкого бетона на заполнителях из древесных отходов.

Целлюлозная вата (эковата) – волокнистый материал серого цвета, изготавливаемый из макулатуры. Это тонкоизмельченная газетная бумага, обработанная модифицирующими борными добавками, антисептиками и антипиренами. Эффективным методов устройства теплоизоляции из эковаты является ее напыление компрессором на вертикальные, наклонные и горизонтальные потолочные поверхности совместно с клеевым составом. Получается сплошной (без швов и стыков) теплоизоляционный слой, плотно прилегающий к изолируемой поверхности.

Вопросы для самоконтроля к главе 10

1. Какие материалы называют теплоизоляционными? В чем их назначение?

2. Какова эффективность применения теплоизоляционных материалов?

3. По каким признакам классифицируют теплоизоляционные материалы? Каковы особенности их структуры?

4. Какими способами получают материалы высокопористого строения?

5. Каковы основные свойства теплоизоляционных материалов?

6. От каких факторов зависит теплопроводность материала?

7. Что такое марка теплоизоляционного материала?

8. Назовите и кратко охарактеризуйте основные виды неорганических и органических теплоизоляционных материалов.

Классификация теплоизоляционных материалов по средней плотности

Таблица 11.4

Классификация теплоизоляционных материалов

по деформативности (сжимаемости)

Таблица 11.5

Классификация теплоизоляционных материалов по теплопроводности

Таблица 11.6

Основные технические требования к минераловатным плитам

А. На битумном связующем

Б. На синтетическом связующем

24.2. Определение средней плотности теплоизоляционных материалов и изделий

Ввиду того, что теплоизоляционные материалы являются легко деформируемыми, измерение их толщины производится при определенной нагрузке, регламентированной стандартом. В силу своей структуры эти материалы обладают значительной гигроскопичностью, поэтому при вычислении средней плотности должна учитываться их сорбционная влажность.

Основная аппаратура

Сушильный электрический шкаф; весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0,5%; линейка или рулетка металлическая; игольчатый толщиномер.

Проведение испытания

Для определения средней плотности необходимо знать внешние размеры изделия, его массу и сорбционную влажность.

Длину и шурину плиточного изделия, длину рулонного материала измеряют в трех местах: на расстоянии 505 мм от каждого края и посередине. Ширину рулонного изделия измеряют линейкой на расстоянии 505 мм от каждого края и через каждый метр по длине.

Толщину плиты и рулонов из минваты определяют при помощи специального игольчатого толщиномера, схема которого представлена на рис. 11.2.

Рис. 11.2. Толщиномер игольчатый:

1 – измерительный стержень;2– стопорный винт;3– трубка;4– диск;5– игла

Масса диска 4с направляющей трубкой3должна быть такой, чтобы создавать давление на материал 500 Па. В плите проводят измерения в ее центре и в четырех углах, располагая иглу толщиномера5на расстоянии 1505 мм от смежных краев плиты. В рулонном изделии измерение толщины производят по схеме, представленной на рис. 11.3.

Рис. 11.3. Схема размещения иглы толщиномера при

измерении толщины рулонного изделия

Изделие укладывают на ровное твердое основание. Стопорным винтом 2(см. рис. 11.2) фиксируют стержень1с иглой5толщиномера в крайнем нижнем положении. Затем иглой прокалывают изделие на всю толщину перпендикулярно основанию, освобождают стопорный винт2и опускают диск4с трубкой3. Через 5 мин определяют толщину изделия по измерительному стержню1. Без пятиминутной выдержки измеряют толщину изделий марок 200 и более. По геометрическим размерам вычисляют объем изделия.

Для определения влажности теплоизоляционного материала пробу около 5 г помещают в сухую бюксу и высушивают в электрошкафу до постоянной массы.

Влажность по массе вычисляют по формуле

,

где — масса сухой бюксы с пробой до высушивания, г;

— масса сухой бюксы, г;

— масса сухой бюксы с пробой, высушенной до постоянной массы, г.

Среднюю плотность изделия находят по формуле

,

где — масса образца, взвешенная с погрешностью не более 0,5%, кг;

— объем образца, м³;

— влажность изделия по массе, %.

За результат испытания средней плотности принимают среднее арифметическое значение всех испытаний, которое затем сравнивают с требованиями стандарта.

Классификация теплоизоляционных материалов | Новости в строительстве

Классификация теплоизоляционных материалов и изделий производится по следующим признакам: структуре, форме, виду основного исходного сырья, плотности, жесткости (относительной деформации сжатия), теплопроводности и возгораемости.

Классификация теплоизоляционных материалов и изделий производится по следующим признакам: структуре, форме, виду основного исходного сырья, плотности, жесткости (относительной деформации сжатия), теплопроводности и возгораемости. В зависимости от структуры теплоизоляционные материалы делят: на волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.), зернистые (перлитовые, вермикулитовые, совелитовые,известково-кремнеземистыеи др.), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты).

По форме и внешнему виду различают следующие теплоизоляционные материалы: штучные (блоки, плиты,цилиндры, кирпич, сегменты,полуцилиндры), рулонные (матрацы, маты, полосы), шнуровые (жгуты, шнуры),сыпучие и рыхлые теплоизоляционные материалы (вата минеральная, стеклянная вата, вспученные перлит и вермикулит).
По виду сырья различают следующие теплоизоляционные материалы: неорганические и органические.
В зависимости от плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: особо легкие (ОЛ) с марками Д 15, 25, 35, 75
и 100; легкие (Л) — Д 125, 150, 175, 200, 250, З00 и 350; тяжелые (Т) — Д 400, 450, 500 и 600.

Читай далее на http://stroivagon.ru виды теплоизоляционных материалов

В зависимости от жесткости (относительной деформации сжатия) под удельной нагрузкой теплоизоляционные материалы бывают пяти видов: мягкие (М), полужесткие (П), жесткие (Ж), повышенной жесткости (ПЖ) и твердые (Т). Для мягких материалов сжимаемость должна быть не более 30%, полужестких — 6…30 % и жестких — до 6%. Величина относительного сжатия для изделий повышенной жесткости и твердых должна быть не более 10% при удельной нагрузке соответственно 0,04 и 0,1 МПа.

В зависимости от теплопроводности (важной характеристики) теплоизоляционные материалы делят на три класса:низкой теп-
лопроводности — класс А, средней теплопроводности— класс Б и повышенной теплопроводности — класс В. Неорганические теплоизоляционные материалы подразделя ют на штучные, рулонные, шнуровые, а также рыхлые и сыпучие.

Штучные материалы бывают волокнистые и ячеистые. Волокнистые неорганические теплоизоляционные материалы производят в виде плит различной степени жесткости, цилиндров, полуцилиндров и сегментов из минеральной ваты на синтетическом, битумном или крахмальном связующем, а также полужестких плит из стеклянного волокна — на синтетическом связующем.

К ячеистым материалам относят: совелитовые плиты, получаемые формованием и сушкой основного углекислого магния, углекислого кальция и асбеста; вулканитовые плиты, полуцилиндры и сегменты, получаемые из диатомита (трепела), извести и асбеста;известково-кремнеземистыеизделия, изделия в виде кирпича, полуцилиндров, сегментов пенодиатомитовые и диатомитовые; асбестовермикулитовые, перлитоцементные, перлитокерамические и перлитофосфогелевые изделия, а также изделия из ячеистых бетонов на неорганических вяжущих и изделия из пеностекла.

К рулонным теплоизоляционным материалам относятся волокнистые изделия в виде матов из минерального и стеклянного волокна на синтетическом связующем или прошивные, а также холсты из ультрасупертонкого стеклянного или базальтового волокна, скрепленных между собой силами естественного сцепления.

К шнуровым материалам относятся шнуры из минеральной ваты, асбеста или асбестомагнезиального сырья, а также стеклянный жгут.
По структуре сыпучие и рыхлые материалы бывают двух видов: зернистые и волокнистые. К волокнистым материалам относятся минеральная вата из металлургических и топливных шлаков, вата из силикатных горных пород, стеклянная, из штапельного супертонкого стекловолокна и каолинового состава. К зернистым материалам принадлежат совелит, вспученные перлит и вермикулит, асбестомагнезиальный порошок (ньювель), асбозурит и крошка диатомитовая или трепельная.
Теплопроводность материалов в зависимости от класса приведена в табл-1.

Таблица-1. Теплопроводность материалов

Каждый вид теплоизоляционного материала характеризуется показателем теплопроводности при средней температуре испытания 125°С для материалов, применяемых при температуре изолируемых поверхностей до 500°С, и при 300°С для материалов, применяемых при температуре свыше 500°С.
К теплоизоляционным относятся материалы и изделия, теплопроводность которых не превышает 0,15 Вт/(м·°С) при 25°С, плотностью не более 600 кг/м³, обладающих стабильными физикомеханическими и теплотехническими свойствами.

Они не должны выделять токсических веществ и пыли в количествах, превышающих допустимые концентрации. Материалы и изделия плотностью свыше 400 кг/м³ используют для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов, а плотностью свыше 500 кг/м3 — для тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Использование материалов, содержащих органические вещества для изоляции поверхностей свыше 100°С, допускается только при соответствующих указаниях стандарта.
Возгораемость — способность теплоизоляционного материала выдерживать в течение определенного времени действие высокой температуры и открытого пламени. Предельная температура применения — важная характеристика при изоляции промышленного оборудования; это свойство зависит от состава и структуры материала. По возгораемости теплоизоляционные материалы и изделия делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Органические теплоизоляционные материалы производят в виде штучных изделий волокнистого или ячеистого бетона.

К волокнистым относятся: изделия в виде плит, получаемые из распушенных древесных или других растительных волокон (костра, солома, камыш и др.), путем формования и сушки; плиты, полуцилиндры, сегменты, получаемые из малоразложившегося торфа, цементно-фибролитовыеплиты, а также плиты и другие изделия, получаемые из пробковой крошки и вяжущих.

К ячеистым органическим теплоизоляционным материалам отно сятся плиты, полуцилиндры и сегменты в виде газонаполненных пластмасс, получаемые вспениванием и формованием синтетиче ских смол и полимеров (полистирольных, фенольных полиуретановых, поливинилхлоридных и карбамидных).

Классификация теплоизоляционных материалов | Пивное строительство

Тепловая изоляция нужна для уменьшения энергетических потерь. Она используются при возведении жилых и зданий промышленной направленности, прокладывании трубопроводов и технических строений. Данную группу стройматериалов соединяет внушительная пористость, невысокая передача тепла и средняя плотность. Данная структура дает возможность сделать меньше эффективную толщину изолируемых конструкций и получить большую экономию всей сметы строительства строения.

Ячеистая структура теплоизоляторов легко поглощает волны звука, благодаря этому изоляция от шума считается добавочным плюсом установки подобных материалов.

Принципы применения тепловой изоляции

Расположение теплоизолятора должно проектироваться таким образом, чтобы в ходе эксплуатации строения он не терял собственные изолирующие свойства. В документации проекта прилагаются описания монтажа и защиты материалов для теплоизоляции.

Во избежание конденсации влаги в конструкции из нескольких слоев, следует монтировать паробарьер из диффузной мембранной ткани около стены. Места соединений пароизоляционного полотна в первую очередь герметизируют фольгированным скотчем. Теплоизоляторы, на которые оказывается очень высокая нагрузка ветра, нуждаются в монтаже специализированного плотного слоя для защиты.

Из-за поднятия уровня влаги в середине конструкции из нескольких слоев уменьшается качество тепловой изоляции и появляется плесень и гниль. Сделать меньше неблагоприятного воздействия сырости даст возможность защита от негативного воздействия влаги и применение паропроницаемых «дышащих» пленок.

Параметры спецификации утеплителей

Очень большой выбор теплоизоляторов дает возможность подобрать материал под любые требования проектантов. Сориентироваться с подходящим вариантом, даст возможность классификация материалов для теплоизоляции. Она исполняется по множеству признаков:

Структура теплоизолятора:

1. Волокнистые — минеральные изделия на основе стекла, шлака и горных пород, теплопередача выполняется между волокнами. Чем меньше диметр волокон, тем качественней тепловая изоляция.
2. Пористые (ячеистые) — материалы имеют в составе замкнутые ячейки, зпполненные воздухом. Сюда можно отнести: пеноблок, пенопласт, ячеистое стекло и т. д.
3. Зернистые — гранулы разного размера или шарики, которые засыпаются как самостоятельный теплоизолятор или прибавляются в раствор. К примеру, перлитовый песок, пробковый гранулат, вермикулит, керамзитовый песок.

Форма и внешний вид:

• Штучные — производятся в виде индивидуальных единиц: кирпич, плиты, блоки, полимерная скорлупа для трубопроводов, участки и цилиндры.
• Рулонные и шнуровые — полотна разной длины и ширины, а еще маты и шнуры из асбеста и мин. ваты.
• Рыхлые и сыпучие — материалы, которые применяются как засыпка — целлюлозная вата, перлит, насыпная базальтовая вата, керамзитовый песок. Органические засыпки (опилки, стружки) предрасположены к осадке и гниению, благодаря этому используются нечасто.

Вид сырья, служащего основой для производства.

Изготавливаются из сырья растительного происхождения: деревообрабатывающие отходы, лен, шерсть, конопля. Огромную известность получили древесные плиты средней плотности, используемы для теплоизоляции и облицовки потолка и стен в помещениях, влагозащищенных. Составы полимера — пенополистиролы, пеноизол, искусственный латекс, пенополиэтилен. Арболитовые плиты — один из видов такой тепловой изоляции, для его изготовления берется портландцемент, растительные наполнители и добавки на основе химии.

Материалы стойкие к огню и воздействию химии, в большинстве случаев выделяются большей прочностью. К ним можно отнести изделия из минеральной ваты, легкий бетон, вспученный перлитовый песок, стекловолокно. Материалы, изготавливающиеся из композиции органики и неорганики, не подчеркивают в особенную группу. В зависимости от доминирующей составляющей их относят к органическим или неорганическим теплоизоляторам.

Стойкость к сжатию или жесткость:

• Мягкие (М) — материал сжимается при нагрузке больше, чем на 30%. (маты и рулоны каменной и стеклянной ваты).
• Полужесткие (П) — пределы деформации в пределах 6-30% (плиты мин. ваты с искусственными связующими).
• Жёсткие (Ж) — теплоизолятор изменяет форму не больше, чем на 6% объема. (плиты минераловатные).
• Очень высокой жесткости (ПЖ) — сжатие утеплителя составляет 10% при нагрузке, увеличенной в два раза до 0,04 МПа.
• Твёрдые (Т) — деформация материала до 10% под нагрузкой 0,1 МПа.

Плотность утеплителя:

• Особо невысокая (ОНП) — показатели составляют 15, 25, 35, 50, 75, 100, это материалы имеющие структуру с порами и маленький вес (вспененный полимер, перлитовый песок, тонкое стекловолокно).
• Невысокая (НП) — теплоизоляторы 100, 125, 150,175 (плиты мин. ваты).
• Средняя (СП) — 200, 225, 250, 300, 350 (теплоизоляционные плиты на битумной основе, перлитоцементные и совелитовые изделия).
• Плотные (ПЛ) — материалы с большими показателями 400, 450, 500, 600 кг/м3 (легкий бетон, диатомитовые и пенодиатомитовые теплоизоляторы).

Устойчивость к огню — значимая характеристика для стройматериалов. Главное дробление: горючие и негорючие. Для первой категории выделяется несколько параметров:

• Возгораемость — 4-ре категории В1-В4.
• Возгораемость: слабогорючие (Г1), умеренногорючие (Г2), нормальногорючие (Г3), сильногорючие (Г4).

Проводимость тепла — такой критерий один из первоочередных показателей качеств теплоизоляции материала:

• класс А — показатель проводимости тепла не будет больше 0,06 Вт/м*К;
• класс Б — усредненный норматив теплопроводимости <0,115 Вт/м*К;
• класс В — материалы с очень высокой теплопроводимостью <0,175 Вт/м*К.

Диатомитовый теплоизолятор

Главные свойства утеплительных изделий

Проводимость тепла — главная характеристика, которая определяет, насколько активно материал пропускает тепло. Она подчиняется от плотности, размера, и в основном от влаги теплоизолятора.

Проходимость пара — способность вещества пропускать пары перегретые. Больший коэффициент дает возможность избежать накопления влаги в середине слоя теплоизоляции.

Устойчивость к морозам — определяет кол-во циклов замораживания без утраты параметров.

Поглощение воды — определяет возможности теплоизолятора впитывать и держать влагу в середине. Его можно определить при непосредственном соприкосновении с водой. Материалы с невысоким влагопоглощением очень продуктивны и устанавливаются на любых участках.

Проницаемость воздуха — через мягкие и полужесткие материалы свободно двигается воздух, а жёсткие плиты сами могут применяться как защита от ветра.

Экологическая безопасность — определяет безопасность материала для здоровья и жизни людей. Этот показательнее должен ухудшаться в течении всего эксплуатационного периода. Во время выбора теплоизолятора для монтажа внутри на такой критерий необходимо обратить большое внимание.

Отсутствие деформации — материал не должен менять размеры и подвергаться усадке.

Гигроскопичность — фактор, ухудшающий изолирующие характеристики теплоизолятора. Для снижения сорбционной влаги теплоизоляторы покрываются гидрофобными пропитками.

Органические материалы: популярные виды и их специфики

Классификация материалов для теплоизоляции выделяет органические и неорганические теплоизоляторы. Главная форма производства изделий на основе сырья на основе растительности — плиты. Это делает легче и убыстряет монтаж тепловой изоляции, увеличивает сферу ее использования. Применение древесных отходов рентабельно и дает возможность перерабатывать их без загрязнения природы. Чтобы сделать больше устойчивость органических веществ к проявлениям влаги и горению в их состав добавляют дезинфицирующие препараты и антипирены.

Двп. Для изготовления древесных плит средней плотности берутся останки древесины и прочие растительные волокна. Производственная технология включает прессование горячим способом и сушку плит. Изделия которые уже готовы применяются для отделки и стеновой теплоизоляции, создания перегородок, потолка и пола.

Дсп. Основу плит из ДСП составляют опилки и искусственные смолы, работающие связующим веществом. Материал прессуется до твёрдого состояния. Он имеет одинаковую стоимость и назначение с Древесноволокнистыми плитами.

Арболитовый материал — цементная смесь и органических заполнителей. Теплоизолятор не горит и не поражается плесенью, его применяют при строительстве стен и перегородок.

Блоки из арболита

Фибролит — теплоизолятор изготавливается в форме плит из деревянной шерсти (тонких волокон) и портландцемента. Материал вырабатывается под воздействием давления и обработки паром. Плиты легко отделываются, но портятся от проявления влаги и неустойчивы к грибку, благодаря этому требуется защита штукатурным слоем. Теплоизолятор распространение получил при устройстве пола и монтаже перекрытий между этажами, а еще он незаменим для шумоизоляции перегородок внутри.

Пробковые плиты — настоящий ячеистый материал с большим числом воздуха. Теплоизолятор не тяжелый, упругий и прочный, инертен к воздействию химии. Может устанавливать как изоляция пола и стен.

Целлюлозная вата — целлюлозный материал с добавлением борной кислоты в качестве антисептика. Теплоизолятор не горит, не подвержен гниению, не выделяет опасных веществ. Рыхлая целлюлозная вата прекрасный вариант для стеновой теплоизоляции, пола по брускам из дерева и перекрытий между верхним этажом и чердаком.

Неорганические теплоизоляционные материалы

Достаточно популярными неорганическим теплоизолятором считается минвата. Для ее изготовления применяются тонкие стеклянные волокна, расплавы вулканических пород и шлаков. Компании рекомендуют теплоизолятор в широком разнообразии форм: рулоны, плиты разной жесткости, прошитые матов и сыпучие волокна. Материал не возгораем, стоек к химии, не боится биологического влияния. Может использоваться в условиях нагревания до большой температуры порядка 1000?C. Главное назначение — тепловая изоляция помещений чердака, кровли, стен и потолка.

Ячеистое стекло — плиты из стеклянного порошка и пенообразователей. Владеет большим количеством положительных качеств над иными теплоизоляторами:

• большая сопротивляемость передаче тепла
• небольшое поглощение воды;
• устойчивость к морозам;
• надёжность и долговечность;
• стойкость к деформированию.

Большая цена не мешает использованию для стенового утепления, пола и крыши в спортивных комплексах, гражданских зданиях и объектах промышленности.

Асбест — волокнистое вещество, из которого делают бумагу, картон, порошок и шнур. Данные материалы совсем не поддаются возгоранию, благодаря этому применяются для теплоизоляции и защиты конструкций от пламени.

Вспученный перлитовый песок — песок с воздушными порами, добавляется для увеличения качеств теплоизоляции в бетон и штукатурку.

Ячеистое стекло

На чем основана отражательная тепловая изоляция?

Для увеличения влагоустойчивости и качеств теплоизоляции материалы накрывают слоем фольги на алюминевой основе. Его можно наносить на одну или две стороны материала. Очень часто металлизируют полиэтиленовую пенку или минвату. Такие теплоизоляторы в плане экологии неопасны, не имеют ядовитых выделений и отражают большую часть инфракрасного излучения назад в помещение.

Использование фольгированной изоляции хорошо в банях и саунах, при монтажных работах системы пола с подогревом, для радиаторов и трубопроводов. Отражающее полотнище устанавливается для стенового утепления, потолков, помещений мансардного этажа.

Обычное сопоставление параметров разных видов теплоизоляторов будет некорректным, следует выбирать утеплительный материал по назначению. Установка паро- и гидроизолирующих полотнищ и нанесение защитного металлизированного слоя дает возможность значительно увеличить время работы теплоизоляторов даже в агрессивной обстановке.

Гринфельд Г.И. Тенденции развития теплозащиты в мире. Рынок автоклавного ячеистого бетона РФ