Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционными называют материалы и изделия, препятствующие перемещению тепловых потоков через строительные ограждающие конструкции (стены, крыша, полы) и технологическое оборудование. Для них характерна высокая пористость, низкая средняя плотность и теплопроводность. Чем выше содержание воздуха, тем эффективнее теплоизоляционный материал. Применение этих материалов позволяет сократить расход топлива на отопление здания, снизить массу ограждающих конструкций.

Основные показатели качества этих материалов:

- интервал температуры применения от минусовой до плюсовой, ^оС (DТ);

- средняя плотность, кг/м³ (r);

- отклонение от средней плотности, кг/м³ (Dr);

- теплопроводность, Вт/(мК) (l);

- группа горючести;

- предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ и пыли, выделяемых из изделия при хранении и эксплуатации, мг/м³;

- удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Бк/кг (А_эфф).

Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду исходного сырья на органические и неорганические. Каждый класс в свою очередь подразделяют в зависимости от структуры, формы и внешнего вида следующим образом. Неорганические материалы: штучные волокнистые и ячеистые изделия, рулонные, рыхлые волокнистые и сыпучие – зернистые материалы. К органическим относятся волокнистые изделия, ячеистые материалы и рыхлые сыпучие.

В России и Беларуси выпуск теплоизоляционных материалов распределяется следующим образом: минераловатные – 65%, стекловатные – 9,3%, пенопласты – 6,6%, ячеистые бетоны – 6,6%, базальтовые, перлитовые и вермикулитовые изделия – 12,5%.

Большой объем отечественных шлаковых минераловатных изделий, которые имеют такие недостатки, как относительно высокий коэффициент теплопроводности, токсичность, способность впитывать воду, сжимаемость (слеживаемость), увеличивающуюся со временем, связан с их низкой стоимостью.

За рубежом преобладают материалы на основе базальтового и стеклянного волокон, трудногорючие пенопласты, влагостойкие пеностирольные плиты, ячеистый бетон с плотностью до 400 кг/м³.

Определены следующие перспективные направления в развитии производства теплоизоляционных материалов на ближайшие годы:

- значительное увеличение выпуска ячеистых автоклавных и неавтоклавных пенобетонов с плотностью 200 – 400 кг/м³ – теплоизоляционных и 400 – 600 кг/м³ – конструкционно-теплоизоляционных;

- осуществление промышленного выпуска поризованного полистиролбетона с растительными отходами;

- внедрение в практику строительства теплоизоляционных плит из пеноизола и карбамидоформальдегидного пенопласта;

- расширение производства и внедрения перлитосодержащих материалов: перлитоцементных, перлитобитумных, перлитофосфогелиевых, перлитопластбетонных, лигноперлитовых, перлитодиатомитовых и др.;

- увеличение выпуска и применения материалов на основе торфа (геокар), диатомита (диатем), гипса (тизол).

В табл. 10.1 представлены свойства и применение наиболее распространенных теплоизоляционных материалов (ил. 3, 6, 28, 49).

При выборе неорганических волокнистых изделий необходимо учитывать, что по свойствам стекловатные изделия несколько отличаются от минераловатных. Они имеют меньшую среднюю плотность, большую прочность, вибростойкость, но обладают меньшей температуростойкостью. Применяют их наряду с минераловатными для тепловой изоляции строительных конструкций, но основной областью использования является изоляция холодильников, трубопроводов, промышленного оборудования, работающего в условиях вибрации.

Область применения минераловатных плит определяется структурой и плотностью изделий. Так для теплоизоляции горизонтальных ненагруженных конструкций (кровли) используют плиты марок 75 и 125, утепления вертикальных ограждающих конструкций – 175 и 225 с последующим применением легких защитных штукатурок.

Кроме перечисленных в последние годы изобретено много новых теплоизоляционных материалов, в которых значительно больший эффект достигается за счет использования комплекса мер.

Российские ученые в качестве заменителя керамзита – энергоемкого материала предлагают пенопорит, который представляет собой поризованные цементно-песчаные пеногранулы. Получают этот материал из смеси цемента, песка и пены. Состав определенной пластичности пропускают через гранулятор с последующим цементным опудриванием и сушкой гранул.

Таблица 10.1