Виды теплоизоляционных материалов холодильников

По внешнему виду или способу применения теплоизоляционные материалы разделяются на группы:

1)штучные жесткие изделия, имеющие определенные размеры и форму. Для изоляции плоских поверхностей их изготовляют в виде плит, блоков и кирпичей; криволинейных поверхностей в виде сегментов, брусков с трапециевидным сечением, скорлуп (полуцилиндрических оболочек). Изделия сложной конфигурации, предназначенны для изоляции частей трубопроводов (вентилей, тройников, отводов и т. п.).

2) Штучные гибкие изделия, имеющие определенные размеры, но допускающие в некоторой степени изменение формы. Их производят в виде матов, листов, рулонов и шнура. Такие изделия используют для изоляции как плоских, так и криволинейных по­верхностей.

3) Сыпучие или засыпные материалы, представляющие собой рыхлую бесформенную массу с произвольным расположением частиц(засыпают между двумя стенками, одной из которых является изолируемая поверхность).

4) Материалы, которые в конечном виде получают в самом процессе выполнения теплоизоляционных работ, например, напылением на изолируемую поверхность или заливкой исходной смеси в изолируемое пространство.

Высокоэффективные материалы:

- Органические искусственные материалы (пенопласты жесткие, полужесткие и эластичные, пенополистиролы (ПС), пенополивинилхлориды (ПХВ), пенополиуретаны (ПУ),а также материалы на основе фенольно-формальдегидных (ФФ),эпоксидных (Э) и кремний-органических (К) смол.

- Неорганические материалы (алюминиевая фольга (гофрированная), минеральная (мергели, доломиты, базальты), шлаковая(доменный шлак) и стеклянная (кварцевый песок, известь, сода) вата, губчатая резина).

Свойства паро- и гидроизоляционных материалов

Как указывалось выше, наличие разности парциальных давлений водяного пара, содержащегося в окружающей среде и в охлаждаемом помещении, вызывает поток пара через ограждение. Кроме того, в ряде случаев возможно поступление влаги в ограждение при соприкосновении капельной воды с материалами. Так, в ограждение может проникать влага из грунта, влага атмосферных осадков, что требует выполнения гидрозащиты материалов, из которых сделаны ограждения. Защита от проникновения парообразной и капельной влаги выполняется материалами, одновременно являющимися паро- и гидроизоляционными. Пароизоляционные материалы должны отвечать следующим требованиям.

1. Иметь высокое сопротивление паропроницанию, что характеризуется малым коэффициентом паропроницаемости материала. Количество влаги (кг/с), проникающее через однородное ограждение путем паропроницания,

где — коэффициент паропроницаемости материала, кг/(м×с×Па); — толщина ограждения, м.

Коэффициент представляет собой количество водяного пара (кг), проникающее за 1 с через 1 м² ограждения толщиной 1 м при разности парциальных давлений пара по сторонам ограждения 1 Па. Для пароизоляционных материалов m равен 1×10^-12 кг/(м×с×Па). Сопротивление паропроницанию слоя однородного материала (м²×с×Па/кг) определяют выражением Н = /

2. Не поглощать влагу, что предупреждает гниение материалов и обеспечивает их долговечность.

3. Быть температуроустойчивыми, т. е. не быть хрупкими при низких температурах и не размягчаться при температурах, соответствующих верхней границе рабочего температурного интервала.

4. Не иметь запаха.

Основным пароизоляционным материалом является битум (асфальтовый гудрон), который может применяться самостоятельно или являться важнейшей составляющей многих пароизоляционных материалов. Встречаются природные битумы, но в основном битумы получают искусственным путем в виде жидких и твердых остатков при перегонке нефти. Твердые нефтяные битумы (БН) выпускают нескольких марок, различающихся главным образом по температуре размягчения, т. е. температуре, при которой битум переходит из твердого состояния в пластично-текучее.

Битумы, имеющие температуру размягчения до 50 °С, называются легкоплавкими, а выше 50 °С — тугоплавкими. Другой характеристикой битумов, определяющей их вязкость, является пенетрация (проникновение); мерой пенетрации считают глубину в десятых долях миллиметра, на которую проникает в вязкое тело игла с грузом в 100 г в течение 5 мин при температуре испытуемого материала 25 °С. Теплопроводность битума 0,3-0,35 Вт/(м×К).

Битумы с более высокой температурой размягчения оказываются значительно менее вязкими, что вызывает трудности при нанесении пароизоляционного слоя. Битум БН 50/50 размягчается от прямых солнечных лучей, а БН 90/10 — растрескивается при низких температурах. Для теплоизоляционных и пароизоляционных работ чаще всего используют битум БН 70/30. Для создания нужных свойств нередко применяют композиции из битумов двух марок, в частности БН 50/50 и БН 90/10, в равных долях.

По способу производства пароизоляционных работ пароизоляционные материалы могут быть окрасочные (обмазочные) и оклеенные. Битум относится к окрасочным материалам. Его наносят на поверхность в расплавленном состоянии щетками (кистями) вручную, в один или несколько слоев общей толщиной от 1 до 5 мм. Для расплавления битум разогревают в баках до температуры 160-170°С, применяя электрический подогрев, и поддерживают эту температуру во время работы. Наносить битум следует только на сухую и чистую поверхность, что задерживает выполнение изоляционных работ. Делаются попытки наносить расплавленный битум при помощи пульверизаторов.

Более производительным способом, позволяющим создать пароизоляционный слой высокого качества, оказывается окраска поверхности битумной эмульсией или битумной мастикой. Битумная эмульсия представляет собой мелкодисперсные частицы битума, находящиеся в воде во взвешенном состоянии. В состав эмульсии входят эмульгаторы (мыло, некоторые сорта глины и др.), обволакивающие поверхности частиц битума тонкой оболочкой и тем самым препятствующие слипанию их в крупные частицы. Для образования эмульсии битум в расплавленном состоянии дробится на частицы размером около 5 мкм в центрифугах при большой скорости вращения или в ультразвуковых дис-пергаторах. В составе эмульсии 50 % воды, 48 % битума, 1,5 % эмульгатора и 0,5 % щелочи. Эмульсию наносят на поверхность разбрызгиванием из пульверизатора (пистолета-распылителя). После испарения воды частицы битума слипаются в сплошную ровную пленку. После высыхания первого слоя можно наносить следующий (до трех-четырех слоев). Эмульсию можно наносить и на влажную поверхность. Недостатком этого способа является малая эластичность слоев, из-за чего при низких температурах на битуме появляются волосяные трещины, значительно увеличивающие паропроницаемость слоя. Для придания эластичности и морозостойкости слоям битумной эмульсии в нее добавляют латекс (водяную эмульсию синтетического каучука).

Находят применение битумные мастики. Они встречаются двух разновидностей: горячие (твердые) и холодные (пластичные). В обоих случаях мастики представляют собой смесь битума с наполнителями, придающими мастикам эластичность. В качестве наполнителей применяют волокнистые материалы (асбест) и пылевидные материалы (мелкий или молотый песок, известь и др.). Для приготовления горячих мастик расплавленный битум (80-85 %) смешивают с различными наполнителями, желательно и с волокнистыми, и с пылевидными. Для придания пластичности в мастику добавляют соляровое масло и латекс. Горячие мастики можно применять в качестве обмазочной пароизоляции, приклеивающего слоя для гидроизоляции из битумных рулонных матери­алов, а также для покрытия кровель по беспокровным рулонным материалам. При проведении работ мастику расплавляют при температуре 120-180°С и наносят на поверхность вручную или механическим распылением. При механизированном нанесении пароизоляционного слоя увеличивается плотность, долговечность и ад­гезионные свойства пароизоляции, а трудовые затраты уменьшаются в 5-10 раз.

Холодная мастика состоит из битумной эмульсии (50 %), асбестовых волокон (25 %) и песка (25 %). На поверхность ее наносят также, как штукатурку, слоем 5-10 мм. Мастика может наноситься на холодные и влажные поверхности. Особенно целесо­образно ее примененять в качестве пароизоляционного материала для пароизоляции холодных трубопроводов.

К оклеечным пароизоляционным материалам относятся различные битумные и не битумные рулонные и листовые материалы. Битумные материалы с органической основой. Такими материалами являются пергамин и рубероид. Пергамин — это кро­вельный картон, пропитанный легкоплавким битумом с толщиной листов 0,5-0,7 мм. Рубероид — кровельный картон, пропитанный легкоплавким битумом и покрытый с одной или с двух сторон слоем тугоплавкого битума, в связи с чем рубероид называют покровным рулонным материалом, а пергамин — беспокровным. Толщина рубероида 1,5 мм. Для внутренней пароизоляции нельзя применять толь, так как он представляет собой картон, пропитанный каменно-угольными дегтепродуктами, которые обладают сильным запахом. В связи с этим в холодильном строительстве толь используют только как наружный гидроизоляционный материал. Недостатком этих материалов являются возможность гниения их основы и вследствие этого уменьшение долговечности пароизоляционного слоя. В связи с этим материалы с гниющей основой должны применяться главным образом для небольших установок и неответственных сооружений.

Материалы с неорганической (негниющей) основой. К ним относятся гидроизол, фольгоизол, стеклоизол, стеклорубероид. Гидроизол — это беспокровный рулонный материал, изготовленный путем пропитки асбестового картона битумами. Толщина листов около 1 мм. При изготовлении фольгоизола алюминиевую фольгу толщиной 0,2-0,3 мм покрывают с одной стороны битумно-резиновым составом. Толщина листов до 4 мм. Стеклорубероид и стеклоизол имеют одинаковую основу — стекловолокнистую ткань, но стеклорубероид получают нанесением на ткань битума, а стеклоизол — битумно-резиновой массы. Толщина листов 2-3 мм.

Безосновные материалы. К ним относятся изол и бризол, которые изготавливают прокатыванием через вальцы смеси нефтяных битумов с наполнителем (асбестовые волокна и тальк) и дробленой старой резиной. Материалы выпускают толщиной 2 мм, шириной 450 мм (бризол) и 800-1000 мм (изол). Их отличает высокая пластичность при низких температурах.

Материалы последних двух групп обладают высокой водостойкостью, долговечностью, низкой паропроницаемостью и применяются в ответственных сооружениях. Для пароизоляции используют и не битумные материалы, в частности полимерные пленочные материалы, например полиэтиленовые и поливинилхлоридные пленки (толщиной 0,2 мм). Их недостатками являются быстрое старение и трудность наклеивания. Лучшие результаты дает применение дублированных пленок типа пленка—бумага или пленка— фольга—бумага. Хорошим средством защиты изоляции от увлаж­нения является облицовка поверхности стен глазурованными плитками. Идеальными пароизоляционными материалами считаются металлы, которые приходится использовать в низкотемпературных малых установках.

Для приклеивания неполимерных теплоизоляционных материалов и пароизоляционных материалов к изолируемым поверхностям применяют расплавленную горячую битумную мастику. Но для приклеивания полимерных материалов она не годится из-за высокой температуры ее расплавления, при которой происходят необратимые изменения этих материалов. Для приклеивания пенополистирола и синтетических пленок используют или битумную мастику с температурой расплавления 70-80 °С, или клей. Температуру размягчения битумной мастики понижают добавлением органических растворителей (бензина, керосина, толуола и др.); мастика отвердевает при испарении растворителя. Применяют и различные клеи, такие как клей БК-3 на основе фенолформальдегидной смолы, мастику ДФК-П на основе дифенолкетоновых смол, мастику КН-2, латексный клей и клей СП-1 на основе синтетических каучуков.