Термоізоляційні матеріали та вироби

За останні роки на будівельному ринку з'явилися десятки нових теплоізоляційних матеріалів, завдяки чому відбувся значний прорив у першу чергу у сфері енергозбереження. З розвитком нових технологій, сучасні ізоляційні матеріали стали більш ефективними, екологічно безпечними і різноманітними, і відповідають конкретним технічним завданням будівництва — можливість будівництва висотних будівель, зменшення товщини огороджувальних конструкцій, зниження маси будинків, витрат будівельних матеріалів, а також економії паливно-енергетичних ресурсів при забезпеченні нормального мікроклімату в приміщеннях.

До теплоізоляційних матеріалів належать будівельні матеріали та вироби, призначені для теплової ізоляції огороджувальних конструкцій будівель і споруд, технологічного обладнання і трубопроводів. Такі матеріали мають низьку теплопровідність (при температурі 25°С коефіцієнт теплопровідності не більше 0,175 Вт/ (м°С) ) і щільність (не вище 500кг/м3).

Основна технічна характеристика теплоізоляційних матеріалів — це теплопровідність, тобто здатність матеріалу передавати тепло. Для кількісного визначення цієї характеристики використовується коефіцієнт теплопровідності, який дорівнює кількості тепла, що проходить за 1 годину через зразок матеріалу товщиною 1 м і площею 1 м2 при різниці температур на протилежних поверхнях 1°С. Теплопровідність виражається у Вт/ (м К) або Вт/ (м°C). При цьому величина теплопровідності теплоізоляційних матеріалів залежить від щільності матеріалу, виду, розміру, розташування пір і т. д. Також сильний вплив на теплопровідність має температура і вологість матеріалу.

Крім цього, важливими додатковими властивостями теплоізоляційних матеріалів є міцність на стиск, щільність, водопоглинання, сорбційна вологість, морозостійкість, паропроникність та вогнестійкість.
Класифікуємо теплоізоляційні матеріали

Теплоізоляційні матеріали та вироби можна систематизувати за основними ознаками:

По виду вихідної сировини: неорганічні (мінеральна і скляна вата, комірчасті бетони, матеріали на основі азбесту, керамічні та ін ) і органічні (деревно-волокнисті плити, піно - і поропласти, торф'яні плити тощо ). Також виготовляються комбіновані матеріали, з використання органічних і неорганічних компонентів.

По структурі: волокнисті (мінеральна, скляна вата, вовна тощо ), ніздрюваті (ніздрюваті бетони і полімери, піно - та газокерамика тощо ) і зернисті або сипучі (керамічний і шлаковий гравій, пемзовий і шлаковий пісок і пр.

За формою: пухкі (вата, перліт і ін ), плоскі (плити, мати, повсть та ін ), фасонні (циліндри, полуцелиндры, сегменти та ін ), шнурові (шнури з неорганічних волокон: азбестові, мінерального і скляного волокна).

По займистості (горючості): вогнетривкі (керамзит, ніздрюваті бетони та ін ), вогнестійкими (цементно-стружкові, ксилоліт) та спалимі (комірчасті пластмаси, торфопліти, очерет тощо )

За змістом сполучної речовини: містять речовину (ніздрюваті бетони, фіброліт тощо ) і не містять речовину (скловата, мінеральне волокно).
Будівельні і теплофізичні властивості

Маркування теплоізоляційних матеріалів пов'язують з їх щільністю. Тому основним показником якості таких матеріалів є їх марка щільності: D15-35-50-100-125-150-175-200-250-300-350-400-500-600.

Пористі матеріали отримали найбільше поширення в будівництві. Вважається, що чим більший об'єм пор, тим теплопровідність менше, це пов'язано з тим, що самою малою теплопровідністю володіє повітря (0,023 Вт/мС). Але теплопровідність залежить не тільки від об'єму, але і від розмірів пор, їх форми, а також характеру пористості та ін. У великих порах конвективний теплоперенос відбувається інтенсивніше в порівнянні з дрібними, в яких повітря при наявності теплового градієнту може виявитися нерухомим і теплопровідність його мінімальна. Тому при формуванні пористої структури технологічні прийоми завжди спрямовані на отримання, за можливості, більш дрібних, рівномірно розташованих пір по всьому об'єму матеріалу.

Характер пористості робить вирішальний вплив на акустичні і теплоізоляційні властивості пористого матеріалу. При замкнутому пористості матеріал відноситься до теплоізоляційних, а при наскрізний (в певних межах) – до звукопоглинальним. Такі властивості можуть бути поліпшені шляхом спеціальної обробки поверхонь виробів і утворення отворів в тілі матеріалу.

Волокнисту будову характерно для матеріалів на основі мінеральної (мінеральна і скляна вата) або органічного волокна (деревне, полімерне, тварина). Мінеральні волокна отримують шляхом розплавлення неорганічного сировини з подальшим перетворенням розплаву (шляхом розпилення, витягування через фільєри або іншими способами) в волокна, а органічне – шляхом розщеплення деревини або іншої рослинної сировини на волокна до мінімально можливого діаметра. Виконання такої операції здійснюється на досить складному устаткуванні і зазвичай пов'язано з великою витратою енергії. Теплоперенос у волокнистих матеріалах здійснюється за рахунок перенесення тепла від одного волокна до іншого (кондукционный — передача тепла від одного об'єкта до іншого при прямому контакті), а також конвективним перенесенням повітря, укладеним між волокнами. Тому із зменшенням товщини волокон теплоперенос не може, так як при передачі тепла від одного волокна до іншого витрачається теплова енергія: чим тонше волокно, тим більше таких контактів, тим більше втрати тепла при його перенесенні за напрямком теплового градієнту. При тонковолокнистой структурі повітря знаходиться у вигляді тонких прошарків неправильної форми, що також ускладнює теплоперенос в такій структурі за рахунок конвективного теплопереносу.

Оптимальною вважається структура по можливості з більш тонкими волокнами. Для неорганічних матеріалів зазвичай розмір волокон обмежується величиною 5-8мк, так як при меншому діаметрі волокно виходить ламким. Для органічних матеріалів діаметр волокон залежить від природи вихідного матеріалу і в ряді випадків може бути значно менше. Теплопровідність волокнистих матеріалів залежить також від напрямку потоку теплоти. Наприклад, для дерева теплопровідність вздовж волокон приблизно в 2 вище, ніж поперек.

Зволоження і тим більше замерзання води в порах матеріалу призводить до різкого збільшення теплопровідності, оскільки у води вона дорівнює 0,58 Вт/мС, тобто приблизно в 25 разів більше, а льоду 2,32, у 100 разів більше, ніж повітря.

Температуростійкість оцінюють граничною температурою застосування матеріалу. Вище цієї температури матеріал змінює свою структуру, втрачає механічну міцність і руйнується, а органічні матеріали можуть загорятися. Граничну температуру застосування встановлюють трохи нижче значення температуростойкости в цілях обережності, і указують у технічній характеристиці матеріалу.

Теплоємність має суттєве значення в умовах частих теплозмін, так як в цих умовах необхідно враховувати теплоту, поглинається (акумульовану) теплоізоляційним шаром. Теплоємність неорганічних матеріалів коливається від 0,67 до 1 кДж/кг. Зі збільшенням вологості матеріалу його теплоємність різко зростає, т. к. для води при 4 ° С вона складає 4,2 кдж/кг. Збільшення теплоємності відзначається і при підвищенні температури.

Вогнестійкість характеризує горючість матеріалу, тобто його здатність займатися і горіти при дії відкритого полум'я. Спалимі матеріали можна застосувати лише при здійсненні заходів щодо захисту від загоряння та можливості використання засобів пожежогасіння. Займистість визначається при впливі температури 800-850С і витримці протягом 20 хв.
Фізико-механічні властивості

Щільність для жорстких матеріалів – відношення маси сухого матеріалу до його об'єму, а щільність волокнистого – це відношення маси сухого матеріалу до його об'єму, але при певному заданому навантаженні.

Міцність при стиску визначається при 10% деформації. Це величина напруги, що викликає зміна товщини виробу на 10%. Це величина напруги, що викликає зміна товщини виробу на 10%.

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 вище 0,5 МПа, називають теплоізоляційно-конструктивними і використовують для несучих огороджувальних конструкцій. Для деяких видів теплоізоляційних матеріалів основною 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 достатньою для його транспортування, збереження, монтажу і роботи в конкретних експлуатаційних умовах.

Стисливість – здатність матеріалу змінювати товщину під дією заданого тиску. Матеріали по стисливості м'які М: деформація понад 30%. Напівжорсткі ПЖ – деформація 6-30%, жорсткі – деформація не більше 6%. Стисливість характеризується відносною деформацією матеріалу при стиску під дією питомої 0,002 МПа навантаження.

Водопоглинання значно погіршує теплоізоляційні властивості і знижує міцність та довговічність. Матеріали з закритими порами, наприклад, піноскло, мають низьке водопоглинання (менше 1%). Для зменшення водопоглинання, наприклад, при виготовленні мінераловатних виробів часто вводять гідрофобні добавки, які дозволяють зменшити сорбційну вологість в процесі експлуатації.

Газо - і паропроникність враховують при застосуванні теплоізоляційного матеріалу в огороджувальних конструкціях. Теплоізоляція не повинна перешкоджати повітрообміну житлових приміщень з навколишнім середовищем через зовнішні стіни будинків. У разі підвищеної вологості виробничих приміщень теплоізоляцію захищають від зволоження за допомогою надійної гідроізоляції, що укладається з «теплого» боку.

Хімічну та біологічну стійкість теплоізоляції підвищують, застосовуючи різні захисні покриття або обробляючи їх антисептиками. Високопористих будова теплоізоляційних матеріалів сприяє прониканню в них рідин, газів і парів, що знаходяться в навколишньому середовищі. Взаємодія їх з матеріалом може викликати його руйнування. Органічні матеріали або матеріали, що містять у своєму складі органічні компоненти (зв'язуючі речовини, крохмаль, клей тощо ) або волокнисті наповнювачі (деревне волокно), повинні володіти біологічною стійкістю. При зволоженні таких матеріалів виникає небезпека руйнування їх грибками або мікроорганізмами. Тому при використанні теплоізоляційних матеріалів у місцях, які піддаються зволоженню, в процесі експлуатації необхідно обробляти їх антисептиками.

При використанні теплоізоляційних матеріалів в огороджувальних конструкціях вони можуть піддаватися впливу поперемінного заморожування і відтавання, що може призвести до їх руйнування і втрати в зв'язку з цим, теплозахисних властивостей. Головною умовою забезпечення працездатність таких конструкцій є захист теплоізоляційного матеріалу від зволоження, яка може відбутися за рахунок міграції вологи (від «теплого» до «холодного») і конденсації водяної пари, яка найбільш інтенсивно відбувається в холодну пору року.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)