Виды органических ТИМ
Зернистые материалы
Некоторые горные породы, содержащие в своем составе связанную воду, при нагреве теряют ее. Вода превращается в пар, вспучивает предварительно дробленую породу, в результате чего образуются пористые зерна (вспученный перлит) или чешуйки (вспученный вермикулит).
– вспученный вермикулит
Представляет собой сыпучий пористый материал в виде чешуек золотистого цвета, получаемых ускоренным обжигом до вспучивания вермикулита- гидрослюды, содержащей между элементарными слоями связанную воду. Пар, образующийся из этой воды, действует перпендикулярно плоскостям спайности и раздвигает пластинки слюды, увеличивая первоначальный объем зерен в 15...20 раз и более.
– пластинчатые зерна крупностю 5…15 мм;
– ρ = 100 – 120 кг/м3;
– λ = 0,075 Вт/(м·К).
– вспученный перлит
Получают путем измельчения и обжига перлита, обсидиана и других вулканических горных пород стекловидного строения, содержащих небольшое количество гидратной воды (3...5%). При быстром нагреве до температуры 900...1200 °С вода переходит в пар и вспучивает размягченную породу; она распадается на отдельные шарообразные зерна с увеличением в объеме в 5...10 раз и более.
– пористый песок П зерен = 80... 90 %;
– ρ = 50 – 100 кг/м3;
– λ = 0,04 – 0,05 Вт/(м·К).
Вспученные вермикулит и перлит используют в виде теплоизоляционных засыпок.
В смеси с вяжущим веществом получают растворные и бетонные смеси, из которых формуют теплоизоляционные изделия (плиты, скорлупы, сегменты, кирпич) или выполняют теплоизоляционные, звукопоглощающие и декоративные штукатурки.
Материалы на основе древесного сырья (опилки, стружка, горбыль, рейка) имеют высокие технические характеристики и находят большое применение в строительстве, в частности для малоэтажных зданий.
Древесина сама по себе представляет пористый материал. Кроме того, древесная стружка и древесные волокна расположены в некоторых теплоизоляционных изделиях (фибролитовых, древесностружечных плитах и т. п.) так, что тепловой поток в конструкции оказывается направленным не вдоль, а поперек волокон, а это создает дополнительное сопротивление прохождению теплоты. Вместе с тем стружка и волокна древесины или другого растительного сырья создают своеобразный арматурный каркас в теплоизоляционных изделиях.
1. Фибролит- плитный материал, получаемый смешением древесной стружки (древесной шерсти), цемента, воды и добавок (хлорид кальция, жидкое стекло) с последующим формованием под давлением и твердением в пропарочных камерах.
Древесную шерсть получают на специальных станках в виде тонких и узких лент.
В качестве вяжущего чаще используют портландцемент, реже магнезиальное вяжущее.
Древесную шерсть сначала минерализуют раствором хлористого кальция, жидкого стекла или сернокислого глинозема, а затем смешивают с цементом и водой. Плиты формуют под давлением до 0,5 МПа и направляют для твердения в пропарочные камеры. Затвердевшие плиты сушат до влажности не более 20 %.
– Размер плит 2400×600 мм, толщина- 25,50,75,100 мм;
– ρm = 300…500 кг/м3;
По плотности их делят на марки Ф–300 (теплоизоляционный) и Ф–400, Ф–500 кг/м3 (теплоизоляционно-конструкционный).
– λ = 0,09 – 0,1 Вт/(м·К);
– Rизг = 0,4 – 1,2 МПа;
– Пониженная горючесть- не горит открытым пламенем, а тлеет и затухает после удаления источника огня.
– При W > 35 % он может поражаться домовым грибом, поэтому его необходимо защищать от увлажнения, в частности, путем оштукатуривания;
– Шероховатая поверхность фибролита способствует хорошему сцеплению со штукатуркой;
– Хорошо обрабатывается- его можно сверлить, пилить, в него можно вбивать гвозди.
Теплоизоляционный фибролит применяют для утепления стен и покрытий; конструкционный- для перегородок, каркасных стен и перекрытий в сухих условиях.
2. Арболит- разновидность легкого бетона.
Состав: органические заполнители (древесные опилки, стружка, щепа, сечка камыша, подсолнечная лузга); цемент, вода и химические добавки (хлористый кальций, растворимое стекло).
Технология изготовления изделий из арболита во многом приближается к технологии изделий из обычных бетонов.
– ρm = 300…500 кг/м3 (теплоизоляционный), конструкционно-теплоизоляционный до 700 кг/м3;
– λ = 0,08 – 0,12 Вт/(м·К);
– Rсж = 0,5 – 3,5 МПа, Rизг = 0,4 – 1,2 МПа;
– Биостоек, морозостоек, трудносгораем.
Изделия из арболита применяют для возведения навесных и самонесущих стен и перегородок, а также в качестве ТИМ в стенах, перегородках и покрытиях зданий различного назначения.
3. ДВП- изоляционные древесно-волокнистые плиты.
Получают в виде плит, пропитывая древесные волокна полимерными смолами (формальдегидные) с последующим прессованием и термообработкой.
Технология: изготавливают из неделовой древесины
1. Дробление и размол сырья в воде рубительными машинами на отдельные волокна; вода облегчает разделение древесины на волокна.
2. Пропитка волокнистой массы связующим, гидрофобными и антисептирующими добавками и антипиренами- для улучшения свойств;
3. Формование (отливают на частую металлическую сетку, слегка подпрессовывают); здесь масса обезвоживается и уплотняется.
4. Сушка (если массу высушить на прессе под большим давлением, то получим «оргалит»- твердую отделочную ДВП).
5. Обрезка плит.
– Размеры плиты: длина до 3 м, ширина до 1,6 м; толщина- 10…25 мм, большие размеры плит ускоряют проведение СМР.
– ρ = 150…350кг/м3;
– λ = 0,05…0,09 Вт/(м·К);
– Rизг = 0,4…2 МПа.
Используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, междуэтажных перекрытий, устройства подстилающих слоев в конструкциях полов и т.п.
4. ДСП- древесно-стружечные плиты.
Получают горячим прессованием массы, содержащей около 90 % органического волокнистого сырья (чаще всего тонкая древесная стружка) и 8...12 % синтетических смол (мочевиноформальдегидной, фенолформальдегидной и др.).
ДСП выпускают одно- и многослойными. Например, у трехслойной плиты пористый средний слой состоит из относительно крупных стружек, а поверхностные слои выполняют из одинаковых по толщине плоских тонких стружек.
Для теплоизоляционных целей служат легкие плиты
– ρ = 250...500 кг/м3;
– λ = 0,046... ...0,093 Вт/(м°С).
Полутяжелые и тяжелые плиты применяют как отделочный и конструкционный материал.
– ρ = 500...800 и 800... 1000 кг/м3;
– Rизг = 5...35 МПа
Области применения ДСП в строительстве примерно те же, что и ДВП.
5. Пенопласты- получают вспениванием различных полимеров: полистирола, ПВХ, полиэтилена и др.
Листовые и фасонные изделия.
Пенополистирол (ППС)
Наиболее известный вид строительных пенопластов.
Материал в виде белой твердой пены пористой структуры.
Получают вспениванием под действием пара полистирольного бисера. Формуют крупноразмерные плиты толщиной до 100 мм.
– ρ = 15 – 50 кг/м3;
– λ = 0,03…0,04 Вт/(м·К);
– теплостойкость 80…900С;
– горюч, но при использовании антипиренов получают трудновоспламеняемый пенополистирол.
Применяется в трехслойных стеновых панелях, при теплоизоляции стен и кровель.
Пенополивинилхлорид (ППВХ)
Материал в виде желтоватой твердой пены пористой структуры.
Получают вспениванием композиции на основе ПВХ-смолы.
Выпускают жесткий и эластичный.
– ρ = 35 – 70 кг/м3;
– λ = 0,05 Вт/(м·К);
– Теплостойкость130 – 140 0С;
– Менее горюч по сравнению с пенополистиролом.
Применяется для теплоизоляционных слоев кровельных конструкций (благодаря повышенной прочности).
Пенополиуретан (ППУ)
В настоящее время получают все большее распространение.
Вспененная легкая пластмасса.
– низкая ρ = 25 – 45 кг/м3;
– низкая λ = 0,019 Вт/(м·К);
– Wп(об) = 0,2%;
достаточно высокая механическая прочность
Rсж = 0,3 – 0,7 МПа;
– износостойкость;
– может использоваться при t от –50 до +110 0С;
– технологичность: отличается легкостью и экономичностью обработки;
– биостойкость: стойкость к действию грибков, микроорганизмов делает его не гниющим и не разлагающимся.
Может быть жестким и эластичным.
Жесткий пенополиуретан применяют в виде плит и скорлуп, эластичный служит для герметизации стыков панелей.
Специальный вид- монтажная пена (применяется при установке дверных и оконных коробок как теплоизолирующее уплотнение). Разработаны рецептуры заливочных композиций, которые могут вспениваться даже на холоде, и самопроизвольно затухать при пожаре.
Пенополиэтилен (ППЭ)
Известен под названием «Вилатерм».
Получают из вспененного полиэтилена. Производят в виде эластичного полотнища, легко скатываемого в рулон.
– толщина пенополиэтилена 5…10 мм, ширина полотнищ- 1…3 м;
– водо- и паронепроницаем;
– его можно дублировать с алюминиевой фольгой;
– отражает инфракрасные лучи, создавая дополнительный теплоизоляционный барьер.
Кроме листового пенополиэтилена из него выпускают полые трубки для тепловой изоляции трубопроводов и герметизации стыков в панельных зданиях.
