Виды неорганических ТИМ
Прочность
Химическая и биологическая стойкость
Большая пористость способствует проникновению в материал агрессивных газов и паров, находящихся в окружающей среде, которые, взаимодействуя с материалом, разрушают его.
Органические ТИМ природного происхождения при повышении влажности легко загнивают, подвергаются действию микроорганизмов, грибов, насекомых (муравьев, термитов). Многие повреждаются грызунами.
Способы повышения хим- биостойкости ТИМ:
– устранение причин, вызывающих увлажнение, т.к. жизнедеятельность различных микроорганизмов возможна во влажной среде;
– обработка материалов антисептиками.
Прочность ТИМ вследствие их пористого строения сравнительно невелика.
Rсж = 0,2 – 2,5 МПа.
Материалы, у которых прочность при сжатии выше 5 МПа, называют теплоизоляционно-конструктивными и используют для несущих ОК.
Для ряда теплоизоляционных изделий основной характеристикой является предел прочности при изгибе (плиты, скорлупы, сегменты) или при растяжении (маты, войлок, асбестовый картон и т. п.).
Rизг = 0,15 – 0,5 МПа.
В любом случае прочность должна обеспечить сохранность ТИМ при перевозке, монтаже, складировании и работе в конкретных условиях эксплуатации.
Изготавливают на основе мин. сырья (горные породы, шлаки, стекло, вяжущие вещества, асбест и др.)
Эти материалы используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.
К этой группе относят:
1. Минеральная вата
Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает 1 место среди ТИМ.
Этому способствует наличие сырьевых ресурсов для их получения; простота технологического процесса; небольшие капиталовложения при организации производства.
Минеральная вата (МВ) - волокнистый ТИМ, полученный из расплава легкоплавких горных пород (базальт, доломит, гранит, мергель и др.) и металлургических шлаков.
Название мин. вата получает по виду сырья: шлаковая, базальтовая, стекловата.
Производство включает две основные технологические операции:
1. Получение силикатного расплава.
2. Получение тончайших волокон.
Расплав обычно получают в вагранке (шахтная плавильная печь), куда загружают сырье и топливо (кокс).
Существует 2 способа получения мин. волокна:
Рис.2.
1. Дутьевой
При дутьевом способе выходящий из печи расплав разбивается на мелкие капельки струей пара или воздуха, которые вдуваются в специальную камеру и в полете сильно вытягиваются, превращаясь в тонкие волокна.
2. Центробежный
При центробежном способе струя жидкого расплава поступает на быстровращающийся диск центрифуги и под действием большой окружной скорости сбрасывается с него и вытягивается в волокна.
Толщина волокон 2 – 7 мкм; длина 20 – 40мм.
Рис.3. Способ получения изделий из мин. ваты.
Полученное минеральное волокно собирается в камере волокнообразования на непрерывно движущейся сетке. В эту камеру вводят органические и минеральные связующие вещества (битум, фенолоспирты, карбомидные смолы) для получения рыхлого мин. ковра и дальнейшего формования изделий (в исходном виде мин. вата в настоящее время не применяется).
Виды минераловатных изделий:
– мягкие плиты (минеральный войлок) и прошивные маты;
– полужесткие и жесткие плиты и фасонные изделия.
Мягкие маты и плиты получаютпрошивкой минераловатного ковра, сдублированного с фольгой или металлической сеткой; а также с помощью минерального связующего путем его легкой подпрессовки.
Выпускают в виде рулонов.
– Плотность войлока ρ = 30 – 100 кг/м3;
– λ = 0,033 – 0,035 Вт/(м·К).
Полотнища минерального войлока применяют для утепления стен и перекрытий в кирпичных, бетонных и деревянных домах.
Полужесткие и жесткие плиты и фасонные изделия получаютс использованием полимерных связующих с последующим прессованием и термообработкой для сушки или полимеризации.
Размер плит 600×1200×(50…120) мм.
– ρ = 50 – 150 кг/м3;
– λ = 0,04 – 0,06 Вт/(м·К).
Используют для устройства теплоизоляции стен и кровельных покрытий.
Плиты легко режутся и укрепляются на стенах клеющими мастиками.
Скорлупы и сегменты используют для теплоизоляции трубопроводов.
Изделия применяют для изоляции при температурах от –200 до +600 0С, изделия на основе базальтовых волокон выдерживают до 1000 0С.
2. Ячеистые (газо- и пено-) бетоны
Перспективный вид теплоизоляционных бетонов. Но их широкому распространению препятствует высокое водопоглощение и гигроскопичность.
– ρ < 600 кг/м3 (300 – 500);
– λ = 0,07 – 0,1 Вт/(м·К).
Применяют в виде блоков, заменяющих 8-16 кирпичей для теплоизоляции ОК зданий.
3. Пеностекло (ячеистое стекло ЯС)- материал, получаемый термической обработкой порошкообразного стекла (из стеклобоя), смешанного с газообразователем (мел, известняк, кокс).
При температуре 800...900°С частицы стекольного боя начинают сплавляться, а выделяющиеся из газообразователя газы (н-р, СО2), вспучивают стекломассу и образуют большое количество пор.
Рис.4. Структура пеностекла.
Пеностекло имеет двойную пористость: стенки крупных пор (d = 0,5…2 мм) содержат микропоры. При этом все поры замкнутые.
Такое строение объясняет его низкую теплопроводность при достаточно высокой прочности и практически нулевое водопоглощение и паропроницаемость.
Выпускают в виде блоков или плит размером 50×40×(8...14) см.
– П = 80–95 %;
– ρ = 200 – 300 кг/м3;
– λ = 0,06 – 0,12 Вт/(м·К);
– Rсж = 3 – 6 МПа.
– Несгораемый материал с высокой температуростойкостью- 400 0С,
– легко обрабатывается (пилится, сверлится, шлифуется),
– хорошо сцепляется с цементными материалами.
Применяют для изоляции металлоконструкций, теплоизоляции трубопроводов (благодаря паронепроницаемости и min водопоглощению), для изоляции стен, потолков, промышленных холодильников.