Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы

Реферат

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. Назначение

Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, обладающие малой теплопроводностью, предназначенные для теплоизоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов (коэффициент теплопроводности λ ≤ 0,175вт/мºC, ρ ≤ 500 кг⁄м3). В 1995 году в России были приняты новые требования к теплозащите зданий. В соответствии с ними теплозащитные характеристики ограждающих конструкций повышены в 2,5-3,5 раза. Теплоизоляционные материалы с низким значением коэффициента теплопроводности λ обладают высокими теплозащитными свойствами, они позволяют снизить массу зданий (толщину стен), уменьшить материалоемкость строительства и, как следствие, транспортные расходы, экономить топливно-энергетические ресурсы в технологических процессах и при эксплуатации здании и сооружений. Только применяя эффективные теплоизоляционные материалы в конструкциях ограждений, можно построить здание, отвечающее современному уровню комфорта.

. Классификация теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные материалы и изделия классифицируют:

. По виду исходного сырья

неорганические (минеральная и стекловата, легкие бетоны, ячеистое стекло, пенокерамика, изделия из асбеста);

органические (пенопласты, композиты на основе древесины).

. По структуре

волокнистые;

ячеистые;

зернистые (сыпучие).

. По форме и внешнему виду

рыхлые (вермикулит, гранулированная минвата, торфяная крошка);

плоские (плиты, маты, войлок);

фасонные (цилиндры, полуцилиндры, скорлупы, сегменты);

шнуровые (шнуры, жгуты);

. По плотности в сухом состоянии

особо низкой плотности (ОНП) - 15, 25, 35, 50, 75 кг ∕м3;

низкой плотности (НП) - 100, 125, 150, 175 кг ∕м3;

средней плотности (СП) - 200, 250, 300, 350 кг ∕м3;

плотные (Пл) - 400, 450, 500 кг ∕м3.

. По теплопроводности

А - λ до 0,06 Вт ⁄(м·ºС) - низкой теплопроводности;

Б - λ до 0,115 Вт ⁄(м·ºС) - средней теплопроводности;

В - λ до 0,175 Вт ⁄(м·ºС) - повышенной теплопроводности.

По жесткости подразделяются на классы

М - мягкие (относительные деформации выше 30 % при Rуд 0,02 МПа);

П - полужесткие (от 6 до 30 %) ;

Ж - жесткие (до 6 %);

ПЖ - повышенной жесткости (относительные деформации до 10 % при Rуд 0,04 МПа);

Т - твердые (относительные деформации до 10 % при Rуд 0,1 МПа).

. По характеру применения

строительная;

монтажная изоляция:

для изоляции холодных поверхностей (зданий);

для изоляции горячих поверхностей тепловых установок и трубопроводов;

для изоляции холодильных установок.

. По возгораемости (горючести)

несгораемые;

трудносгораемые;

сгораемые.

. Общие технические требования

Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередачи Rо, (м2·С)/ Вт:

о = 1⁄αв + R + 1 ⁄αн , (1)

где αв - коэффициент теплообмена у внутренней поверхности ограждения, равный 8,7 Вт/м2·С ;

αн - коэффициент теплообмена у наружной поверхности ограждения, равный 23 Вт/м2·С ;- термическое сопротивление конструкции ограждения зависит от толщины теплоизоляционного материала δ и его коэффициента теплопроводности λ и вычисляется по формуле R = δ ⁄ λ .

В соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» нормативные значения требуемого сопротивления теплопередачи Rо, исходя из условий энергосбережения, увеличены в 2,5-3,5 раза. Отсюда - либо увеличить соответственно толщину ограждений, либо применять многослойные конструкции, содержащие теплоизоляционные материалы.

Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен Rо, (м2·С)/Вт для регионов России и толщина (δ) стены из кирпича (λ = 0,8 Вт/м·С) и газобетона(λ = 0,11 Вт/м·С).

Табл. 1 Приведенные сопротивления теплопередаче наружных стен зданий

Наименование городаRо, (м2·С)/ Втδ стены из кирпича, мδ стены из газобетона, мКраснодар2,351,630,22Волгоград2,92,07 Москва3,152,270,31Южно-Сахалинск3,42,470,34Хабаровск3,62,630,36Новосибирск3,712.710,39Иркутск3,92,870,39Чита4,13,030,42Магадан4,73,510,48Якутск4,93,670,51

Следовательно, теплопроводность - важнейший показатель теплоизоляционных материалов. Обычно ТИМ состоят из твердого каркаса (материала) и воздуха, заполняющего поры.

λ = λмат + λвозд . (2)

Эквивалентная теплопроводность воздушного слоя в порах материала складывается из передачи тепла теплопроводностью, конвекцией и излучением:

λэкв = λт + λк + λи. (3)

В обычных условиях теплопередача излучением отсутствует. На тепловую изоляцию ограждающих конструкций оказывает влияние теплопередача в результате непосредственного контакта (теплопроводность) и от движущихся воздушных потоков (конвекция). Чем мельче поры, тем меньше конвективный теплообмен.

λвозд = 0,023 - 0,038 Вт⁄(м·ºС) в порах размером от 0,1 до 2 мм.

Для предотвращения увлажнения и, следовательно, ухудшения свойств ТИМ предпочтительны закрытые поры, поскольку

λ w = λ с + δ · wo, (4)

где λс - теплопроводность сухого материала ,

δ - коэффициент, учитывающий увеличение теплопроводности при увеличении объемной влажности материала (wo) на 1 % .

λводы - 0,58, а λльда - 2,32 Вт ⁄(м·ºС).

В обычных условиях с увеличением температуры среды теплопроводность материалов возрастает

λt = λо + (1 + β·t) , (5)

где λо - теплопроводность материала при 0 ºС;

β - константа, зависящая от свойств материала.

Также следует учитывать, что кристаллические вещества лучше проводят тепло, поэтому теплоизоляционные материалы обычно создаются из веществ имеющих аморфную структуру.

Пористость - основной показатель ТИМ, определяющий их технические свойства, в том числе теплопроводность. Регулируя пористость, можно придавать материалу нужные свойства. Принято разделять пористость на истинную (общую), открытую и закрытую.

Истинная пористость:

Пи =(( Ve - Vабс) / Ve)100 % , где (7)

e - естественный объем материала с порами;абс - объем материала в плотном теле, без пор.

Объем истинной пористости для ТИМ может достигать 99 %.

Открытая пористость По - отношение объема сообщающихся пор, определяемого водонасыщением Vв, к объему материала Vе. Может составлять для ТИМ от 1 до 92 % .

По = (Vв / Ve )100 %, (8) ((mв-mc)/ (Vе·Sв)) 100 %, (9)

где mв - масса насыщенного водой материала; mc - масса сухого; Sв - плотность воды.

Закрытая пористость характеризует объем закрытых пор:

Пз = Пи - По. (10)

Для ТИМ значения Пз могут составлять до 98 %.

Для получения качественной теплоизоляции предпочтительна мелкая закрытая пористость размером не более 0,1-1 мм.

Средняя плотность, кг⁄м3, определяется отношением массы материала к естественному объему материала, включая поры:

ср = m ⁄ Vе (11)

Для теплоизоляционных материалов pср не должна превышать 500 кг⁄м3.

Физико-механические свойства (прочность и деформативность) не являются определяющими для ТИМ, как правило, их значение невелико и определяет возможность сохранения изделиями формы и способность сопротивляться сжимающим нагрузкам. Так величины прочностных показателей составляют Rсж от 0,025 (для пенопластов, или мягких минераловатных плит) до 5 МПа (для ячеистого стекла), Rизг от 0,07 МПа до 2 МПа (для древесноволокнистых плит).

Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать воду - для теплоизоляционных материалов, в силу их специфических свойств, имеет очень важное значение, так как λводы в 25 раз выше, чем λвоздуха, содержащегося в мелких замкнутых порах. Водопоглощение по объему (Wоб) всегда меньше объема пористости материала, а по массе (Wм) для ТИМ обычно превышает 100 %.

м = Wоб ⁄ pср. (12)

Гигроскопичность - способность сорбировать влагу из воздуха, зависит от природы материала, характера пористости, относительной влажности воздуха. Снижение гигроскопичности достигается путем уменьшения содержания открытых микропор, гидрофобизации, защиты поверхности водоотталкивающими растворами и обкладками. Для современных теплоизоляционных материалов это является обязательным условием.

. Принципы получения пористой структуры

Для получения высокопористого строения материалов ТИМ применяют несколько основных методов. Для получения материалов ячеистого строения (ячеистые бетоны, пеностекло, пенопласты, пенокерамика) используют методы газо- и пенообразования, выгорающие добавки. Для волокнистой структуры (торфо-, минераловатные плиты) - способы свойлачивания и высокого водозатворения. Для теплоизоляционных засыпок - используют сыпучие зернистые материалы однородной формы.

.Способ газообразования состоит во вспучивании исходной массы за счет выделения пузырьков газа в объеме материала, находящегося в пластичном состоянии. Газообразователи обычно вводят в исходную массу (алюминиевая пудра, порофоры, карбонаты и т.д.), но их роль могут выполнять и содержащиеся в материале компоненты, например, гидратная вода в перлитовой породе. Объем пористости может достигать 98 %.

.Способ пенообразования. Для его реализации используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные снижать поверхностное натяжение на границе раздела жидкая фаза - воздух., что обуславливает пенообразование. Синтетические пенообразователи - продукты нефтехимического синтеза, применяемые в строительстве моющие средства, сульфанолы. Природные - клееканифольный, смолосапониновый и др. Варианты реализации способа: а) смешение суспензии пенообразователя и жидкой растворной части; б) сухая минерализация пены; в) аэрирование.

.Способ удаления порообразователя. При его использовании возможно применение высокого водозатворения, которое состоит в введении большого количества воды при получении формовочных масс, испаряющейся при обжиге или сушке с образованием воздушных пор. Другим вариантом этого способа является использование выгорающих добавок при высокотемпературном обжиге.

.Неплотная упаковка. Состоит в создании волокнистого каркаса путем образования искусственных волокон или при использовании естественного волокнистого строения (минеральная вата, древесноволокнистые плиты). Структура закрепляется при тепловой обработке. Этот метод также осуществляется при механическом связывании волокнистых материалов (камышит). Третьим вариантом является создание зернистой структуры, когда пористость образуется при применении сыпучих материалов и определяется гранулометрическим составом.. Чем однороднее по форме и размерам зерна, тем выше пористость материала, точнее межзерновая пустотность. Достигает 45-50 %.

. Характеристика отдельных видов материалов

. Неорганические теплоизоляционные материалы

Неорганические теплоизоляционные материалы составляют основную часть продукции отрасли, это объясняется распространенностью сырья, возможностью широкого регулирования свойств, применением практически в любых условиях эксплуатации.

Минеральная вата - рыхлый волокнистый материал, состоящий из тонких 0,5-12 мкм стекловидных волокон, получаемых из расплава легкоплавких горных пород, металлургических или топливных шлаков и их смеси. Расплав получают в высокотемпературных печах (вагранках, ванных, электродуговых, индукционных и др.) при 1300-1500 ºС, с последующим раздувом в волокно под воздействием пара, вращающихся устройств или продавливанием через фильеры. Полученное минеральное волокно собирается в камере волокноосаждения на непрерывно движущемся конвейере. Минеральную вату различают по плотности - до 80, до 90 и до 100 кг/м3, по теплопроводности - не более 0,041 и не более 0,047 Вт ⁄(м·ºC). Изделия на основе минеральной ваты получают путем закрепления волокнистого ковра сшивкой или склеиванием синтетическими, в основном фенолоформальдегидными, битумными или минеральными связующими (жидкое стекло, глина, цемент и др.). Относятся к одним из самых эффективных современных теплоизоляционных материалов.

Прошивные маты - гибкие изделия из слоя минеральной ваты без связующего, скрепленные при помощи прошивки проволокой или синтетическими нитями. Температура применения - до +700 ºС.

Мягкие и полужесткие плиты изготавливают путем скрепления волокон при распылении связующего в камере волокноосаждения с последующей сушкой в камере полимеризации. Плотность плит 35-75, теплопроводность - 0,041-0,047 Вт⁄(м·ºC). Применяют для теплоизоляции сложных криволинейных поверхностей.

Твердые плиты изготавливают «мокрым» способом из гидромассы, состоящей из минерального волокна, раствора связующего, поверхностно-активных веществ. Изделия из жидкотекучей массы формуют на вакуум-прессах с последующей тепловой обработкой при 150-180 ºС в многоэтажных прессах. Получают плиты плотностью 175-200 кг⁄м3, теплопроводностью 0,047-0,058 Вт ⁄(м·ºC).

Плиты повышенной жесткости получают путем пролива раствора связующего через слой рыхлой ваты с последующим формованием плит вертикальной слоистости или гофрированной структуры на прессах различного типа. Имеют плотность 175-225 кг⁄м3, λ ≈ 0,045 Вт ⁄(м·ºC), прочность при сжатии не менее 0,1 МПа. Плиты повышенной жесткости и твердые применяют при устройстве бесчердачных кровель, утеплении фасадов.

Для защиты теплопроводов и других криволинейных поверхностей применяют фасонные минераловатные изделия (скорлупы, сегменты, шнуры и т.п.).

Для промышленной теплоизоляции применяют также специальное базальтовое или диабазовое супертонкое волокно, которое выдерживает температуру до 1000 ºC, имеет диаметр 0,5-3 мкм, плотность от 30 кг⁄м3, теплопроводность ≈ 0,035 Вт ⁄(м·ºC), обладает стойкостью к коррозии.

В строительстве также используется стекловата и изделия на ее основе, которые получают из расплавленной стекломассы. По свойствам они близки к минераловатным изделиям. Тприм до 400 ºC, характеризуются вибростойкостью.

Изделия из минерального и стеклянного волокна, полученные по современным технологиям, отличаются от традиционных повышенной водостойкостью, не гигроскопичны и не горючи, это достигается применением специальных гидрофобизирующих добавок и антипиренов.

Такие изделия выпускают по технологиям фирм: PAROC, ROCКWOOL (производство минераловатных изделий); URSA, ISOVER (производство изделий из стекловолокна). Выпуск изделий по современным технологиям организован в последние годы и в России. Подобные материалы значительно дороже традиционных, но затраты себя оправдывают.

Ячеистое стекло (пеностекло) - высокопористый теплоизоляционный материал ячеистой структуры, полученный из стеклянного расплава спеканием с газообразователем при Т ≈ 800-900 ºC. При спекании выделяется углекислый газ, образующий поры. При выходе из печи от непрерывно движущегося бруса отрезают блоки требуемой длины. Характеризуется высокой прочностью при плотности 150-500 кг ⁄м3, Rсж от 0,8 до 5 МПа, Rизг - 0,5-2 МПа, теплопроводность 0,058-0,12 Вт⁄(м·ºC), водостойкостью, минимальным водопоглощением до 5 % по объему, полной несгораемостью, морозостойкостью, легко обрабатывается, Тприм - 400 ºC. Применяют для изоляции тепловых сетей, стен, перекрытий, кровли, холодильников.

Ячеистые бетоны (газо- и пенобетоны) получают плотностью 250-400 кг⁄м3 при λ от 0,07 до 0,11 Вт⁄(м·ºC), прочность при сжатии - от 0,5 до 2,5 МПа, водопоглощение по объему от 21 до 35 %, требуется защита от увлажнения. Ячеистые газобетоны получают на основе минеральных вяжущих (цемента, извести, промотходов) и кремнеземистого компонента (чаще всего кварцевого песка) с использованием порообразователя (алюминиевая пудра). Твердение бетонов происходит в пропарочных камерах при атмосферном давлении или автоклавах при давлении 0,8-1,2 МПа. Пенобетоны получают с применением пенообразователей (поверхностно-активных веществ для приготовления пены) с последующим смешением с цементным раствором.

В последние годы для снижения теплопроводности теплоизоляционных газобетонов применяют дополнительно поризацию пенообразователями, то есть получают пеногазобетон с плотностью до 250 кг/м3.

Для повышения прочности при изгибе на основе современных технологий возможно дополнительное применение волокнистых добавок, например, стекловолокна. Такие бетоны называют «фиброгазобетон». Теплоизоляционные ячеистые бетоны используют в трехслойных стеновых конструкциях, монолитной изоляции и других изделиях.

Керамические теплоизоляционные изделия изготавливают на основе пористых кремнеземистых горных пород (диатомитов и трепелов). Диатомиты или трепелы сушат, измельчают до тонкого порошка, иногда для лучшей связи вводят глину, в качестве порообразователя вводят выгорающие добавки (опилки, молотый уголь) или пенообразователи (пенодиатомитовые изделия). Массу перемешивают, разбавляют водой до пластичного состояния, формуют. Отформованные изделия сушат и обжигают при 900-1000 ºC. Применяют в теплоизоляции промышленного оборудования в виде блоков или скорлуп. Тприм изделий - до 900 ºC , ρ ~ 350-500 кг⁄м3, λ от 0,087 до 0,119 Вт ⁄(м·ºC).

Материалы на основе асбеста применяются для высокотемпературной (450-700 ºC) изоляции отопительных систем и заводского оборудования. Сырье хризотил - асбест и небольшое количество связующих веществ (магнезиальное вяжущее, цемент, известь), кремнеземистые компоненты.

Таким способом получают асбестовую бумагу, асбестовый картон, шнуры и мастики.

Асбесто-известково-кремнеземистые изделия получают из асбеста, извести и диатомита путем помола компонентов и распушки асбеста, с последующим получением известково-кремнеземистого шлама. Формование изделий производится методом заливки массы в формы и тепловой обработки в автоклавах с последующей сушкой. ρизд ~ 200-350 кг ⁄м3, λ от 0,057 до 0,081 Вт ⁄(м·ºC).

Зернистые материалы применяют для устройства теплоизоляционных засыпок, штукатурок и получения штучных материалов.

Вспученный перлит - пористый сыпучий материал, получаемый путем измельчения и обжига при Т~ 900-1250 ºC водосодержащих горных пород - вулканических стекол. Выделяясь в виде газообразной фазы, вода вспучивает пластичные частицы породы. Плотность перлитового песка 75-150 кг ⁄м3, λ от 0,047 до 0,58, Тприм ~ 900 ºC.

Вспученный вермикулит получают из гидрослюд, вспучивающихся при удалении воды, содержащейся между пакетами слюды, нагретой до 800-1100 ºC. Плотность вермикулита 100-200 кг ⁄м3, λ от 0,056 до 0,07 Вт ⁄(м·ºC), Тприм - до 1100 ºC. Изделия из вспученных перлита и вермикулита кроме заполнителя содержат различные связующие: безобжиговые - битум, цемент, жидкое стекло, гипс, синтетические смолы; обжиговые - различные глины. Плотность изделий в зависимости от вида связующего от 100 до 500 кг ⁄м3, теплопроводность от 0,039 до 0,105 Вт ⁄(м·ºC), Тприм от 100 до 1100 ºC.

2. Органические теплоизоляционные материалы

Органические теплоизоляционные материалы производят, используя различные виды древесного или другого растительного сырья, а также полимерные композиции. Теплоизоляционные пластмассы на сегодняшний день можно отнести к наиболее эффективным ТИМ. Материалы на основе растительного сырья в основном относятся к материалам местного применения или индивидуального строительства.

Материалы на основе древесины. К общим недостаткам этой разновидности ТИМ можно отнести горючесть, невысокую водостойкость, подверженность гниению, низкую температуру применения (Тприм ~ 100 ºС). Достоинства - доступность сырья, простые неэнергоемкие технологии, высокая эффективность изделий (относятся к 1-2 группам эффективности, то есть λ = 0,06-0,115 Вт ⁄(м·ºC).

Древесноволокнистые плиты. Изготавливают путем горячего прессования волокнистой массы, состоящей из распушенных древесных волокон и различных добавок. Получают из неделовой древесины, измельченной вначале в щепу, а затем до состояния тонких волокон, которые смешивают с водой и получают плиты на отливочной машине, где масса обезвоживается и уплотняется при Р = 0,6-1,5 МПа, после чего подвергается сушке. Теплоизоляционные плиты изготавливают без применения связующего, только за счет эффекта «свойлачивания» волокон. Плотность теплоизоляционных плит менее 250 кг ⁄м3, λ менее 0,07 Вт ⁄(м·ºC), толщина 8-25 мм.

Фибролит - плитный материал на основе древесной шерсти (стружки длиной 200-500 мм, шириной 2-5 мм, толщиной 0,3-0,5 мм). Древесную шерсть получают на специальных станках, смешивая затем со связующим - портландцементом и раствором минерализатора - хлористым кальцием. Изделия получают в прессах различной конструкции с последующей длительной сушкой и кондиционированием. ρ = 300-400 кг⁄м3, λ = 0,08-0,115 Вт ⁄(м·ºC), толщина плит 30-100мм, Rизг = 0,4-1,2 МПа.

Арболит - легкий бетон на основе портландцемента, жидкого стекла и органических заполнителей (древесной дробленки, опилок, щепы, сечки соломы, костры льна, хлопчатника и др. видов растительного сырья), обработанных раствором минерализатора. К теплоизоляционным материалам относят арболит ρ менее 500 кг⁄м3, λ = 0,08-0,12 Вт⁄(м·ºC), Rсж 0,35-1,5 МПа. Rиз г= 0,2-0,5 МПа.

Эковата - новый мелкозернистый и плотный утеплитель, полученный путем последовательного сухого измельчения макулатуры и обработки специальными химикатами. Наносится на изолируемую поверхность сухим и влажным напылением; λ не более 0,041 Вт ⁄(м·ºC). Впервые получение эковаты разработано в США.

В последние годы стали возрождаться технологии получения недорогих местных материалов, незаслуженно забытые в 80-90-е годы. Это одни из самых дешевых материалов, их применение рекомендовано для одноэтажных зданий, подсобных помещений: складов, хранилищ и других объектов местного строительства.

Торфоплиты получают из волокон мха-сфагнума, склеенного смоляными веществами, выделяемыми при тепловой обработке. Торф измельчают, смешивают с водой и добавками до получения гидромассы, нагревают и прессуют при давлении 0,2 МПа. Сырые изделия подвергают сушке. Плотность - 170-220 кг ⁄м3, λ =0,058-0,064 Вт ⁄(м·ºC), Rизг = 0,3-0,5 МПа.

Камышит - местный теплоизоляционный материал, изготовленный в виде плит из плотно уложенных стеблей камыша, скрепленных оцинкованной проволокой на специальных автоматических станках. Относится к одному из самых дешевых видов ТИМ. Плотность 175-300 кг ⁄м3, λ = 0,058-0,098 Вт⁄(м·ºC), Rиз г= 0,5 МПа.

6. Материалы на основе синтетического сырья

Теплоизоляционные пластмассы относят к наиболее перспективным и эффективным материалам (1-я группа эффективности), λ составляет 0,026-0,058 Вт ⁄(м·ºC), легки (от 5 до 150 кг⁄м3), водостойки, не загнивают. Недостаток - ограниченная температуростойкость (от 60 до 150 ºС), повышенная горючесть.

Различают пенопласты - материалы с преимущественно закрытыми порами и поропласты - с сообщающимися порами.

Получают ячеистые пластмассы прессовыми и беспрессовыми методами. Прессовые материалы характеризуются большей прочностью, жесткостью, чаще закрытой пористостью, но их получение требует дорогого и сложного оборудования, стационарных установок. Беспрессовые пластмассы возможно получать по заливочной технологии непосредственно на объекте или при использовании простых устройств в условиях цеха.

Пенополистирол - наиболее широко распространенный пенопласт. Широко используется беспрессовый способ получения с предварительным вспениванием гранул за счет заключенной в них легкокипящей жидкости, с последующим спеканием в монолит. Средняя плотность 15-50 кг⁄м3 , λ составляет 0,035- 0,042 Вт ⁄(м·ºC), горюч, Тприм = 60 ºC, Rсж - до 0,2 МПа.

В последнее время начат выпуск пенополистирола прессовым методом по современной экструзионной технологии, с применением твердого порообразователя (ρ от 40 до 100 кг ⁄м3, Rсж - до 2 МПа, закрытая пористость), импортные аналоги - «стиродур», « экстропен».

Выпуск экструзионного пенополистирола налажен в Москве, Санкт-Петербурге и Свердловской области.

Пенополиуретан получают в результате химических реакций при смешении исходных компонентов (полиэфиров, изоцианатов, катализаторов, поверхностно-активных веществ). Изготавливают жесткий и эластичный пенополиуретан. Эластичный (поролон) характеризуется плотностью 30-50 кг⁄м3, теплопроводностью до 0,032, открытой пористостью, Тприм до 110 ºC, горюч. Жесткий обычно получают заливочным способом или, по современным технологиям, напылением под давлением на изолируемые поверхности, что придает материалу закрытую пористость и повышенную прочность. Разновидностью пенополиуретана является материал для герметизации стыков типа «Макрофлекс».

Благодаря современным разработкам удалось повысить Тприм пенополиуретана до 170 ºC, снизить горючесть, повысить прочность до 2,5 МПа. Такой материал может применяться для устройства безрулонной кровли и в промышленной теплоизоляции.

Мочевино-формальдегидный пенопласт (пеноизол) получают путем вспенивания водного раствора смолы с поверхностно-активными добавками, заливки в форму или в полость конструкции с последующей сушкой. Пеноизол - один из самых легких (ρ = 5-35 кг⁄м3, λ =0,035-0,041 Вт⁄(м·ºC), Rсж от 0,025 до 0,5 МПа) и самых дешевых пенопластов. Характерна открытая пористость и повышенная усадка.

Феноло-формальдегидные пенопласты выпускают на основе различных видов фенолоформальдегидных смол, с применением заливочных и беспрессовых методов. Газообразователь - алюминиевая пудра или порофор. Плотность от 30 до 150 кг ⁄м3, λ = 0,03-0,047 Вт⁄(м·ºC), Rсж - до 0,6 МПа, Тприм - до 200 ºC. Для повышения прочности и снижения хрупкости используют различные добавки: вспученный перлит, минеральные волокна, гранулированное пеностекло, синтетические каучуки.

В последние годы для промышленной тепловой изоляции трубопроводов и оборудования разработаны новые утеплители -вспененный эластичный полиэтилен, получаемый экструзионным методом.

Для изоляции оборудования и инженерных коммуникаций применяют гибкий эластичный пенокаучук. Плотность от 60 до 85 кг/м3, λ = 0,0 - 0,010 Вт⁄(м·ºC), Тприм от -50(-200) ºC до 105(+175) ºC в зависимости от марок. Основные свойства теплоизоляционных материалов представлены в табл. 2.

Материалыpср, кг⁄м3λ, Вт⁄(м ·ºС)Rсж, МПаRизг, МПаWоб, %Wм, %Тприм, ºCГазобетон200-4000,07-0,110,4-1,50,223400Пеностекло150- 5000,058- 0,120,8-5,00,5-1,52-1580-100400Минеральная вата35-1000,041-0,046---600700Мягкие плиты из минваты50, 750,047--80-85400-600400Жесткие плиты из минваты2250,060,1---100Жесткие плиты из стекловаты175-2000,052-0,0570,03-0,04-60 +180Пенокерамика350-4000,087-0,1190,6-0,8-850- 900Перлит вспученный75-1500,041-0,058--30-60350-400-200 +900Вермикулит 100-2000,056-0,07---260 +1100Асбесто-известково- кремнеземистые200-3500,057- 0,081-0,35-0,5600Мягкие древесно-волокнистые плиты250-3500,053-0,093-0,4-2,012-30100Фибролит300-4000,079-0,115-0,4-0,735-60100Арболит400-4500,08-0,120,35-1,50,2-0,540-85100Торфоплиты170-2600,052-0,0750,3-0,5-170-190100Камышит175-3000,058-0,0980,5-Пенопласты беспрессовые5-500,026-0,0470,03-0,20,07-0,35-60 +100Пенопласты прессовые50-1000,038-0,0520,1-2,50,3-1,0-60 +150Эковата35-650,041-0,050100теплоизоляционный стена высокопористый

Литература

1. Адаскин А.М. Материаловедение (металлообработка): Учебное пособие для начального профессионального образования / А.М. Адаскин, В.М. Зуев.. - М.: ИЦ Академия, 2012. - 288 c.

. Адаскин А.М. Материаловедение и технология материалов: Учеб. пособие / А.М. Адаскин, В.М. Зуев. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 336 c.

. Адаскин А.М. Материаловедение: Учебник для машиностроительных специальностей сузов. / А.М. Адаскин, Онегин . - М.: Высшая школа, 2005. - 456 c.

. Адаскин А.М. Материаловедение в машиностроении: Учеб. для бакалавров / А.М. Адаскин, Ю.Е. Седов, А.К. Онегина. - М.: Юрайт, 2013. - 535 c.

. Адаскин А.М. Материаловедение в машиностроении: Учебник для бакалавров / А.М. Адаскин, В.Н. Климов, А.К. Онегина, Ю.Е Седов. - Люберцы: Юрайт, 2015. - 535 c.

. Адаскин А.М. Материаловедение в машиностроении: Учебник для бакалавров / А.М. Адаскин, В.Н. Климов, А.К. Онегина, Ю.Е Седов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 535 c.

. Алыменкова Н.Д. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное производство): Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.А. Бузов, Н.Д. Алыменкова . - М.: ИЦ Академия, 2010. - 448 c.

. Арзамасов Б.Н. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов. - М.: МГТУ , 2008. - 648 c.

. Байер В.Е. Архитектурное материаловедение: Учебник для вузов / В.Е. Байер.. - М.: Архитектура-С, 2012. - 264 c.

. Байер В.Е. Архитектурное материаловедение: Учебник / В.Е. Байер. - М.: Архитектура-С, 2012. - 264 c.

. Байер В.Е. Архитектурное материаловедение / В.Е. Байер. - М.: Архитектура-С, 2012. - 264 c.