Строение и свойства

Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционными называют материалы, имеющие теплопроводность не более 0,175 Вт/(м.°С) при 20°С и предназначены для тепловой изоляции зданий, технологического оборудования, трубопроводов, тепловых и холодильных промышленных установок.. Считается, что 1 м³ эффективных теплоизоляционных материалов экономит 1,45 т у.т. (условного топлива). Тепловые агрегаты при их изоляции сокращают потери на 20-30%.

Теплоизоляционные материалы и изделия классифицируются по виду

– основного исходного сырья (неорганическое, органическое);

-по структуре (волокнистая, ячеистая, зернистая, сыпучие);

-форме - рыхлые (вата, перлит), плоские (плиты, маты, войлок), фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты и др.), шнуровые (шнуры, жгуты);

- содержанию связующего вещества (содержащие и не содержащие);

-возгораемости (горючести) - несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.

-по теплопроводности

-по плотности (Марки теплоизоляционных материалов (кг/м³): D15, D 25, D 35, D 50, D 100, D 125, D 150, D 175, D 200, D 250, D 300, D 350, D 400, D 500).

Строение и свойства

Процесс переноса теплоты через строительные материалы под действием градиентов температуры называется теплопроводностью.

Зная коэф.теплопроводности l, Вт/(м°С можно определить R- термическое сопротивление, м²°С/Вт передаче тепла при заданной s- толщине материала: R=s/ l.

Теплопроводность связана с коэффициентом температуропроводности теплоемкостью с и плотностью материала l =а с r. (16.2) Числовые значения коэффициента температуропроводности а и теплоемкости с для материалов строительных конструкций можно условно для наиболее распространенных считать постоянными. Эта зависимость значительно упрощает маркировку теплоизоляционных материалов, которую можно проводить по их плотности с достаточной для практики точностью (рис. 16.1).

Основные способы создания высокопористого строения материала:

- газовыделения и пенообразования (получения материалов ячеистого строения (ячеистые бетоны, пеностекло, пористые пласт- массы));

- Способ высокого водозатворения состоит в применении большого количества воды при получении формовочных масс (например, из трепела, диатомита); последующее испарение воды при сушке и обжиге формовочных изделий способствует образованию воздушных пор. Этот способ часто сочетается с введением выгорающих добавок (углесодержащих техногенных отходов, древесных опилок и др.).

- Создание волокнистого каркаса - основной способ образования пористости у волокнистых материалов (минеральная вата, древесноволокнистые плиты и т.д.).

Стремление. к замкнутой пористости отличает структуру теплоизоляционных материалов от структуры звукопоглощающих, которые должны иметь определенное количество “сквозных” пор. Это принципиальное отличие необходимо иметь в виду, так как часто для производства теплоизоляционных и звукопоглощающих изделий используются одни и те же исходные материалы.

Известно, что теплопроводность материала является функцией теплопроводности скелета материала l _ск. теплопроводности воздушной среды l_ви влаги l_wнаходящейся в поровом пространстве. Существенно понизить теплопроводность скелета можно. путем использования материала аморфного строения, так как оно значительно хуже проводит тепловой поток, чем материал кристаллического строения.

Минимальную теплопроводность имеет сухой воздух, заключенный в мелких замкнутых порах, в которых практически не возможен конвективный теплообмен. В этом случае теплопроводность воздуха минимальна и составляет 0,023 Вт/(м°С). Следовательно, структура теплоизоляционного материала и изделия должна иметь скелет аморфного строения предельно насыщенный мелкими замкнутыми порами или тонкими воздушными слоями.

Для теплопроводности имеет огромное значение влажность материала и его сорбционный потенциал, так как теплопроводность воды l = 0,58 Вт/(м•°С), что в 25 раз выше, чем теплопроводность воздуха, содержащегося в мелких замкнутых порах материала. В случае замерзания воды в порах теплопроводность льда составит 2,32 Вт/(м•°С), что на два порядка выше значения теплопроводности сухого воздуха и в 4 раза больше теплопроводности воды.

Принято защищать теплоизоляционные материалы и изделия от увлажнения. Материал, прикрепленный к изоляционному материалу в изделии и закрывающий его поверхность с одной, двух или всех сторон, называется п окровными.

Дата добавления: 2015-08-10