Теплоизоляционные материалы на основе стекла и минерального волокна

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

ТЕМА: Теплоизоляционные материалы на основе стекла и минерального волокна

Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят: минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы малогигроскопичные, огнестойки, не подвергаются загниванию. Их используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

Пеностекло

Пеностекло получают спеканием тонкомолотого стекла, смешанного с небольшим количеством (1...5%) кокса или карбонатных пород, выделяющих газообразные продукты при температуре размягчения стекла и вспенивающих массу. В качестве сырья могут использоваться стекловидные горные породы (трахит, обсидиан, вулканический туф) или стеклянный бой. Тогда в технологическом процессе отсутствуют варка стекломассы и ее грануляция. Температура обжига зависит от состава сырья и составляет обычно 600... 1 000°С. Повышение температуры при обжиге осуществляется быстро (за 2...3 ч), а охлаждение медленно (до 20 ч). Медленное охлаждение (отжиг) исключает возникновение внутренних напряжений. Охлажденные изделия распиливают и оправляют на циркульных пилах.

Плотность пеностекла составляет 150...700 кг/м3; коэффициент теплопроводности - 0,05...0,17 Вт/(м * °С); предел прочности при сжатии - 1... 15 МПа. Пеностекло может иметь значительное водопоглощение (5... 15%), поэтому в конструкциях его гидро - изолируют.

Пеностекло легко обрабатывается, склеивается вяжущими, обладает гвоздимостью. Получают также окрашенное пеностекло (черное, серое, фиолетовое, зеленое, синее), которое используют для декоративно-акустических целей в виде облицовочных плит (иногда перфорированных). Недостатком пеностекла является его высокая стоимость.

Минераловолокнистые утеплители

В строительной практике принято различать минеральную вату, получаемую из шлаков или горных пород, и стекловату. По технологии получения и свойствам стеклянная и минеральная ваты имеют много общего. Сырьем для производства волокнистых утеплителей служат горные породы, металлургические доменные шлаки и стеклянная шихта.

К горным породам, используемым при производстве минеральной ваты, относятся наименее кислые из магматических горных пород: габбро, диабаз, базальт.

Шлаковую вату получают также из ваграночных, мартеновских шлаков и шлаков цветной металлургии.

Стеклянная шихта состоит из того же сырья, что и шихта для обычного стекла, с добавлением стеклобоя (отходов стекла).

Максимальная температура эксплуатации минеральной ваты (без связующего) не должна превышать 600 °С, чтобы не произошло ее размягчения.

Стекловолокно бывает непрерывным и штапельным (длиной до 2 м). Непрерывное стекловолокно используют для получения армирующих наполнителей для пластмасс и других материалов в виде стеклянных нитей, ровингов, стеклотканей, стеклошпона и др. Для текстильной переработки применяют волокна диаметром 3.. .14 мкм.

Непрерывное стекловолокно Штапельное стекловолокно

Теплоизоляционные изделия изготавливают преимущественно из штапельного стекловолокна, которое в зависимости от диаметра подразделяется на микротонкое (менее 0,5 мкм), ультратонкое (0,5... 1,0 мкм), супертонкое (1...3 мкм), тонкое (3...11 мкм), утолщенное (11...20 мкм) и грубое (более 20 мкм).

Свойства стекловаты немного отличаются от свойств минеральной ваты. Стекловата обладает повышенной упругостью и не уплотняется при вибрации, содержит очень мало неволокнистых включений. Некоторые виды стекломатов при упаковке в рулоны сжимают до 75...40% от исходного объема. После распаковки стекловата благодаря упругости восстанавливает первоначальную толщину. Прочность стекловолокон на растяжение (Rp = 20...25 МПа) выше, чем минеральных, а температуростойкость (450 °С) ниже. Плотность и теплопроводность практически такие же, как у минеральной ваты.

Получение стекловолокна

Переработка расплава в волокно производится различными способами при обязательном условии стеклообразного (не кристаллического) состояния волокон. Для этого расплав при вытягивании волокон подвергают очень быстрому охлаждению в течение 7-10 с. Способность расплава к волокнообразованию определяется в основном его вязкостью и поверхностным натяжением. Высокое поверхностное натяжение расплава способствует образованию корольков - каплевидных включений в минеральной вате. Высокая вязкость затрудняет переработку расплава в волокна.

Связующие вещества, применяемые для получения минераловатных изделий, - это в основном битумы и синтетические смолы. Наиболее широко применяют фенолоформальдегидные и карбамидные смолы и поливинилацетатную эмульсию. Более предпочтительным является фенольное связующее, поскольку карбамидное связующее обладает меньшей водостойкостью.

Материалы горизонтально-слоистой структуры, увлекаемые потоком воздуха, прокачиваемого сверху вниз через камеру волокноосаждения оседают на приемный конвейер и образуют стекловатный ковер . При выходе из камеры волокноосаждения слой ваты подпрессовывается валком и закатывается в рулоны либо передается на дальнейшую обработку.

При изготовлении рулонного материала, мягких и полужестких плит связующее наносят на волокна распылением в камере.

Схема получения стеклянного

волокна

1 - электропечь, 2 - рама установки; 3 - камера сгорания; 4 - связующее; 5 - гидрофобизатор; 6- приемный конвейер; 7- стекловатный ковер; 8 - камера волокноосаждения; 9 - механизм вытягивания волокноосаждения.

Для придания минераловатным изделиям водоотталкивающих свойств их одновременно обрабатывают гидрофобизатором 5, подавая его в камеру волокноосаждения.

При получении жестких и твердых минераловатных изделий используют способ пролива, при котором связующее плоской струей подается на минераловатный ковер по всей его ширине. Для проникания связующего в глубь ковра под ним создается вакуум. Излишки связующего отжимаются уплотняющим валком.

Материалы пространственной структуры. Материалы пространственной структуры получают мокрым способом, при котором волокна смешивают с раствором или эмульсией связующего, формуют минераловатный ковер и подвергают его тепловой обработке. Прочность на сжатие минераловатных изделий возрастает с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Этим способом изготавливают плиты повышенной жесткости (ППЖ).

Материалы вертикальной и гортзонтальной слоистости

Минералы вертикальной слоистости обладают наибольшей прочностью при сжатии, но теплопроводность их на 15... 20 % выше, чем у плит с горизонтальной слоистостью. Плиты с горизонтальной слоистостью складывают в пакет и склеивают между собой, а затем разрезают. Материалы гофрированной структуры имеют высокую прочность и низкую теплопроводность. Гофрирование осуществляется автоматическим гофрировщиком, устанавливаемым между камерами волокноосаждения и тепловой обработки.

Минераловатные плиты с горизонтальной слоистостью на синтетическом или битумном связующем выпускаются марок 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250. Марка означает верхний предел средней плотности материала, кг/м3. Теплопроводность составляет 0,044...0,064 Вт/(м К); сжимаемость - от 45 до 3 %.

Плиты выпускаются толщиной 40... 150 мм и размерами до 2х 1 м. Плиты марок выше 175 при условии гидрофобизации можно применять в качестве основания под кровельное покрытие без устройства цементной стяжки.

Плиты повышенной жесткости

Их изготавливают только на синтетическом связующем по технологии либо мокрого формования из минераловатной гидромассы с добавкой гидрофобизатора (плиты марки ППЖ-200), либо сухого формования гофрированной структуры (плиты марок ППЖ-ГС-175 и ППЖ-ГС-200). Водо поглощение этих плит по массе не превышает 30...40 %. Плиты предназначены для теплоизоляции перекрытий и покрытий без устройства стяжки и выравнивающего слоя, однако контакт изделий с воздухом должен быть исключен.

Маты минераловатные прошивные и шнуровые материалы

Их изготавливают без применения связующих веществ. Шнуры (жгуты) получают путем набивки ваты в оплетку, выполненную из стеклянных или хлопковых нитей. При изготовлении прошивных матов минераловатный ковер обкладывают стеклотканью, стек - лосеткой, асбестовой тканью, бумагой, картоном, металлической сеткой и прошивают стеклянными или хлопковыми нитями. Маты могут изготавливаться и без обкладок. Выпускаются маты марок 75, 100 и 125. Размеры матов: длина -1...6 м; ширина - 0,5... 1,0 м; толщина - 40... 120 мм. Теплопроводность матов - от 0,044 до 0,046 Вт/(м - К); сжимаемость - от 55 до 30 %.

Стекловатные изделия. Их выпускают в виде плит и матов. Плиты для верхнего (защитного) слоя имеют соединение «шпунт- гребень» и ветрозащитную облицовку из нетканого материала, алюминиевой фольги или стеклохолста.

Источники

· Учебник «тех. материаловедение» Барабанщиков.

«Теплоизоляционные материалы на основе стекла и минерального волокна»

· Картинки из информационной сети Интернет

· Теплоизоляционные материалы (Строим свой дом) http://msd.com.ua/stroitelnye-materialy-i-izdeliya/teploizolyacionnye-materialy-na-osnove-stekla-i-mineralnogo-volokna/

Размещено на Allbest.ru