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.

R _сж = 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.).

R _изг = 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 получают прошивкой 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 получают с 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);

– R _сж = 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.