Інформація про новину
  • Переглядів: 104
  • Дата: 9-05-2021, 00:14
9-05-2021, 00:14

2.2. Теплоізоляційні матеріали

Категорія: Матеріалознавство





Попередня сторінка:  2.1. Вогнетривкі матеріали
Наступна сторінка:   2.3. Ущільнювальні матеріали

Вивчивши матеріали цього розділу, учні знатимуть:

• визначення понять «теплоізоляція» і «теплопровідність»;

• характеристики теплоізоляційних матеріалів;

• різновиди теплоізоляційних матеріалів (залежно від їхнього призначення і основної сировини).

Теплоізоляційними називають матеріали, призначені для теплової ізоляції захисних конструкцій будівель, промислового та енергетичного обладнання і трубопроводів.

1. Теплоізоляція - захист будівель, трубопроводів, теплового обладнання від теплообміну з навколишнім середовищем для зменшення теплових втрат і збереження теплового режиму об'єкта. Для теплоізоляції використовують матеріали з пористою структурою і низькими значеннями теплопровідності.

2. Теплопровідність - здатність матеріалу проводити тепло. Для порівняння теплопровідності різних матеріалів використовують коефіцієнт теплопровідності. Він чисельно дорівнює кількості теплоти, що переноситься через одиницю площі (1 м2) поперечного перерізу зразка за одиницю часу (1 с) при падінні температури на 1 °С на одиниці шляху (1 м) теплового потоку, тобто Вт/(м-К)

3. Теплоізоляційні матеріали - матеріали, що вирізняються невеликою теплопровідністю. Використовуються для теплової ізоляції загороджувальних конструкцій будівель та інших споруд, промислового устаткування і трубопроводів. Як правило, такі матеріали мають коефіцієнт теплопровідності до 0,18 Вт/(м-К) та середню густину до 600 кг/м3.

4. Одна з основних характеристик теплоізоляційних матеріалів - це їхня висока пористість і, відповідно, мала середня густина та низька теплопровідність. З-поміж матеріалів однакової загальної пористості вищий термічний опір мають ті, в яких пори закриті і мають сферичну форму, діаметром 0,1-2 мм. Великі, особливо сполучені між собою пори дають можливість повітрю вільно циркулювати матеріалом, наслідком чого є передання тепла конвекцією.

5. Використання теплоізоляційних матеріалів дає змогу зменшити товщину і масу стін та інших огоро-джувальних конструкцій, знизити витрату основних конструктивних матеріалів, зменшити транспортні витрати та відповідно знизити вартість будівництва. Поряд із цим при скороченні втрат тепла опалювальними будівлями зменшується витрата палива.

6. Теплоізоляційні матеріали за видом основної сировини поділяють на мінеральні, які виготовляють на основі мінеральних речовин (гірських порід, шлаків, скла, азбесту), й органічні, сировиною для виробництва яких слугують природні органічні матеріали і матеріали із пластичних мас.

7. За формою та зовнішнім виглядом розрізняють теплоізоляційні матеріали:

- штучні жорсткі (плити, шкаралупи, сегменти, цегла, циліндри);

- гнучкі (мати, шнури, джгути);

- пухкі й сипучі (вата, перлітовий пісок, вермикуліт).

8. Спучені перліт і вермикуліт виготовляють подрібненням і прискореним випалюванням гірських порід. Застосовують як теплоізоляційну засипку при робочих температурах до 1100 °С, як основу для виготовлення теплоізоляційних фасонних виробів, в розчинах, штукатурках, стяжках.

9. Азбестомісткі матеріали розроблені на основі волокон азбесту. Це азбокартон, азбестовий папір із робочою температурою до 500 °С, азбозурит - суміш азбесту з діатомітом або трепелом із робочою температурою до 600 °С, ньювель - суміш азбесту з водним

розчином вуглекислого магнію, совеліт - суміш азбесту з водним розчином подвійної вуглекислої солі. Ньювель і совеліт застосовують у вигляді порошків або мастикової ізоляції до температур 500 °С.

10. Мінеральну вату виробляють шляхом видування розплаву гірських порід. Робочий температурний діапазон мінеральної вати -200-^+600 °С. Цей матеріал характеризується низькою теплопровідністю, достатньою вогнестійкістю, низькою гігроскопічністю, стійкістю проти загнивання. Із мінеральної вати виготовляють різноманітні теплоізоляційні вироби: повсть, мати, напівтверді й жорсткі плити, шкаралупи, сегменти та ін. Застосовують для утеплення будівельних конструкцій, теплової ізоляції гарячих і холодних поверхонь промислового обладнання і трубопроводів.

11. Скляна вата - матеріал, що складається з безладно розташованих скляних волокон. Сировиною для виробництва скловати є кварцовий пісок, кальцитова сода та сульфат натрію, скляний бій. Виробництво скловати відбувається у ванних печах при температурі 1300-1400 °С. При дуттьовому способі розплавлена маса розпорошується під дією струменя стисненого повітря або пари. Робочий діапазон скловати -150-^+350 °С.

12. Піноскло - теплоізоляційний матеріал комірчастої структури. Сировиною для виробництва виробів із піноскла є суміш тонко подрібненого скляного бою з газоутворювачем (меленим вапняком). Цю суміш засипають у форми і нагрівають у печах до 900 °С, при цьому відбувається плавлення частинок скла і розкладання газоутворювача. Гази, що виділяються, спучують скломасу, яка під час охолодження перетворюється на міцний матеріал. Піноскло характеризується водостійкістю, морозостійкістю, не згорає, має добре звукопоглинання, його легко обробляти ріжучим інструментом. Розмір пор - 0,1-3 мм, щільність - 200-600 кг/м3, теплопровідність -0,09-0,14 Вт/(м-К), межа міцності при стисненні - 2-6 МПа. Піноскло стійке до ураження бактеріями і грибами, «непрохідне» для гризунів, не підтримує горіння, не виділяє диму і токсичних речовин. Цей матеріал складається з герметично замкнутих сферичних осередків.

13. Пінопласт - це пластмаси з малою щільністю і наявністю несполучених між собою порожнин або осередків, заповнених газами чи повітрям. Пороплас-

ти - пористі пластмаси, структура яких складається зі сполучених між собою порожнин.

14. Пінополістирол - матеріал у вигляді білої твердої піни замкнутої пористої структури, різновид газона-повнених пластмас (пінопластів), структура яких являє собою осередки, наповнені повітрям. Це легкий та міцний матеріал, схожий на застиглу піну, яка складається з великої кількості дуже дрібних герметично замкнених комірок. Кожна комірка заповнена газом (повітрям) і повністю ізольована від інших, має тільки загальні перегородки. Пінополістирол має низку переваг: низьку теплопровідність, малу вагу і високу міцність, відсутність капілярності, водонепроникність, високу морозостійкість.

15. Пінополіуретан - легкий і міцний тепло-, гідроізоляційний матеріал, різновид газонаповнених пластмас (пінопластів), структура яких являє собою осередки, наповнені повітрям. Завдяки такій структурі пінополіуретан має найнижчий коефіцієнт теплопровідності - 0,0296 Вт/(м-К) і низький відсоток водопогли-нання (2 %) порівняно з іншими теплоізоляційними матеріалами. При нанесенні на поверхню пінополіуретан спінюється, утворюючи однорідний шар теплоізоляційного матеріалу.

16. Алюмінієва фольга - теплоізоляційний матеріал, який використовують, зокрема, для ізоляції трубопроводів при температурі 300 °С, щоб зберегти температуру носія, а також запобігти утворенню конденсату на поверхні труби і тим самим подовжити термін служби інженерної системи; для відбивної ізоляції в теплоізоляційних конструкціях будівель і споруд; для теплоізоляції поверхонь промислового обладнання.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Дайте визначення теплопровідності.

2. Яке значення має теплопровідність теплоізоляційних матеріалів?

3. Які властивості повинні мати теплоізоляційні матеріали?

4. Як розрізняють теплоізоляційні матеріали за формою та зовнішнім виглядом?

5. Які матеріали виготовляють із азбесту?

6. Які властивості має піноскло і як його виготовляють?

7. Чим відрізняється скляна вата від мінеральної?

8. Що використовують для відбивної ізоляції в теплоізоляційних конструкціях?

 

 

Це матеріал з підручника "Матеріалознавство та технологія металів" Власенко 2019

 



Попередня сторінка:  2.1. Вогнетривкі матеріали
Наступна сторінка:   2.3. Ущільнювальні матеріали



^