Пенобетоны и другие теплоизоляционные материалы (стр. 33 )

Наиболее широко применяемым в отечественном строительстве пенопластом является пенополистирол. Объем производства беспрессового пенополистирола составил в 2002 году около 1,5 млн. м3. Лидерами по производству пенополистирола в стране являются комбинат «Стройпластмасс» (г. Мытищи) и «ТИГИ-Кнауф» (г. Красногорск, Московская область, г. Колпино, Санкт-Петербург).

В г. Реже (Свердловская область) освоено первое в России производство экструдированного пенополистирола на отечественном оборудовании, разработанном НПП «Экспол» и -стройматериалы». Мощность производства — 54 тыс. м3 в год на трех линиях. Этот материал обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционным, получаемым из полистирольного бисера прогревом его паром в замкнутом объеме. Это, прежде всего, закрытая пористость и вследствие этого минимальное водопоглощение и повышенная прочность. Долговечность экструдированного пенополистирола превышает 50 лет. Такой материал все больше вытесняет блочный пенополистирол в Западной Европе, США и Канаде. Очевидно, и в нашей стране этот материал имеет большое будущее. В 1998 году в г. Кириши начал выпускать продукцию завод фирмы по производству экструзионного пенополистирола.

Жесткий заливочный пенополиуретан производится в России главным образом для изоляции труб тепловых сетей. Крупнейшим заводом, производящим предизолированные пенополиуретаном трубы в полиэтиленовой оболочке, является СП «Мосфлоулайн». Завод оснащен оборудованием, поставленным голландской фирмой «Селмерс».

Кроме заливочных пенополиуретанов заводского изготовления, достаточно широко применяются напыляемые композиции. С их помощью производят теплоизоляцию резервуаров нефтепродуктов и сжиженных газов, утепляют промышленные холодильники и строительные ограждающие конструкции зданий. Этот вид теплоизоляционных работ хорошо освоен такими известными российскими фирмами, как АО «Стройтеплоизоляция» (г. Москва), АО «Теплоизоляция» (г. Самара) и др.

В современных условиях как существующие, так и перспективные нормы можно обеспечить, используя утеплители на органической основе. Так, в трехслойных панелях существующего парка форм наилучшие результаты по сопротивлению теплопередаче получают, используя пенополистирол (с термическим сопротивлением 2,07—3,9 м2 °С/Вт), фенольно-резольный пенопласт (2,03—3,85 м2 °С/ Вт) и плиты из минеральной ваты (2,29-3,2 м2 °С/Вт).

Для возведения стен и покрытий одноэтажных производственных зданий применяют панели унифицированные бескаркасные двухслойные (ТУ 480-1-166—92). Панели изготавливаются непрерывным способом, включающим формование металлической глубоко гофрированной облицовки и вспенивание композиционной новолачной смолы в этой облицовке (АО «Стройперлит», г. Мытищи). При ширине 1219 мм панели могут иметь длину от 2400 до 7200 мм, причем они имеют плотность 18,5 кг/м3. По боковой грани плиты имеют герметичный замок, что облегчает сборку конструкции. Тем же предприятием выпускаются плиты теплоизоляционные из перлитопластбетона. Являясь, по сути, наполненным пенопластом, этот утеплитель работает при температуре от —60 до +130 °С. Плиты изготавливаются трех сечений: 1000х40, 1000х50, и 1200х50 мм. Длина определяется заказчиком в пределах 1,5—3,5 м. Все оборудование — отечественного производства.

Из теплоизоляционных конструкций на полимерной основе представляют интерес разработанные ЦНИИПроектлегконструкция и выпускаемые АО «Мопопанель» (г. Талдом Московской области) кровельные панели полной заводской готовности (ТУ 5284-101-04614443-97). В качестве теплоизоляционного слоя в панелях применен пенопласт - «Ненорезол».

В течение последних лет на рынке России появился новый полимерный утеплитель — карбамидный пенопласт, получивший торговое название «Пеноизол». Разработчиком материала и оборудования для его производства является подмосковный Научно-технический центр «МЕТТЭМ» (г. Балашиха). Пеноизол представляет собой материал, изготовленный беспрессовым способом и без термической обработки из пенообразующего состава, включающего полимерную смолу, пенообразователь, воду и специальные модификаторы. Сырьем для производства пеноизола служат дешевые и недефицитные российские компоненты. Хорошие теплофизические характеристики материала, возможность приобретения у разработчика комплекта оборудования по его производству способствовали достаточно быстрому распространению пеноизола в стране. Так, газожидкостные установки НТЦ «МЕТТЭМ» - ГЖУ-1 сегодня работают в строительных организациях Московской области, Санкт-Петербурга, Минска, Кирова, Новосибирска, Сыктывкара, Сургута, Владикавказа, Кемеровской, Мурманской, Омской областей, в Татарстане и других регионах России. В настоящее время «МЕТТЭМ» много внимания уделяет вопросу долговечности пеноизола, поскольку для этого материала вопрос долговечности является определяющим, так как срок службы лимитирован деструкцией полимеров.

С середины 1970-х годов в мире началось развитие производства эластичных теплоизоляционных материалов для инженерных коммуникаций зданий. В настоящее время существует два вида подобной изоляции: вспененный полиэтилен и вспененный синтетический каучук.

Продукция наиболее высокого качества представлена на российском рынке зарубежными производителями: «Thermaflex» (вспененный полиэтилен), «Armstrong» (вспененный синтетический каучук). Такой теплоизоляционный материал поставляется в виде полых труб, готовых для монтажа, и в виде листового материала, свернутого в рулоны (иногда в нарезанных листах). Основными достоинствами этой продукции являются низкая теплопроводность (0,033-0,039 Вт/м×К, при 10 °С), высокое сопротивление проникновению пара (фактор m = 3000-7000) и стабильность всех теплофизических характеристик в период эксплуатации. Изоляция типа «Thermaflex» не пропускает влагу и имеет высокую химическую устойчивость. С появлением вспененных материалов открылись новые возможности для систем холодоснабжения и морозильного оборудования — как правило, наиболее энергоемких и сложных в обслуживании.

Повышенный спрос на эффективные утеплители для строительства вызвал всплеск активности разработчиков и производителей теплоизоляционных материалов. Ряд разработок при соответствующем доведении могут найти своего потребителя. К таким материалам на органической основе можно отнести «Юнипор» (ВНИИЖелезобетон), «Геокар» (ГИ Тверыражданпроект и Бежецкий механический завод).

Геокар — теплоизоляционный материал, в котором древесные опилки связаны мелкодиспергированным торфом. Этот материал, несмотря на то, что он, безусловно, горюч, обладает рядом достоинств, особенно в сельском строительстве: простота технологии, доступность исходных материалов, экологическая чистота и дешевизна.

При хороших теплотехнических показателях удельные капитальные затраты на строительство мощностей по производству пенопластов меньше, чем для других теплоизоляционных материалов. Меньшей получается и стоимость одного кубического метра пенопластов по сравнению с неорганической теплоизоляцией. Необходимостью удовлетворения потребностей строительства с меньшими затратами и объясняется в наше кризисное время увлечение пенопластами. Вместе с тем, если учитывать пожаробезопасность зданий и конструкций, их долговечность, стабильность теплотехнических и физических свойств во всем периоде их эксплуатации, приоритет должен быть отдан неорганическим утеплителям.

3.2. Оборудование для напыления и производства скорлуп из пенополиуретана

Пенополиуретан (ППУ) занимает ведущее место в мире в качестве материала для широкого спектра промышленной теплоизоляции [197]. Многие задачи можно решать с помощью напылительных установок. Такие переносные и передвижные установки для нанесения (напыления) теплоизоляционных покрытий ППУ включают в себя компрессор, дозирующее устройство, мотор-редуктор, насосы, пневматический пистолет–распылитель и пускорегулирующую аппаратуру. Получаемые по данной технологии покрытия отличаются низкой теплопроводностью (0,027 – 0,032 Вт/м·К), минимальным водопоглощением (1,4-2,1 об. %) и удовлетворительной адгезией к разнородным материалам. В строительных конструкциях ППУ служит одновременно теплоизоляцией, защитой металла от коррозии и строительных материалов от внешних разрушительных воздействий. Напыляемый материал представляет собой жесткий полиуретановый пеноматериал с содержанием закрытых ячеек до 96 %. Он образуется путем перемешивания двух изначально жидких компонентов - А (полиол) и Б (дифенилметандиизоцианат, сокращенно называемый МДИ). В результате смешивания этих двух компонентов образуется реакционно-способная смесь, которая вспенивается под воздействием выделяющегося тепла. В конце реакционной фазы пена начинает застывать и затвердевать. Похожий механизм изготовления имеют полуцилиндры скорлуп ППУ, широко применяемые на трубопроводах систем отопления, водоснабжения, канализации и транспортировки нефти. Система компонентов заливается в стальные пресс-форма (рис. 46, а) с помощью машины высокого давления (рис. 46, б) производительность от 30 до 300 литров в минуту и процесс пенообразования и затвердевания происходит в них. Легкость и быстрота монтажа скорлуп делает их эффективным материалом при теплоизоляции действующих трубопроводов (табл. 6), а также тепловой защиты нефтепроводов в северных условиях необходимости защиты грунтов от подтаивания и вспучивания.

а) б)

Рис. 46. Пресс-форма (а) и машина высокого давления для заливки по технологии «труба в трубе» (б)

Таблица 6 - Параметры теплоизоляции из ППУ

Показатель	Значение
Плотность тепловой изоляции, кг/м3, не менее	60
Прочность при сжатии с 10 %-ной деформацией в радиальном направлении, МПа, не менее	0,3
Объемная доля закрытых пор, %, не менее	88
Водопоглощение при кипячении в течение 90 мин, % по объему, не более	10
Теплопроводность при средней температуре 50 °C, Вт/м•°С, не более	0,033

Линия предназначена для производства прямых участков труб теплоизолированных ППУ в гидроизоляционной защитной оболочке. «Труба в трубе» представляет собой жесткую конструкцию, состоящую из стальной или полимерной трубы (рабочей), изолирующего слоя из жесткого ППУ и внешней защитной оболочки из полиэтилена (ПЭ) низкого давления для подземной бесканальной прокладки или оцинкованной спирально-замковой стали для воздушной прокладки. Труба в сборе - это единая конструкция за счет связей между стальной трубой и слоем ППУ и между ППУ и оболочкой. Прочное сцепление достигается за счет предварительной дробеструйной обработки стальной трубы, оптимальной характеристики ППУ и обработки электрическим разрядом. Теплоизоляция на основе пенополиуретана применяются для сетей отопления, горячего и холодного водоснабжения, нефтегазопродуктопроводов (возможно с системами подогрева) и трубопроводах, транспортирующих хладоносители.