Пенобетоны и другие теплоизоляционные материалы (стр. 1 )

ПЕНОБЕТОНЫ и другие теплоизоляционные материалы

УДК 691.327:66.069.85

Пенобетоны и другие теплоизоляционные материалы. Магнитогорск, 2008. 103 с.

Приведены современная классификация теплоизоляционных материалов и общие сведения о теплоизоляционных конструкциях и их основных элементах. Рассмотрены состояние производства, тенденции развития и перспективы применения теплоизоляционных материалов и конструкций в России и за рубежом. Изложены основы технологии и теплофизические свойства теплоизоляционных материалов на органической и неорганической основе (пенополимеров, пенополимербетонов, волокнистых теплоизоляторов, пористых или ячеистых бетонов, пенозолобетонов, вспученных перлита и вермикулита, диатомита, асбеста, пеногипса, пеностекла, материалов на основе жидкого стекла и легковесных огнеупоров). Рассмотрено около 200 отечественных и зарубежных изобретений.

Электронная версия книги предназначена для студентов, аспирантов, инженерно-технических работников и предпринимателей, изучающих и разрабатывающих новые решения в получении и применении эффективных теплоизоляционных материалов строительного и общепромышленного назначения.

Содержание

Введение………………………………………………………………………1

1. Общие сведения о теплоизоляционных материалах и конструкциях….2

1.1. Классификация теплоизоляционных материалов…………………….2

1.2. Теплоизоляционная конструкция и ее основные элементы………….3

1.3. Состояние производства теплоизоляционных материалов……………

и конструкций в России и за рубежом……………………………………..4

2. Пористые или ячеистые теплоизоляционные бетоны……………………5

2.1. Классификация и основы технологии ячеистых бетонов ………….5

2.2. Структура и свойства пен………………………………………………..9

2.3. Пенообразователи при производстве пенобетона…………………….14

2.4. Способы получения пен и пеногенераторы……………………………21

2.5. Совершенствование технологии пенобетона………………………….33

2.6. Пенофибробетоны………………………………………….....................60

2.7. Пенозолобетоны……………………………………………....................62

3. Теплоизоляционные материалы на органической основе ………64

3.1. Пенополимеры……………………………………………………………64

3.2. Оборудование для напыления и производства скорлуп

из пенополиуритана…………………………………………………………..67

3.3. Пенополимербетоны……………………………………………………..69

4. Теплоизоляционные материалы на неорганической основе……………72

4.1. Волокнистые теплоизоляционные материалы…………………………72

4.2. Пеностекло…………………………………………………....................76

4.3. Пористые материалы на основе жидкого стекла……………………...88

4.4. Пеногипсовые изделия………………………………………………….92

4.5. Применение вспученного перлита…………………………………….96

4.6. Применение вспученного вермикулита……………………………….96

4.7. Применение диатомита……………………………………...................97

4.8. Применение асбеста……………………………………………………97

4.9. ТИ материалы из легковесных огнеупоров………………..................97

Библиографический список………………………………………………..98

Введение

Являясь одной из ведущих держав мира по производству энергии, Россия значительно уступает экономически развитым странам в вопросах рационального использования энергоресурсов. Так, сегодня на выпуск товарной продукции в Западной Европе в среднем расходуется 0,5 кг условного топлива на 1 долл. продукции, в США - 0,8 кг, в России - 1,4 кг.

Эффективность использования топливно-энергетических ресурсов в России остается крайне низкой. Если в 1971 году страны Восточной Европы (СССР и его союзники) и Западной Европы (все остальные страны Европы плюс Турция) характеризовались одинаковым количеством энергии, потребляемой на душу населения, то к 90-тым годам этот показатель в странах Восточной Европы был уже на 37 % выше. Сложившийся не в пользу России баланс энергопотребления еще более усугубился в 90-тые годы. Энергоемкость продукции в связи с переживаемым в стране экономическим кризисом выросла более чем на 40 %.

Велико отставание России по энергосбережению и в коммунальном хозяйстве, где расходуется до 20 % всех энергоресурсов страны, т. е. на единицу жилой площади расходуется в 2 - 3 раза больше энергии, чем в странах Европы. Так, жилые многоэтажные здания потребляют в России от 350 до 550 кВт•ч/(м2•год), индивидуальные дома коттеджного типа - от 600 до 800 кВт•ч/(м2•год). Вместе с тем за рубежом, например в Германии, дома усадебного типа потребляют в среднем по стране около 250 кВт•ч/(м2•год), в Швеции — 135 кВт•ч/(м2•год). Лучшие же зарубежные образцы жилых зданий потребляют от 90 до 120 кВт • ч/(м2 • год).

Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения показывает [1-2], что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции зданий, сооружений, промышленного оборудования и тепловых сетей. В этой связи обращает на себя внимание интенсивное развитие в рассматриваемых странах промышленности теплоизоляционных материалов. В некоторых странах, таких, например, как Швеция, Финляндия, Германия, США и др., объем выпуска теплоизоляционных материалов на душу населения в 5-7 раз превышает выпуск утеплителей на одного жителя в России. Расчеты показывают, что потребность только жилищного сектора строительства в эффективных утеплителях в 2010 году может составить 25—30 млн. м3 и должна быть удовлетворена в основном за счет отечественных материалов.

Необходимость энергосбережения во всех областях техники потребовала создания и внедрения новых технологий в промышленности теплоизоляционных (ТИ) материалов. Резкое удорожание энерго - и теплоносителей вызвало кризис в производстве ТИ материалов. Одним из путей выхода из него является разработка более эффективных технологий ТИ материалов, изделий и конструкций из них, отличающихся простотой, мобильностью, экономичностью и конкурентоспособностью изготовляемой продукции, отвечающей требованиям рынка.

Одним из направлений расширения номенклатуры и повышения качества многих видов огнеупорных, теплоизоляционных и строительных материалов является их поризация за счет введения в сырьевую смесь пенообразователей и ее поризации за счет вовлечения диспергированных пузырьков воздуха при интенсивном перемешивании.

Данная электронная версия учебных пособий [1,2] написана доцентом кафедры «Теплотехнических и энергетических систем» Магнитогорского государственного технического университета к. т. н.

1. Общие сведения о теплоизоляционных материалах и конструкциях

1.1. Классификация теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные материалы в зависимости от назначения подразделяют на изоляционно-строительные, которые применяют для утепления строительных ограждений, и изоляционно-монтажные - для утепления трубопроводов и промышленного оборудования. Деление это условно, так как некоторые материалы используют как для изоляции строительных конструкций, так для изоляции промышленных объектов.

Теплоизоляционные материалы классифицируют (ГОСТ 16381-77) по следующим признакам [3]:

1. Форме и внешнему виду: штучные (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры, полуцилиндры, сегменты); рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты); рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок и др.).

2. Структуре: волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.); зернистые (перлитовые, вермикулитовые); ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты, совелитовые и др.).

3. Виду исходного сырья: неорганические; органические; композиционные.

4. Средней плотности: на группы и марки, указанные в табл. 1; материалы, которые имеют промежуточные значения плотности, не совпадающие с указанными выше, относятся к ближайшей большей марке.

5. Жесткости: мягкие (М) — сжимаемость свыше 30 % при удельной нагрузке 0,002 МПа (минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, вата из супертонкого стекловолокна, маты и плиты из штапельного стекловолокна); полужесткие (П) — сжимаемость от 6 до 30 % при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты минераловатные и из штапельного стекловолокна на синтетическом связующем); жесткие (Ж) — сжимаемость до 6 % при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты из минеральной ваты на синтетическом или битумном связующем); повышенной жесткости (ПЖ) — сжимаемость до 10 % при удельной нагрузке 0,04 МПа (плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем); твердые (Т) — сжимаемость до 10 % при удельной нагрузке 0,1 МПа.

Таблица 1 - Классификация теплоизоляционных материалов по средней плотности

Обозначение группы	Группа	Марка	Материалы
ОНП	Особо низкой плотности	15; 25; 35; 50; 75	Минеральная вата марки 75 и менее; каолиновое волокно; пенопоропласты; ультра - и супертонкое стекловолокно; базальтовое волокно; вспученный перлит; плиты минераловатные, стеклово-локнистые и др.
НП	Низкой плотности	100; 125; 150; 175	Минеральная вата марки более 75; стеклян­ная вата из непрерывного стекловолокна; плиты минераловатные на синтетическом связующем; прошивные минераловатные маты и др.
СП	Средней плотности	200; 225; 250; 300; 350	Изделия совелитовые, вулканитовые, известково-кремнеземистые, перлитоцементные; плиты минераловатные на битумном связующем; шнуры минераловатные и др.
ПЛ	Плотные	406; 450; 500; 600	Изделия пенодиатомитовые, диатомитовые, из ячеистого бетона; битумоперлит монолитный и др.

6. Теплопроводности: класс А—низкой теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К (25 °С) до 0,06 Вт/(м×К); класс Б — средней теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К от 0,06 до 0,115 Вт/(м×К); класс В — повышенной теплопроводности — теплопроводность от 0,115 до 0,175 Вт/(м×К);

7. Горючести (СНиП 21-01-97): негорючие (НГ); слабогорючие (П); умеренногорючие(Г2); нормальногорючие (ГЗ); сильногорючие (Г4).

1.2. Теплоизоляционная конструкция и ее основные элементы