Теплоизоляция - Ваш уют

По жесткости   теплоизоляционные изделия   подразделяют   на мягкие полужесткие, жесткие,   повышенной жесткости и твердые. Для индустриализации строительных работ все большее применение находят жесткие крупноразмерные теплоизоляционные материалы и изделия. Мерой жесткости является величина их сжимаемости или относительной   деформации    сжатия.    При    удельной    нагрузке 0,02 МПа жесткие материалы имеют относительное сжатие до 6%, полужесткие — 6...30 и  мягкие — более 30%. В  материалах  повы­шенной жесткости и твердых при удельной нагрузке соответственно 0,04 и 0,1 МПа относительное сжатие не должно превышать 10%.

По плотности теплоизоляционные материалы делят на особо легкие (особо низкой   плотности) плотностью 15...75 кг/м3, легкие (низкой   плотности) — 100...175,   средней   плотности — 200...350   и плотные —400...600 кг/м3.

По теплопроводности теплоизоляционные материалы делят на три класса: низкой — до 0,06, средней — 0,06...0,115 и повышенной теплопроводности — 0,115,..0,175 Вт/ (м °С).

Теплопроводность, т. е. способность пропускать тепло, — определяющий показатель качества теплоизоляционных материалов.
В соответствии с современными представлениями передача теплоты в твердых телах — диэлектриках объясняется колебаниями атомов кристаллической решетки. В материалах, проводящих электричество, она дополнительно обусловлена движением свободных электронов. У большинства теплоизоляционных материалов теплопроводность находится в интервале 0,029...0,21 Вт/(м/°С). Для наиболее эффективных высокопористых материалов она приближается к теплопроводности воздуха — 0,025 Вт/(м/°С). Теплопроводность материалов зависит в первую очередь от объема пор и характеристики пористой структуры. Теплота через воздушный слой передается теплопроводностью, конвекцией и излучением. Конвективный теплообмен увеличивается по мере роста размеров пор и воздушных прослоек, связывающих эти поры. На лучистый теплообмен решающее влияние оказывает температура эксплуатации. Для теплоизоляционных материалов предпочтительно мелкопористое строение, затрудняющее теплопередачу конвекцией и лучеиспус­канием. Важно создать также равномерное распределение пор в материале. Роль теплоизолятора воздух лучше выполняет в закрытых порах.
Теплопроводность материалов зависит от их химического соста­ва и степени кристаллизации. Чем сложнее химический состав и ближе структура материала к аморфной, тем меньше теплопроводность. Например, у кристалла кварца теплопроводность 7... 8 Вт/(м/°С), а у обычного стекла, которое кроме кремнезема содержит ряд других оксидов и имеет строение, близкое к аморфному, она составляет в среднем 0,75 Вт/(м/°С). В кристаллических телах теплопроводность зависит от размера кристаллов, дефектов решетки и дислокаций. Теплопроводность с ростом кристаллов при направлении теплового потока вдоль оптической оси растет, и она значительно выше, чем перпендикулярно оси. Теплопроводность уменьшается с увеличением молекулярной массы, возрастает с по­вышением температуры плавления.
Для кристаллических тел она уменьшается в увеличением числа атомов в молекуле. Для жидкостей и газов имеет место обратная зависимость.
Для большинства теплоизоляционных материалов теплопроводность линейно зависит от температуры. Теплопроводность неорганических материалов при положительных температурах изменяется на 0,0025 Вт/(м/°С) на каждый градус, при отрицательных — на 0,005, для органических соответственно на 0,0035 и 0,005 Вт/ (м/°С).
В нормативных документах величина теплопроводности приводится обычно при (25±5)°С.
Теплопроводность воды примерно в 25 раз больше, чем теплопроводность воздуха, поэтому нельзя допускать увлажнения теплоизоляционных материалов. С определенной степенью приближения теплопроводность влажных материалов. Для снижения сорбционного увлажнения теплоизоляционные материалы подвергают объемной гидрофобизации, положительно влияет также сокращение объема микропор, в которых происходит конденсация влаги. Водопоглощение теплоизоляционных материа­лов зависит от их структуры: при закрытой пористости (пеностекло, пенопласты) оно сравнительно невелико, при открытой, сообщаю­щейся пористости может достигать 400. ..600%.
Предельная температура применения является важным свойством, характеризующим качество теплоизоляционных материалов. Выше этой температуры материал изменяет структуру, теряет механическую прочность и разрушается, а органические материалы могут загораться. Предельная температура применения колеблется в широком диапазоне: для газонаполненных пластмасс она составляет 60...180°С, ячеистых бетонов — 400.. .700, минеральной ваты — 600, вспученного перлита и вермикулита 900°С.
Прочность теплоизоляционных материалов определяется прочностными показателями твердой фазы и параметрами поровой структуры. Положительное влияние на прочность оказыва­ют однородное распределение пор по объему и уменьшение их среднего диаметра. Положительно сказывается также подбор связующего с улучшенными адгезионными свойствами по отношению к заполнителям, ориентация волокон в направлении действия напряжений и другие технологические приемы. Степень уплотняемости материалов характеризуется сжимаемостью (%) под действием удельной нагрузки.
Долговечность теплоизоляционных материалов зависит от их химической и биологической стойкости, морозостойкости.
Область применения теплоизоляционных материалов определяется их горючестью, газо- и паропроницаемостью, химической и биологической стойкостью и др.
Минеральные материалы относятся к категории несгорающих. Горючесть органических теплоизоляционных материалов снижается пропиткой их антипиренами, которые плавятся или разлагаются под действием высокой температуры, что приводит к повышению температуры воспламенения или выделению газов, препятствующих распространению пламени. Огнестойкость материалов повышают также, покрывая их силикатными красками и другими негорючими, малотеплопроводными покрытиями.