Лекция 17. Теплоизоляционные и акустические материалы

материалах. Способы поризации материалов.
 
 Теплоизоляционными называют строительные материалы для тепловой изоляции

ограждающих конструкций домов, промышленного и энергетического оборудования и трубопроводов. Эти материалы должны иметь коэффициент теплопроводности и среднюю плотность .
 
17.2. Эффективность теплоизоляционных материалов.
 
Эффективное использование теплоизоляционных материалов в строительстве – один из наиболее важных направлений технического прогресса. Затраты топлива в 1011 раз, трудоемкость в 2025 раз ниже, чем при изготовлении кирпича. По тепловому сопротивлению минераловатный утеплитель толщиной в 1 см заменяет кирпичную кладку толщиной в 1012 см. Использование теплоизоляционных материалов снижает материалоемкость и массу изделий. Еще более эффективно применение теплоизоляционных материалов в холодильной технике (стоимость 1 условной единицы холода в 20 раз больше, чем соответствующая единица тепла).

, по значению, которого материалы делятся

на три класса:
А – малотеплопроводные ;
Б - средне теплопроводные ;
В – повышенной теплопроводности .
Величина называется термическим сопротивлением теплопередаче.
Теплоизоляционные материалы классифицируются по средней плотности:
ОЛ – особо легкие ;
Л – легкие ;
Т – тяжелые .
Определяющее влияние на теплопроводность оказывает пористость. Причем, более высокое сопротивление теплопередаче оказывают те материалы, которые, в которых поры закрытые, сферические диаметром 0,12 мм. Воздух (в спокойном состоянии) имеет наименьший из всех земных материалов коэффициент теплопроводности . Водонасыщение и замерзание воды в порах резко увеличивают теплопроводность.

в объеме материала газообразователями, которые вводятся в сырьевую смесь. Вследствие

химической реакции, газы, стремящиеся выйти из массы, образуют пористую структуру (газобетон, газосиликаты, газокерамика и т.д.). Как газообразователи используют алюминиевую пудру, техническую перекись водорода.
Способ пенообразования основан на введении в воду пенообразующих веществ.
Способ повышенного водозамешивания – основан на введении излишка воды в смесь и в дальнейшем ее выпаривании, с сохранением пористости смеси при высушивании.
Способ вспучивания основан на получении волокнистой массы плотного минерального или органического состава (шлаковата, стекловата).
Способ выгорающих добавок – основан на введении в сырье добавок, которые при обжиге выгорают (тирса, угольная пыль).

изделия.
 Неорганические материалы характеризуются низкой теплопроводностью, достаточной огнестойкостью, низкой гигроскопичностью, стойкостью

против загнивания. Их применяют для утепления строительных конструкций, изоляции горячих и холодных поверхностей. К ним относят:
минеральную вату. Сырье – горные породы. Стадии изготовления – плавление смеси и получение волокон дутьем и центробежным способом. , диапазон использования: ;
минеральные плиты – выпускаются в виде листов или рулонов. Для скрепления волокон между собой их пропитывают синтетическими смолами. .
минеральные маты – изготавливают в виде ковра, которые складываются из слоя ваты между двумя слоями бутмизированной бумаги, стеклоткани или металлической сетки. Размеры: ;

К неорганическим теплоизоляционным материалам относят минераловатные плиты, цилиндры и полуцилиндры, пористое стекло (пеностекло) и т.д.
 

последующим выпариванием перлита (вулканическая горная порода), которая содержит гидратную воду.

Быстрое нагревание до размягчает породу. Вода при этом переходит в пар и вспучивает зерна, увеличивая объем в 510 раз. Пористость зерен 8090 %, . Используется в виде песка или щебня. На основе перлита в зависимости от вяжущего получают битумоперлит, керамоперлит, стклоперлит и т.д. Эти материалы применяют для изготовления плит, кирпича, штукатурок, легких бетонов.
Вспученный вермикулит изготавливают дроблением и ускоренным выпариванием горной слюды, вследствие чего зерна увеличиваются в 1520 раз. Применяют как эффективную теплоизоляционную засыпку при температуре до , а так же как основу для приготовления теплоизоляционных изделий на разных связях.
Асбесты прочные материалы и изделия изготавливают на основе асбестового волокна в виде бумаги, картона, порошков и т.д. Кроме волокон добавляют склеивающие вещества. Рабочая температура до
, коэффициент теплопроводности .

деревообработки и другого растительного сырья волокнистого строения. Применение отходов экономически

выгодно и способствует решению экологических задач.
Деревоволокнистые плиты изготавливают из волокон не деловой древесины с добавкой смол, парафина, канифоли и т.д. с последующим горячим прессованием. Применяют для тепло- и звукоизоляции частей сооружений .
Древесностружечные плиты изготавливают горячим прессованием древесных стружек и жидких термоактивных полимеров .
Фибролитовые плиты изготавливают из смеси древесной шерсти, неорганического вяжущего и воды. Изделия формуют под давлением 0,5 МПа и подают в камеру термообработки.
Арболитовые теплоизоляционные материалы изготавливают из смеси коротковолокнистого растительного сырья (тирса, стружка, кострецы, соломенной или камышовой сечки), воды и портландцемента. Фибролит и арболит относят к тяжелому материалу повышенной теплопроводности .
Торфяные теплоизоляционные материалы и изделия изготавливают из торфяной массы, в которую входят антисептики, антипирены, гидрофобизаторы. После просушивания в металлических формах изделия подвергают тепловой обработке, во время которой выделяются смолянистые вещества. Поэтому вяжущие не нужны .

способные поглощать звуковую энергию, а также снижать уровень мощности звуков,

которые проходят сквозь них. Такие материалы должны поглощать энергии не менее 20%.
Акустические материалы делят на:
звукоизоляционные – предназначены для ослабления ударного шума;
звукопоглощающие – предназначены для гашения наружного (внешнего) шума.
Ударный шум возникает при ударных, вибрационных и других воздействиях непосредственно на конструкцию. Внешний шум возникает от работы оборудования и других источников в воздушной среде.

с обеих сторон ограждающих конструкций и выражаются в децибелах. Ухо

человека воспринимает звуковые колебания частотой , причем особенно чувствительны частоты (болевой порог).
Наиболее эффективными являются покрытия с использованием пористых материалов или многослойные конструкции с воздушными прослойками.
Для звукоизоляционных материалов эффективными являются открытые поры, в отличие от теплоизоляционных материалов, где определяющую роль играют закрытые поры.
Эффективными звукоизоляционными материалами являются маты и плиты из минерало - и стекловаты, древесноволокнистые и асбестоцементные плиты, пористая резина, эластичные поропласты и др.

на эти материалы и используются для борьбы с внешним шумом.

При акустической отделке интерьеров они выполняют также и декоративную роль. Основная характеристика звукопоглощающих материалов – коэффициент звукопоглощения:
 
(1)
 
- количество энергии звуковых колебаний, которая поглощается материалом;
- количество энергии звуковых колебаний, которая попадает на материал.
При материал считается звукопоглощающим.
Эффективными звукопоглощающими отделочными материалами являются плиты акмигран и акминит (изготавливаются из минеральной или стеклянной гранулированной ваты и вяжущего – крахмала, бетонита, каолина). Древесноволокнистые плиты перфорируют, образовывая поры, окрашивают.
Для звукоизоляции используют материалы конгломератной структуры – акустические бетоны и растворы. Их изготавливают из смеси пористых заполнителей с белым, цветным или обычным цементом и формуют в виде плит, блоков. Применяют плиты и блоки пористой структуры (с открытой пористостью).
Гипсовые акустические плиты, армированные стекловолокном со сквозной перфорацией, используют в подвесных конструкциях.