ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Торфяные теплоизоляционные изделия

Торфяные теплоизоляционные изделия изготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов. Преимущественное распространение получили плиты размером ЮООХЮООХЗО и 1000X500X30 мм. Плиты применяют для тепловой изоляции конструкций промыш­ленных зданий, зданий холодильников и холодильных установок. Они также могут быть использованы для тепловой изоляции по­верхностей промышленного оборудования и трубопроводов (скор­лупы, сегменты) с температурой не более 100°С.

В зависимости от назначения торфяные теплоизоляционные из­делия производят следующих типов: водостойкие, трудносгорае­мые, биостойкие, комплексные, обладающие двумя или тремя из указанных выше свойств, и обыкновенные. Выпуск этого вида из­делий уменьшается в связи с сокращением сырьевой базы и за­крытием ряда предприятий в Центральном районе РСФСР и Прибалтийских республиках. Основным производителем торфяных теплоизоляционных изделий является РСФСР (Северо-Западный, Уральский регионы).

Свойства торфяных плит определяются главным обра­зом качеством торфа.

Пористость торфяных теплоизоляционных плит характеризует­ся однородной волокнистой структурой, составленной мелкими со­общающимися порами. Абсолютное значение пористости торфяных плит колеблется в пределах 84 ...91%.

Плотность и прочность во многом зависят от качества сырья. При производстве торфяных плит структура торфа нарушается незначительно, поэтому средняя плотность изделий близка к средней плотности торфа-сырца и колеблется от 170 до 260 кг/м1. По средней плотности торфяные плиты относят к группе высоко­эффективных теплоизоляционных материалов.

Прочность торфяных плит при изгибе составляет 0,3... 0,5МПа, что обеспечивает удовлетворительные условия для их транспор­тирования и монтажа.

Водопоглощение торфяных плит высокое. Их высокопорнстое строение способствует капиллярному подсосу и гигроскопическо­му увлажнению. Так, водопоглощение обычных плит (по массе) за 24 ч составляет 170... 190%, а водостойких, получаемых при введении в формовочную массу гидрофобных добавок, -50%.

Теплопроводность торфяных плит в сухом состоянии составля­ет 0,052... 0,075 Вт/(м-°С). Это объясняется их смешанной мелко - порнстоі'і структурой и органическим происхождением твердой фазы.

Огнестойкость торфяных плит невелика. Они являются сгорае­мым материалом. Их температура воспламенения около 1603С, а самовоспламенения — около 300°С. В увлажненном состоянии при хранении в штабелях торфяные плиты склонны к микробиологи­ческому самовозгоранию и прн более низкой температуре, по­этому предельная температура хранения и эксплуатации торфя­ных н. тит ограничена МО'С. Однако она может оыгь повышена прн введении в формовочную массу прн ее переработке антини - ренов.

Торф — основной сырьевой материал — является продуктом ес­тественного отмирания и неполного распада болотных растений в условиях избыточного увлажнения, затрудняющих доступ возду­ха. Для производства теплоизоляционного материала пригоден лишь слаборазложившийся (молодой) торф верхних слоев тор­фяников, сохранивший волокнистое строение торфообразующих растений. По ботаническому составу такой торф содержит в ос­новном сфагнум-мох (русское название «белый мох»), который имеет большое количество разновидностей. Наиболее широко представлены две разновидности сфагнового мха: медиум - мох, наиболее часто встречающийся в торфяниках центральных областей РСФСР, и фуксум-мох, характерный для торфяников се­веро-западных и северных областей европейской части СССР, а также для болот Западной Сибири. Торф, используемый в произ­водстве торфоплит, по ботаническому составу должен содержать мхи медиум и фуксум не менее 80% (по массе) прн степени раз­ложения 5... 10, но не более 12%. Торф при степени разложения менее 5% плохо свойлачивается вс іедствпе большой упругости волокон. При степени разложения выше 12% плохо отдает вла­гу; разложившаяся его часть в виде мелких частиц удаляется с отжимными водами, т. е. увеличиваются потери торфа.

Для получения торфяных теплоизоляционных плит часто ис­пользуют торфяные залежи, сложенные из неоднородных видов торфа, во позволяющие путем смешивания торфа из отдельных горизонтов получать сырье со средней степенью разложения не более 12%. Торф в естественном состоянии характеризуется зна­чительной влажностью 91 . 96%; сто пористость составляет 96... 97%. ('лаооразложиишпйся торф в сухом состоянии имеет сред­нюю плотность 300... 350 кг/м3.

Технология торфяных теплоизоляционных плит имеет разновидности. Плиты можно производить двумя способами: мокрым при исходной влажности торфа и сухим, когда торф предварительно подсушивают до влажности 40... 50%. В настоя­щее время преимущественное распространение получил мокрый способ, обеспечивающий лучшее качество изделий. Мокрый спо­соб получения торфоплит заключается в смешивании измельчен­ного торфа с большим количеством воды и последующем удале­нии ее при прессовании и сушке изделий. Вода гидромассы при­дает пластичность волокнам торфа, способствует образованию равноплотного волокнистого каркаса и лучшей свойлачиваемости. Она Также способствует водному гидролизу углеводов торфа при нагревании. Образующиеся водорастворимые продукты гидролиза повышают связность волокон торфа и тем самым прочность плит.

Подготовка сырья является важной технологической операци­ей, влияющей па качество изделий. Торф-сырец, доставляемый на предприятие с торфоразработок, должен иметь однородную массу и характеризоваться необходимой степенью разложения. Для это­го в сырьевом отделении предприятия его усредняют, добавляя по необходимости торф различных возрастов; здесь же из торфа уда­ляют древесные и другие включения. Затем торф дробят («рас­чесывают») для увеличения удельной поверхности волокон. Эту операцию осуществляют в волк-машине, работающей по принци­пу зубчатой валковой дробилки. Зубчатые барабаны, вращаясь навстречу друг другу с различной окружной скоростью, превра­щают куски торфа в торфяную крошку.

Приготовление торфяной гидромассы включает следующие опе­рации.

Измельченный в волк-машине торф поступает в варочные кот­лы, в которых происходят затворение его водой, тепловая обра­ботка при температуре 50... 55°С (варка гидромассы) и пропитка ее химическими веществами для улучшения качества изделий. Высокое водозатворение торфяной крошки (концентрация торфа в гидромассе не более 6%) способствует дополнительному рас­щеплению торфа на отдельные волокна, обеспечивает наибольшую однородность смеси и равноплотность получаемых изделий, а так­же получение мелкопористой структуры торфоплит. Варка гидро­массы заключается в прогреве ее острым паром и выдерживании при заданной температуре в течение 20... 30 мин. При этом обе­спечивается улучшение условий расщепления волокон торфа и усиление свертывания коллоидов, что существенно облегчает обез­воживание плит при формовании и сушке. Для улучшения качест­ва торфоплит в процессе варки гидромассы в нее вводят гидро - фобизаторы (4... 5% по массе, считая на сухой торф), антисепти­ки (2 ...2,5%) и антипирены (10... 15%).

Формование торфяных плит осуществляют в гидравлических прессах преимущественно карусельного типа. Для прессования используют металлические формы с сетчатыми поддонами. Удель­ное давление прессования обычно составляет 0,2 МПа. В началь­ный момент прессования вся внешняя нагрузка воспринимается водой гидромассы. Затем вода отфильтровывается и внешняя на­грузка начинает воздействовать непосредственно на частицы тор­фа. В конце процесса прессования отжим воды прекращается и вся внешняя нагрузка воспринимается твердой фазой (торфом).

При интенсивном прессовании воздух, находящийся в торфя­ной массе, сжимается и способствует ускорению отжима воды, а сам, будучи в защемленном состоянии, ие успевает удалиться.. С увеличением продолжительности прессования часть защемлен­ного воздуха замещается водой, количество газовой фазы в плите уменьшается, .а влажность отпрессованной плиты увеличивается. Использование интенсивного прессования (кратковременного) вследствие имеющегося при этом упругого последействия воздуха позволяет существенно снижать влажность плит н сокращать расход теплоты на их сушку. Поэтому интенсивный режим прес­сования плит предпочтителен.

Тепловая обработка торфяных плит осуществляется для сни­жения их влажности с 80... 85 до 5... 10% путем испарения воды сушкой. При этом отдельные волокна торфа, сближаясь, склеи­ваются в местах контактов выделяющимися из торфа смолообраз- ными продуктами. Сушат торфоплиты на поддонах в туннельных сушилках при максимальной температуре теплоносителя (возду­ха или газовоздушной смеси) 150... 160°С. Продолжительность сушки торфоплит зависит от их начальной влажности и состав­ляет 24... 32 ч. Расходы на сушку в общем балансе себестоимо­сти составляют от 18 до 22%.

Обработку плит осуществляют после сушки. Торфоплиты от­правляют на склад, где они остывают и приобретают присущую им равновесную влажность 12... 15%. Затем их сортируют и обре­зают неровные кромки. В случае изготовления пакетов плиты склеивают, нанося на поверхность расплавленный битум и сжи­мая плиты в винтовом прессе. Склеивая таким образом 2... 3 пли­ты, получают пакеты толщиной 60... 90 мм.

По данным ВНИИТеплоизоляции, средняя себестоимость 1 м3 торфяных теплоизоляционных плит в 1985 г. составляла 50 р. 72 к., а отпускная цена — 52 руб.