Строительные материалы и изделия

Органические теплоизоляционные материалы (tfl и изделия

Древесноволокнистые плиты применяют для тепло- и звуко­изоляции ограждающих конструкций. Изготовляют их из распу­щенной древесины или иных растительных волокон — неделовой древесины, отходов лесоперерабатывающей промышленности, костры, соломы, камыша, хлопчатника. Наибольшее распростра­нение получили древесноволокнистые плиты, получаемые из от­ходов древесины, которые изготовляют путем горячего прессо­вания волокнистой массы, состоящей из древесных волокон, воды, наполнителей, полимера и добавок (антисептиков, анти­пиренов, гидрофобизирующих веществ). Для изготовления изо­ляционных плит применяют отливочную машину, снабженную бесконечной металлической сеткой и вакуумной установкой, где масса обезвоживается, уплотняется и разрезается на плиты необ­ходимых размеров. Древесноволокнистые плиты выпускают пяти видов: сверхтвердые, твердые, полутвердые, изоляционно-отде­лочные и изоляционные. Изоляционные древесноволокнистые пли­ты имеют длину 1200...3600 мм, ширину 1000...2800 мм и тол­щину 8...25 мм, плотность 250 кг/м3, предел прочности при изгибе 1,2 МПа и теплопроводность не более 0,07 Вт/(м-°С).

Наряду с изоляционными применяют плиты изоляционно-от­делочные с лицевой поверхностью, окрашенной или подготовлен­ной к окраске.

Камышитовые плиты, или просто камышит, применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций малоэтажных жилых домов, небольших производственных помещений, в сельскохозяй­ственном строительстве. Это теплоизоляционный материал в виде плит, спрессованных из стеблей камыша, которые затем скрепля­ются стальной оцинкованной проволокой. Для изготовления ка­мышитовых плит используют зрелые однолетние стебли диамет­ром 7...15 мм. Заготовку стеблей следует делать в осенне-зимний период. Прессование плит осуществляют на специальных прес­сах. В зависимости от расположения стеблей камыша различают плиты с поперечным (вдоль короткой стороны плиты) и продоль­ным расположением стеблей. Плиты выпускают длиной 2400Х 2800 мм, шириной 550... 1500 мм и толщиной 30...100 мм, марками по плотности Д175, 200 и 250, с пределом прочности при изгибе не менее 0,18...0,5 МПа, теплопроводностью 0,06...0,09 Вт/ (м-°С), влажностью не более 18% по массе.

Торфяные теплоизоляционные изделия изготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов и используют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий III класса и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре от —60 до +100°С. Сырьем для их производства служит мало - разложившийся верховой торф, имеющий волокнистую струк­туру, что благоприятствует получению из него качественных изделий путем прессования. Плиты изготовляют размером 1000X500X30 мм путем прессования в металлических формах с последующей сушкой при температуре 120...150°С. В зависи­мости от начальной влажности торфяной массы различают два способа изготовления плит: мокрый (влажность 90...95%) сухой (влажность около 35%). При мокром способе излищНЯя влага в период прессования отжимается из торфяной массы че рез мелкие металлические сетки. При сухом способе такие сетки в формы не закладываются. Торфяные изоляционные плиты по плотности делят на марки Д170 и 220 с пределом прочности при изгибе 0,3 МПа, теплопроводностью в сухом состоянии 0,6 Вт/(м - °С), влажностью не более 15%.

Цементно-фибролитовые плиты представляют собой теплоизо­ляционный материал, полученный из затвердевшей смеси порт­ландцемента, воды и древесной шерсти. Древесная шерсть выполняет в фибролите роль армирующего каркаса. По внеш­нему виду тонкие древесные стружки длиной до 500 мм, шириной

4.. .7 мм, толщиной 0,25...0,5 мм приготовляют из неделовой древе­сины хвойных пород на специальных древесношерстяных станках. Шерсть предварительно высушивают, пропитывают минерализа­торами (хлористым кальцием, жидким стеклом) и смешивают с цементным тестом по мокрому способу или с цементом по сухому (древесная шерсть посыпается или опыляется цементом) в смесительных машинах различного типа. При этом следят, чтобы древесная шерсть была равномерно покрыта цементом. Формуют плиты двумя способами: прессованием и на конвейерах, где фибролит формуют в виде непрерывно движущейся ленты, которую затем разрезают на отдельные плиты (подобно вибро­прокату железобетонных изделий). При прессовании плит удель­ное давление для теплоизоляционного фибролита принимают до 0,1 МПа, а для конструктивного — до 0,4 МПа. После формова­ния плиты пропаривают в течение 24 ч при температуре 30...35°С. Цементно-фибролитовые плиты выпускают длиной 2400...3000 мм, шириной 600... 1200 мм, толщиной 30, 50, 75, 100 и 150 мм. Цементный фибролит выпускают трех марок по плотности: Ф300, 400 и 500, теплопроводностью 0,09...0,15 Вт/(м- °С), водопогло­щением не более 20%. Фибролитовые плиты марки Ф300 при­меняют в качестве теплоизоляционного материала, марки Ф400 и 500 — конструкционно-теплоизоляционного материала для стен, перегородок, перекрытий и покрытий зданий.

Арболитовые плиты получают также формованием и тепло­вой обработкой (или без нее) органического коротковолнистого сырья (дробленой станочной стружки или цепы, сечки соломы или камыша, опилок, костры и др.), обработанного раствором минерализатора. Химическими добавками служат хлорид каль­ция, растворимое стекло, сернокислый глинозем. Вторым компо­нентом при изготовлении арболитовых плит является портланд­цемент. Плиты формуют длиной и шириной 500, 600 и 700 мм, толщиной 50, 60 и 70 мм. Плотность в сухом состоянии состав­ляет 500 кг/м3, прочность на сжатие 0,3...3,5 МПа, предел прочности при изгибе не менее 0,4 МПа, теплопроводность в сухом состоянии не более 0,12 Вт/(м - °С), влажность не более 20% по массе.

Цементно-стружечные плиты отечественная промышленность производит двух марок: ЦСП-1 и ЦСП-2. Плиты изготовляют путем прессования древесных частиц с цементным вяжущим и химическими добавками. ЦСП относятся к группе трудносгора­емых материалов повышенной биостойкости. Их производят длиной 3200...3600 мм, шириной 1200, 1250 и тощиной 8... 10, 12... 16, 18...28 и 30...40 мм с шлифованной и нешлифованной поверх­ностью. ЦСП выпускают плотностью 1100...1400 кг/м3, влаж­ностью до 9%, водо поглощением за 24 ч не более 16% и разбуха­нием по толщине не более 2%. Плиты имеют достаточно высокую прочность на изгиб, для плит толщиной 8... 16 мм она составляет

9.. . 12 МПа, а для плит толщиной 26...40 мм — 7...9 МПа, тепло­проводность— 0,26 Вт/(м - °С). ЦСП применяют в стеновых панелях, 'плитах покрытий, в элементах подвесных потолков, вентиляционных коробах, при устройстве полов, в качестве подоконных досок, обшивок, облицовочных и других строитель­ных изделий.

Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия (плиты, скорлупы и сегменты) применяют для теплоизоляции огражда­ющих конструкций зданий, холодильников и поверхностей холо­дильного оборудования, трубопроводов при температуре изоли­руемых поверхностей от —150 до +70°С, для изоляции корпуса кораблей. Изготовляют их путем прессования измельченной пробковой крошки, которую получают как отход при производ­стве закупорочных пробок из коры пробкового дуба или так называемого бархатного дерева. Пробка вследствие высокой пористости и наличия смолистых веществ является одним из наилучших теплоизоляционных материалов и служит для произ­водства плит, скорлуп и сегментов.

• Теплоизоляционные пенопласты в виде газонаполненных пластмасс, а также минераловатных и стекловатных изделий изготовляют на полимерном связующем. По физической структу­ре газонаполненные пластмассы могут быть разделены на три группы: ячеистые или пенистые (пенопласты), пористые (поро - пласты) и сотовые (сотопласты). Пенопласты и сотопласты на основе полимеров являются не только теплоизоляционным, но и конструктивным материалом (см. гл. 15). Теплоизоляционные материалы из пластмасс по виду применяемых для их изготовления полимеров делят: на полистирольные — пористые пластмассы на основе суспензионного (бисерного) или эмульсионного полисти­рола; поливинилхлоридные — пористые пластмассы на основе поливинилхлорида; фенольные — пористые пластмассы на основе формальдегида.

Поризация полимеров основана на применении специальных веществ, интенсивно выделяющих газы и вспучивающих размель­ченный при нагревании полимер. Такие вспучивающиеся вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными. К твердым вспенивающим веществам, имеющим наибольшее практическое значение, относятся карбонаты, бикарбонаты натрия и аммония, выделяющие при разложении С02 и NH3. К жидким вспениваю, щим веществам относятся бензол, легкие фракции бензола спирт и т. п. К газообразным вспенивающим веществам относят­ся воздух, азот, углекислый газ, аммиак. Для придания эластич­ности пористым пластмассам в полимеры вводят пластифика­торы — фосфаты, фталаты и др.

Пористые и ячеистые пластмассы можно получать двуМя способами: прессовым и беспрессовым. При изготовлении порис­тых пластмасс прессовым способом тонкоизмельченный порошок полимера с газообразователем и другими добавками спрессовы­вается под давлением 15...16 МПа, после чего взятую навеску (обычно 2...2,5 кг) вспенивают, в результате чего получают мате­риал ячеистого строения.

При изготовлении пористых пластмасс беспрессовым спосо­бом полимер с добавками газообразователя, отвердителя и других компонентов нагревают в формах до соответствующей температуры. От нагревания полимер расплавляется, газообразо - ватель разлагается и выделяющийся газ вспенивает полимер. Образуется материал ячеистого строения с равномерно распреде­ленными в нем мелкими порами.

Плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс приме­няют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70°С.

Изделия из пористых пластмасс на суспензионном полистироле по плотности в сухом состоянии делят на марки Д25 и 35 с преде­лом прочности при изгибе не менее 0,1 ...0,2 МПа, теплопровод­ностью 0,04 Вт/(м - °С), влажностью не более 2% по массе,, Такие же изделия на эмульсионном полистироле по плотности имеют марки Д50...200, предел прочности при изгибе не менее

1,0. ..7,5 МПа, теплопроводность не более 0,04...0,05 Вт/(м - °С), влажность не более 1% по массе. Плиты из пористых пластмасс изготовляют длиной 500...1000 мм, шириной 400...700 мм, тол­щиной 25...80 мм.

Наиболее распространенными теплоизоляционными мате­риалами из пластмасс являются полистирольный поропласт, мипора и др.

Полистирольный поропласт — отличный утеплитель в слоистых панелях, хорошо сочетающийся с алюминием, асбестоцементом и стеклопластиком. Широко применяется как изоляционный материал в холодильной промышленности, судостроении и ваго­ностроении для изоляции стен, потолков и крыш в строительстве. Полистирольный поропласт, изготовленный из бисерного (суспен­зионного) полистирола, представляет собой материал, состоящий из тонкоячеистых сферических частиц, спекшихся между собой. Между частицами имеются пустоты различных размеров. Наи­более ценными свойствами полистироль ного поропласта являются его низкая плотность и малая теплопроводность. Полистирольный поропласт выпускают в виде плит или различных фасонных изделий, его производят плотностью до 60 кг/м3, прочностью при 10%-ном сжатии до 0,25 МПа и теплопроводностью 0,03... О 04 Вт/(м - °С). Наиболее распространенный размер плит

1200Х 1(Ю()Х100(50) мм.

Поропласт полиуретановый применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышлен­ного оборудования и трубопроводов при температуре до 100°С. Получают его из полиэфирных полимеров в введением поро - образующих и других добавок. Полиэфирные полимеры — это большая группа искусственных полимеров, получаемых с по­мощью конденсации многоатомных спиртов (гликоля, глицерина, пентаэритрита и др.) и главным образом двухосновных кислот — фталевой, малеиновой и др. По плотности в сухом состоянии маты из пористого полиуретана делят на марки Д35 и 50, тепло­проводность их в сухом состоянии 0,04 Вт/(м - °С), влажность не более 1 % по массе. На основе пористого полиуретана выпус­кают также твердые и мягкие плиты плотностью 30...150 кг/м3 и теплопроводностью 0,022...0,03 Вт/(м- °С). Маты из пористого полиуретана изготовляют в виде плит длиной 2000 мм, шириной 1000 мм, толщиной 30...60 мм.

Мипора представляет собой пористый материал, получаемый на основе мочевиноформальдегидного полимера. Сырьем для производства мипоры является мочевиноформальдегидный по­лимер и 10%-ный раствор сульфанофтеновых кислот (контакт Петрова), а также огнезащитные добавки (раствор фосфорно­кислого аммония 20%-ной концентрации). Мипору применяют для теплоизоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70°С. Для получения мипоры в аппарат с мешалкой загружают водный раствор мочевиноформальдегидного полимера и вспениватель, которые энергично перемешивают. Полученную пену спускают в металлические формы, которые направляют в камеры, где масса при температуре 18...22°С отвердевает за 3...4 ч. Получен­ные блоки направляют на 60...80 ч в сушила с температурой

30.. .50°С. Мипору выпускают в виде блоков объемом не менее 0,005 м3, пределом прочности при сжатии 0,5...0,7 МПа, удельной ударной вязкостью 400 МПа, водопоглощением 0,11% за 24 ч, теплопроводностью 0,03 Вт/(м - °С).

13. Б. АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

• Под звуком понимают волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой среды (воздуха, воды, твердого тела). Частотный диапазон звуков, слышимых челове­ческим ухом, лежит в пределе от 15 до 20 000 Гц (1 Гц — 1 кол/с). Волны с меньшими и большими частотами человеческим ухом не воспринимаются. Звуки могут быть разделены на музыкальные, шумы и звуковые импульсы.

Количество энергии, приносимое звуковой волной ежесекунд­но через площадку в 1 см2 перпендикулярно направлению pat пространения волны, называется силой звука. Сила звука пропоп циональна квадрату амплитуды колебаний частиц среды, а также квадрату амплитуды колебаний давления в звуковой волне. Сила звука выражается в децибелах, а физиологической характеристи­кой его служит уровень громкости звука, выражаемый в фонах Скорость распространения звука в воздухе 340 м/с при 15°С.

• Шум — совокупность многочисленных звуков, быстро меняю­щихся по частоте и силе. Шумы по своему характеру могут быть слышимые и неслышимые, воздушные и ударные. Длительное воздействие слышимого шума на органы слуха и особенно высо­кочастотного вредно для здоровья человека.

Уровень шума значительно снижается, если на основе мето­дов архитектурной акустики приняты правильные конструктивные и отделочные решения помещений. Архитектурная акустика — раздел строительной физики, рассматривающий звуковые процес­сы в помещении. Наряду с этой областью науки различают строительную акустику, рассматривающую вопросы звукоизоля­ции ограждающих конструкций зданий от воздушного и ударного шумов; вопросы снижения уровня этих шумов решают различ­ными методами.

Звуковая энергия, падающая на ограждающую конструкцию (пол, стену, потолок), частично отражается от ее поверхности, частично поглощается материалом конструкции, а частично про­ходит через нее и передается на другую сторону конструкции. Способность материала пропускать через себя звук характери­зует его звукопроницаемость или, если пользоваться обратным понятием, звукоизоляцию. Звукоизоляционная способность ма­териала в ограждении оценивается по разности уровней звука с обеих сторон ограждения и выражается в децибелах. Матери­алы, обладающие преимущественным свойством поглощать звуковую энергию, относятся к звукопоглощающим, а материа­лы, способные изолировать от проникновения звука, — к звукоизо­ляционным. Все они имеют общее название — акустические материалы.

Звукопоглощающие и звукоизоляционные строительные материалы и изделия классифицируют по следующим основным признакам: назначению, форме, жесткости (величине относитель­ного сжатия), возгораемости и структуре.