Сайт о строительстве домов и коттеджей

Строительство домов
Статьи о строительстве


Статьи о строительстве >> Утепление зданий >> Теплоизоляция. Часть III


Теплоизоляция. Часть III
Андрейчук Т. Теплоизоляция. Часть III // Ватерпас. 2001 . №1-2. C. 118-121


Пробковые теплоизоляционные материалы

Пробковые теплоизоляционные плиты изготавливают на основе коры пробкового дуба. Технология снятия с деревьев этого ценного материала " пробки " уникальна и через 25 лет после посадки желудя в землю, а второй и последующий "урожаи" получают один раз в девять лет. Снятие коры " наиболее деликатная из всех проводимых над пробкой операций, которая существенно и, главное, положительно влияет на жизнеспособность дерева и дает новый импульс роста. Таким образом, пробковый дуб является возобновляемым источником сырья для пробковой индустрии.

Пробковый дуб произрастает в 7 странах Средиземноморья: Португалия (более 50% всех мировых запасов), Испания, Италия, Франция, Марокко, Алжир и Тунис. Так, производство изделий из пробки дает Португалии около 30% национального дохода и примерно 35% всего объема экспорта.

Процесс выращивания пробковых дубов, рекультивация их плантаций, создание и совершенствование высоких технологий производства финансируются должным образом (в том числе и властями, несмотря на то, что все пробковые дубы находятся в частной собственности). В бюджете Португалии, а также Евросоюза предусмотрены для этих целей специальные статьи расходов.

Общий объем ежегодно снимаемой пробки очень невелик "всего 160-170 тыс. тонн сырья зависимости от урожая). Поэтому изделия из пробки очень высоко ценятся во всем мире, ведь аналогов этому материалу практически не существует. Недостаток сырьевых ресурсов ограничивает применение пробки в теплоизоляции. Основным поставщиком теплоизоляционных пробковых панелей является португальская компания Amorim Group.

Справка: Amorim Group является крупнейшей корпоративной группой в мире в отрасли переработки, производства и экспорта изделий из натуральной пробки. В 1870 г. Антонио Алвес Аморим основал первое предприятие по обработке пробки, имея в своем распоряжении двух рабочих. Сейчас, век спустя, корпорация насчитывает более 40 пробковых компаний.

Строение коры пробкового дуба в корне отличается от строения коры большинства других деревьев (каждый 1 см3 пробковой коры содержит около 40 млн ячеек). Кора пробкового дуба состоит из клеток одеревенелой целлюлозы, заполненных воздухом, и суберина, являющегося пробковой основой. Суберин представляет собой органическое вещество, не растворимое в нейтральных жидкостях и кислотах, состоящих из смеси сложных эфиров, глицерина, твердых и жидких жирных кислот. Если записать суберин в элементарных составляющих, то это будет углерод " 74%, водород "10% и азот "16%.

Если представить себе ячейку коры пробкового дуба в виде капсулы, то каждая ее стенка состоит из пяти слоев: два слоя клетчатки, далее воздух, находящийся в ячейке, два плотных и масляничных слоя, непроницаемых для воды и последний " одеревенелый слой, который придает ячейке жесткость и конечную структуру.

Химический состав пробки: суберина " 58%, целлюлозы " 22%, лигнина "12%, воды " 5%, церина " 2%, дубильных веществ " 1%. Из всех органических материалов пробка обладает преимуществом по своей стойкости против гниения и плесени. Пористое строение и наличие смолистых веществ делают пробку одним из наилучших теплоизоляционных материалов. Средняя плотность массива пробки 240-250 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,04-0,05 Вт/мК, водопоглощение после 20-дневного пребывания под водой не более 13%. Пробка эластична и упруга. Может выдерживать давление на сжатие до 1000 кг/см2 и принимает прежний объем после его снятия. При длительном хранении на холоде пробка твердеет, однако достаточно быстро и легко восстанавливается при воздействии на нее горячей водой или водяным паром. Пробка химически инертна.

Историческая справка. В 1891 г. американец Джон Смит открыл технологию производства пробкового агломерата, который сохраняет все качества исходного материала.

Благодаря данному открытию у пробковых материалов расширилась область применения. Гигиенические и механические свойства пробки используются в обувной промышленности, изолирующие " в электротехнике, теплоизолирующие и акустические " в строительстве, судостроении и космонавтике, демпфирующие " в автомобиле- и авиастроении.

Amorim Group производит следующие виды теплоизоляционных материалов: 1. белые агломераты (импрегнированные плиты); 2. материал Rubercork (резино-пробковые копозиты); 3. черные агломераты (Ехросоr).

Для теплоизоляции из коры пробкового дуба изготавливаются так называемые импрегнированные плиты и плиты экспанзит (агломерат).

Импрегнированные плиты (белый агломерат) получают путем формовки и прессования пробковой крупы, в которую добавляют связующие вещества (органические клеи, желатин, каменноугольный пек и смолы). Изготавливаются они в виде плит прямоугольной формы размером 1000x500 мм и толщиной от 10 до 120 мм. Плотность плит не более 260 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,05 Вт/мК, предел прочности на изгиб 0,25 мПа, предел прочности на сжатие 10 мПа, водопоглощение за сутки не более 120%, гигроскопичность за сутки " не более 12%.

Rubercork является композиционным материалом, полученным в результате соединения резины и пробки.

В нем соединены лучшие свойства каждого из компонентов. Например, пробки, природным свойством которой является высокая эластичность и способность восстанавливать первоначальный объем после сжатия почти на 100%. Если многие материалы для плотного прилегания к поверхности требуют значительных усилий на растяжение, то у резино-пробковых прокладок значение этого усилия в 2 раза меньше. В отличие от резиновых, резино-пробковые изделия: устойчивы к температурным воздействиям (в широком диапазоне температур и в любых климатических условиях), химически устойчивы ко всем минеральным и синтетическим маслам, что делает их идеальным материалом для герметизации разъемов, имеющих контакт, например, с моторным маслом.

Его успешно используют ведущие производители прокладок для автомобильной промышленности: T&N, Dana, Felpo, Kunger, Sabo, Talbros, Ishikawa, а также основные автомобилестроительные фирмы мира: Ford, GM, Chrysler, Mercedes, Volvo, Opel, Rat. Широкое применение резино-пробковые смеси находят в электротехнической и газовой промышленности, из них изготавливают вибро- и шумозащитные прокладки, используемые на железных дорогах, в метрополитене, в тяжелом технологическом оборудовании, гражданском строительстве в сейсмически активных зонах, для строительства помещений с особыми акустическими свойствами, для электротрансформаторов и газовых счетчиков.

Ехросоr " плиты экспанзит или так называемые черные агломераты. Производятся на одном из заводов Amorim Group " Amorim Isolamentos.

Плиты экспанзит (черный агломерат) изготавливаются из зерен коры пробкового дуба без связующих добавок путем термической обработки при температуре 250-300"С. Под воздействием температуры происходит возгонка смолистых веществ, содержащихся в пробке, благодаря чему пробковая крупа спекается в монолитную массу. Вследствие расширения при нагревании содержащихся в порах пробки воздуха и водяных паров происходит увеличение объема пробки до 30% (то есть происходит процесс вспучивания). Полученные таким образом блоки распиливаются на плиты. Пробковые плиты экспанзита изготавливаются обычно размером 1000x500 мм, и имеют толщину от 10 до 320 мм. Их средняя плотность 110-130 кг/м3 (очень легкий теплоизоляционный материал), коэффициент теплопроводности 0,031-0,04 Вт/мК, предел прочности на сжатие 0,2 мПа, предел прочности на изгиб 0,14 мПа. Температура применения от -200"С до +120"С. Пробковые панели просты в монтаже, легко режутся. Являются трудновоспламеняющимся материалом, и после пропитки огнестойкими составами относятся к классу В1 (трудногорючие). Рекомендованы для применения в наружном утеплении зданий. Это подтверждено заключением Украинского НИИ пожарной безопасности МВС Украины (соответствует СНиП 2.01.02-85*) Обладают высокими звукопоглощающими, звукоизолирующими и акустическими свойствами (коэффициент звукопоглощения в зависимости от толщины и плотности при частоте 100 Гц в пределах 0,6-0,9). Являясь натуральным природным материалом, пробка служит защитным экраном от воздействия вредных излучений " радиоактивных, электромагнитных, а также нейтрализует воздействие аномальных полей и ослабляет действие геопатогенных зон. Обладает стабильностью размеров и не подвергается "слеживаемости", то есть физические свойства практически не меняются с течением времени; не впитывает жидкости и газы, обладает гидрофобными свойствами, коэффициент паропроницаемости " 0,017-0,003 г/мм.

Историческая справка. Плиты экспанзит впервые были произведены в Америке в 1892 году, примерно в это же время они появились в России, а в СССР стали производиться с 1928 года. В настоящее время есть множество свидетельств тому, что при постройке зданий конца XIX " начала XX в. в г. Киеве, Виннице, Одессе, Харькове при утеплении стен использовался пробковый утеплитель, который до наших дней полностью сохранил свои качества.

Аналогом натуральной пробки является кора бархатного дерева, растущего в Дальневосточном крае, в Амурской области и на Сахалине. Бархатное дерево достигает до 21 м высоты и 55 см в диаметре. Толщина снимаемой коры 8-15 мм.

Область применения пробковых плит: изоляция крыш, чердаков, стен, полов (акустическая, теплоизоляционная, антивибрационная).

Вспученные теплоизоляционные материалы (минеральные)

Перлит. Перлит " это минерал вулканического происхождения (так называемое вулканическое стекло). Его особенностью является стекловатая структура и способность раскалываться на шарообразные куски, поверхность которых напоминает жемчуг (отсюда и происхождение названия материала " англ, pearls).

Технологический процесс изготовления вспученного перлита состоит из следующих этапов: 1) сушки, дробления и просеивания; 2) обжига и вспучивания при t= 900-1200"C; 3) охлаждения; 4) сортировки на фракции. Обжиг ведется в основном в шахтных печах.

При нагревании измельченный перлит вспучивается, увеличиваясь в объеме в пять раз. При этом он распадается на мелкие зерна преимущественно белого цвета с воздушными замкнутыми порами.

Размер зерна вспученного перлита " от 0,3 до 2,0 мм. Объемный вес 120-250 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,035-0,05 Вт/мК при t = 20"C, предельная температура применения 1000"С.

Вспученный перлит в теплоизоляционных целях применяют в сыпучем виде и в форме различных изделий из него. Сыпучие материалы бывают в виде перлитового песка и перлитового щебня. Перлитовый песок главным образом служит как полуфабрикат для изготовления из него изделий: кирпичи, камни, плиты, скорлупы и сегменты; и служит заполнителем в теплоизоляционных растворах и бетонах (гипсоперлитовые и цементоперлитовые штукатурные растворы). Коэффициент теплопроводности гипсоперлитового штукатурного слоя равен 0,15 Вт/мК, а коэффициент звукопоглощения " 0,5 при 600-800 Гц. Перлитовый песок также используют для выполнения засыпных теплоизоляционных конструкций в очень широких температурных пределах: от + 850-900"С до " 180-200"С. Объектами такого применения могут быть промышленные печи, высокотемпературные энергетические и технологические агрегаты, резервуары для хранения и перевозки сжиженных газов, установки глубокого холода. Перлитовый щебень применяют в качестве пористого заполнителя в легких бетонах. Легкие и теплоизоляционные бетоны с вспученным перлитом в качестве заполнителя являются высокоэффективными материалами для стен и перекрытий.

Особой разновидностью перлитовых материалов является жароупорный теплоизоляционный перлитобетон. Его объемный вес " 500-800 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,09-0,22 Вт/мК, предел прочности при сжатии 25-50 кг/см2. Температура применения жароупорного перлитобетона достигает 500"С. При более высоких температурах происходит уменьшение прочности.

Основные перлитовые месторождения находятся в Закавказье, Средней Азии и Приморье, в Украине " в Закарпатье.

Вермикулит. Гидратированный (количество воды 11-20%) алюмосиликат магния и калия биотитовой слюды. Является продуктом выветривания слюды, в которой произошло постепенное замещение щелочей водой. Состоит он из кристаллов, имеющих вид пластинок, которые обладают способностью расщепляться по плоскостям спайности. При температуре 900-1100"С происходит наибольшее вспучивание вермикулита (оно вызывается давлением пара, образующегося из воды, испаряемой вермикулитом), при этом объем вермикулита увеличивается в 20-25 раз. Вспучивание происходит в направлении, перпендикулярном к плоскостям спайности, и пар раздвигает пластинки слюды.

Вспученный вермикулит называют зонолитом из-за его внешнего вида (пористый материал в виде чешуйчатых частиц серебристого и золотистого цветов),

Историческая справка. Термин "вермикулит" как название минерала впервые встречается в словаре, изданном в Оксфорде (Англия) в 1672 г. Более поздние сведения о вермикулите относятся уже к 1824 г. Однако использование вермикулита в промышленных целях началось лишь в XX веке.

Плотность вспученного вермикулита при крупности зерен 5-15 мм составляет 80-150 кг/м3, при более мелких зернах "100 кг/м3. К&


Hosted by uCoz