Учебное пособие я ш среднее профессиональное образование
жүктеу/скачать 5.14 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ^раст
- Линейная температурная усадка, средний диаметр волокна и содержание органических веществ
- Средний диаметр волокон
- Содержание органических веществ
- Содержание органических веществ
- Огнестойкость Огнестойкость
- 52 Для трудногорючих материалов
- ^=[(1000-1,)/1000] Ю0
- Звукопоглощение и звукоизоляция
- Звукопоглощение
- Экологическая и технологическая безопасность теплоизоляционных материалов и конструкций
- Глава 3. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
- Минеральная вата и изделия из нее
48 Прочность теплоизоляционных материалов зависит от структуры, прочности его твердой составляющей (остова) и пористости. Жесткий материал с мелкими порами более прочен, чем материал с крупными неравномерными порами. Предел прочности при изгибе ЯИЗТ (ГОСТ 17177—94) определяют на образцах в форме прямоугольного параллелепипеда (балочки) сечением 40 х 40 мм, длиной 200 мм и вычисляют по формуле Лизг = 1Р1/(2ЬИ2), где Р — разрушающая нагрузка, Н; / — расстояние между осями опор испытуемого образца, см; Ь — ширина образца, см; И—высота образца, см. Предел прочности при сжатии ЯсЖ (ГОСТ 17177—94) определяют на образцах-кубах размером ребра 100 мм или двух образцах в виде прямоугольного параллелепипеда высотой 50 мм, которые складывают в виде куба, и вычисляют по формуле Ясж=рт, где Р — разрушающая нагрузка, Н; / — длина образца, см; Ь — ширина образца, см. Предел прочности при растяжении ЯраС1 (ГОСТ 17177—94) определяют на образцах, вырезаемых из испытуемого изделия или материала, в форме параллелепипеда длиной 280 мм, шириной 70 мм и толщиной, равной толщине изделия (материала), по формуле ■^раст ~ Р/Фк)> где Р— разрушающая нагрузка, Н; Ъ — ширина образца, см; к — толщина образца, см. Для волокнистых мягких (минераловатные и стекловолокнистые изделия) или волокнистых рыхлых (минеральная или стеклянная вата, асбест) материалов прочность не определяют, так как они не способны воспринимать механические нагрузки без уплотнения. Конструкции из таких материалов должны содержать специальные устройства (разгружающие, опорные), предохраняющие их от уплотнения в процессе эксплуатации. Такие материалы вместо прочностных показателей характеризуются сжимаемостью и упругостью. Сжимаемость (остаточная деформация сжатия) — способность материала под действием внешней нагрузки изменять свой объем и после прекращения действия нагрузки восстанавливать его. Сжимаемость (ГОСТ 17177—94) определяют на образцах в форме квадрата (в плане) 100 х 100 мм и толщиной, равной толщине изделия. Испытывают образцы на специальном приборе (рис. 2.6). 49 Рис. 2.6. Прибор для определения сжимаемости и упругости образцов: 1 - плита; 2, 8 - пластины; 3, 5, 7 - зажимные винты; 4 - движущаяся часть прибора; 6 - индикатор; 9 - измерительная линейка Сжимаемость И (%) вычисляют по формуле Л=[(Я2-Я,)/Яо]Ю0, где Нх — показания индикатора прибора под нагрузкой 0,0005 МПа, соответствующей весу пластины 2, мм; Н2 — показания под нагрузкой 0,002 МПа, соответствующей весу движущейся части прибора, мм; Н0 — толщина образца под удельной нагрузкой 0,0005 МПа, мм. Упругость — свойство материала не полностью восстанавливать первоначальную толщину. Упругость Ае (ГОСТ 17177—94) определяют на том же приборе, что и сжимаемость (см. рис. 2.6), и вычисляют по формуле (%) Ле = [1-(Я3-Я,)/Я0100, где Нх и Н() — те же показатели, что и при определении сжимаемости, мм; Щ — показание индикатора прибора при повторном нагружении под нагрузкой 0,002 МПа, мм. Гибкость — способность материала сохранять целостность при его изгибании по цилиндрической поверхности. Гибкость изделий (ГОСТ 17177—94) определяют путем изгибания образца шириной 100 мм и толщиной, равной толщине изделия, по поверхности валиков различных диаметров (15, 30, 106, 217 мм). Длина образца зависит от диаметра валика, на котором испытывают материал. Гибкость образца оценивают по наименьшему диаметру валика, на котором при изгибании образца не будут обнаружены разрывы и расслоения его поверхности. Уплотнение волокнистых материалов, происходящее при их хранении, транспортировании, монтаже и эксплуатации, вызывает уменьшение их первоначального объема и, следовательно, уве личение их средней плотности, так как одно и то же количество материала после уплотнения содержится в меньшем объеме. Уплотнение материалов характеризуется коэффициентом уплотнения Ку, который равен отношению объема материала до уплотнения У{ к объему материала после его уплотнения У2 или соответственно отношению средней плотности материала после уплотнения рт1 к средней плотности до уплотнения рт2: Щ = рт11ртг- Учитывая, что с увеличением средней плотности повышается теплопроводность материала, а следовательно, ухудшаются его теплозащитные свойства, уплотняющиеся материалы следует хранить и транспортировать в условиях, предохраняющих их от уплотнения. Материалы уплотняются также при монтаже. Например, если прямоугольные изделия из волокнистых материалов в виде плит или матов укладывают на трубопроводы или криволинейные поверхности, то их объем уменьшается; соответственно, увеличивается средняя плотность за счет изменения геометрической формы материала при укладке в конструкцию (объем полого цилиндра меньше объема параллелепипеда, из которого он получен). Кроме того, волокнистые материалы уплотняют специально для уменьшения их теплопроводности при применении для изоляции объектов с высокой температурой. Трещиноустойчивость гидроизоляционного покрытия характеризуется допускаемым размером трещин, который не должен превышать для монолитных конструкций в зависимости от вида сооружений 1—5 мм (подземные и надземные соответственно).
Линейной температурной усадкой называют уменьшение в размерах некоторых теплоизоляционных материалов при нагревании в процессе эксплуатации (например, известково-кремнеземистые, перлитоцементные и другие материалы). Усадку а (%) вычисляют по формуле (ГОСТ 17177—94) а=[(Я,-Я2)/Я,]Ю0, где И{ — линейный размер изделия до нагрева образца, мм; И2 — линейный размер изделия после нагрева образца до температуры эксплуатации и охлаждения до температуры 22 °С, мм. 51 Усадка материала, которая может достигать нескольких процентов, нормируется ГОСТами или ТУ. Для минеральной и стеклянной ваты дополнительно определяют средний диаметр волокон и содержание органических веществ (для изделий на связующих). Средний диаметр волокон (ГОСТ 17177—94) в мкм определяют путем измерения с помощью бинокулярного микроскопа БМ-51-2 либо бинокулярной лупы БЛ-2. Содержание органических веществ (ГОСТ 17177—94) определяют путем прокаливания пробы материала при температуре 600 °С в течение двух часов. Содержание органических веществ (%) вычисляют по формуле = [К - - '"з)] 100> где /и, — масса предварительно прокаленного тигля с пробой, высушенной до постоянной массы, г; т2 — масса тигля с пробой после прокаливания, г; тг — масса прокаленного тигля, г.
Огнестойкость — способность материалов выдерживать без разрушения воздействие высоких температур (огня). Теплоизоляционные материалы по горючести (способности вещества или материала к горению) подразделяют на группы (ГОСТ 30244—94): негорючие (несгораемые) — материалы, не способные к горению в воздухе; трудногорючие (трудносгораемые) — материалы, способные возгораться на воздухе от источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления; горючие (сгораемые)—материалы, способные самовозгораться, а также возгораться от источников зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Горючие материалы могут быть легко- итрудновоспламеняющи- мися. В зависимости от группы горючесть определяют различными методами. Для негорючих материалов (СТ СЭВ 382—76) группу горючести определяют методом огневых испытаний, при которых материал помещают в электропечь трубчатого типа и выдерживают его при температуре 800—850 °С в течение 20 минут. Материал относится к группе негорючих, если средняя потеря массы пяти испытуемых образцов не превысит 50 % от начальной (до испытания) и устойчивое их воспламенение не превышает Юс. 52 Для трудногорючих материалов (СТ СЭВ 2437—80) горючесть определяют, помещая образцы материала в вертикальную шахтную печь и воздействуя на них пламенем газовой горелки определенной мощности в течение 10 минут. После испытания подсчитывают степень повреждения образца по длине 81 (%) ^=[(1000-1,)/1000] Ю0 и степень повреждения образца по массе 5т = [(Щ~тг)/т0\\00,
Если степень повреждения по длине не превышает 85 %, а степень повреждения по массе 80 %, материал относят к группе трудногорючих. Для горючих материалов группу горючести определяют методом «огневой трубы» (ГОСТ 12.1.044—89). При этом образец помещают в металлическую вертикальную трубу, поджигают его пламенем газовой горелки и фиксируют время самостоятельного горения (тления). Определяют также потерю массы образца М при горении (%) по формуле М= [(/и, -т2)/т1]Ю0, где /и, и т2 — масса образца соответственно до и после испытания, г. Материал относится к горючим, если: самостоятельное пламенное горение и тление продолжались более 60 с и потеря массы более чем одного образца (из шести) превысила 20 %; самостоятельное пламенное горение продолжалось менее 60 с, но пламя распространилось по всей поверхности образца и потеря массы более чем у одного образца свыше 90 %.
Для строительных материалов, используемых в ограждающих конструкциях, такие акустические свойства, как звукопоглощение и звукоизоляция, являются важнейшими. Звукопоглощение — степень поглощения звука материалом. Звукоизоляция — ослабление звука при его проникновении через ограждающие конструкции. 53 Шум — всякого рода звуки, мешающие нормальному восприятию полезных звуков или нарушающие тишину, а также звуки, оказывающие вредное воздействие на организм человека. Единицей измерения уровня шума служит децибел (дБ). Для снижения уровня различных видов шума применяют акустические материалы, которые подразделяются на звукопоглощающие и звукоизоляционные. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для снижения уровня шума в помещении за счет поглощения падающей на них звуковой энергии, т. е. в основном для борьбы с воздушным шумом. Звукоизоляционные материалы и конструкции служат в основном для ослабления шума, передающегося через ограждающие конструкции зданий из одного помещения в другое, т. е. для ослабления ударного шума и шума от вибраций. Чем больше пористость, тем больше звукопоглощение материала. Материалы с открытыми сообщающимися между собой порами лучше поглощают звук, чем мелкопористые с замкнутыми порами. Поэтому для звукопоглощения используют перфорированные материалы со специально предусмотренными отверстиями. К звукопоглощающим материалам относятся материалы с волокнистой (жесткие минераловатные и стекловолокнистые плиты) и ячеистой (ячеистый бетон, пеностекло) структурой, а также монолитные изделия с легкими заполнителями (акустические бетоны и растворы из вспученного перлита, вермикулита). В качестве звукоизоляционных прокладочных материалов применяют пористо-губчатые и волокнистые материалы. К звукоизоляционным материалам относятся минераловатные и стекловолокнистые маты и плиты, древесно-волокнистые, пенополиуретановые, поливинилхлоридные плиты, пористая резина, различные мягкие рулонные покрытия полов в виде теплого линолеума, ворсовые ковры на подоснове из губчатой резины и .т. п.
В зависимости от состава веществ, из которых выполнены теплоизоляционные материалы, они в определенных условиях могут воздействовать на изолируемые поверхности, окружающую среду, организм человека или животного. В большей степени это относится к органическим утеплителям. В ряде случаев учитывают вредность веществ, которые могут выделяться при пожаре либо увлажнении. Теплоизоляционные материалы при увлажнении или высокой температуре могут вызвать коррозию (разрушение) изолируемой 54 металлической поверхности. Коррозия также может возникнуть при применении увлажненной минеральной ваты, полученной из шлаков с высоким содержанием серы, за счет выделения из нее сернистого ангидрида, который при соединении с водой дает слабый раствор серной кислоты. Такую минеральную вату или изделия из нее нельзя применять для конструкций, подвергающихся увлажнению. Теплоизоляционные материалы, содержащие фенол, могут воздействовать на окружающую среду путем выделения запахов при эксплуатации. Материалы, выделяющие запах, не применяют в жилых помещениях, пищевых холодильниках и т. д. При нанесении изоляции, выделяющей вредные вещества, работу выполняют в респираторах или специальных масках. . Минераловатные и стекловолокнистые материалы пылят при изготовлении и монтаже. Для снижения пыления материалов к ним в процессе изготовления добавляют специальные присадки: минеральное масло или эмульсол (при изготовлении минеральной ваты и изделий из нее), парафиновую эмульсию (при изготовлении стеклянного волокна или изделий из него). Гигиенические характеристики вредных веществ в воздухе рабочей зоны (допускаемая предельная концентрация в воздухе — ПДК) при производстве теплоизоляционных работ приведены в ГОСТ 12.3.038-85. Глава 3. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
К неорганическим теплоизоляционным материалам следовало бы отнести только те из них, в составе которых нет органических веществ. Однако как за рубежом, так и в России принято относить к этому классу материалы, в большей степени изготовленные из неорганических материалов. К ним традиционно относят минеральную вату и изделия из нее, асбестовые изделия, утеплители на основе перлита и вермикулита, диатомита, трепела, пеностекло, пе- нобетоны и ячеистые бетоны и некоторые другие. Описание основных из них, имеющих промышленное производство, дано в этой главе. Ряд материалов представляют собой композиции из неорганических материалов. К ним относятся перлитоцементные изделия, в состав которых входят перлит, цемент и асбест, перлитодиатомовые изделия (перлит и диатомит), вул канитовые (диатомит, асбест, известь). Для удобства предоставления сведений о них такие материалы отнесены к материалам по наиболее объемному компоненту либо описаны отдельно.
Среди довольно широкой номенклатуры теплоизоляционных материалов первое место по объему производства в России и за рубежом занимают изделия на основе минерального волокна. Они негорючи, не подвержены воздействиям грызунов и микроорганизмов, морозостойки, для их производства не требуется дефицитное сырье. Теплоизоляционные материалы на основе минерального волокна позволяют создать различные варианты легких конструкций. Так, применение в производственных зданиях панельных ограждений с утеплителем из минераловатных плит позволяет по сравнению со зданиями из типовых железобетонных конструкций снизить вес основных конструктивных элементов в 4—5 раз, трудоемкость монтажа здания — в 1,8—2 раза, значительно сократить сроки строительства. жүктеу/скачать 5.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|