13.5.4. Теплоізоляційні полімерні матеріали

Полімерні теплоізоляційні матеріали класифікують за структурою, формою, видом основної сировини, середньою щільністю, теплопровідністю та стискуваністю (ГОСт 16381). Полімерні матеріали, що мають ніздрювату структуру, яка може бути представлена системою ізольованих пор, називають пінопластами, сполучених пор – поропластами, а регулярно повторюваних порожнин – сотопластами( рис. 12.1.)

Їхня частка в загальному обсязі теплоізоляційних матеріалів досягає 20 %. Вони відрізняються високими експлуатаційними характеристиками, довговічні й технологічні. За зовнішнім виглядом й способом застосування газонаповнені пластмаси можуть бути у вигляді штучних виробів (в основному плит) і у вигляді рідко-грузлих матеріалів, що впучуються і затвердівають на місці застосування (заливальні пінопласти, монтажні піни).

Пінопласти — листові й фасонні вироби одержують вспінюванням різних полімерів: полістиролу, полівінілхлориду, поліетилену, фенольних полімерів та ін. Пінополістирол — найбільш відомий вид будівельних пінопластів. З нього одержують крупнорозмірні плити товщиною до 100 мм. Марки за щільністю (кг/м³) пінополістирола D15...D50; теплопровідність — 0,03...0,04 Вт/(м •С); теплостійкість 80...90°С Пінополістирол - горючий матеріал, однак за допомогою антіпіренів одержують важкогорючий пінополістирол.

Пінополівінілхлорид — матеріал у вигляді плит, за методом одержання і структурою аналогічний пресовому пінополістиролу. Щільність пі-нополівінілхлоріду 35...70 кг/м³, теплопровідність - 0,04...0,054 Вт/(м • ДО). Теплостійкість пінополівінілхлориду — 130...140° С; горючість значно нижче, ніж у пінополістиролу.

Заливальні пінопласти — рідкогрузлі олігомірні смоли, що заливають у пазухи, залишені в ізольованій конструкції, що спучуються і затвердівають в них.

Фенольний пінопласт — один з перших пінопластів. Він поставлявся на місце використання у двох упаковках (смола з газоутворювачем і затверджувач), які змішують безпосередньо перед заливанням. У якості газоутворювача застосовується алюмінієва пудра, а кислотний затверджувач, крім своєї основної ролі, реагуючи з алюмінієвою пудрою, виділяє газоподібний водень. Фенольні пінопласти тверді й теплостійкі; добре зчіплюються в момент затвердіння з іншими матеріалами. Використовуються при виробництві тришарових легких панелей типу «сендвіч»: два металевих листи, між якими укладений пінопласт.

Контрольні запитання

1. Що таке пластмаси? Назвіть основні компоненти пластмас.

2. Перелічіть основні позитивні й негативні властивості платмас.

3. Яка роль наповнювачів у пластмасах?

4. Які основні методи одержання виробів із пластмас?

5. Перелічіть основні області застосування пластмас. Обґрунтуйте свою відповідь.

6. Склопластики. Яка роль компонентів у цьому матеріалі?

7. Які полімерні матеріали для підлог ви знаєте?

8. Які опоряджувальні полімерні матеріали вам відомі?

Тема 16 Теплоізоляційні матеріали й вироби

Теплоізоляційні матеріали використовуються для утеплення й поліпшення звукоізоляції конструкцій, що обгороджують, житлового будинку (стін, перекриттів, перегородок), а також для захисту від промерзання водопровідних і каналізаційних труб. Промисловістю випускаються теплоізоляційні матеріали й вироби на основі мінерального й скляного волокна, азбесту, спученого перліту, полімерних і місцевих матеріалів і відходів промислового виробництва. Такі широко відомі заповнювачі для легких бетонів, як шлаки й керамзит, також широко застосовуються в якості утеплювачів.

Теплоізоляці́йні матеріа́ли відрізняються невеликою теплопровідністю. Використовуються для теплової ізоляції загороджувальних конструкцій будівель та інших споруд, промислового устаткування і трубопроводів.

Одна з основних характеристик теплоізоляційних матеріалів — це їх висока пористість і, відповідно, мала середня густина і низька теплопровідність. Застосування теплоізоляційних матеріалів в будівництві дозволяє знизити масу конструкцій, зменшити споживання конструкційних будівельних матеріалів (бетон, цегла, деревина тощо). Сьогодні вітчизняний будівельний ринок рясніє самими різними теплоізоляційними матеріалами, відмінними високим коефіцієнтом теплового опору при відносно малих товщинах і невеликій вазі. Актуальність і потреба у високоефективній теплоізоляції для будь-яких будівель і споруд набула особливої значущості у зв'язку зі зростаючою вартістю енергоносіїв.

Крім того, постійне підвищення вимог до умов комфортного проживання людей вимагає все більшої енергії, все більших витрат на її поповнення. Матеріали, з яких традиційно виготовлялися огороджувальні конструкції будівель, сьогодні вже не задовольняють зростаючий ринок споживачів, так як вони погано зберігають тепло. Асортимент теплоізоляції постійно зростає, розібратися у видах теплоізоляційних матеріалів з кожним днем стає все складніше.

На практиці теплоізоляційні матеріали прийнято ділити на три види (по виду основного вихідної сировини):

 Органічні - одержувані переробкою неділової деревини та відходів деревообробки (деревноволокнисті плити і деревностружкові плити), сільськогосподарських відходів (солома, очерет та ін), торфу (торфопліти) і т.д. Ці теплоізоляційні матеріали, як правило, відрізняються низькою водо-і біостійкість. Зазначених недоліків позбавлені, так звані, газонаповнені пластмаси (пінопласти, поропласти, сотопласти та ін) - високоефективні органічні теплоізоляційні матеріали з об'ємною масою від 10 до 100 кг/м3. Характерна особливість більшості органічних теплоізоляційних матеріалів - низька вогнестійкість, тому їх застосовують зазвичай при температурах не понад 150 ° С.

•  Неорганічні - мінеральна вата та вироби з неї (мінераловатні плити), легкі і ніздрюваті бетони (газобетон і пінобетон), піноскло, скляне волокно, вироби з спученого перліту та ін . Вироби з мінеральної вати отримують переробкою розплавів гірських порід або металургійних шлаків в склоподібне волокно. Об'ємна маса виробів з мінеральної вати 75 - 350 кг/м3.

•  Змішані - використовувані як монтажні, виготовляють на основі азбесту (азбестові картон, папір, повсть), сумішей азбесту і мінеральних в'яжучих речовин, азбестоцементні вироби) і на основі спучених гірських порід (вермикуліту, перліту).

Найпопулярніші в Україні утеплювачі - мінераловатні вироби, частка яких складає понад 65%, близько 8% припадає на стекловатниє, близько 20% - на пінополістирол і інші пінопласти. Частка теплоізоляційних ніздрюватих бетонів в загальному обсязі теплоізоляційних матеріалів не перевищує 3%, спученого перліту, вермикуліту і виробів на їх основі 0,4-0,6%. Структура обсягів випуску утеплювачів в Україні мало чим відрізняється від сформованої в розвинених країнах, де волокнисті утеплювачі також займають 60-80% від загального випуску теплоізоляційних матеріалів.