Теплоизоляционные материалы на основе диатомитовых пород

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА

Кафедра «Стандартизация, сертификация и аудит качества»

Реферат на тему: «Теплоизоляционные материалы на основе диатомитовых пород»

Автор работы ___________ М.А.Петровичева

Специальность «Стандартизация и метрология»

Группа СиМ-11М

Проверил: Лаганина В.И.

Пенза 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………..3

1 Виды и свойства теплоизоляционных материалов………………….4

2 Теплоизоляционные материалы из вспученных горных пород и изделия на их основе……………………………………………………………6

3 Диатомит……………………………………………………………..….9

4 Диатомитовый кирпич………………….………………………………15

Список использованных источников…………………………………..17

Введение

Важнейшей задачей современного строительства является повышение эффективности, качества, экологической безопасности, надежности и долговечности конструкций и сооружений с учетом снижения материалоемкости и капитальных затрат. Существенную по объему и значимости группу строительных материалов составляют теплоизоляционные материалы. Использование в строительстве легких бетонов позволяет создавать ограждающие конструкции, отвечающие современным требованиям комфортности жилья, архитектуры, градостроительства, сокращать материалоемкость и затраты на возведение зданий и их эксплуатацию. Все большее применение получают ограждающие конструкции из ячеистых бетонов с высокими экологическими характеристиками.

Понимание ограниченности материальных ресурсов на планете привело к тому, что развитые страны еще в середине XX века приняли жесткие нормативы, регламентирующие размеры тепловых выбросов в окружающею среду. В России, новые требования вступили в действие с 01.01.2000 г. (СНиП Н-3-79* "Строительная теплотехника"). Необходимость соблюдений этих требований привело к тому, что в настоящее время актуальным является создание эффективных теплоизоляционных материалов и разработка интенсивных технологий их получения. Анализ литературных данных подтверждает актуальность названных проблем. При этом особый интерес проявляется к теплоизоляционным материалам на основе диатомитов.

1 Виды и свойства теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и низкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м °С).

Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.

Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются на неорганические, изготовляемые на основе различных видов минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста), органические, сырьем для производства которых служат природные органические материалы (торфяные, древесноволокнистые) и материалы из пластических масс.

По форме и внешнему виду различают теплоизоляционные материалы штучные жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры) и гибкие (маты, шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, вермикулит).

По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волокнистые (минераловатные, стекло-волокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).

По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

В зависимости от жесткости (относительной деформации) выделяют материалы мягкие (М) - минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, полужесткие (П) - плиты из шпательного стекловолокна на синтетическом связующем и др., жесткие (Ж) - плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем, повышенной жесткости (ПЖ), твердые (Т).

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы: А - низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м -°С), Б - средней теплопроводности - от 006 до 0,115 Вт/(м -°С), В - повышенной теплопроводности -от 0,115 до 0,175 Вт/(м -°С).

По назначению теплоизоляционные материалы бывают теплоизоляционно-строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизоляционно-монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).

Теплоизоляционные материалы должны быть биостойкими, т. е. не подвергающиеся загниванию и порче насекомыми и грызунами, сухими, с малой гигроскопичностью, так как при увлажнении их теплопроводность значительно повышается, химически стойкими, а также обладать теплом и огнестойкостью.

2 Теплоизоляционные материалы из вспученных горных пород и изделия на их основе

Некоторые горные породы, содержащие в своем составе связанную воду, при нагреве теряют ее. Вода превращается в пар, вспучивает предварительно дробленую породу, в результате чего образуются пористые зерна  (вспученный перлит) или чешуйки (вспученный вермикулит).

Вспученный вермикулит представляет собой сыпучий пористый материал в виде чешуйчатых частиц золотистого цвета, получаемых ускоренным обжигом до вспучивания вермикулита — гидрослюды, содержащей между элементарными слоями связанную воду. Пар, образующийся из этой воды, действует перпендикулярно плоскостям спайности и раздвигает пластинки слюды, увеличивая первоначальный объем зерен в 15...20 раз и более. Плотность вспученного вермикулита при крупности зерен 5...15 мм составляет 80...150 кг/м3, при более мелких зернах она увеличивается до 400 кг/м3. Теплопроводность при температуре до 100 °С равна 0,048...0,10 Вт/(м-°С), а с увеличением температуры до 400 °С повышается до 0.14...0.18 Вт/(м-°С).

Вспученный перлит получают путем измельчения и обжига перлита, обсидиана и других вулканических горных пород стекловидного строения, содержащих небольшое количество гидратной воды (3...5%)- При быстром нагреве до температуры 900...1200 °С вода переходит в пар и вспучивает размягченную породу; она распадается на отдельные шарообразные зерна с увеличением в объеме в 5...10 раз и более (пористость зерен 80... 90 %). Насыпная плотность перлитового песка колеблется от 75 до 250 кг/м3, щебня до 500 кг/м3. Теплопроводность при 25 °С составляет 0,046...0,08 Вт/ (м • °С).

Вспученные вермикулит и перлит используют в виде теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей соответственно до 1100 и 800 °С. На их основе в смеси с вяжущим веществом получают растворные и бетонные смеси, из которых формуют теплоизоляционные изделия (плиты, скорлупы, сегменты, кирпич) или выполняют теплоизоляционные, звукопоглощающие и декоративные штукатурки, а на основе перлитового песка и щебня также конструктивно-теплоизоляционные конструкции.

Безобжиговые перлитовые и вермикулитовые теплоизоляционные изделия изготовляют на портландцементе, жидком стекле, синтетических смолах, битуме, различных клеях. Обжиговые изделия получают на связке из огнеупорной глины, диатомита.

Свойства изделий зависят от вида вяжущего: плотность — от 200 до 500 кг/м3, а теплопроводность при 25°С — от 0,05 до 0,2 BT/JM-X. Изделия на битумной связке применяют при температуре эксплуатации до 60°С, на цементном связующем и жидком стекле (стеклоперлит) —до 600°С, а на керамической связке (керамоперлит) —до 900...1200°С.

 Асбестосодержащие теплоизоляционные материалы и изделия разделяют на асбестовые, состоящие из асбестового волокна (асбестовые бумага, картон и изделия из них), и асбестосодержащие, изготовляемые из смеси асбестовых волокон с неорганическими вяжущими веществами (магнезиальные вяжущие, известь, цемент) или с трепелом (диатомитом). Порошкообразные смеси этих материалов перед применением затворяют водой и полученную пластичную массу наносят на изолируемую поверхность. В заводских условиях из таких же масс формуют изделия — плиты, сегменты и скорлупы.

Асбестовую бумагу изготовляют в виде листов и рулонов из асбестового волокна 5...6-го сортов с небольшим количеством (до 5%) склеивающих веществ (крахмал, казеин). Толщина бумаги 0,3..Л,5 мм, плотность 450... 950 кг/м3, а теплопроводность при 100°С составляет 0,14...0,198 Вт/(м-°С); предельная температура применения 500°С. Кроме гладкой выпускают гофрированную бумагу. Гладкую бумагу используют в качестве теплоизоляционной прокладки при изоляции трубопроводов, а гофрированную — для производства одной из разновидностей асбестового картона (ячеистый асбестовый картон).

Асбестовый картон изготовляют из асбеста 4...5-го сортов с наполнителем (каолин) и склеивающим веществом (крахмал) в виде листов толщиной 2... 10 мм. Плотность листов 900...1000 кг/м3, теплопроводность при 100°С 0,182 Вт/(м-°С). Асбестовый картон применяют для изоляции трубопроводов (до 500 °С), а также для покрытий деревянных конструкций и дверей, чтобы повысить их огнестойкость. Асбестовый картон ячеистого строения изготовляют путем склеивания жидким стеклом или клеем чередующихся слоев гладкой и гофрированной асбестовой бумаги. Благодаря пористому строению такой картон легок и малотеплопроводен [теплопроводность при 50 °С и плотности 200...600 кг/м3 составляет 0,052...0,093 Вт/(м-°С)]. В виде плит его применяют для теплоизоляции плоских поверхностей, в виде цилиндрических и полуцилиндрических покрышек — для изоляции трубопроводов.

Асбестодиатомовые (асбестотрепельные) теплоизоляционные материалы представляют собой порошки, состоящие из смеси асбеста (15%) и молотого трепела или диатомита (асбозурит), иногда с добавками других веществ — слюдяных чешуек, отходов асбестоцементных заводов (асбослюда, асботермит). Порошки затворяют водой и в виде тестообразной массы наносят на изолируемую поверхность. Плотность изделий из асбозурита в сухом состоянии 500...800 кг/м3, а теплопроводность при 100 °С — 0,093...0,21 Вт/(м-°С); температуростойкость —до600°С.

Вулканитовые изделия (асбестоизвестковотрепельные) изготовляют из смеси диатомита (60%), асбеста (20 %), извести (20 %) и воды. Изделия в виде плоских или лекальных плит небольших размеров после формования пропаривают в автоклаве, где происходит образование гидросиликатов кальция, обеспечивающих прочность вулканита. Плотность вулканитовых плит до 400 кг/м3, теплопроводность при 50 °С не выше 0,091 Вт/(м-°С), предел прочности при изгибе не менее 0,3 МПа, максимальная температура применения 600 °С.

Асбестомагнезиальные и асбестодоломитовые теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют из смесей асбеста 5—6-го сортов с легкой водной углекислой солью магния (ныовель) или асбеста с водной углекислой солью магния и углекислого кальция (совелит), получаемых соответственно при переработке магнезита и доломита. Ныовель и совелит в виде порошков используют для засыпной или мастичной теплоизоляции, а также для изготовления плит, скорлуп и сегментов. Совелит дешевле и не менее эффективен, чем ныовель, поэтому в он распространен шире. Плотность совелитовых изделий не более 400 кг/м3, теплопроводность при 100 °С не выше 0,093 Вт/(м-°С), предельная температура применения 500 °С.

Совелит — теплоизоляционный материал, изготовляемый из обожженного доломита (85%) и распушенного асбеста V (5%) и VI (10%) сортов. Обожженный доломит гасится и полученное молоко насыщается углекислым газом. После пропарки и смешения доломитового молока с асбестом производят формовку изделий на прессах и сушку в сушильных камерах. Объемная масса совелита (плит 500X170 мм толщиной 30, 40, 50 мм) составляет не более 400 кг/м3, коэффициент теплопроводности при средней температуре 100°С — 0,093 Вт/(м-град) [0,08/с/сал/ /(м-ч-град)]. Максимальная температура применения 500° С. В промышленных печах совелит используют как теплоизоляционную прослойку между металлическим кожухом и огнеупорной кладкой.