(ПГС02 2016) Строительные материалы. Нормативная база Материаловедение
 Скачать 1.71 Mb.
|
10.5. Применение полимерных материалов и изделийНа основе полимеров выпускают современные, максимально готовые к применению материалы: - Материалы для внутренней отделки стен – декоративные листы, плиты, панели, плитки (бумажно-слоистый декоративный пластик, листовой винипласт, листы из ударопрочного полистирола, полистирольные декоративные плиты «Полиформ», декоративные поливинилхлоридные панели «Полидекор», полистирольные облицовочные плитки, зеркальные панели; декоративные рулонные пленочные материалы (поливинилхлоридные декоративные отделочные пленки, в том числе на бумажной основе «Изоплен», «Пеноплен», рулонные материалы «Девилон», «Винистен», «Полиплен», «Тексоплен» и проч.); - Материалы для покрытия пола – рулонные (поливинилхлоридный линолеум безосновный, на теплозвукоизоляционной основе, на тканевой основе, линолеум со вспененным слоем, резиновый линолеум - релин, линолеумы со специальными свойствами, алкидный линолеум и др.), плиточные (поливинилхлоридные и фенолитовые плитки,резиновые плиты, коврики из алкидного линолеума и проч.), мастичные (наливные бесшовные покрытия – монолитные покрытия полов, выполняемые из подвижных саморастекающихся смесей), синтетические ковровые покрытия; - Конструкционно-отделочные материалы – древесно-слоистые пластики (листы или плиты из лущеного шпона, пропитанного фенолоформальдегидным полимером), стеклопластики (листовой материал, получаемый пропиткой стеклянного волокна или стеклоткани термореактивными смолами с последующим их отверждением), стеклотекстолиты – стеклопластики на основе стеклянной ткани (горячее прессование полотнищ ткани при высоком давлении и температуре) и др.; - Теплоизоляционные материалы - самые эффективные материалы с пористостью свыше 90% (пенопласты, поропласты); - Материалы для отделки потолков - клеевые потолки (наклейка полимерных плит на базовый потолок), натяжные пленочные потолки (тонкая пленка, натягиваемая на пластиковый каркас), подвесные потолки (потолочные панели и подвесная несущая система); - Погонажные изделия – плинтусы, наличники, раскладки, угловые накладки, нащельники и т.п.; - Облицовочные листы и рейки (сайдинг) – имитируют традиционные виды облтцовки зданий – дерево, кирпич, природный камень; - Кровельные, гидроизоляционные игерметизирующиематериалы (пленки, профильные прокладки, мастики); - Трубы и санитарно-технические изделия (термопластичные и стеклопластиковые трубы, сифоны, сливные бачки); - Клеи,мастики, краски, - Специальные виды строительных растворов и бетонов (полимербетоны, полимерцементный бетон, бетонополимеры и др.). Эффективное сочетание полимеров с древесиной, бетоном, металлами, минеральными волокнами позволяет получать новые индустриальные изделия и конструкции. 11. Теплоизоляционные материалы 11.1. Понятие о теплоизоляционных материалах, их назначение и эффективность применения Теплоизоляционными называются материалы, имеющие теплопроводность не более 0,175Вт/(моК) и среднюю плотность не выше 500 кг/м3. Такие материалы предназначены для сокращения теплообмена с окружающей средой (теплопотерь) через ограждающие конструкции зданий и изоляцию технологического оборудования, трубопроводов, тепловых и холодильных промышленных установок. Применение подобных материалов в конструкциях позволяет весьма существенно экономить тепловую энергию, дефицитность и стоимость которой постоянно растет. Считается, что 1 м3 эффективных теплоизоляционных материалов экономит 1,45 т условного топлива. Эффективность применения теплоизоляционных материалов заключается в следующем: - снижение энергопотребления на отопление за счет повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций; - уменьшение массы зданий и сооружений, а также транспортных расходов в процессе строительства; - улучшение внутреннего микроклимата и звукоизоляции помещений; - улучшение экологии окружающей воздушной среды вследствие снижения выбросов в атмосферу углекислого газа, серы и других вредных веществ, образующихся при сгорании топлива. 11.2. Классификация теплоизоляционных материалов Ввиду многообразия теплоизоляционных материалов государственным стандартом «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные» регламентируются их основные классификационные признаки. В соответствии с ГОСТом структура теплоизоляционных материалов определяется как волокнистая, ячеистая, зернистая и пластинчатая. Волокнистым строением обладают материалы из минеральных или органических волокон. Ячеистое строение характеризуется наличием равномерно распределенных в объеме материала пор, форма которых близка к сферической. Зернистое строение имеют сыпучие, рыхлые материалы. При этом пустотность сыпучей массы зависит от ее зернового состава. По виду исходного сырья теплоизоляционные материалы делятся на неорганические и органические. Это определяет их рабочие температуры, склонность к возгоранию и долговечность. Если материалы включают в себя минеральные (неорганические) и органические составляющие, то их относят к группе преобладающего по количественному содержанию компонента. Так, к неорганическим теплоизоляционным материалам относят: изделия из минеральной ваты, пеностекло, ячеистые бетоны, асбестосодержащие засыпки и мастичные составы, а также пористые заполнители, используемые как теплоизоляционные засыпки (керамзит, перлит, вермикулит и др.). Неорганические теплоизоляционные материалы теплостойки, негорючи, не подвержены загниванию. Органические теплоизоляционные материалы получают из природного сырья: древесины, сельскохозяйственных отходов (стебли камыша, лузга подсолнечника и т.п.), торфа, синтетических полимеров. Материалы, полученные на основе древесного сырья: изоляционные древесно-волокнистые плиты (ДВП), фибролит и арболит, имеют более высокие технические характеристики и поэтому находят широкое применение в строительстве, в частности для малоэтажных зданий. Полимерные теплоизоляционные материалы: пенопласты, поропласты и сотопласты – широко применяют в современном строительстве. Их доля в общем объеме теплоизоляционных материалов достигает порядка 20%. Они отличаются высокими эксплуатационными характеристиками, достаточно долговечны и технологичны. По внешнему виду и форме теплоизоляционные материалы могут быть сыпучие и штучные. Сыпучие материалы представляют собой рыхлые массы порошкообразного, зернистого или волокнистого строения. Штучные материалы выпускают в виде плит, блоков, кирпичей, фасонных изделий (цилиндры, полуцилиндры, сегменты), гибких матов, полос, жгутов и шнуров. Для изделий на основе минеральной ваты предусмотрено деление по жесткости. По этому показателю все изделия подразделяются на мягкие, полужесткие, жесткие, повышенной жесткости. По содержанию связующего вещества классифицируют минераловатные теплоизоляционные изделия. В зависимости от наличия связующего вещества они подразделяются на несодержащие (товарная вата в рулонах, прошивные маты, полосы и шнуры) и содержащие связующее вещество и требующие тепловой обработки (плиты, цилиндры и полуцилиндры). По назначению теплоизоляционные изделия делят наобщестроительные и технические (для изоляции агрегатов и трубопроводов). Строительная теплоизоляция предназначена для повышения изолирующей способности основных элементов зданий и сооружений: - наружных стен (системы «вентилируемые и штукатурные фасады», «колодезная кладка», железобетонные и металлические «сэндвич-панели»); - плоских и скатных кровель, в том числе над чердачными и мансардными помещениями; - перекрытий над неотапливаемыми подвалами, холодными подпольями и проездми; - межэтажных перекрытий и межкомнатных перегородок с целью улучшения акустической комфортности (в том числе «плавающий пол»). Техническая изоляция используется в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения, для изоляции промышленного оборудования, работающего при повышенных (котлы, печи, теплообменники, парогенераторы и др.) и пониженных (холодильные камеры, промышленные холодильники) температурах. По горючести материалы делят на группы: НГ-негорючие, Г1 - слабогорючие, Г2 - умеренногорючие, Г3 - нормальногорючие, Г4 – сильногорючие. По теплопроводности при 25оС все теплоизоляционные материалы принято классифицировать на три класса: А-низкой теплопроводности - до 0,06 Вт/(моК), Б-средней теплопроводности – от 0,06 до 0,12 Вт/(моК), В-«повышенной» теплопроводности – от 0,12 до 0,175 Вт/(моК). Основными факторами, определяющими теплопроводность материала, являются: пористость, строение порового пространства, состав и структура твердого каркаса, фазовый состав материала, т.е. содержание в нем воздуха, влаги и льда и температура эксплуатации материала. 11.3. Особенности процессов теплопереноса через строительные материалы Передачу внутренней энергии(теплоты) от теплой поверхности здания или горячей поверхности промышленного оборудования в окружающую среду называют теплообменом, или теплопереносом. Количество теплоты, проходящее в единицу времени через единицу площади изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока. Вектор теплового потока противоположен температурному градиенту. Теплоперенос является сложным теплофизическим процессом, в котором выделяюттри элементарных вида теплоты: теплопроводность,конвекцию и тепловое излучение. Теплопроводностью, или кондуктивной теплопередачей называется перенос теплоты в сплошной среде при непосредственном соприкосновении тел или частиц одного тела, имеющих различную температуру. Этот вид переноса теплоты характерен для материалов в любом агрегатном состоянии. Конвекцией называют перенос теплоты путем перемещения вещества в пространстве. Конвективный теплообмен свойственен движущимся жидкостям и газам. Различают естественную и вынужденную конвекцию. Интенсивность конвективного теплообмена характеризуется коэффициентом теплопередачи и зависит от многих параметров процесса: форма, размер и температура конструкции, скорость движения, температура и физические свойства (теплоемкость, плотность, вязкость и т.д.) газов или жидкостей и других факторов. Важно, что коэффициент теплопередачи зависит в основном от условий движения среды, поэтому значение конвективного теплообмена строительных конструкций и теплоизоляционных материалов определяется размером воздушных полостей и степенью связанности этих полостей между собой. Тепловым излучением называют перенос теплоты в виде электромагнитных волн. Лучистый теплообмен существенно влияет только при изоляции промышленного и энергетического оборудования. В технике одновременно действует несколько видов теплообмена, поэтому количественная оценка вклада каждого из них в общую теплопередачу затруднена. В строительных ограждающих конструкциях теплопередача происходит одновременно путем теплопроводности и конвективного переноса теплоты. В многослойных конструкциях высокотемпературного промышленного оборудования и агрегатах теплоэнергетики теплопередача имеет еще более сложный характер, и в ней участвуют все три вида теплообмена. Эффективность слоя теплоизоляции характеризуется его сопротивлением теплопередаче, которое зависит от толщины слоя и теплопроводности используемого материала. Сопротивление теплопередаче тем выше, чем толще слой изоляции и ниже теплопроводность. Для определения толщины наружной стеныв соответствии с СП 50.13330.2015 выполняется теплотехнический расчет. Современным направлением повышения уровня теплозащиты является использование материалов с теплопроводностью не более 0,06Вт/(моК). 11.4. Основные виды теплоизоляционных материалов для изоляции строительных конструкций Для утепления ограждающих конструкций, кровли, чердачных перекрытий и дополнительной изоляции зданий наиболее широко применяются минераловатные изделия. Около 90% от общего объема применяемых в строительстве теплоизоляционных материалов приходится на два вида изделий: минераловатные (до 70%) и пенопласты (до 20%). Это объясняется простотой технологии, большой сырьевой базой и высокими эксплуатационными свойствами. Преимущество принадлежит неорганическим теплоизоляционным материалам: изделиям из минеральной ваты, пеностеклу, ячеистым бетонам, асбестосодержащим засыпкам и мастичным составам, а также пористым заполнителям (керамзит, перлит, вермикулит и др.) Минеральная вата представляет собой рыхлый материал, состоящий из тончайших переплетенных волокон, находящихся в стекловидном состоянии, и неволокнистых включений. В качестве сырья используют магматические горные породы (базальт, диабаз, габбро), многокомпонентные смеси осадочных и вулканических пород, промышленные отходы (щебень из доменного шлака) и другие материалы. Анализ отечественных и зарубежных сырьевых материалов показывает, что наиболее качественную и долговечную минеральную вату можно получить из смеси на основе горных пород габбро-базальтового типа с небольшой добавкой известняков или доломитов. Полученные изделия обладают повышенной химической стойкостью, водо- и температуро-стойкостью, высокими физико-механическими и теплотехническими показателями. Производство минеральной ваты включает плавление сырьевой смеси в вагранках и волокнообразование из силикатного расплава одним из трех основных способов: центробежно-дутьевым, центробежно-валковым и фильерно-вертикально-дутьевым. Минеральное волокно в виде ковра собирается в камере волокноосаждения, туда же вводятся обеспыливающие замасливающие добавки в количестве до 1 % (эмульсол, битум, пек, мазут и др.) Свойства минеральной ваты определяются природой минерального сырья и диаметром волокон. По виду сырья различают шлаковую,каменную и стеклянную вату. В зависимости от диаметра волокон вату подразделяют на три вида: из супертонкого волокна диаметром менее 3 мкм; из тонкого волокна диаметром от 3 до 6 мкм и ваты с диаметром волокна от 6 до 12 мкм. При этом длина волокон в вате составляет от 2 до 60 мм. Насыпная плотность ваты в стандартно уплотненном состоянии – 30-100 кг/м3. Теплопроводность при 25оС составляет 0,04-0,06Вт/(моК). Товарная вата относится к негорючим материалам (НГ) и применяется для производства теплоизоляционных и звукоизоляционных изделий. Минераловатные изделия в виде плит широко применяются для утепления ограждающих конструкций зданий (покрытий, стен и т.п.). Плиты на синтетическом связующем относятся к негорючим материалам (НГ). Размеры плит (мм): длина 1000 (1200), ширина 500 (600) и толщина от 50 до 200 с шагом 10. В зависимости от вида и содержания связующего и степени обжатия волокнистого ковра при формовании получают изделия различной жесткости. Средняя плотность плит 45-150 кг/м3(мягкие, полужесткие и жесткие), 175-300 кг/м3(повышенной жесткости и твердые). Теплопроводность плит – от 0,038 до 0,065Вт/(моК), диапазон применяемых температур: от минус 200 до плюс 600оС. Плиты легко режутся и укрепляются на стенах клеящими мастиками и др. способами. Мягкие минераловатные плиты используются для устройства ненагружаемого теплоизоляционного слоя в каркасных стенах, внутреннего слоя в вентилируемых фасадах при двухслойном утеплении, теплоизоляционного слоя в трехслойных стенах из мелкоштучных элементов. Жесткие минераловатные плиты имеют повышенную прочность при сжатии (до 0,02-0,1 МПа) и, как следствие, более высокую теплопроводность. Они применяются для устройства среднего теплоизоляционного слоя в трехслойных железобетонных панелях; для вентилируемого фасада при однослойном утеплении, в качестве верхнего слоя при двухслойном утеплении; для сэндвич-панелей. Пеностекло– материал ячеистой структуры с равномерно-распределенными порами размером 0,1-5 мм. Пеностекло получают из смеси стекольного порошка и газообразователя (антрацит, кокс, карбонатные горные породы и др.). При нагревании до700-850оС образуется углекислый газ, вспучивающий размягченное стекло. Ячеистую структуру закрепляют быстрым охлаждением массы. Пеностекло имеет двойную пористость: стенки крупных пор (диаметром 0,5-2 мм) содержат микропоры, причем все поры замкнутые. Такое строение пеностекла обеспечивает его низкое водопоглощение (2-5%)и паропроницаемость. Пеностекло выпускают в виде блоков размерами (мм): длина 200-600 с интервалом 50, ширина 200-450 с интервалом 50, толщина 40-180. Средняя плотность 100-180 кг/м3, теплопроводность 0,04-0,08Вт/(моК), прочность при сжатии 0,4-1,6 МПа, предельная температура применения 450оС. Пеностекло- негорючий материал (НГ)с высокой влагостойкостью, устойчив к действию микроорганизмов, насекомых и грызунов. Пеностекло легко обрабатывается, хорошо сцепляется с цементными материалами. Недостатком пеностекла является повышенная плотность и теплопроводность, а также высокая стоимость. Применяется для теплоизоляции различных частей зданий и сооружений, в т.ч. повышенной ответственности. Используется также для изоляции холодильных установок и тепловых агрегатов. Теплоизоляционные бетоны плотностью до 500 кг/м3различной структуры: на пористых заполнителях (керамзитовом гравии и перлитовом песке), крупнопористые (беспесчаные) и ячеистые могут использоваться для теплозащиты. Наиболее перспективны |