лекции Изолировщик на термоизоляции. Образовательный Центр ПетроПроф Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образовании

• Название: Образовательный Центр ПетроПроф Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образовании
• Дата: 24.03.2023
• Размер: 1.03 Mb.
• Имя файла: лекции Изолировщик на термоизоляции.docx
• Тип: Документы; #1012021
• страница: 7 из 12

Перлитобитумные плиты (ГОСТ16136— 80), изготовляемые из вспученного перлитового песка, битума, глины, асбеста и других добавок, служат для тепловой изоляции строительных конструк­ ций и промышленного оборудования при температуре изолируемых поверхностей от — до +100 °С. Наиболее широко их применяют для изоляции кровель промышленных зданий. Размеры плит (мм):

длина — 500,1000; ширина — 500; толщина — 40,50,60.

По плотности перлитобитумные плиты подразделяют на марки 200,225,250 и 300. Теплопроводность плит при температуре (25 ± 3) °С (Вт/(м • °С) не более: марки 200 — 0,076; марки 225 — 0,079; марки 250 — 0,082; марки 300 — 0,087. Предел прочности плит при изгибе не менее 0,15 МПа, марки 300 — не менее 0,19 МПа; прочность на сжатие при 10 %-ной деформации не менее 0,25 МПа. Влажность не более 4 % по массе; водопоглощение — не более 5 % по объему;

морозостойкость — не менее 25 циклов.

Плиты трудногорючие при содержании битума 9 %, трудновоспламеняемые — при содержании битума 10—15 %.

Состав смеси перлитобитумных плит (% по массе): вспученный перлит марок 75 и 100 — 60—65; битум марок БНД-40/60 — 9—15;

высокопластичная или среднепластичная глина — 5—11; асбест мар­ ки П-6-45 — 15—20; клей К М Ц — 1,5 (% от массы сухих компонен­ тов) или концентрат сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) — 3 (% от массы сухих компонентов); вода 250—300% от массы сухих ком­ понентов. Общее содержание битума и глины в массе 20 %, причем в плитах с добавкой СДБ битума содержится 9 %, а глины — 11%.

Плиты из битумно-перлитовой массы выпускают марки 400 с прочностью при сжатии 0,45 МПа, водопоглощением 2,7 % по объ­ ему за 24 ч.

Битумно-перлитовую массу изготовляют путем смешивания вспу­ ченного перлитового песка с горячим нефтяным битумом марок не ниже БН-70/30 (ГОСТ6617-76). Полученную массу укладывают на поверхности кровельных покрытий, стальных труб тепловых сетей при бесканальном способе прокладки или в формы для получения изделий и уплотняют в 1,6—2 раза. Соотношение битума марки БН-70/30 и вспученного перлита в зависимости от крупности пер­ литового песка 1: (8—14) по объему, расход битума 140—160 кг, песка 1,5—1,7 м3 на 1 м3уплотненной массы.

По плотности битумно-перлитовую массу делят на марки 350 и 500.

Битумно-перлитовую массу в заводских условиях наносят на трубы.

Технологический процесс выполнения изоляции труб состоит из приготовления битум но-перлитовой смеси, подготовки и праймирования труб (покрытие труб смесью битума с бензином для защи­ ты от коррозии) и нанесения смеси на трубы.

Вспученный перлитовый песок, поступающий из бункера, сме­ шивают в течение 3 минут в растворосмесителе с расплавленным и обезвоженным при температуре 150—180 °С битумом. Высокосер­ нистые битумы обессеривают для снижения коррозионного воздей­ ствия на трубы.

После перемешивания горячая битумно-перлитовая масса посту­ пает в расходный бункер, откуда подается в пресс. Пресс представ­ ляет собой металлический цилиндр, внутренний диаметр которого равен диаметру трубы с выполненной изоляцией. Внутри цилинд­ ра движется поршень, через который проходит изолируемая труба.

При перемещении трубы подается битумно-перлитовая масса, ко­ торая прессуется поршнем. По выходе из прессующей машины тру­ бу с битумно-перлитовой изоляцией покрывают защитными пле­ ночными материалами (поливинилхлоридными, полиэтиленовыми и др.). Полиэтиленовую пленку иногда вспенивают в процессе на­ несения методом экструзии для снижения теплопроводности кон­ струкции. Производительность пресса до 120 м в смену.

Из битумно-перлитовой массы прессованием в металлических формах изготовляют также полуцилиндры для заделки стыков изо­ лированных трубопроводов.

Битумно-перлитовую массу используют также для изоляции кровли. Для этого массу в горячем виде подают на кровлю, разрав­ нивают ее и укатывают катками по аналогии с асфальтом.

Применение этого метода изоляции кровли ограничено остыва­ нием массы в процессе ее транспортировки от завода до строитель­ ной площадки. В Германии эту проблему решили следующим об­ разом. На заводе изготавливают обедненную битумом смесь с пер­ литом, причем битум наносят на поверхность перлитовых частиц во взвешенном состоянии. На строительной площадке перед уклад­ кой в смесь добавляют растворитель, разравнивают и укатывают смесь до испарения растворителя.

Эпсоперлит получают обжигом отформованного путем проката или прессования материала под удельным давлением 0,2—0,5 МПа.

Сырьевая смесь абсолютной влажностью 30—40 % по массе состоит из двух компонентов: вспученного перлитового песка и сернокис­ лого магния (эпсомита) в соотношении 85 :15 % по массе.

Сернокислый магний — сульфат магния М §504 • 7 Н20 — полу­ чают кристаллизацией из природных рассолов. Изделия изготовля­ ют в виде плит и скорлуп и применяют для изоляции оборудования, труб и различных тепловых агрегатов при температуре изолируемой поверхности до 800 °С. Физико-механическая характеристика эпсоперлита приведена в табл. 3.23.

На производство 1 м3эпсоперлита расходуют вспученного пер­ литового песка (насыпной плотностью 75 кг/м3) 190 кг, эпсоми­ та — 77 кг.

Эпсоперлит огне- и биостоек, нетоксичен, стоек к циклическо­ му воздействию высоких температур.

Термообработку плиты проходят в конвейерных печах, совмеща­ ющих процессы сушки и обжига. В процессе термообработки суль­ фат магния вступает в химическую реакцию с кремнеземом перлита, образуя силикаты магния, обеспечивающие прочность изделий.

Режим обжига: термообработка при 780 °С — 1 ч; охлаждение до 60 °С — 1 ч. Обожженные изделия поступают на склад готовой про­ дукции. Технологии лигноперлита и эпсоперлита малоэнергоемки и не имеют жидких отходов, поскольку влажность сырьевых сме­ сей не превышает 40 %.

Термоперлит —теплоизоляционный материал, состоит из вспу­ ченного перлита и щелочных добавок. Технология изготовления термоперлита аналогична технологии эпсоперлита. Тепловую обра­ ботку отформованных изделий производят в конвейерной печи при температуре 570—580 °С, обеспечивающей спекание частиц вспу­ ченного перлита в течение 1,5 ч. Термоперлит имеет плотность 150—200 кг/м3; предел прочности при сжатии 0,2—0,5 МПа, при изгибе 0,15—0,25 МПа; теплопроводность 0,051—0,058 Вт/(м • °С).

Максимальная температура применения 600 °С. Усадка при этой температуре не превышает 1,5 %.

Наибольшее применение термоперлит находит в судостроении и печестроении, хотя может быть применен и в строительстве.

Выпуск термоперлита освоен на Апрелевском опытном заводе теплоизоляционных изделий АО «Теплопроект».

Плиты из перлитопластбетона (ТУ480-1-145— получают вспе­ 91) ниванием при тепловой обработке композиции, состоящей изтонкоразмолотой смеси следующих компонентов (% по массе): новолачная фенолоформальдегидная смола —65; вспученный перлит — 25; добавка отвердителя (уротропина) —8,5 и газообразователя (порофора) — 1,5 (% от массы смолы). Плиты используют для тепло­ вой изоляции строительных конструкций в промышленности и сельском хозяйстве. Температура применения плит от +150 до — °С. Размеры плит (мм): длина —до 3000, ширина —до 1500, тол­ щина — до 100.

Для тепловой изоляции (футеровки) промышленных печей, дымовых труб и других тепловых агрегатов промышленность выпус­ кает жароупорные теплоизоляционные перлитобетоны, являющиеся разновидностью легких бетонов.

В состав перлитобетонов входят в качестве заполнителя перли­ товый щебень и песок, а в качестве вяжущего — портландцемент, жидкое стекло или глиноземистый цемент. В зависимости от вида вяжущего температура применения таких бетонов 600—1000 °С:

нижний предел —для бетонов на портландцементе и жидком стек­ ле, верхний —для бетонов на глиноземистом цементе.

В бетоны на портландцементе и жидком стекле для придания жароупорных свойств дополнительно вводят тонкомолотые добав­ ки — молотые вспученный перлитовый песок или шамот с разме­ ром частиц менее 0,1 мм. В бетоны на жидком стекле вводят отвердитель — кремнефтористый натрий или нефелиновый шлам (отход алюминиевой промышленности) в количестве 10—20 % от массы жидкого стекла.

Изготовляют бетоны плотностью 600—1000 кг/м3, основные свойства и состав которых приведены в табл. 3.25.

Перлитобетон может быть уложен и в виде монолита непосред­ ственно в тепловом агрегате.

Использование жаростойкого перлитобетона позволяет умень­ шить массу ограждения печей в 2—3 раза и снизить ее стоимость на 30-50%.

Применяют также теплоизоляционные штукатурные составы на основе вспученного перлитового песка, гипсового и известкового вяжущих. Для приготовления 1 м3штукатурного перлитового раствора расход материалов следующий: вяжущее (цемент, гипсовое, известковое) — 120—160 кг; вспученный перлитовый песок — 1,1—1,45 м3; неорганическое волокно (стеклянное, базальтовое) — 8—12 кг; вода — 350—400 л. Волокно вводят для повышения стойкости к трещинообразованию.

Применяют также фосфоперлитобетон, состоящий из огнеупорной глины, фосфатного связующего на основе ортофосфорной кис­ лоты и вспученного перлитового песка. Формовочную массу прес­ суют на гидравлическом прессе под давлением 0,5—3 МПа, и затем она проходит термообработку при 300 °С в течение 4—8 ч. Фосфо­ перлитобетон применяют для ремонта тепловых агрегатов, работа­ ющих до 1000 °С. Плотность форфоперлитобетона 300—600 кг/м3, предел прочности при изгибе 0,3—2 МПа, теплопроводность — 0,08-0,11 Вт/(м-*С).

3.1.8. Вспученный вермикулит и изделия из него Вспученный вермикулит —сыпучий зернистый материал чешуй­ чатого строения, получаемый в результате обжига природного вер­микулита.

Природный вермикулит —минерал из группы гидратированных слюд, которые содержат не только гигроскопическую, но и крис­ таллизационную воду, входящую в состав кристаллической решет­ ки минерала. Поэтому при нагревании вермикулит вспучивается за счет взрывообразного выделения воды. При этом он расщепляется на отдельные слюдяные пластинки, частично соединенные между собой. Вспучивание вермикулита приводит к увеличению его объема в 15—20 раз. Плотность породы вермикулита 2,05—2,71 г/см3; тем­ пература плавления 1300 °С.

Вспученный вермикулит (ГОСТ12865— по насыпной плотно­ 67) сти разделяется на марки 100, 150 и 200.

Цвет вспученного вермикулита блестящий, золотистый. По раз­ меру зерен вермикулит делится на три фракции: крупный — с раз­ мером зерен от 5до 10 мм; средний —с размером зерен от 0,6 до 5 мм;

мелкий — с размером зерен до 0,6 мм. Теплопроводность вспучен­ ного вермикулита в зависимости от марки колеблется от 0,064 до 0,075 Вт/(м • К) (при температуре 298 К); влажность Не более 3 % по массе.

Благодаря легкости и высокой температуростойкости (до 1100 °С) вспученный вермикулит применяют в качестве засыпной изоляции, для изготовления теплоизоляционных изделий, а также в качестве заполнителя в акустических штукатурках и легких бетонах. Кроме того, его используют для изоляции оборудования с температурой поверхности от — до +900 °С.

Из вспученного вермикулита путем добавки связующих веществ и асбеста получают безобжиговые (асбестовермикулитовые) и об­ жиговые (керамические) изделия. Для изготовления безобжиговых изделий с температурой применения до 600 °С в качестве связу­ ющего применяют глиняно-крахмальное вяжущее, жидкое стекло;

для получения керамических изделий —бентонитовую глину, а для получения изделий, служащих для изоляции поверхностей с отри­ цательными температурами, —битумобентонитовое вяжущее и син­ тетические смолы.

Асбестовермикулитовые изделия ФОВ изготовляют на вышепере­ численных связующих и используют для изоляции поверхностей с температурой до 600 °С. По средней плотности такие изделия раз­ деляются на марки 230, 250 и 280 (табл. 3.26).

Показатели физико-механических свойств асбестовермикулитоаых изделий ФОВ в зависимости от марки Таблица 3.26

–  –  –

Изделия выпускают в виде плит и полуцилиндров. Размеры плит (мм): длина — 1000, ширина — 500, толщина —40,50; полуци­ линдров (мм): внутренний диаметр — 57, 70 при толщине 30 и 40;

75, 89, 108, 128, 133, 140, 159, 168, 188, 195, 219, 245, 279, 295 при толщине 50, 60, 70, длина — 500.

Асбестовермикулитовые плиты АВХ-300 и АВХ-350 средней плот­ ностью соответственно 300 и 350 кг/м3 предназначены для изоля­ ции поверхностей с отрицательными температурами. Размеры плит (мм): длина — 1000; ширина — 500; толщина —40 и 50. Влаж­ ность плит не более 5 %; содержание органического связующего 15—25 %; гигроскопичность не более 7 %; морозостойкость не менее Мрз 25;'теплопроводность при средней температуре слоя 293 К, Вт/(м • К), не более: для АВХ-300 — 0,093 и для АВХ-350 — 0,097; предел прочности при изгибе, МПа, не менее: для АВХ-300 — 0,2, для АВХ-350-0,2 3.

На основе вспученного вермикулита изготовляют битумно-вермикулитовую изоляцию, свойства которой аналогичны свойствам битумно-перлитовой изоляции. Технология изготовления битумновермикулитовой массы и способ ее нанесения на трубу также ана­ логичны.

Изготавливают также теплоизоляционные плиты на жидком стекле и огнеупорной глине плотностью до 400 кг/м3, теплопроводностью 0,07—0,090 Вт/(м •°С). Состав смесей следующий (% по массе):

плиты на жидком стекле: вспученный вермикулит — 59, асбест 5-й группы — 7,5; диатомит (или трепел) — 7,5; жидкое стекло — 22,3; кремнефтористый натрий — 3,7;

плиты на огнеупорной глине: вспученный вермикулит — 50, огне­ упорная глина — 50.

3.1.9. Пеностекло Пеностекло —высокопористый материал, состоящий из воздуш­ ных ячеистых пор, разделенных перегородками из стекловидного вещества. Пеностекло — материал высокой пористости (80—95 %) с замкнутыми или сообщающимися между собой порами.

В основе промышленного производства пеностекла лежит спе­ кание стекольного порошка в смеси с газообргрователем, отжиг получившихся изделий для снятия внутренних температурных на­ пряжений и их обрезка.

Кроме порошкового способа получения пеностекла известны также: 1) вспучивание расплавленной стекломассы воздухом или газом; 2) вспенивание перед спеканием с охлаждением («на холо­ де») измельченного стекла пенообразующими веществами и закреп­ ление полученной ячеистой структуры стабилизаторами (например, 3—4 %-ным жидким стеклом); 3) вспенивание размягченного стекла под вакуумом.

Пеностекло как теплоизолятор замкнуто-пористой структуры, вобрав в себя все положительные качества многих теплоизоляци­ онных материалов, лишено ряда их отрицательных свойств: при сравнительно низкой средней плотности (100—300 кг/м3) оно име­ ет высокую пористость (80—95 %), обладает достаточно высокой прочностью на сжатие (не менее 0,8 МПа) и низкой теплопровод­ ностью (0,045—0,085 Вт/м •°С). Водопоглощение по объему — не бо­ лее 6 %. Значительным преимуществом является его 100 %-ный не­ органический состав. Как и всякое стекло, пеностекло устойчиво к воздействию гнили, различных микроорганизмов, насекомых, гры­ зунов, совершенно не горит, не выделяет вредных веществ, не впи­ тывает влагу и потому не изменяет коэффициент теплопроводнос­ ти в условиях эксплуатации, экологически чисто и долговечно.

Пеностекло (РСТ БССР 665— выпускают в виде блоков раз­ 82) мерами (мм): длина — от 200 до 475 с интервалом 25; ширина — от 125 до 400 с интервалом 25; толщина — 60, 80, 100 и 120. Средняя плотность не более 230 кг/м3; предел прочности при сжатии не ме­ нее 0,7 МПа; теплопроводность при средней температуре слоя 298 К не более 0,090 Вт/(м • К); водопоглощение по объему не более 6 %.

Блоки транспортируют без тары, уложенными на ребро в желез­ нодорожных вагонах, крытых автомашинах, с заполнением пустот древесной стружкой. Хранят их в условиях, не допускающих увлаж­ нения.

Применяют блоки из пеностекла для изоляции поверхностей с температурами от — до +400 °С при относительной влажности до 96 %. Материал несгораемый, поэтому его используют для изоля­ ции изотермических резервуаров, предназначенных для хранения сжиженных природных газов (бутана, пропана, метана).

Из зарубежных аналогов наиболее эффективным считается пе­ ностекло, производимое фирмой «РШзЬигё Согш炙 под фирмен­ ным знаком «Роат§1а$».

Для тепловой изоляции используют пеностекло с мелкими замк­ нутыми порами, для звукопоглощения — пеностекло с сообщающи­ мися между собой более крупными порами.

3.1.10. Ячеистые бетоны: пенобетон и газобетон Ячеистые бетоны — искусственный камневидный материал с равномерно распределенными порами в виде ячеек диаметром 1—2 мм, получаемый в результате затвердевания предварительно вспученной с помощью порообразователей смеси вяжущего вещест­ ва, кремнеземистых компонентов и воды.

В зависимости от вяжущего материала ячеистые бетоны бывают цементные и силикатные.

По способу образования пористой структуры ячеистые бетоны подразделяются на пенобетоны, получаемые способом ценообразо­ вания пор, и газобетоны, получаемые способом газообразования пор. В качестве газообразователей используют алюминиевую пуд­ ру, в качестве пенообразователей —смолосапониновый, клеекани­ фольный и другие составы. При применении газообразователей поры получаются открытые (сообщающиеся) и закрытые, при при­ менении пенообразователей — в основном закрытые.

Поры ячеистых бетонов могут быть заполнены только воздухом.

Если же поры заполнены зернистыми материалами — перлитом, ке­ рамзитом, вермикулитом, то такие бетоны называются легкими.

По способутвердения ячеистые бетоны делятся на бетоны естест­ венного твердения в атмосферных условиях и искусственного твер­ дения в автоклавах при обработке водяным насыщенным паром давлением от 0,9 до 1,3 МПа и температурой 175—190 °С.

Ячеистые бетоны изготовляют армированными и неармированными.

Пенобетон получают, смешивая цементное тесто или раствор с устойчивой пеной. Пену приготовляют в пенообразователях путем перемешивания порообразующего материала с водой.

Газобетон изготовляют, добавляя непосредственно в растворную смесь газообразователь —алюминиевую пудру в виде водно-алюми­ ниевой суспензии. Сразу же после перемешивания газобетонную смесь выливают в формы, где цементное тесто вспучивается. За­ твердевая, цементное тесто сохраняет пористую структуру.

Ячеистые бетоны все активнее внедряются в практику строитель­ ства. По своим экологическим свойствам ячеистый бетон прибли­ жается к дереву, так как «дышит», регулируя влажность в помеще­ нии. Он не гниет, имеет низкое содержание естественных радио­ нуклидов и отвечает самым высоким санитарно-гигиеническим требованиям для строительства. Он не горит. Материал легко пи­ лится, режется и сверлится.

В качестве кладочных растворов для ячеистых бетонов следует использовать цементно-перлитовые смеси либо смеси цемента с диатомитовой крошкой.

3.2. Органические теплоизоляционные материалы и изделия 3.2.1. Теплоизоляционные материалы и изделия на основе органического сырья Большинство теплоизоляционных материалов на основе органи­ ческого сырья (отходы деревообработки и лесопиления, неделовая древесина, камыш, солома, костра и другие отходы промышленнос­ ти и сельского хозяйства) изготавливают в виде плит и блоков 34,38, 65].

Годовой выпуск пиломатериалов в нашей стране превышает 5000 млн м3, при этом образуется около 15 млн м3реек, горбылей и обрезков.

Кусковые отходы лесопиления, получаемые из наиболее ценной части древесины, —замечательное сырье для изготовления не только древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит. Из этих отходов можно получать клееные заготовки и щиты для строительных конструкций, заполнителей для фибролита и арболита.

Древесно-волокнистые теплоизоляционные изделия (ГОСТ 4598) изготавливают в виде крупноразмерных плит или листов из древесного сырья, которое последовательно измельчают в волок­ нистую массу, формуют и подвергают тепловой обработке.

Древесные плиты обладают повышенной гигроскопичностью и водопоглощением. Они легко воспламеняются и могут долго тлеть.

Эта способность выражена у древесно-волокнистых плит сильнее, чем у естественной древесины.

Древесно-стружечные теплоизоляционные плиты изготавливают горячим прессованием массы, содержащей около 90 % органичес­ кого волокнистого сырья (чаще всего специально приготовленной древесной стружки) и 8—10 % синтетических смол (фенолоформальдегидной или мочевиноформальдегидной). Для улучшения свойств плит в сырьевую массу добавляют гидрофобизирующие вещества, антисептики и антипирены. Плиты бывают одно- и многослойные, сплошные и многопустотные. Прочность древесно-стружечных плит гораздо выше, чем аналогичных древесно-волокнистых плит.

Плиты изготавливают толщиной 10,13,16,19, 22 и 25 мм, дли­ ной 3500 мм, шириной 1500 и 1700 мм. Гигроскопическая влажность плит 7—8 %, а водопоглощение их может измениться от 20 до 80 %.

Технико-экономическое сопоставление по капитальным и экс­ плуатационным затратам подтверждает преимущество древесно­ стружечных плит перед древесно-волокнистыми.

Известны работы по изготовлению теплоизоляционных матери­ алов из измельченного органического сырья без добавления связу­ ющих: получены твердые теплоизоляционные плиты из пылевид­ ных отходов камыша. В основу технологии их изготовления была положена способность измельченного камыша при нагревании под давлением в закрытой пресс-форме частично гидролизоваться и выделять химические соединения, которые при остывании образу­ ют неплавкие и.нерастворимые продукты, выполняющие функции связующих.