Теплоизоляционные материалы и изделия

Теплоизоляционными называют строительные материалы, которые обладают малой теплопроводностью и предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций жилых, производственных и сельскохозяйственных зданий, поверхностей производственного оборудования и агрегатов (промышленных печей, турбин, трубопроводов, камер холодильников и).

Эти материалы имеют небольшую среднюю плотность — не выше 600 кг/м3, что достигается с помощью повышения их пористости.

В строительстве тепловая изоляция позволяет уменьшить толщину ограждающих конструкций (стен, кровли), снижать расход основных строительных материалов (кирпича, бетона, древесины), облегчать конструкции и снижать их стоимость, уменьшать расход топлива в эксплуатационный период. В технологическом и энергетическом оборудовании тепловая изоляция снижает потери теплоты, обеспечивает необходимый технологический температурный режим, снижает удельный расход топлива на единицу продукции, оздоровляет условия труда. Чтобы получить достаточный эффект от применения тепловой изоляции, в инженерных проектах производятся соответствующие тепловые расчеты, в которых принимаются их конкретные разновидности теплоизоляционных материалов и учитываются их теплофизические характеристики. Эти мероприятия позволяют успешно решать народнохозяйственную проблему экономии топливно-энергетических ресурсов.

Классификация теплоизоляционных материалов

• По внешнему виду теплоизоляция бывает:
  • гибкая,
  • жёсткая,
  • сыпучая,
  • рыхлая.
• По жёсткости:
  • М (мягкие) – стеклянная и минеральная вата, также вата из базальтового и каолинового волокна.
  • П (полужёсткие) – плиты изготовленные из стекловолокна шпательного на синтетическом связующем и других.
  • Ж (жёсткие) – плиты изготовленные из минеральной ваты,
  • ПЖ (повышенной жёсткости),
  • Т (твёрдые).
• По плотности подразделяется на марки: 15, 25, 35,50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600
• По теплофизической характеристике:
  • класс А – малотеплопроводные,
  • Б – среднетеплопроводные,
  • В – повышенной теплопроводности.
• По структуре:
  • зернистые,
  • волокнистые,
  • ячеистые.
• По назначению:
  • монтажная теплоизоляция (для изоляции трубопроводов и промышленного оборудования)
  • строительная теплоизоляция (для эффективного утепления различных строительных конструкций).
• по виду основного сырья:
  • неорганическая,
  • органическая.

Самым характерным признаком теплоизоляционных материалов является их высокая пористость, поскольку воздух в порах имеет меньшую теплопроводность, чем окружающее его вещество в конденсированном состоянии (твердом или жидком). Пористость теплоизоляционных материалов составляет до 90% и даже до 98%, а супертонкое стекловолокно имеет пористость до 99,5%. Между тем такие конструкционные материалы, как тяжелый цементный бетон, имеет пористость до 9...15%, гранит, мрамор --0,2...0,8%, керамический кирпич —25... 35%, сталь —0, древесина —до 70%. Поскольку пористость непосредственно влияет на величину средней плотности, обычно теплоизоляционные материалы различают не по пористости, а по средней плотности. Их делят на три группы: особо легкие ОЛ (и наиболее пористые), имеющие марку по средней плотности (в кг/м3) в сухом состоянии 15, 25, 35, 50, 75 и 100, легкие (Л) — 125, 150, 175, 200, 225, 300 и 350, тяжелые (Т) — 400, 450, 500 и 600. Материалы, имеющие среднюю плотность между указанными марками, относят к ближайшей большей марке. При средней плотности 500...700 кг/м3 материалы используют с учетом их несущей способности в конструкциях, т. е. как конструкционно-теплоизоляционные.

Теплопроводность резко возрастает при увлажнении теплоизоляционных материалов, так как теплопроводность воды равна 0,58 Вт/(м °С), т. е. примерно в 25 раз выше, чем у воздуха. При замерзании увлажненного теплоизоляционного материала происходит дальнейшее увеличение его теплопроводности, поскольку теплопроводность льда составляет 2,32 Вт/(м °С), т. е. в 100 раз больше, чем воздуха в тонких порах. Очевидно, что весьма важно предохранять теплозащиту в конструкциях и на оборудовании от увлажнения, тем более при возможном последующем замерзании влаги. Важным свойством утеплителя является морозостойкость в условиях защиты наружных ограждающих конструкций. Кроме деления теплоизоляционных материалов по теплопроводности и средней плотности они подразделяются также на следующие: по виду исходного сырья их делят на неорганические и органические. К неорганическим относятся минеральная и стеклянная вата и изделия из них, вспученный перлит и вермикулит, изделия из них, ячеистые бетоны, керамические теплоизоляционные изделия и др. К органическим — древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, камышит, теплоизоляционные пластмассы.