Материаловедение 5 (стр. 16 из 16)

Пеностекло представляет собой вспененную стекольную массу с замкнутыми порами. Сырьем для его изготовления служит смесь тонкоизмельченного стекла и газонаполнителя (молотый известняк). Эту смесь засыпают в соответствующие формы и нагревают в печах до 900 °С, при этом происходит вспенивание расплавленной стекломассы за счет разложения газообразователя.

При охлаждении вспененная стекломасса превращается в прочный материал ячеистой структуры (объемная масса 200—600 кг/м³) с низкой теплопроводностью (0,09-0,14 Вт/м • °С) и пределом прочности 2—6 МПа.

Пеностекло в виде изделий (плиты, полуцилиндры, сегменты, скорлупы) используется для теплоизоляции теплопроводов, тепловых агрегатов, где температура поверхности не превышает 300-400 °С, а также для утепления ограждающих конструкций зданий и камер холодильников.

Вспученный перлит — сыпучий теплоизоляционный материал. Его изготовляют путем обжига (1000 °С) породы вулканического происхождения — перлита стекловидной структуры. При обжиге он многократно увеличивается в объеме. Перлит вспученный — пористый зерновидный материал белого цвета плотностью (насыпной) 250—600 кг/м³ для мелкокусковых фракций (5-20 мм) и 100-500 кг/м³ для зерновидных фракций (не менее 5 мм), теплопроводностью 0,076-0,093 и 0,047-0,09 Вт/(м • °С).

Вспученный перлит в виде мелкокусковых фракций (щебень) и зерновидных фракций (песок) используют в качестве заполнителя при изготовлении теплоизоляционных изделий. Обычно связующими материалами служат органические материалы (синтетические смолы, нефтяной битум) и неорганические (жидкое стекло, портландцемент).

Изделия из вспученного перлита (полуцилиндры, сегменты, плиты) применяют с учетом свойств связующих материалов. Изделия на органических связующих используют в качестве утеплителя холодильников и строительных конструкций, а неорганических — для тепловой изоляции трубопроводов, котлов и др.

Вспученный вермикулит. Вспученным вермикулитом называют сыпучий теплоизоляционный материал, получаемый путем измельчения и кратковременного обжига в течение 3—5 мин природного вермикулита. Вермикулит — сложный алюмосиликат магния (продукт изменения слюд, преимущественно биотита).

В процессе обжига при 800—1000 °С вермикулит вспучивается, увеличиваясь в объеме в 20 раз и более. Вспученный вермикулит обладает высокой пористостью, малой объемной массой, низкой теплопроводностью и значительной температуроустойчивостью.

Насыпная объемная масса его зависит от условий обжига и размеров зерен.

В зависимости от размеров зерен вермикулит делят натри фракции: крупную — 5—10, среднюю — 0,6—5 и мелкую — до 0,6 мм. В крупном и среднем вермикулите допускается наличие не более 15% по массе зерен большего или меньшего размера. С учетом объемной массы вермикулит вырабатывают трех марок — 100,150 и 200. По требованию заказчика предприятия могут выпускать более тяжелый вермикулит марок 250 и 300.

Обжигают вермикулит в шахтных или вращающихся печах. Наиболее эффективный способ вспучивания вермикулита — обжиг его во взвешенном состоянии. Вспученный вермикулит сортируют на фракции по крупности зерен и по объемной массе и упаковывают в плотные бумажные четырехслойные мешки. Хранят вермикулит в крытых помещениях в условиях, не допускающих его увлажнения, распыления, загрязнения и уплотнения.

Вспученный вермикулит — эффективный теплоизоляционный материал. Применяют его для засыпки при температуре изолируемых поверхностей от 260 до 1100 °С. Используют вермикулит и для изготовления теплоизоляционных изделий — при добавке вяжущих веществ из него формуют плиты, скорлупы и сегменты. Темпера- туростойкость изделий из вспученного вермикулита зависит от применяемого вяжущего вещества. Изделия на основе портландцемента имеют температуростойкость до 1000 °С, на основе глины с добавкой крахмала — до 900 °С и на основе полимерных связующих — не выше 200 °С. Вспученный вермикулит применяют также в качестве заполнителя для легких бетонов и приготовления штукатурных теплоизоляционных растворов.

Ячеистый бетон представляет собой искусственный камневидный материал с равномерно распределенными в нем порами диаметром не более 1—2 мм.

Сырьем для получения ячеистого бетона являются портландцемент, известь, песок, порообразователи и вода. Предварительно вспученная смесь минерального вяжущего, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, порообразователя и воды помещается в автоклав, где происходит быстрое ее твердение. Твердение может происходить и в обычных условиях (на воздухе).

В объеме ячеистого бетона до 85% равномерно распределенных пор, разделенных тонкими и прочными перегородками из искусственного камня.

В зависимости от вида вяжущего материала различают ячеистые бетоны на портландцементе, на воздушной извести, на шлаковых вяжущих с активизаторами твердения и на гипсовых вяжущих.

По назначению ячеистый бетон разделяют на следующие виды: теплоизоляционный, плотностью 500 кг/м³, используемый для изготовления теплоизоляционных плит, скорлуп и конструкций плотностью 500—900 кг/м³ для ограждающих конструкций зданий.

Теплоизоляционные изделия в виде плит из ячеистого бетона выпускают длиной 2000, шириной 500 и толщиной 80-200 см с градацией через 20 см.

Теплопроводность этих плит должна быть в пределах 0,11— 0,13 Вт/(м • °С), влажность — не более 15%.

Плиты из ячеистого бетона применяют для теплоизоляции строительных конструкций и поверхностей промышленного оборудования при температуре изолируемых поверхностей до 400°С. В конструкциях, которые при эксплуатации подвергаются увлажнению, плиты надо надежно защищать от воздействия влаги, а при наличии агрессивной среды — и от ее воздействия.

Кроме указанных плит из ячеистого бетона вырабатывают и другие виды теплоизоляционных изделий, прочностные свойства которых можно повысить армированием.

Список используемых источников.

1. Технология металлов и конструкционные материалыю Под ред.Б.А.Кузьмина. М., 1989.
2. Материаловедение. Под ред. В.Т.Батиенкова. М., 2005 г.
3. Н.В.Акулич Материаловедение и технология конструкционных материалов. Мн., 2008 г.
4. К.С.Орлов Материалы и изделия для санитарно-технических устройств и систем обеспечения микроклимата. М., 2005г.
5. Ф.Д.Гелин, А.С.Чаус. Металлические материалы. Мн., 2007 г.
6. Г.Т.Широкий, П.И.Юхневский, М.Г.Бортницкая Материаловедение в санитарно-технических системах.Мн., 2009 г.
7. М.Е.Дриц, М.А.Москалев. Технология конструкционных материалов и материаловедение.М., 1990 г.