Теплоизоляционные материалы: виды, свойства, теплопроводность

Свойства и теплопроводность теплоизоляционных материаловПредставлены виды, свойства и теплопроводность теплоизоляционных материалов, их состав, и плотность. Примечание: Для расчета коэффициента теплопроводности температуру в формулы подставляйте в градусах Кельвина!

Асботермит

Асботермит состоит из механической смеси порошков диатомита или трепела (15-20%), асбеста 4-го сорта (10-15%) и асбошиферных отходов (70% по весу). Порошкообразная в смеси с волокнами масса серого с желтоватым оттенком цвета имеет плотность 500 кг/м3. Теплопроводность порошка асботермита при 30ºС составляет величину от 0,116 до 0,14 Вт/(м·град).

Асбослюда

Асбослюда — это механическая смесь порошков диатомита или трепела (60%), асбеста 4-го сорта (10-12%), асбошиферных отходов (20%) и слюдяной чешуйки (8-10% по весу). Порошкообразная в смеси с волокнами и чешуйками масса серого с желтоватым оттенком цвета имеет плотность 450 кг/м3, отформованное изделие — 620 кг/м3. Теплопроводность этого теплоизоляционного материала при 50ºС составляет 0,13-0,15 Вт/(м·град).

Асбозонолит

Асбозонолит — механическая смесь диатомита или трепела (70%), асбеста 4-го сорта (15%) и обожженного вермикулита (15% по массе). Порошкообразная масса с волокнами и чешуйками светло-золотистого цвета имеет плотность 400 кг/м3, отформованное изделие — 600 кг/м3. При температуре 100ºС теплопроводность асбозонолита составляет 0,16-0,18 Вт/(м·град).

Теплопроводность асбеста

Асбест один из наиболее высококачественных теплоизоляционных материалов. Его добывают из месторождений в виде белых тонких волокон и называют иногда горным льном.

Свойства этого теплоизоляционного материала таковы, что волокна асбеста отличаются температурной устойчивостью до 700ºС. Плотность асбеста колеблется от 200 до 2500 кг/м3 в зависимости от степени прессовки. Самым низшим видом асбеста с одним коротким волокном является 7-й сорт, имеющий следующую зависимость теплопроводности от температуры:

при плотности 500 кг/м3

Теплопроводность асбеста формула

при плотности 800 кг/м3

Теплопроводность асбеста формула 2

Диатомиты и трепелы

Диатомиты и трепелы — теплоизоляционные материалы, которые иногда называют инфузорной землей или кизельгуром. Они представляют собой виды ископаемых остатков кремневых панцирей мелких диатомовых водорослей. Теплоизоляционные свойства диатомитов и трепелов одинаковые. Плотность кусковой породы 350-1000 кг/м3, порошка 250-500 кг/м3. Внешне эти теплоизоляционные материалы имеют вид желтоватых или серых камней, обладающих крайне высокой пористостью.

При уплотнении изоляционной засыпки теплопроводность диатомитов и трепелов с плотностью 450 кг/м3 имеет следующую зависимость от температуры:

теплопроводность диатомитов и трепелов формула

Теплопроводность вермикулита

Вермикулит — это вид слюды, которая представляет собой минерал — продукт выветривания горных пород. Вермикулит при нагреве вспучивается, увеличиваясь в объеме в 15-20 раз, при этом снижается теплопроводность вермикулита. Обожженный вермикулит, называемый иногда зонолитом, имеет вид зернистой сыпучей массы золотистого цвета с плотностью при свободной засыпке около 150 кг/м3, а при уплотнении — 250 кг/м3. Этот материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.

Теплопроводность вермикулита при плотности 200 кг/м3, в зависимости от температуры, определяется по формуле:

Теплопроводность вермикулита формула

Температура применения вермикулита — до 1100ºС.

Магнезит

Магнезит, или углекислый магний, при нагреве до 1000ºС и последующей обработке серной кислотой и содой, дает так называемую легкую магнезию — белый порошок с насыпной плотностью 135-150 кг/м3. Этот теплоизоляционный материал применяется при температуре до 250ºС и обладает гигроскопичностью.

Доломит

Доломит — по своим теплоизоляционным свойствам сходен с магнезитом.

Ньювель

Ньювель вырабатывается в виде белого порошка, состоящего из 85% легкой магнезии и 15% асбеста. Его плотность 160-370 кг/м3, а свойства позволяют применять его для изготовления мастичных теплоизоляционных материалов — конструкций. Теплопроводность ньювеля при плотности 370 кг/м3, в зависимости от температуры, определяется по формуле:

Теплопроводность ньювеля формула

Совелит

Совелит — близок к ньювелю по составу и свойствам. Порошок совелита имеет плотность 230-450 кг/м3. Как и ньювель, он применяется для изготовления мастичных конструкций, теплопроводность которых, в зависимости от температуры, определяется по формуле:

теплопроводность совелита формула 1

Сухие совелитовые плиты имеют плотность 400-450 кг/м3 и теплопроводность в зависимости от температуры:

формула теплопроводности совелита

Теплопроводность вулканита

Вулканит состоит из измельченного диатомита (60%), гашеной извести-пушонки (20%), асбеста (10%) и асбестовых или ватных отходов (10% по массе). Измельченную шихту разбавляют водой, формуют в виде штучных изделий и запаривают в автоклаве.

Теплопроводность вулканита при плотности 400 кг/м3, в зависимости от температуры, определяется по формуле:

Теплопроводность вулканита формула

Теплопроводность шлаковой ваты

Шлаковая вата образуется при распылении воздухом или паром расплавленных доменных шлаков. Образуются длинные тонкие нити. Теплопроводность шлаковой ваты при плотности 170-200 кг/м3, в зависимости от температуры, определяется по формуле:

Теплопроводность шлаковой ваты формула

Теплопроводность стекловаты (минеральной ваты)

Стекловата или стеклянная вата — вид теплоизоляционного материала, получивший большое распространение в строительстве, из-за такие ее свойств, как низкая теплопроводность и плотность, а также невысокая стоимость. Стекловата получается при расплавлении оксидов SiO2, CaO, Al2O3 с различными добавками. Минеральная вата изготовляется пародутьевым, воздуходутьевым, газодутьевым и центробежным способами. Используется кинетическая энергия пара, выходящего из сопла и встречающего на своем пути струю силикатного расплава.

Теплопроводность стекловаты различна и зависит от способа изготовления изделий. Для засыпки с плотностью 180-250 кг/м3 теплопроводность минеральной ваты в зависимости от температуры, определяется по формуле:

теплопроводность минеральной ваты в зависимости от температуры

Прессованные маты из минеральной ваты при плотности 200-280 кг/м3 имеют теплопроводность:

теплопроводность минеральной ваты в зависимости от температуры формула

Минеральная пробка

Минеральная пробка на битумной основе с плотностью 270-350 кг/м3 имеет теплопроводность в зависимости от температуры:

Формула теплопроводности минеральной пробки

Торфоплиты, или торфолеум

Торфоплиты, или торфолеум получают из торфяной массы влажностью 90-95%, которые отжимают на прессах, а затем сушат. Различные виды плит имеют влажность около 20% и плотность 170 кг/м3.

Теплопроводность торфяных плит, в зависимости от температуры, определяется по формуле:

Теплопроводность торфяных плит, в зависимости от температуры

Теплопроводность пенобетона

Пенобетон образуется при вспенивании смеси из цемента, воды и пенообразователей. К последним относятся, например, столярный клей, канифоль, поташ и др. Жидкую массу заливают или на изолируемую конструкцию, или в форму для изготовления теплоизоляционной конструкции. Масса затвердевает, и получается теплоизоляционный бетон со свойствами мелкопористой структуры.

Теплопроводность пенобетона в зависимости от плотности (при 20ºС):

  • для плотности 293-314 кг/м3 теплопроводность равна 0,069-0,101 Вт/(м·град);
  • для плотности 611-620 кг/м3 теплопроводность равна 0,14-0,158 Вт/(м·град).

Диатомовый кирпич

Диатомовый кирпич получается посредством обжига сырца из влажной смеси диатомитовой глины (50%) и опилок (50%) и имеет хорошие теплоизолирующие свойства. Плотность популярных видов такого кирпича около 500 кг/м3, а теплопроводность в зависимости от температуры определяется по формуле:

теплопроводность диатомового кирпича в зависимости от температуры

Асбозурит

Асбозурит — это порошок, состоящий из смеси диатомита (70%) и асбеста (30%). Плотность порошка асбозурита 400-450 кг/м3, мастичной конструкции 580-650 кг/м3. Теплопроводность конструкции, в зависимости от температуры, определяется по формуле:

Теплопроводность асбозурита - формула

Источник:
Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967. — 474 с.

Читайте также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подписаться, не комментируяВсе комментарии модерируются. Спам будет удален!