Фибролит, торфоплиты, камышит

Основы технологии, свойства и применение теплоизоляционных изделий на основе вспученных перлита и вермикулита.

Технология производства теплоизоляционных изделий на основе вспученных перлита и вермикулита аналогична. На их основе и различных связующих выпускают изделия двух видов:

безообжиговые – битумоперлит (битумовермикулит), цементоперлит (цементовермикулит), пластоперлит (пластовермикулит), стеклоперлит (стекловермикулит), гипсоперлит (гипсовермикулит);

обжиговые – керамоперлит (керамовермикулит), керамоперлитофосфат (керамовермикулитофосфат), перлитофосфат (вермикулитофосфат).

Для безообжиговых изделий в качестве связующих используют цемент, гипс, жидкое стекло, известь, битум, синтетические смолы.

Для обжиговых изделий применяют глиняное и фосфатное связующие, а также легкоплавкие связующие (жидкое стекло, буру, борную кислоту).

Изделия на основе битума получают путем смешивания вспученных перлита или вермикулита, расплавленного битума марок БН-IV и БН-V, либо их смесей. Соотношение между вспученными материалами и битумом по объему для получения объемной массы изделий в пределах 300…450 кг/м³ должно быть 10:1. После остывания изделие готово к применению. Их применяют для утепления и гидроизоляции кровель, промышленных холодильников, теплотрасс и др.

Пластоперлит (пластовермикулит) получают смешиванием вспученного песка и синтетических смол (инденкумароновых, мочевиноформальдегидных, фенолоформальдегидных). Изделие формуют методом уплотнения. Твердеют изделия в процессе тепловой обработки в сушильных камерах при температуре 140…150⁰С. Расход смол на 1м³ изделий составляет 40…70 кг. Изделия характеризуются высокой прочностью и сравнительно высокой водостойкостью. Применяют их в качестве утеплителя трехслойных панелей, для утепления кровли, в холодильниках.

Изделия на основе цемента изготавливают из смеси вспученного песка, портландцемента марки не ниже 400 и распушенного асбеста V…VI сортов. Ориентировочный расход материалов на 1м³ материала: 125…135 кг цемента и 35 кг асбеста.

Основные физико-механические свойства изделий на основе вспученных перлита и вермикулита приведены в табл.

Изделие	Температура применения, ^0С	Объемная масса, кг/м^3	Теплопроводность Вт/(м*^0С)	Прочность, Мпа при
Сжатии	изгибе
Битумоперлит	-50…60	250-450	0,07-0,10	-	0,15-0,20
Битумовермикулит	-50…60	250-310	0,08-0,85	-	0,20-0,25
Пластоперлит	До 200	120-300	0,05-0,08	0,6-0,4	0,15-0,30
Перлитоцемент	До 1200	250-350	0,07-0,08	-	0,20-0,30
Стеклопорлит	До 700	180-300	0,06-0,09	0,3-1,2	0,20-0,70
Селикаатоперлит	До 800	350-600	0,08-0,1	1,0-2,5	-
Керамоперлит	До 900	250-400	0,07-0,1	0,3-1,2	-
Керамовермикулит	До 900	300-400	0,07-0,09	0,5-1,0	0,20-0,50
Керамоперлитофосфат	До 1200	250-400	0,07-0,09	0,5-1,5	-

12.1 Фибролит: свойства, сырье, производство, применение.

12.2 Торфоплиты: свойства, сырье производство, применение.

12.3 Камышит: свойства, сырье, производство, применение.

Литература: Горлов Ю.П., с. 284…301; Рунова Р.Ф., с.245…249.

12.1. Фибролит: свойства, сырье, производство, применение.

Фирболит – это плитный материал из спрессованной древесной шерсти, склеенной затвердевшим минеральным вяжущим.

Фирболит характеризуется неоднородным крупнопористым строением с сообщающимися порами. Объемная масса (средняя плотность) – 300…500 кг/м³, пористость общая 77…87%. Предел прочности при изгибе 0,4…1,2 Мпа. Фибролит не водостоек и его необходимо защищать от увлажнения.

Теплопроводность сухого фибролита – 0,1…0,15 Вт/(м*⁰С).

При равновесной влажности – 6…8% фибролит имеет коэффициент теплопроводности 0,15…0,32 Вт/(м*⁰С).

Фибролит – хороший звукопоглощающий материал, благодаря развитой открытой пористой структуре. Коэффициент звукопоглощения при толщине плит 30мм составляет 0,4.

Фибролит не горит, но тлеет. В сухом состоянии фибролит биостоек, но при влажности более 35% он подвержен воздействию грызунов и грибков. Фибролит пилится, сверлится, в него можно вбивать гвозди.

Основными сырьевыми компонентами для получения фибролита является древесина в виде древесной шерсти, портландцемент не ниже марки 400. Шерсть – это стружка длинной 200…500мм, шириной 2…5мм, толщиной 0,3…0,5мм.

Древесина представляет собой сложный комплекс веществ органического происхождения: целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы, экстрактивных, а также простейших водорастворимых сахаров и минеральных солей. При попадании в щелочную среду твердеющего цементного камня гемицеллюлоза гидролизуется, переходя в простейшие водорастворимые сахара (сахарозу, фруктозу, глюкозу), являющиеся сильнейшими «цементными ядами». При этом процесс твердения цемента сильно замедляется и может вообще прекратится. Для устранения вредного воздействия «цементных ядов» производят специальную биохимическую, физическую и химическую обработку древесины. Поступающую на завод древесину выдерживают на открытом воздухе не менее 4…6 месяцев в летнее время. Под воздействием солнечных лучей и тепла происходит окисление экстрактивных веществ и перевод простейших водорастворимых сахаров и гемицеллюлозы в менее растворимые формы. После выдержки древесину распиливают на чураки и направляют к древошерстным станкам с возвратно - поступательным движением ножей. Состроганная параллельно волокнам шерсть подсушивают до влажности 20…22% и подвергают минерализации с целью еще более глубокой нейтрализации «цементных ядов». При этом древесную шерсть пропитывают 3…4%-ным водным раствором CaCl₂ или растворимым стеклом.

Подготовленная шерсть влажностью 140…160% смешивается с портландцементом в соотношении 1:2,3…2,7 в гравитационных смесителях, обеспечивающих перемешивание шерсти без уплотнения и навивания на вал.

Формирование изделий производят в металлических формах при давлении 0,06…0,4 Мпа.

Тепловую обработку фибролита производят в 2 этапа: сначала в формах, а потом без форм. Формы в пакетах поступают в камеру с относительной влажностью 60…70% и температурой 30…35⁰С, время обработки 8…24 часа. Затем плиты распалубливают, обрезают кромки и подают на сушку при температуре 60⁰С относительной влажности 60…70% в течение 1…2 суток.

В СНГ фибролит производится на 40 предприятиях в объеме около 3млн.м³/год (9% общего выпуска теплоизоляционных материалов), 80% фибролита выпускают с объемной массой 300 кг/м³. Эти плиты применяют для утепления ограждающих конструкций щитовых и каркасных деревянных домов, общественных и промышленных зданий.

Акустические фибролитовые плиты толщиной 30мм применяют как декоративно-акустический материал.

12.2. Торфоплиты: сырье, свойства, производство, применение.

Торфяные теплоизоляционные изделия выпускают в виде плит, скорлуп, сегментов. Преимущественное применение нашли плиты размером 1000´500´30мм. В СНГ работают 15 предприятий, выпускающих более 6 млн. м² изделий в год.

Торфоплиты характеризуются однородной волокнистой структурой мелкопористого строения с открытыми сообщающимися порами. Общая пористость равна 84…90%. Торфоплиты выпускают объемной массой 170…260 кг/м³ с прочностью при изгибе 0,3…0,5 Мпа, что обеспечивает удовлетворительные условия для транспортировки и монтажа.

Водопоглощение плит высокое – за 24 часа они поглощают: обычные плиты – 180…190% воды, а специальные водостойкие – до 50% воды.

Теплопроводность сухих торфоплит в зависимости от объемной массы и структуры составляет 0,05…0,075 Вт/(м*⁰С).

Торфоплиты горят, температура их воспламенения около 160⁰С, а самовоспламенения – около 300⁰С. В увлажненном состоянии они способны за счет микробиологических процессов самовозгораться при более низкой температуре.

Коэффициент звукопоглощения плит – 0,5.

Сырьем для изготовления торфоплит служит слаборазложившийся сфагновый торф верхового типа моховой группы.

Теплоизоляционные плиты из торфа получают в основном мокрым способом (существует также «сухой» способ), обеспечивающий более высокое качество. Производство состоит из следующих основных операций: подготовка сырья, приготовление торфяной гидромассы, формование, тепловая обработка плит и изготовление из них изоляционных пакетов.

Подготовка торфа заключается в усреднении его разностей, имеющих различный возраст, удалении древесины и других примесей, «Расчесывании» для увеличения удельной поверхности волокон торфа. «расчесывание» производят на так называемых волк-машинах, работающих по принципу зубчатой валковой дробилки, с валками, вращающимися с разной скоростью навстречу друг другу. Торф при «расчесывании» превращают в крошку, которая поступает в варочные чаны, где затворяется горячей водой с температурой 40…50⁰С. Концентрация гидромассы 5…6%. Высокое возатворение способствует еще большему расщеплению торфа на волокна. В чанах гидромасса прогревается и пропитывается химическими добавками, повышающими качество плит. В качестве добавок вводят гидрофобные добавки (4…5% на сухой торф), антисептики (2…2,5%) и антипирены (10…15%).

Формирование торфоплит осуществляется на гидравлических прессах карусельного типа. Прессование производят в формах с сетчатыми поддонами при давлении 0,2Мпа.

Отформованные изделия направляются на тепловую обработку – сушку с целью понижения влажности от 80…85% до 5…10%. При этом отдельные волокна торфа, сближаясь, склеиваются выделяющимися из торфа смолообразными продуктами. Сушат торфоплиты в туннельных сушилках при температуре теплоносителя 150…160⁰С, длительность сушки 24…32 часа.

После сушки плиты отправляют на склад, где они остывают и приобретают равновесную (до 12…15%) влажность. Здесь плиты обрезают по кромкам, сортируют и собирают в пакеты. Для этого 2…3 плиты склеивают расплавленным битумом с подпрессовкой на винтовом прессе.

Торфоплиты применяют как в промышленном, так и в гражданском строительстве, на транспорте, для изоляции холодильников. Доля торфоплит в общем объеме выпуска теплоизоляционных материалов составляет около 1%.

12.3 Камышит: сырье, свойства, производство, применение.

Камышит – плитный материал, изготовляемый путем прессования и скрепления в спрессованном состоянии стеблей камыша (тростника обыкновенного) стальной оцинкованной проволокой.

Производство камыша сосредоточено в районах, богатых зарослями камыша (Нижнее Поволжье, Казахстан и др. районы); в настоящее время выпуск камышита составляет более 25 млн. м² в год.

Камышит отличается неоднородным волокнистым строением с крупными и мелкими сообщающимися порами. Объемная масса камышитовых плит зависит от усилия прессования и составляет 175…250 кг/м³, предел прочности при изгибе 0,5Мпа, коэффициент теплопроводности 0,055…0,095 Вт/(м*⁰С). Влажность камышитовых плит не должна превышать 18%, иначе он поражается грибами. При открытом пламени камышит не горит, но тлеет. Размеры плит: длина 2400…2800, ширина 550…1500 и толщина 50…100мм.

Для изготовления камышитовых плит пригоден зрелый тростник и камыш урожая первого года жизни с толщиной стебля преимущественно 7…15мм, желтого цвета, без листьев, гнили и плесени. Тростник заготавливают осенью на незамерзших водоемах плавучими камышекосилками, а на замерзших – камышоуборочными машинами.

Для скрепления камыша в плитах используют стальную оцинкованную проволоку диаметром 1,6…2мм.

Ориентировочный расход материалов на изготовление 1м² плиты толщиной 100мм составляет 17,5…25кг камыша и 0,4…0,7кг проволоки, включая изготовление скоб.

Камышитовые плиты могут быть с поперечным либо продольным расположением стеблей. Плиты с поперечным расположением стеблей изготавливают на горизонтальных прессах, а плиты с продольным расположением стеблей – на вертикальной передвижной установке. Плиты с продольным расположением стеблей более экономичны. Их изготовляют следующим образом. Камыш ленточным транспортером подается под маятниковую пилу и обрезается на определенную длину. Нарезанные стебли поступают в устройство предварительной подпрессовки, а затем в вертикальную камеру для прессования, прошивки проволокой и обпиливания боковых сторон. Непрерывную камышитовую плиту, выходящую из под пресса, разрезают на плиты заданной длины.

Камышитовые плиты применяют в малоэтажном жилищном и сельскохозяйственном строительстве для тепло- и звукоизоляции при устройстве стен, перегородок перекрытий и покрытий. Для предохранения от гниения плиты пропитываются 5% -ным раствором железного купороса. Для уменьшения воздухопроницаемости камышитовых стен их поверхность оштукатуривают.

Дата добавления: 2014-01-20