Отношение теплоизоляционных материалов к действию высоких температур
Группа показателей, характеризующих поведение теплоизоляционных материалов при воздействии на них высоких температур, позволяет оценить эффективность применения их в тех или иных условиях службы.
Термическая стойкость – способность материала выдерживать резкое многократное нагревание и охлаждение. Количественно измеряется числом циклов и характеризует продолжительность службы материалов в периодически действующих тепловых агрегатах. Этот важный показатель у теплоизоляционных материалов зависит главным образом от их пористой структуры. В связи с тем, что теплопроводность их значительно меньше, чем плотных материалов, то разница температур на горячей и холодной сторонах равновеликих изделий будет значительно больше. Следовательно, и величина температурных напряжений, определяемая расширением материала при нагревании и уменьшением объема при охлаждении, будет намного выше. Если же учесть, что высокопористое строение теплоизоляционных материалов предопределяет невысокую прочность, то становится ясным, что у большинства теплоизоляционных материалов термическая стойкость невысока.
Наиболее высокой термической стойкостью обладают материалы, в которых элементы твердой фазы, составляющие пористый каркас, имеют возможность свободно деформироваться при нагревании и охлаждении. Это, прежде всего материалы на основе огнеупорных волокон.
Огнеупорность – свойство материала противостоять, не деформируясь и не расплавляясь, длительному воздействию высоких температур. Огнеупорность зависит только от вещественного состава материала, т.е. от огнеупорности материалов, составляющих этот материал, и их соотношения в нем. Огнеупорность является важным признаком для определения предельной температуры применения теплоизоляционных материалов. Благодаря своим свойствам, огнеупорные материалы широко применяются на предприятиях металлургии, химической промышленности, машиностроения, в промышленности строительных материалов, энергетики.
Температура начала деформации под нагрузкой – показатель, определяющий предельную температуру применения материала. Она соответствует температуре 4%-ной деформации материала под удельной нагрузкой, которая для теплоизоляционных материалов принимается, как правило, в соответствии с их средней плотностью. Температура начала деформации под нагрузкой всегда ниже огнеупорности и с повышением пористости снижается.
Горючесть – способность материала выдерживать без разрушения действие высоких температур и открытого пламени. Горючесть характеризуется степенью возгораемости строительных материалов. По степени возгораемости все строительные материалы, в том числе и теплоизоляционные, делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.
К несгораемым материалам относят все неорганические теплоизоляционные материалы. Материалы из органического сырья относят к группе сгораемых. Негорючесть материалов повышают введением в их состав минеральных компонентов, пропиткой антипиренами, покрытием огнезащитными составами. Модифицированные таким образом материалы и изделия относят к группе трудносгораемых материалов.
15.Отношение теплоизоляционных материалов к действию воды.
Наличие воды в теплоизоляционных материалах всегда ухудшает их функциональные и строительно-эксплуатационные свойства. У влажных материалов резко повышаются теплопроводность и теплоемкость, у большинства из них снижаются физико-механические показатели. Поэтому снижение влажности является важным фактором улучшения свойств теплоизоляции. Отношение теплоизоляционных материалов к действию воды оценивается несколькими показателями.
Влажность характеризуется отношением массы (объема) влаги, содержащейся в объеме материала, к его массе в сухом состоянии (влажность по массе) или к его объему (объемная влажность).
Показатель влажности по массе существенно зависит от средней плотности материала, с ее уменьшением показатель влажности по массе растет и для теплоизоляционных материалов может достигать значений намного больше 100%.
Свойства материала поглощать (сорбировать) влагу из окружающего воздуха называют гигроскопичностью, а достигаемое при этом увлажнение – сорбционной или равновесной влажностью.
Гигроскопичность зависит от природы материалов, характера пористой структуры, величины поверхности пор, а также от относительной влажности воздуха. При прочих равных условиях гигроскопичность выше у тех теплоизоляционных материалов, в структуре которых больше мелких капилляров, так как в них выше капиллярная конденсация паров воды. Снижение гигроскопичности теплоизоляционных материалов достигают путем их объемной гидрофобизации, уменьшения содержания микропор, защиты поверхности изделий обкладочными материалами или затирочными растворами.
Свойство материалов увлажняться при соприкосновении одной из поверхностей с водой называется капиллярным подсосом (насыщением). Величина капиллярного подсоса главным образом зависит от пористой структуры материала и смачиваемости его водой. Чем больше капиллярных пор, тем выше при прочих равных условиях этот показатель. Крупные поры в процессе капиллярного подсоса не участвуют.
Способность материала впитывать и удерживать воду характеризует его водопоглощение. Водопоглощение имеет место при погружении материала в воду. По объему оно всегда меньше объема пористости теплоизоляционных материалов, а по массе – часто превышает 100%.
Коэффициент размягчения характеризует влияние влаги на строительные свойства материалов и, прежде всего, на их прочность. Однако этот показатель непригоден для многих теплоизоляционных материалов, так как насыщение водой приводит к необратимым изменениям их структуры. Например, минераловатные изделия при этом уплотняются и резко снижают теплоизоляционные свойства, древесно-волокнистые плиты набухают и теряют форму. Поэтому их отношение к действию воды оценивается комплексно.
Морозостойкость характеризует способность материалов в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. Этот показатель оценивается числом циклов, которое для различных теплоизоляционных материалов устанавливается соответствующими нормативными документами.
