ГОТОВЫЕ ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ, КУРСОВЫЕ РАБОТЫ, ДИССЕРТАЦИИ И РЕФЕРАТЫ
Cтруктура и свойства теплоизоляционных материалов | |
Автор | Леонид |
Вуз (город) | УрГЭУ |
Количество страниц | 29 |
Год сдачи | 2009 |
Стоимость (руб.) | 500 |
Содержание | ВВЕДЕНИЕ
Сделать дом теплым поможет тщательно продуманная теплоизоляция. Применение современных теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет значительно повысить теплозащиту жилых домов и производственных зданий, сделать их более энергоэффективными и пожаробезопасными. При помощи теплоизоляционных материалов можно существенно снизить эксплуатационные расходы на отопление зданий и сооружений, предотвратить разрушение строительных конструкций под действием конденсата и прочих неблагоприятных явлений. Научно доказано, что глобальное применение теплоизоляционных материалов в мире позволяет существенно уменьшить углекислый газ в атмосфере, следовательно, сократить вероятность возникновения парникового эффекта (подробнее далее). Исследования показывают, что, например, в европейских странах можно было бы уменьшить выбросы СО(2) на 50%, если бы во всех отапливаемых зданиях соблюдались требования по теплоизоляции. По мере сокращения выбросов СО(2) одновременно резко уменьшается выделение в атмосферу SO(2) и NO(2), что снижает объем кислотных дождей. На примере Германии: ежегодно в атмосферу при сжигании энергоносителей для отопления домов уходит 0,5 млрд. тонн СО(2). Различные исследования были проведены EURIMA (Европейской Ассоциацией производителей изоляционных материалов) в разных уголках Европы. Они убедительно показали, что загрязнения окружающей среды большой мере можно избежать, развивая технологию изоляционных процессов. В Европе общее количество выбросов СО(2) составляет 3000 млн тонн в год. С применением теплоизоляции количество выбросов уменьшается на 10 %, что составляет 300 млн тонн в год. Одновременно сокращаются выбросы двуокиси серы СО(2), нитратов NОx и других компонентов, что значительно уменьшает количество кислотных осадков. Исследования, проведенные в Англии, показали, что если в расчете на кв.м строительной площади использовать 50 мм изоляционных материалов, то через 50 лет содержание СО(2) в атмосфере сократится на 1 тонну. Выгода оказывается значительной, если принимать во внимание весь объем жилой площади и те преимущества, которые влечет за собой повышенная комфортность жилых и производственных помещений. Целью данной работы является изучить структуру и свойства тепло-изоляционных материалов, а также выявить сферу их применения. Для достижения поставленной цели были выделены следующие зада-чи: 1. Изучить научную, научно-методическую и специальную литературу по интересующей тематике. 2. Рассмотреть структуру и свойства теплоизоляционных материалов. 3. Выявить сферу применения теплоизоляционных материалов в строительстве. |
Список литературы | ЛИТЕРАТУРА
1. Википедия – свободная энциклопедия. Геолог. 2. Мироненко А. «Наутилусы и аммониты в московском метро». // Наука и жизнь. №5. 2004. 3. Прокопович Л. Мрамор или известняк. //Наука и жизнь. №8. 2004. 4. Протасов Ю.И. Разрушение горных пород. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002 – 453 с. 5. Чирков А.С. Добыча и переработка строительных горных пород. Учебник для вузов - 2 изд. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005 – 623 с. |
Выдержка из работы | 1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
У каждого камня есть свои особенности, которые объясняются его физическими свойствами. Камень относится к числу горных пород. Горными породами называют природные образования, состоящие из отдельных минералов и их ассоциаций. Изучением состава, происхождения и физических свойств горных пород занимается наука петрография. Согласно ее данным, по своему происхождению все породы делятся на три основные группы (см. Приложение): 1. Изверженные (первичные) 2. Осадочные (вторичные) 3. Метаморфические (видоизмененные). Изверженные породы образовались непосредственно из магмы (рас-плавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы. Глубинные возникли в результате постепенного остывания магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: граниты, сиениты, лабрадориты и габбро. Излившиеся породы образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности при низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрыто или мелкокристаллическую структуру и большую пористость: порфиры, базальты, вулканические туфы, пеплы и пемзы. Осадочные горные породы называют вторичными, поскольку они образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Один из способов формирования этих горных пород – химические осадки, образующиеся в процессе высыхания озер и заливов. В результате в осадок выпадают различные соединения, которые со временем превращаются в травертин, доломит. Общая особенность этих пород – пористость, трещиноватость, растворяемость в воде. К обломочным осадочным породам относятся сцементированные от-ложения (песчаники, брекчии, конгломераты) и рыхлые (пески, глины, гра-вий и щебень). Сцементированные отложения образовались из рыхлых. Например, песчаник – из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия – из сцементированного щебня, а конгломерат – из гальки. Еще известны породы органического происхождения – известняки и мел. Они образуются в результата жизнедеятельности животных организмов и растений. Метаморфические породы образовались путем превращения извер-женных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов. Среди метаморфических пород различают массивные (зернистые), к которым относятся мрамор и кварциты, а также сланцеватые – гнейсы и сланцы. 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИА-ЛОВ Теплоизоляционные материалы обладают рядом свойств, знание которых необходимо для правильного выбора теплоизоляции в конструкции и проведения теплотехнических расчетов. Точность последних в значительной степени зависит от правильного выбора значений показателей, приведенных далее: 1. Средняя плотность – величина, равная отношению массы вещества ко всему занимаемому им объему. Средняя плотность измеряется в кг/м3. Следует отметить, что средняя плотность теплоизоляционных материалов достаточна низка по сравнению с большинством строительных материалов. Плотность применяемых в настоящее время в строительстве теплоизоляционных материалов лежит в пределах от 17 до 400 кг/м3, в зависимости от их назначения. Известно, что чем меньше средняя плотность сухого материала, тем лучше его теплоизоляционные свойства при температурных условиях, в которых находятся ограждающие конструкции зданий. Чем меньше средняя плотность материала, тем больше его пористость. От характера пористости зависят основные свойства материалов, определяющие их пригодность для применения в строительных конструкциях: - теплопроводность; - сорбционная влажность; - водопоглощение; - морозостойкость; - прочность. Наилучшими теплоизоляционными свойствами обладают материалы с равномерно расположенными мелкими замкнутыми порами. 2. Теплопроводность – передача тепла внутри материала вследствие взаимодействия его структурных единиц (молекул, атомов, ионов и т.д.), и при соприкосновении твердых тел. Количество теплоты, которое передается за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице, называется теплопроводностью (коэффициентом теплопроводности). Теплопроводность измеряют в Вт/(м*К). На величину теплопроводности пористых материалов, каковыми являются теплоизоляционные материалы, оказывают влияние плотность материала, вид, размеры и расположение пор, химический состав и молекулярная структура твердых составных частей, коэффициент излучения поверхностей, ограничивающей поры, вид и давление газа, заполняющего поры. Однако преобладающее влияние на величину теплопроводности имеют температура и влажность материала. Теплопроводность материалов возрастает с повышением температуры, однако, гораздо большее влияние в условиях эксплуатации оказывает влажность. 3. Влажность – содержание влаги в материале. С повышением влажности теплоизоляционных (и строительных) материалов резко повышается их теплопроводность. Очень важной характеристикой теплоизоляционного материала, от которой зависит теплопроводность, является и сорбционная влажность, представляющая собой равновесную гигроскопическую влажность материала, при различной температуре и относительной влажности воздуха. 4. Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать в порах влагу при непосредственном соприкосновении с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое поглощает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе сухого материала. Следует обратить внимание, что водопоглощение теплоизоляционных материалов отечественных и иностранных производителей определяется по разным методикам. При выборе материала для конструкции рекомендуется обращать внимание на показатели, приведенные в ТУ, ГОСТ или рекламных проспектах (для материалов иностранного производства), и сравнивать их с требуемыми в зависимости от условий эксплуатации типов А и Б приложения 3 СНиПа II-3-79 «Строительная теплотехника». Как правило, теплопроводность теплоизоляционных материалов в условиях А и Б процентов на 15-25 выше, чем указано в стандартах для сухих материалов при температуре 25°С. Значительно снизить водопоглощение минераловатных и стекловолокнистых теплоизоляционных материалов позволяет их гидрофобизация, например, путем введения кремнийорганических добавок. Продукция иностранных производителей, поставляемая на наш рынок, является гидрофобизированной, а отечественная, за небольшим исключением, является негидрофобизированной. 5. Морозостойкость – способность материала в насыщенном состоя-нии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно зависит долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости не приводятся в ГОСТ или ТУ. К механическим свойствам теплоизоляционных материалов относят прочность (на сжатие, изгиб, растяжение, устойчивость к образованию тре-щин). 6. Прочность – способность материалов сопротивляться разрушению под действием внешних сил, вызывающих деформации и внутренние напряжения в материале. Прочность теплоизоляционных материалов зависит от структуры, прочности его твердой составляющей (остова) и пористости. Жесткий материал с мелкими порами более прочен, чем материал с крупными неравномерными порами. В соответствии со СНиП II-26-99 «Кровли» прочность на сжатие для теплоизоляционных материалов, применяемых в качестве основания под рулонные и мастичные кровли, является нормируемым показателем. Прочность теплоизоляционных материалов, которые могут применяться для утепления скатных крыш, не нормируется, поскольку теплоизоляция укладывается в обрешетку и не несет нагрузки. На долговечность конструкции покрытия влияют также химическая стойкость теплоизоляционного материала (это, как правило, следует учитывать при выборе материалов для утепления покрытий производственных зданий) и его биологическая стойкость. Теплоизоляционный материал для применения в покрытиях выбирается с учетом его горючести, способности к дымообразованию и возможности выделения токсичных газов при горении. Выбор теплоизоляционного материала в зависимости от типа кровельного покрытия определяется с учетом требований СНиП на кровли, пожарную безопасность и т.д. Разобраться в том, какие материалы отечественного производства применять для тех или иных целей неспециалисту очень сложно. К сожалению, рынок отечественных теплоизоляционных материалов не слишком разнообразен. В отличие от инофирм, выпускающих для каждого вида работ строго определенные типы и марки материалов, российский производитель довольствуется очень скромным ассортиментом, пытаясь использовать его на все случаи жизни. Материалы, применяемые в качестве основания под рулонные и мас-тичные кровли. Из теплоизоляционных материалов, которые могут применяться в качестве основания под рулонную или мастичную кровлю по прочностным показателям, можно указать: минераловатные плиты повышенной жесткости и жесткие, стекловолокнистые маты (при их применении необходимо устройство цементной стяжки во избежание их возгорания), пенополистирольные плиты, вспененное стекло, пенобетон (правда, его теплопроводность уступает другим теплоизоляционным материалам). |