Торфоплиты

Введение

Теплоизоляционные и акустические материалы и изделия являются материалами функционального назначения. Первые из них предназначены для  тепловой изоляции, вторые — для создания акустического комфорта в зданиях. Объединение этих двух групп материалов в одной главе обусловлено тем, что они имеют много общего, начиная с сырья и технологии их получения и кончая структурой и свойствами, например высокой пористостью и малой плотностью.

Теплоизоляционные и акустические материалы позволяют не только улучшить эксплуатационные условия в зданиях, но и сэкономить значительное количество материалов (кирпича, цемента, древесины, металла), резко снизить массу  конструкций и общие затраты  на сооружение зданий, а также повысить степень индустриализации строительных работ.

Наряду с некоторой  общностью между теплоизоляционными и акустическими материалами  есть и существенное различие. Это  касается прежде всего характера структуры и вытекающих отсюда специфических свойств, обусловливающих их функциональное применение. Поэтому методически удобнее излагать эти материалы раздельно, начав изучение с классификации материалов и изделий, а затем вопросов структуры и общих свойств. И только после этого следует ознакомить учащихся с видами    различных    теплоизоляционных    и акустических материалов и областями и особенностями их применения в строительстве. Причем последнее целесообразно вынести для изучения на лабораторно-практические занятия по данной главе и производственные экскурсии на строительные объекты.

Приступая к изложению  теплоизоляционных материалов, необходимо напомнить учащимся о том, что  из всех веществ, распространенных в  природе, наименее теплопроводным является воздух, особенно если он неподвижен. Следует  помнить, что вещества, имеющие относительно простой химический состав, более  теплопроводны, чем вещества сложного состава, а при близком химическом составе меньшей теплопроводностью  обладают вещества смешанного или аморфного, а не кристаллического строения. Это  даст возможность учащимся понять, почему эффективные теплоизоляционные  материалы стремятся изготовить высокопористыми, преимущественно  с мелкими и замкнутыми порами, а межпоровые стенки — «каркас» — из материалов, уже имеющих аморфное строение или получаемое в процессе технологической переработки сырья.

Поняв принципы технологических  приемов для получения пористой структуры теплоизоляционных материалов, учащиеся должны перейти к изучению основных свойств (теплопроводности, температуростойкости, прочности и др.). Особое внимание необходимо обратить на связь свойств с составом и строением теплоизоляционных материалов, особенно с пористостью, взаимозависимость свойств, а также влияние на свойства состояния материала в эксплуатационных условиях (влажности, температуры, агрессивной среды и др.) и меры защиты от их вредного влияния на свойства материала.

Переходя к рассмотрению видов теплоизоляционных материалов, следует подчеркнуть техническую  и экономическую целесообразность их использования в виде изделий. Изучение теплоизоляционных материалов рекомендуется проводить, сгруппировав их по виду исходного сырья (органические и неорганические материалы и  изделия) или по назначению (материалы  и изделия для изоляции строительных конструкций и для изоляции горячих  поверхностей). При изучении конкретных видов теплоизоляционных материалов и изделий полезно сопоставить  разные материалы по их основным свойствам: плотности, теплопроводности, рабочему пределу температуры,   прочности,    долговечности.    Конкретный объем  видов теплоизоляционных материалов и изделий и степень подробности  их изучения зависят от вида учебного заведения (техникум, ПТУ) и профиля  будущей специальности учащихся. Однако в любом случае учащийся доджен получить основные понятия о номенклатуре теплоизоляционных материалов, их внешнем виде и строении, основных свойствах, областях и особенностях применения в строительстве.

Перед изучением акустических материалов и изделий рекомендуется  напомнить учащимся основные понятия  о звуковых волнах и шумах, подчеркнув их вредное воздействие на здоровье человека и необходимость защиты от них различными методами, в том  числе путем применения в конструкциях зданий акустических материалов и изделий. Далее следует дать определение  акустических материалов, разделив их по основному назначению на звукопоглощающие и звукоизоляционные, отметив также, что эти материалы часто выполняют  и отделочную функцию — декоративно-акустическую.

Характеризуя строение акустических материалов, необходимо подчеркнуть, что  они, как и теплоизоляционные, имеют  высокую пористость, создаваемую  как в самом материале, так  и путем изготовления многослойных конструкций с воздушными прослойками, и объяснить почему.

При изложении звукоизоляционных  материалов необходимо разъяснить целесообразность перфорации изделий, придания их поверхности  трещиноватой или рельефной фактуры  и монтажа их в конструкции  с воздушным зазором — «на относе».

При изложении звукоизоляционных  материалов особое внимание необходимо уделить основным характеристикам  вибро- и звукоизолирующих свойств этих материалов (динамическому модулю упругости, динамической жесткости) и связать их со строением материала и условиями его работы под нагрузкой.

При изучении основных видов  акустических материалов и изделий  следует иметь в виду их общность в сырье, технологии изготовления с  теплоизоляционными материалами, отмечая  лишь их специфику, отличающую акустические материалы от теплоизоляционных. Основное внимание при этом следует уделить особенностям применения акустических материалов в различных эксплуатационных условиях, закрепляя эти знания на конкретных примерах в процессе лабораторно-практических занятий и непосредственно на строительных объектах. Завершить изучение главы следует семинарским занятием.

Теплоизоляционные материалы  предназначены для защиты от проникновения  тепла или холода. Это обычно очень  пористые материалы, имеющие плотность 600 кг/м3 и низкую теплопроводность — не более 0,18 Вт/(м°С).

Применением теплоизоляционных  материалов в строительстве можно  резко сократить потери теплоты  в окружающую среду через ограждающие  конструкции и тем самым уменьшить  расход топлива, так как каждая тонна  рационально использованного теплоизоляционного материала способна сохранить 30...200 т условного топлива в год. Поэтому экономическая эффективность  тепловой изоляции весьма велика: обычно затраты на ее устройство окупаются  стоимостью сбереженного тепла в  течение 1 - 1,5 лет работы изолированного трубопровода или оборудования. Еще  меньше срок окупаемости затрат на изоляцию трубопроводов и поверхностей холодильных установок [15].

Основной задачей в  производстве теплоизоляционных материалов наряду с увеличением выпуска  теплоизоляционных материалов и  улучшением их качества является повышение  индустриализации теплоизоляционных  работ и увеличение удельного  веса производства изоляции в виде изделий и конструкций.

Теплоизоляционные материалы широко применяются в современном

строительстве для повышения теплоизоляционных свойств зданий или тепловых агрегатов, a также для изоляции рефрижераторов, холодильных камер и др. от более теплой внешней среды. Применение теплоизоляционных материалов при проектировании зданий позволяет значительно экономить основные строительные материалы, а в эксплуатационный период обеспечивает сохранение тепла в помещениях или холода в холодильных камерах. Теплопроводность материала обусловлена в основном его плотностью: с ее повышением растет теплопроводность. Чем выше пористость, тем меньше теплопроводность, так как воздух, заполняющий      поры,    имеет  коэффициент     теплопроводности 0,023 Вт/(м·К), который значительно меньше, чем у любого строительного материала.

Теплоизоляционные материалы  играют огромную роль в современном  строительстве, так как позволяют  не только сохранять тепло внутри жилых помещений, но и продлевают срок эксплуатации механизмов, защищая  поверхности стен от коррозии и разрушения, одновременно снижают уровень шума и других акустических эффектов внутри зданий и транспортных средств.

Начало широкого заводского производства акустических (особенно звукопоглощающих) материалов в СССР связано с развитием производства теплоизоляционных материалов и относится к 50-м годам. Широкое применение звукопоглощающих и звукоизоляционных материалов в жилых, производственных и общественных зданиях, в зданиях и сооружениях культурно-массового назначения повысило возросшую культуру строительства в нашей стране, призванную обеспечивать повышенную комфортабельность для жизни, труда и отдыха советских людей.

Особенно бурное развитие производств и применение акустических материалов в строительной практике получили в последние 20 лет. При этом особое внимание уделялось и уделяется созданию наиболее эффективных материалов, сочетающих в себе акустические и декоративные свойства и получивших поэтому название декоративно-акустических материалов. К таким материалам относят жесткие минераловатные изделия в виде плит для навесных потолков с декорированной поверхностью, газобетонные, пеногипсовые, комбинированные плитные изделия с фасонной или плоской поверхностью, перфорированные цветные листы и др.

Советские ученые внесли большой  вклад в теорию и практику развития производства теплоизоляционных и  акустических материалов и изделий. Используя основополагающие материалы, изложенные в трудах Б. Г. Скрамтаева, П. П. Будинкова, Ю. И. Бутта, А. В. Вол женского, П. И. Боженова, Н. А. Попова, А. И. Августи – иика, В. В. ‘Гнмашева, И. И. Китайгородского, наиболее существенный вклад в развитие производства теплоизоляционных и акусти – ческнх материалов в СССР внесли К. Э. Горяйиов, А. П. Меркни, В. А. Китайцев, А. И. Жилин, А. Ю. Каминскас, В. И. Соломатов, М. И. Хигерович, А. В. Жуков, А. Т. Баранов, Ю. Л. Бобров, В. Н. Соков, Б. М. Румянцев, Г. Я. Кунос, Р. А. Андрианов и многие другие. Ими сформулированы научные концепции, вскрыты закономерности получения высокопористых материалов с высоко организованной пористой структурой, обеспечивающей высокие функциональные свойства материалов, получаемых из различного вида сырья; разработаны эффективные способы порообразования, которые реализованы в производстве и продолжают совершенствоваться [14].

Целью  данного курсового проекта является разработать цех по производству торфоплит мокрым способом.

Задачи:

1. Описать теплоизоляционные и акустические материалы.
2. Произвести основные характеристики материала, указать область применения.
3. Разработать технологическую часть данного курсового проекта.
4. Разработать мероприятия по  охране  окружающей  среды.

1 Номенклатура  продукции

Торфоплиты изготовляют путем прессования торфяных волокон и последующей их термической обработки. Торфоплиты выпускают длиной 1000, шириной 500 и толщиной 30 мм. Они характеризуются следующими свойствами: плотность 150—250 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,058—0,017 Вт/(м*К), предел прочности на изгиб не менее 0,3 кН/см². Торфоплиты не горят, но долго тлеют. Сухие торфоплиты не заражаются дымовым грибком и не гниют при влажности менее 35%. Поэтому необходимо применять сухие плиты, а также предохранять их от сырости и загнивания при помощи штукатурки или пропитки антисептирующими составами. Торфоплиты применяют для теплоизоляции стен и перекрытий промышленных и гражданских зданий, холодильников и трубопроводов при температуре до 100°. К изолируемым конструкциям (изделиям) их приклеивают битумными или дегтевыми мастиками или прибивают гвоздями с проволочной сеткой.

Торфоплиты вырабатывают из неперегнившего мха — сфагнума. Мох прессуют и подвергают тепловой обработке, при которой отдельные  волокна склеиваются органическими  веществами, выделяющимися при повышенной температуре. Торфоплиты имеют длину 100 см, ширину 60 см при толщине их 3 или 5 см. Плиты выпускают нескольких марок: водоустойчивые трудносгораемые; водоустойчивые; трудносгораемые и обыкновенные.

Теплоизоляционные плиты  из торфа (торфоплиты) изготовляют из малоразложившегося верхового торфа. Запасы такого торфа в СССР очень велики и позволяют ежегодно выпускать более 50. млн. ж3 торфоплит. Действующий ГОСТ 4861-65 «Плиты торфяные теплоизоляционные» предусматривает выпуск торфоплит обыкновенных и специальных - биостойких, водостойких, трудносгораемых или плит с сочетанием указанных свойств[15].

Торфоплиты выпускаются  четырех видов: а) водоустойчивые, трудносгораемые марки ВТ; б) водоустойчивые марки В; в) трудносгораемые марки Т и г) обыкновенные - не маркируемые. Пропитанные плиты имеют несколько более высокие значения объемного веса, а следовательно, и коэффициента теплопроводности. Торфоплиты имеют много недостатков. Они обладают все же значительным водопоглощением, склонны к гниению и образованию плесеней, горючи, причем способны тлеть без доступа воздуха ( непропитанные плиты), так как содержат кислород в достаточном для горения количестве. В связи с этим торфоплиты находят применение главным образом в строительстве малых установок.

Технология торфяных теплоизоляционных  плит имеет разновидности. Плиты  можно производить двумя способами: мокрым при исходной влажности торфа  и сухим, когда торф предварительно подсушивают до влажности 40… 50%. В  настоящее время преимущественное распространение получил мокрый способ, обеспечивающий лучшее качество изделий. Мокрый способ получения торфоплит заключается в смешивании измельченного торфа с большим количеством воды и последующем удалении ее при прессовании и сушке изделий. Вода гидромассы придает пластичность волокнам торфа, способствует образованию равноплотного волокнистого каркаса и лучшей свойлачиваемости. Она также способствует водному гидролизу углеводов торфа при нагревании. Образующиеся водорастворимые продукты гидролиза повышают связность волокон торфа и тем самым прочность плит. Торфоплиты имеют много недостатков. Они обладают существенным водопоглощением ( до 180 %), склонны к гниению и образованию плесеней, горючи, причем способны тлеть без доступа воздуха ( непропитанные плиты), так как содержат кислород в количестве, достаточном для горения. В связи с этим торфоплиты находят теперь ограниченное применение.