Производство теплоизоляционных плит из пенополистирола

 

Производство теплоизоляционных плит из пенополистирола

Пояснительная записка к  курсовой работе по дисциплине

«Строительные материалы  и изделия»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2012

РЕФЕРАТ

Данная курсовая работа состоит  из пояснительной записки, основанной на 5 литературных и 3 информационных источниках и содержащей 25 листов печатного текста, и графической части, состоящей из 1 листа формата А-2 (технологическая схема производства пенополистирольных плит).

Ключевые слова: ПЕНОПОЛИСТИРОЛ, ИЗОПЕНТАН, ЭМУЛЬСИОННЫЙ, БЕССПРЕСОВЫЙ МЕТОД, ГАЗООБРАЗОВАТЕЛЬ, ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ, ПЛАСТМАССЫ, ПЕНОПЛАСТЫ.

Целью данной курсовой работы было рассмотреть и изучить производство теплоизоляционных плит из пенополистирола. В работе рассмотрена схема производства пенополистирольных плит бесспресовым методом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

НОМЕНКЛАТУРА  И ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ 6

СЫРЬЕВЫЕ  МАТЕРИАЛЫ 15

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ 17

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ  ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА 20

ИСПОЛЬЗУЕМОЕ  ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ 22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 29

 

ВВЕДЕНИЕ

В этой курсовой работе рассмотрен вид  теплоизоляционного материала –  пенопласт, в частности,  один из его разновидностей – пенополистирольный.

Теплоизоляционные пластмассы называют газонаполненными материалами, т. е. материалами, большую часть объема которых  занимает воздух. Различают ячеистые пластмассы, в которых мелкие поры расположены беспорядочно, и сотопласты, в которых воздушные полости  имеют правильную геометрическую форму.

Пенопласты представляют собой  легкие материалы ячеистой структуры. Для них характерна физическая неоднородность строения, обусловленная чередованием плотного полимерного вещества, из которого построены стенки ячеек, и  газообразных продуктов, заполняющих  эти ячейки

В зависимости от вида полимера пенопласты подразделяют на термопластичные, получаемые на основе полимеров с линейными  и разветвленными молекулами (пенополистирол, пенополивинилхлорид, пенополипропилен и др.); термоактивные, получаемые на основе полимеров с пространственной структурой молекул.

По способу получения газонаполненные  пластмассы подразделяют на две большие  группы: прессовые, изготовляемые в  условиях давления извне, и бесспресовые, получаемые без воздействия внешнего давления. В свою очередь, пенопласты по технологическим признакам можно  подразделить на следующие группы: а) заливочные пенопласты, получаемые вспениванием жидких исходных композиций газами, выделяющимися из массы; б) пенопласты, получаемые путем омоноличивания (спекания) предварительно вспененного гранулированного полимера (например, пенополистирол);  г) пенопласты, образующиеся при вспенивании  твердых смоляных композиций с помощью  газообразователей (например, пенопласты на основе твердых новолачных фенолоформальдегидных  смол).

По функциональному назначению пенопласты делятся на теплоизоляционные, используемые в виде плит и скорлуп  в холодильной технике, для изоляции химической аппаратуры, изотермических вагонов, в кровельных и стеновых конструкциях зданий; конструкционно-теплоизоляционные, используемые в виде ограждающих конструкций, в том числе слоистых конструкциях, в качестве монтажной теплоизоляции трубопроводов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НОМЕНКЛАТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗДЕЛИЯ

Пенополистирол (пенопласт) - изоляционный материал белого цвета на 98% состоящий из воздуха, заключенного в миллиарды микроскопических тонкостенных клеток из вспененного полистирола.

 Изделия из пенополистирола  биологически безопасны и используются  для упаковки продуктов питания.

  Пенополистирол устойчив  к воздействию влаги, применяется  даже для изготовления поплавков,  устойчив к старению, не подвержен  воздействию микроорганизмов.

  Как наиболее эффективные,  изоляционные материалы из пенополистирола  вот уже 30 лет применяются для  теплоизоляции кровли, стен, потолков  и полов в жилых и административных  зданиях.

 Легкость обработки  при помощи ручной пилы или  ножа, низкий объемный вес, возможность  склеивания с различными строительными  материалами, простота механического  крепления - несомненные достоинства  пенополистирола.

Применение  полистирола позволяет:

    1.   Сократить  расходы на материалы - ни один  из подобных изоляционных материалов  не имеет такой приемлемой  стоимости. Например, при сравнительно  равных ценах за куб.м. минеральной  ваты требуется в 1,5 раза больше, чем пенополистирола.

    2.   Сократить  расходы на монтаж - работа с  пенополистиролом не представляет  трудностей, плиты легки, приятны  на ощупь и не загрязняют  окружающую среду.

    3.    Сократить  расходы на отопление - деньги, потраченные на теплоизоляцию  (в среднем от 0,5 до 3% от стоимости  нового здания) окупаются за очень  короткий срок.

Для строительных целей полистирольные пенопласты получают беспрессовыми  способами, выпуская изделия марок  ПСБ и ПСБС (пенополистирол беспрессовый и пенополистирол беспрессовый самозатухающий).

Средняя плотность пенополистирольных изделий колеблется в пределах 16…40 кг/м³ и отражается в марках цифровыми значениями, например ПСБ-20, ПСБС-30 и т. д.

Плиты марки ПСБС не должны поддерживать самостоятельного горения  после удаления источника огня в  течение более 5 с.

Температура применения плит ПСБ и ПСБС определяется изменением свойств пенопласта и не должна превышать 60ºС, так как при повышении  температуры даже до этого предела  их механические характеристики снижаются  на 30…40ºС, а при температурах 80ºС и выше возникают усадочные деформации.

Пенополистирольные пенопласты применяют в виде термовкладышей в стеновых панелях, кровельных покрытиях. Их можно использовать для заполнения пустот в железобетонных и других видах конструкций.

Иногда полистирол используют в теплоизоляционных засыпках и  в качестве легкого заполнителя  в производстве теплоизоляционных  штучных материалов с применением  различных связующих. Большей же частью зернистый пенополистирол перерабатывается в изделия без применения каких-либо вяжущих. Формования такого материала  происходит под действием повышенной температуры за счет спекания гранул друг с другом. Вспученный полистирол имеет вид гранул размером 5-15 мм. 

Пенополистирол – легкогорючее вещество. Воспламеняется даже от маломощных источников пламени. Температура самовоспламенения около 400ºС. Пламя сравнительно быстро распространяется по поверхности материала (примерно 1-1,5 м/мин).

При резке пенопласта выделяется пыль, образуются отходы. Необходимо постоянно  следить за исправностью режущего инструмента  и системы аспирации, не допускать  скопления пыли и отходов. По пожарной опасности производство пенополистирола относится к категории Б, по правилам устройства электроустановок – к классу В II.

Плиты предназначаются для  тепловой изоляции в качестве среднего слоя строительных ограждающих конструкций  и промышленного оборудования при  отсутствии контакта плит с внутренними  помещениями. Температура изолируемых  поверхностей не должна быть выше 80 °С.

Плиты в зависимости от предельного значения плотности  подразделяют на марки: 15, 25, 35, 50 и ПСБ-С-50D.

 Марка М15 - применяется в качестве утеплителя для бытовок, контейнеров, вагонов, а так же для утепления и звукоизоляции конструкций, не подвергающихся механическим нагрузкам.

Марка М25 - применяется для утепления стен, полов, фасадов, лоджий, домов, квартир, крыш, полов, вообще, во всех местах, где нужно утеплять.

Марка М35 - применяется при изготовлении многослойных панелей, в т.ч. железобетонных, устройства обогреваемых дорожек, подъездных площадок, стоянок автомобилей, тепло-гидроизоляции подземных коммуникаций, теплоизоляции труб, утеплении фундаментов, для предотвращения, промерзания и вспучивания грунтов, для отвода стоков, укрепления откосов, при строительстве бассейнов, разбивки газонов, спортивных площадок.

Марка М50 - применяется при устройстве полов холодильников на межэтажных перекрытиях многоэтажных холодильников, на обогреваемых грунтах и над вентилируемыми подпольями, в автомастерских, гаражах, на стоянках тяжелого автотранспорта, строительстве и реконструкции дорог в заболоченной местности в условиях слабых и подвижных грунтов.

Марка ПСБ-С-50D - сделана по усовершенствованной технологии, используя которую удалось существенно снизить наличие пустот и полостей между гранулами пенополистирола (пенопласта) и, таким образом, сократить объем открытых ячеек, которые не изолированы от окружающей среды.

Номинальные размеры плит должны быть:

• по длине — от 900 до 5000 мм с интервалом через 50 мм;
• по ширине — от 500 до 1300 мм с интервалом через 50 мм;
• по толщине — от 20 до 500 мм с интервалом через 10 мм.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготавливать  плиты других размеров.

Технические требования. Плиты должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. Для изготовления плит применяют вспенивающийся полистирол, содержащий порообразователь (изопентан или пентан) и остаточный мономер (стирол).

Полистирол, применяемый  для изготовления плит, должен удовлетворять  требованиям нормативно-технической  документации на указанный материал. На поверхности плит не допускаются  выпуклости или впадины длиной более  50 мм, шириной более 3 мм и высотой (глубиной) более 5 мм. В плитах допускается притупленность ребер и углов глубиной не более 10 мм от вершины прямого угла и скосы по сторонам притупленных углов длиной не более 80 мм.

Показатели физико-механических свойств плит должны соответствовать  нормам, указанным в таблице.

Таблица 1

Наименование	Норма для плит марок
показателя	высшей категории качества				первой категории качества
	15	25	35	50	15	25	35	50
Плотность, кг/м3	До 15	От 15,1 до 25,0	От 25,1 до 35,0	От 35,1 до 50,0	До 15,0	От 15,1 до 25,0	От 25.1 до 35,0	От 35 до 50,0
Прочность на сжатие при 10 % линейной деформации, МПа, не менее	0,05	0,10	0,16	0,20	0,04	0,08	0,14	0,16
Предел прочности при  изгибе, МПа, не менее	0,07	0,18	0,25	0,35	0,06	0,16	0,20	0,30
Теплопроводность в сухом  состоянии при (25±5)°С, Вт/(м·К), не более	0,042	0,039	0,037	0,040	0,043	0,041	0,038	0,041
Влажность, %, не более	12				12
Водопоглощение за 24ч, % по объему, не более	3,0	2,0	2,0	1,8	4,0	3,0	2,0	2,0

 

Применение  в строительстве 

Пенопласт, благодаря своим  свойствам, обеспечивает необходимую  и достаточную теплоизоляцию  зданий. Одним из основных преимуществ  пенополистирола является способность  нести относительно высокую механическую нагрузку при минимальной плотности. Это в значительной степени определяет возможности его использования  в строительстве. В последнее  время особое значение приобретает  использование пенополистирола, кроме  малоэтажного строительства, и в  качестве внутренней теплоизоляции  при изготовлении трехслойных панелей  для крупнопанельного домостроения, а также при монолитном строительстве. Особо следует подчеркнуть возможность  использования пенополистирола, который  благодаря низкой средней плотности  практически не изменяет нагрузку на несущие конструкции и фундамент, для реконструкции старых домов. С использованием пенополистирола  получаются добротные теплые энергосберегающие  дома.

1. Утепление  стен.

Полистирольный пенопласт  можно применять как для наружной, так и для внутренней теплоизоляции  стен. К внешней стороне стены  теплоизоляционные плиты крепятся с помощью монтажных приспособлений или приклеиваются мастикой, клеем, цементным раствором. Пенополистирол обязательно нужно защищать от прямого воздействия открытого пламени. Для этого используют различные негорючие материалы: кирпич, керамическую плитку, стальной или алюминиевый профиль, различные штукатурки и др. Прекрасный теплоизолирующий эффект достигается при использовании пенополистирола для теплоизоляции стен и внутренних помещений. В этом случае материал проявляет свои шумозащитные свойства.

Ощутимо повышается комфортность помещений. Однако и в этом случае пенополистирол необходимо защищать от открытого пламени. Для этих целей  прекрасно подходят гипсокартонные листы. Для стен предпочтительный метод  изоляции - установка плит пенополистирола  толщиной около 40 мм в полость стены  на поверхность внутренней ее части  с небольшим зазором между  наружной частью стены для предотвращения мостика, по которому может передаваться влага. Плиты по размеру и форме  легко нарезаются ножом или пилой  с мелким зубом и крепятся простыми стеновыми анкерами с шагом 400…500 мм по вертикали и 900…1000 мм по горизонтали.

Другой вариант теплоизоляции  заключается в креплении плиты  пенополистирола непосредственно  к наружной или внутренней поверхности. Для наружного крепления рекомендуется  плита толщиной 50…80 мм, для внутреннего - 20…30 мм. В обоих случаях плиты  крепятся адгезивными клеящими составами  или механическими креплениями. В обоих случаях необходима облицовка. При внутреннем креплении плиты  из пенополистирола обшиваются гипсокартонными  листами или покрываются обычной  штукатуркой. При наружном креплении  плит - их поверхность отштукатуривается  двумя слоями цементного раствора, нанесенного на прочную основу (например, металлическую сетку).