Торфоплиты

Торфоплиты (иначе торфолеум) применяют для теплоизоляции наравне с диатомовыми сегментами. При изоляции торфоплитами изоляционные работы можно выполнять параллельно с монтажными. Торфоплиты лучше совелита, асбослюды и диатомового кирпича, так как при одинаковом увлажнении торфоплиты сохраняют более высокие изоляционные качества, чем перечисленные материалы. 

Торфоплиты лучше совелита, асбослюды и диатомового кирпича, так как при одинаковом увлажнении торфоплиты сохраняют более высокие изоляционные качества, чем перечисленные материалы.

Торфоплиты имеют малый  коэффициент теплопроводности и  небольшую плотность, но у них  недостаточная механическая прочность, они поражаются плесневыми грибками и сравнительно быстро увлажняются.

 Торфоплиты применяются  для теплоизоляции холодильников  и строительных конструкций III класса, скорлупы и сегменты из  торфа - для теплоизоляции холодильных  трубопроводов и трубопроводов  с температурой теплоносителя  не выше 90 С [13].

При изоляции торфоплитами железобетонных перекрытие снизу применяются конструкции двух типов в зависимости от способа крепления изоляции к перекрытию. При изоляции торфоплитами или минераловатными плитами установка их производится между рейками, которые крепятся гвоздями к заложенным в стену деревянным пробкам.  При изоляции торфоплитами мелких элементов - колонн, капителей и балок и устройстве изоляционных поясов по перекрытиям особое внимание должно быть уделено тщательной заделке мест сопряжения.

Свойства торфяных плит определяются главным образом качеством торфа.

Свойства:

Пористость  торфяных теплоизоляционных плит характеризуется однородной волокнистой структурой, составленной мелкими сообщающимися порами. Абсолютное значение пористости торфяных плит колеблется в пределах 84 …91%.

Плотность и  прочность во многом зависят от качества сырья. При производстве торфяных плит структура торфа нарушается незначительно, поэтому средняя плотность изделий близка к средней плотности торфа-сырца и колеблется от 170 до 260 кг/м². По средней плотности торфяные плиты относят к группе высокоэффективных теплоизоляционных материалов.

Прочность торфяных плит при  изгибе составляет 0,3… 0,5МПа, что обеспечивает удовлетворительные условия для  их транспортирования и монтажа.

Водопоглощение торфяных плит высокое. Их высокопорнстое строение способствует капиллярному подсосу и гигроскопическому увлажнению. Так, водопоглощение обычных плит (по массе) за 24 ч составляет 170… 190%, а водостойких, получаемых при введении в формовочную массу гидрофобных добавок 50%.

Теплопроводность  торфяных плит в сухом состоянии составляет 0,052… 0,075 Вт/(м°С). Это объясняется их смешанной мелко – порнстой структурой и органическим происхождением твердой фазы.

Огнестойкость торфяных плит невелика. Торфяные плиты – сгорающий материал. Они являются сгораемым материалом. Их температура воспламенения около 160⁰С, а самовоспламенения — около 300°С. В увлажненном состоянии при хранении в штабелях торфяные плиты склонны к микробиологическому самовозгоранию и при более низкой температуре, поэтому предельная температура хранения и эксплуатации торфяных плит  ограничена.

У торфяных плит удовлетворительное звукопоглощение, высокая адсорбционная  способность (хорошо впитывают газы), отсутствие запаха, и невосприимчивость  к запахам хранящихся продуктов.

При изготовлении торфоплит, кроме общих основных правил охраны труда и техники безопасности, необходимо соблюдать еще и специфические, связанные со склонностью торфа  к биологическому, тепловому и  химическому самовозгоранию-, легкостью загорания его от других источников, а также способностью торфяной пыли об­разовывать вместе с воздухом взрывчатые смеси. В связи с этим необходимо устройство отсосов у мест интенсивного выделения торфяной пыли, регулярная уборка осевшей пыли, особенно с горячих поверхностей, поддержание правильного температурного режима при осуществлении тепловых процессов [14].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технологическая  часть

 

2.1 Выбор способа и технологической схемы производства

 

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%. При сухом способе производства торф предварительно сушат на воздухе до влажности 50%, затем измельчают зубчатыми вальцами, подсушивают до влажности 35—40%, укладывают в стальные формы и прессуют. Термическая обработка занимает здесь меньше времени, чем при мокром способе. Плиты, изготовленные сухим способом, плотнее и тяжелее изготовленных мокрым способом, но достоинство сухого способа заключается в меньшем расходе топлива на сушку плит, так как сушка частично происходит на воздухе. Однако при этом способе заготовку торфа можно вести только летом[1].

Объемный вес плит и  коэффициент их теплопроводности: 
         - при сухом способе f_o = 250—275 кг/м³ и X =0,06—0,07;

- при мокром способе f_о = 170—250 кг/м³ и Х = 0,05—0,06.

Предел прочности при  изгибе должен быть не менее 3 кг/см² (при мокром способе) и 4 кг/см²(при сухом). 
Водопоглощение плит, погруженных в воду на 24 часа, не должно превышать 180 % от их веса; плиты не должны деформироваться и увеличиваться в объеме более чем на 10%. Изготовляются и более водостойкие плиты, у которых водопоглощение составляет не более 50%.

Сухие торфяные плиты не заражаются домовым грибком и не гниют при влажности менее 35%. Поэтому необходимо применять сухие плиты (желательно с влажностью менее 15%) и предохранять их от сырости и загнивания при помощи штуктурки (или же пропитки антисептирующими составам. 
          Торфоплиты не горят пламенем, но долго тлеют. Защитой тления служит оштукатуривание или огнезащитная пропитка и например, раствором сернокислого или фосфорнокислого аммонния. Пропитанные плиты не должны гореть пламенем, а после извлечения из огня не должны тлеть более 5 минут. Торфоплиты применяют для изоляции стен и перекрытий, приклеивая их битумной или дегтевой мастикой или прибивая гвоздями; при этом торфоплиты обязательно покрывают штукатуркой или гидроизоляционным материалом.

Торфяные теплоизоляционные  плиты всех видов можно выпускать  в виде блоков, склеенных по толщине  из двух или нескольких плит. Поверхности  плит должны быть гладкими; допускаются  следы сетки и маркировки. В  изломе плиты должны иметь однородную структуру без пустот, трещин, расслоений и посторонних включений. Не допускается  наличие в плитах трещин, надломов, отбитых на всю толщину плиты углов и заусенцев длиной более 2 мм.

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.

Производство торфяных теплоизоляционных  плит мокрым способом состоит из следующих основных последовательно выполняемых операций: подготовки сырья, приготовления торфяной гидромассы, формования и тепловой обработки плит и изготовления из них изоляционных пакетов.

Физико-химические основы технологии. Мокрый способ получения торфяных плит заключается в смешивании измельченного торфа с большим количеством воды и последующем удалении ее при формовании и сушке. Вода гидромассы придает пластичность волокнам торфа, способствует образованию волокнистого каркаса путем переплетения волокон, а также водному гидролизу углеводов торфа при нагревании. Образующиеся водорастворимые продукты гидролиза повышают связность волокон торфа и тем самым механическую прочность торфяных плит. Под влиянием нагрева при сушке в торфяной массе коллоиды коагулируют, образуются смолистые вещества, оклеивающие волокна торфа, что благоприятствует повышению прочности и водостойкости торфяных плит[2].

Строительные материалы  из торфа нашли широкое применение в дорожном и гидротехническом строительствах (приканальные дамбы, антифильтры, дорожные насыпи). В строительстве зданий используют торфяные плиты и панели в качестве теплоизоляционного материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема производства торфоплит мокрым способом.

 

«Расчесывание»

(волк-машина)

Перемешивание (сырьевое отделение)

Добыча сырья

(экскаваторы)

 

 

Затворение водой

 

Варка

гидромассы

 

 

Формование торфяных плит

(гидравлический пресс)

Варочные чаны

 

 Пропитка 

                                                          антисептиками 2-2,5%

Пропитка химическими веществами

 

Сушка торфоплиты на поддонах

(туннельные сушилки)

 

 

 

 

Оклад

 

Сортировка 

 

Обрезка

(Строгальный станок)

Отправка торфоплит 

(решетчатые деревянные ящики)     

 

Сжатие плиты 

(винтовой пресс)

Покрытие плит расплавленным битумом

Изготовление изоляционных пакетов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Описание технологической схемы

 

Подготовка сырья. Добычу торфяного сырья осуществляют экскаваторами круглый год. Чтобы обеспечить однородность сырьевой массы, торф различных возрастов смешивают в сырьевом отделении, древесные и другие включения удаляют. Затем торфяное сырье «расчесывают», чтобы увеличить удельную поверхность волокон торфа и, следовательно, силы сцепления между ними, развивающиеся в процессе формования. Эта операция осуществляется в волк-машине, работающей по принципу зубчатой валковой дробилки. Вращающиеся с разной окружной скоростью навстречу друг другу зубчатые барабаны превращают куски торфа в торфяную крошку.

Приготовление торфяной гидромассы. Измельченный в волк-машине торф поступает в варочные чаны, в которых происходят затворение его водой, тепловая обработка (варка) гидромассы и пропитка ее химическими веществами, что улучшает качество плит. Высокое водозатворение торфяной крошки (концентрация торфа в гидромассе 5—6%) необходимо для дополнительного расщепления ее на отдельные волокна, обеспечения наибольшей однородности и создания мелкопористой структуры готовых торфоплит.

Варка гидромассы заключается  в прогреве ее острым паром до 45—50⁰С в зависимости от степени разложения торфа и выдерживании при этой температуре 20—30 мин. Она обеспечивает улучшение условий расщепления волокон торфа и усиливает свертывание коллоидов, благодаря чему облегчается обезвоживание торфоплит при формовании и сушке. Для улучшения качества торфяных плит в процессе - варки гидромассы ее пропитывают гидрофобизаторами (4—5% на сухой торф), антисептиками (2—2,5%) и антипиренами  (10—15%).

Формование торфяных плит осуществляется в гидравлических прессах, преимущественно карусельного типа. Для прессования используют металлические формы с сетчатыми поддонами. Удельное давление прессования 0,2 МПа. В начальный момент прессования вся внешняя нагрузка воспринимается водой гидромассы. Затем вода отфильтровывается, и внешняя нагрузка начинает воздействовать непосредственно на частицы торфа. В конце процесса прессования отжим воды прекращается, и вся внешняя нагрузка воспринимается твердой фазой торфа.

При интенсивном прессовании  воздух, находящийся в торфяной массе, сжимается и способствует ускорению  отжима воды, а сам, будучи в защемленном  состоянии, не успевает удалиться за малые промежутки времени. С увеличением  продолжительности прессования  часть защемленного воздуха замещается водой, количество газовой фазы в плите уменьшается, а влажность отпрессованной плиты увеличивается. Использование свойства свежеформованных плит увеличивать толщину после снятия давления вследствие упругой деформации последействия позволяет  значительно снижать влажность плит и сокращать расход тепла на их сушку.

Тепловая обработка  торфяных плит заключается в понижении их влажности с 80—85% до 5—10% путем испарения воды. При этом отдельные волокна торфа, сближаясь, склеиваются в местах контактов выделяющимися из торфа продуктами. Сушат торфоплиты на поддонах в туннельных сушилках. Максимальная температура сушильного агента — воздуха, нагретого в паровом калорифере, или газовоздушной смеси—150—160°С, так как при более высокой температуре торф склонен к возгоранию. Продолжительность сушки торфоплит зависит в основном от начальной влажности плиты и составляет 24—32 ч. Расходы на сушку в общей заводской себестоимости составляют 50—60%.