Теплопроводность базальтовой ваты: Характеристики базальтового утеплителя: плотность, теплопроводность и размеры

Содержание

Почему базальтовая вата – лучший теплоизолятор?

Способность материала проводить тепловую энергию зависит от его структуры, плотности, пористости и влажности. Замечено, что сквозь толщу сухих слоистых волокон воздушные потоки движутся очень медленно – именно этим объясняются изоляционные свойства войлока (шерсти), торфа, опилок, пробки, различных пеноблоков.

В строительных целях часто используется минеральная вата на базальтовой основе, теплопроводность которой является одной из самых низких среди товаров аналогичной группы. Она производится из окаменевших магматических пород – габбро-базальтов, с добавлением минеральных (кокс, глина, известняк, доломит), а иногда и синтетических веществ (битумные и фенолоформальдегидные смолы). После переплавки сырья при температуре свыше 1500°C, полученную вязкую массу подают на центрифугу, где под воздействием центробежных сил капли вытягиваются в многочисленные волокна и застывают уже в виде мягкой слоистой массы.

Теплопроводность базальтовой ваты

Благодаря пористой текстуре, низкой плотности и отсутствию молекул воды, тепловая проводимость каменной ваты равна такому же показателю ваты из хлопка. При этом блоки из минерального сырья в сотни раз дешевле по себестоимости, намного более прочные и долговечные, не горят и не разлагаются под воздействием окружающей среды. В коэффициентном соотношении теплопроводность базальтовой ваты составляет от 0,044 до 0,051 Вт/(м·К). Для сравнения, лучше сохраняет тепло только шерсть (0,033), пух гаги (0,008) и эталонная мера – вакуум – 0,0 Вт/(м·К).

Кроме высоких термозащитных свойств, востребованность утеплителя из каменных волокон объясняется и другими преимуществами в сравнении с материалами того же назначения. Особенно важным качеством является экологичность. В то время как пенополиуретановые блоки, монтажная пена, пенопласт уже при минимальном нагревании начинают испарять токсичные вещества, минвата остается абсолютно безопасной для здоровья людей. Хорошая паропроницаемость позволяет стенам дышать – таким образом, в зданиях, обшитых данным изолятором, сохраняется комфортный микроклимат.

Базальтовая вата – выгодная термозащита

Если для утепления была использована базальтовая вата, теплопроводность конструкции значительно снижается. В холодное время года это позволяет существенно уменьшить затраты на отопление, а летом создает хорошую защиту от жары. Огнеустойчивость материала дает возможность применять его в качестве изоляции дымоходов, печей, котлов, труб отопления и других высокотемпературных объектов. Данное свойство особенно актуально для деревянных зданий, а также крыш.

Наша «Производственная компания «ВТВ-Инжиниринг», поможет Вам заказать качественную базальтовую вату, которая будет удовлетворить всем вашим требованиям.

Утепление мансарды

В настоящее время застройщики все более рационально подходят к возведению своего дома, редко когда увидишь современный коттедж без мансарды. Впрочем, и городские многоэтажки зачастую строятся со скатной кровлей, под которой уютно располагаются мансардные этажи. А причина в одном и втором случаях одна – увеличение жилой площади застройки. Но в случае жилой мансарды кровельный пирог с утеплителем гораздо сложнее, чем в устройстве простого холодного чердака. Для того, чтобы мансарда доставляла максимум удовольствия и комфорта необходимо ее правильно утеплить.

К вопросу выбора утеплителя для мансарды необходимо подойти с особой тщательностью. Что выбрать: базальтовую вату или пенополистирол ПСБс, стекловату или экструдированный пенополистирол, а может быть из экзотики: задувную вату, эковату, напыляемый пенополиуретан, пеностекло, либо утеплитель из конопли? Однозначный ответ дать трудно, но критерии утеплителя обозначить необходимо: безопасный для здоровья, экологически чистый, негорючий, невпитывающий влагу, не теряющий своих свойств долгие годы, а также утеплитель с минимальной теплопроводностью.

Вот здесь и можем сравнивать различные виды утеплителей. Пенополистирол (а равно и экструдированный пенополистирол) является эталоном теплопроводности (по критерию цена – качество >>> конечно же, облицовочные плитки космического челнока имеют лучшие показатели теплопроводности, но ЦЕНА!!!). Горючесть Г3, выделение опасных веществ при горении – повод задуматься о применении его на утепление крыши.

Стекловата в плитах с плотностью от 15 до 40 кг/м3 не горюча! Но при пожаре очень быстро достигается температура плавления ее волокон +600 градусов и вата просто сплавляется, не задерживая в дальнейшем распространения огня. К слову у базальтовых ват температура плавления волокон почти в два раза выше около +1100 градусов, во время пожара такая температура развивается почти через два часа и все это время вата задерживает распространение пламени.

Сравним два похожих материала – ваты из стеклянного волокна и базальта. Примерно одной плотности, а также одной ценовой категории. Основное свойство утеплителя – ТЕПЛОПРОПРОВОДНОСТЬ. Чем меньше ее показатель, тем меньше тепла уходит из дома, т. е. тем лучше материал. Но показатели теплопроводности неразрывно связаны с показателями плотности и сжимаемости материалов, это показатели эффективности и долговечности утеплителя. В каркасе кровли мансарды утеплитель находится в наклонном положении, значит, на него действует постоянная нагрузка от собственного веса. С течением времени под этой нагрузкой, а также при воздействии побочных факторов (знакопеременные ветровые нагрузки, приводящие к вибрациям, возможные увлажнения утеплителя и прочее) утеплитель начинает «садиться» или проще говоря, сжиматься. Уменьшается толщина утеплителя, появляются мостики холода, увеличиваются теплопотери. С течением времени возможно потребуется и замена материала, что влечет за собой серьезные затраты на ремонт, а оно нам надо?

Сжимаемость легкой базальтовой ваты совсем небольшая – около 10%, в отличии от сжимаемости стекловолокна – до 50%. А почему такая разница? – спросите Вы. Все дело в структуре самого материала: базальтовая вата имеет хаотичную структуру раскладки волокон – во всех направлениях, в том числе и в вертикальном, а у стекловолокна, только в продольном (горизонтальном) направлении.

Важнейший показатель ваты – ПЛОТНОСТЬ (измеряется в килограммах на кубический метр – попросту вес единицы объема материала). Разберемся, почему плотность очень важна. Из Физики мы знаем, что самый лучший утеплитель – это … СУХОЙ ВОЗДУХ! Чтобы не было переноса тепла в утеплителе – воздух должен как можно меньше двигаться в материале, а чем плотнее материал (больше волокон на единицу объема), тем неподвижнее воздух и меньше перенос тепла. Если плотность материала менее чем 30 кг/м3 – резко возрастает воздухообмен в утеплителе – наше любимое тепло «выветривается», необходимо увеличивать толщину материала, а это УДОРОЖАНИЕ конструкции. И ко всему прочему уменьшенная плотность ведет к уменьшению срока службы ваты.

Но очень распространенное заблуждение, что чем плотнее вата, тем лучшая теплопроводность у материала. Здесь тоже не все так однозначно, существуют некие пределы, ограничения и равновесия количества материала – волокна из расплава камня, по сути это камень, и очччень много их тоже плохо – перенос тепла идет уже не воздухом, а через твердый камень. Поэтому в пределах плотностей у базальтовых ват от 30 до 200 кг/м3 теплопроводность примерно одинакова.

Как мы сказали выше, утеплитель работает только когда он сухой, любое увлажнение ваты резко снижает ее теплоизоляционные свойства. Откуда же в вату попадает влага? В основном увлажнение происходит вследствие проникновения пара в вату из помещения. При повышении влажности волокнистого утеплителя на 1-2% его теплопроводность увеличивается на 20-30%!!! Попадая из теплой зоны в более холодную, пар конденсируется и выпадает росой на волокна ваты. Это не так страшно, и предусмотрено в конструкции скатной кровли – влага выводится из утеплителя через подкровельную вентиляцию наружу. Но это при условии хорошей паропроницаемости ваты, кстати, у стекловаты и базальтовой ваты этот показатель примерно одинаков и составляет около 0,5 мг/м.ч.Па. В свою очередь базальтовая вата обработана гидрофобизирующими добавками (водоотталкивающими), которые позволяют ей при полном погружении в воду на 24 ч набирать всего 1,5 % влаги.

Для того чтобы утеплитель выполнял свою основную функцию защиты мансарды от холода зимой и от жары летом, необходимо правильно выполнить «кровельный пирог». Если рассматривать конструкцию пирога «сверху вниз», то сначала идет основной слой гидроизоляции (черепица – натуральная, битумная, металлическая, или волнистые битумные листы, или оцинкованное железо, или др.), затем вентиляционный зазор между гидроизоляцией и утеплителем, затем слой ветровлагозащитной пленки, затем непосредственно утеплитель, и в конечном итоге – пароизоляция, а изнутри помещения чистовая отделка.

Но самым ответственным делом в устройстве “кровельного пирога” является правильный выбор и грамотный монтаж пароизоляционной мембраны. Существует два главных механизма увлажнения паром утеплителя, выходящим из помещения. Это диффузионный перенос (дозированное прохождение пара через пароизоляционную мембрану) и конвекционный перенос (хаотичное движение увлажненных воздушных масс через неплотности в пароизоляции).

Институтом строительной физики (Германия, г. Штутгарт) в 1989 году проведено исследование влагопереноса двумя вышеназванными процессами, и в дальнейшем подтверждены лабораторными испытаниями. Так вот, в ходе исследования был сделан вывод о том, что конвективный перенос влаги в несколько сотен раз превышает увлажнение конструкции, нежели диффузия пара через пароизоляцию. А это говорит о том, что в вопросе устройства пароизоляции при утеплении кровли минеральной ватой, нет мелочей, и подходить к нему необходимо самым серьезным образом. Все неплотности в стыках мембраны, при примыканиях мембраны к стенам, к проходящим коммуникациям должны быть тщательно загерметизированы с помощью двухсторонних клейких лент, герметиков и клея для пароизоляционных мембран.

Если правильно смонтировать пароизоляционную мембрану, то шансов влаге попасть в утеплитель остается мало, но все же влага в утеплитель может проникнуть. Поэтому необходимо позаботиться о правильном устройстве подкровельной вентиляции. Супердиффузионная мембрана, которая защищает утеплитель сверху от продувания ветром, от случайной влаги и вместе с тем абсолютно паропроницаема. То есть снизу утеплитель закрыт пленкой, которая строго дозированно пропускает пары в утеплитель, а сверху мембрана абсолютно не препятствует выходу пара из утеплителя в подкровельное пространство.

Вентиляционный зазор в подкровельном пространстве способствует свободному перемещению воздуха. Наружный воздух попадает в вентиляционный зазор через перфорированные софиты в районе карнизного свеса, а удаляется через коньковые аэраторы, либо скатные аэраторы, создавая «тягу» воздуха, которая способствует «просушке» ваты. Правильно устроенный вентиляционный зазор способствует и «просушке» деревянной конструкции кровли, не давая возможности ей загнивать.

Примеры подкровельной вентиляции мансарды:

1. Контур утепления мансарды
2. Вход воздуха через перфорированные софиты
3. Вентиляционный канал высотой не менее 50 мм.
4. Точечный коньковый аэратор
5. Низкий скатный аэратор
6. Щипцовое окно
7. Высокий скатный аэратор

При косом дожде или в дождливую ветреную погоду внутрь конструкции кровельного пирога попадает вода в виде мелких капель, поэтому и есть необходимость в защите утеплителя супердиффузионной мембраной, которая не пропустит капельную влагу в утеплитель. А также супердиффузионная мембрана препятствует попаданию конденсата в утеплитель, если кровля выполнена из металлочерепицы либо из кровельного железа.

Для каждого застройщика выбор материалов для утепления мансарды – сложная проблема, мы будем рады, если Вы обратитесь к нам за помощью. Большой опыт работы и солидный багаж знаний нашей команды, подкрепленный специальной литературой и технической документацией – залог правильного выбора материалов для утепления мансарды. Считайте, что половина дела сделана, а какая же вторая половина дела? – спросите Вы. Профессиональное устройство Вашей утепленной мансарды, и это мы можем сделать! Обращайтесь.

Другие статьи:

Плотность утеплителя.

Что такое плотность утеплителя, сделанного из камня?

Плотность массива базальтовой глыбы 2800 кг/м3- это вес одного кубического метра горной породы. Эту глыбу взорвали, раздробили до фракции 20÷40 мм, превратили в базальтовый щебень. Плотность щебня стала 1400 кг/м3, пустоты занял воздух.

Базальтовый щебень привезли на завод по производству базальтовых волокон, загрузили в плавильную печь, разогрели до температуры 1550 º С, превратив в огненный расплав. Вот из этой раскаленной лавы методом вертикального раздува струй расплава получили длинные базальтовые волокна средним диаметром 5÷7 микрон. Усредненная плотность таких волокон 60 кг/м3, остальное место опять занял воздух. А плотность утеплителя в виде плит из каменных волокон может быть от 20 до 200 кг/м 3.

Да, воздух это и есть теплоизоляция. Только в массе базальтовых волокон воздух разделен на миллионы мелких капель. Поэтому передача тепловой энергии от одной частички воздуха к другой идет медленно, в отличие, например от стеклопакета, где миграция молекул воздуха от холодного стекла к теплому происходит значительно быстрее.

От плотности утеплителя и толщины укладки базальтоволокнистых плит зависит сохранность тепла в доме в зимнее время.

Существует градация плотности утеплителя для установки в кровлю, в стены или для других нужд. Если плотность утеплителя низкая до 40 кг/м3, то такой утеплитель лучше устанавливать в горизонтальные или наклонные поверхности, т.е. в кровлю, чердак, полы. Толщина при такой плотности утеплителя рекомендуется 150÷200 мм.

Для установки в стены плотность утеплителя должна быть выше от 50 до 90 кг/м3. При меньшей плотности утеплитель в стенах может со временем просесть. Наилучшие показатели теплопроводности при плотности утеплителя 70÷110 кг/м3.

Главный показатель теплоизоляционного материала это его теплопроводность. Хорошо или плохо утеплитель держит тепло в доме. А теплопроводность напрямую зависит от плотности утеплителя, другими словами – рыхлый, лёгкий утеплитель держит тепло хуже, чем более плотный. Но есть и предел плотности, при которой теплопроводность начнёт ухудшаться.

Коэффициент теплопроводности – λ (лямбда). Хороший показатель λ = 0,035÷0,037 Вт/м о К. С такими показателями λ плотность утеплителя должна быть от 70 до 110 кг/м3. Однако, следует понимать, что речь идёт об утеплителях с хорошими показателями самих минеральных волокон. Они должны быть толщиной от 3 до 7 микрон. Если волокна будут меньшего диаметра, то при одной и той же плотности λ будет лучше у супертонких волокон, а волокна с большим диаметром (толстые волокна) не могут хорошо удерживать тепло в доме.

Теплопроводность различных утеплителей

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Предисловие. На современном рынке имеется просто огромный выбор материалов, которые отличаются по цене и другим характеристикам. Попробуем сделать сравнение утеплителей по теплопроводности и разобраться в этом разнообразии, чтобы принять взвешенное решение в пользу определенного утеплителя. Рассмотрим, какие параметры важнее при выборе – теплопроводность или другие характеристики.

Основные характеристики утеплителей

Предоставим для начала характеристики наиболее популярных теплоизоляционных материалов, на которые в первую очередь стоит обратить свое внимание при выборе. Сравнение утеплителей по теплопроводности следует производить только на основе назначения материалов и условий в помещении (влажность, наличие открытого огня и т.д.). Мы расположили далее в порядке значимости основные характеристики утеплителей.

Сравнение строительных материалов

Теплопроводность. Чем ниже данный показатель, тем меньше требуется слой теплоизоляции, а значит, сократятся и расходы на утепление.

Влагопроницаемость. Меньшая проницаемость материала парами влаги снижает при эксплуатации негативное воздействие на утеплитель.

Пожаробезопасность. Теплоизоляция не должна гореть и выделять ядовитые газы, особенно при утеплении котельной или печной трубы.

Долговечность. Чем больше срок эксплуатации, тем дешевле он вам обойдется при эксплуатации, так как не потребует частой замены.

Экологичность. Материал должен быть безопасным для человека и окружающей природы.

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Экономичность. Материал должен быть доступным для широкого круга потребителей и иметь оптимальное соотношение по цене/качеству.

Простота монтажа. Данное свойство для теплоизоляционного материала весьма важно для тех, кто желает самостоятельно делать ремонт.

Толщина и вес материала. Чем будет тоньше и легче утеплитель, тем меньше будет утяжеляться конструкция при монтаже теплоизоляции.

Звукоизоляция. Чем выше показатель звукоизоляции материала, тем лучше будет защита в жилом помещении от постороннего шума с улицы.

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Пенополистирол (пенопласт)

Плиты пенополистирола (пенопласта)

Это самый популярный теплоизоляционный материал в России, благодаря своей низкой теплопроводности, невысокой стоимости и легкости монтажа. Пенопласт изготавливается в плитах толщиной от 20 до 150 мм путем вспенивания полистирола и состоит на 99% из воздуха. Материал имеет различную плотность, имеет низкую теплопроводность и устойчив к влажности.

Благодаря своей низкой стоимости пенополистирол имеет большую востребованность среди компаний и частных застройщиков для утепления различных помещений. Но материал достаточно хрупкий и быстро воспламеняется, выделяя токсичные вещества при горении. Из-за этого пенопласт использовать предпочтительнее в нежилых помещениях и при теплоизоляции не нагружаемых конструкций — утепление фасада под штукатурку, стен подвалов и т.д.

Экструдированный пенополистирол

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Экструзия (техноплэкс, пеноплэкс и т.д.) не подвергается воздействию влаги и гниению. Это очень прочный и удобный в использовании материал, который легко режется ножом на нужные размеры. Низкое водопоглощение обеспечивает при высокой влажности минимальное изменение свойств, плиты имеют высокую плотность и сопротивляемость сжатию. Экструдированный пенополистирол пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Все эти характеристики, наряду с низкой теплопроводностью в сравнении с прочими утеплителями делает плиты техноплэкса, URSA XPS или пеноплэкса идеальным материалом для утепления ленточных фундаментов домов и отмосток. По заверениям производителей лист экструзии толщиной в 50 миллиметров, заменяет по теплопроводности 60 мм пеноблока, при этом материал не пропускает влагу и можно обойтись без дополнительной гидроизоляции.

Минеральная вата

Плиты минеральной ваты Изовер в упаковке

Минвата (например, Изовер, URSA, Техноруф и т.д.) производится из натуральных природных материалов – шлака, горных пород и доломита по специальной технологии. Минеральная вата имеет низкую теплопроводность и абсолютно пожаробезопасна. Выпускается материал в плитах и рулонах различной жесткости. Для горизонтальных плоскостей используются менее плотные маты, для вертикальных конструкций используют жесткие и полужесткие плиты.

Однако, одним из существенных недостатков данного утеплителя, как и базальтовой ваты является низкая влагостойкость, что требует при монтаже минваты устройства дополнительной влаго- и пароизоляции. Специалисты не рекомендуют использовать минеральная вату для утепления влажных помещений – подвалов домов и погребов, для теплоизоляции парилки изнутри в банях и предбанников. Но и здесь ее можно использовать при должной гидроизоляции.

Базальтовая вата

Плиты базальтовой ваты Роквул в упаковке

Данный материал производится расплавлением базальтовых горных пород и раздуве расплавленной массы с добавлением различных компонентов для получения волокнистой структуры с водоотталкивающими свойствами. Материал не воспламеняется, безопасен для здоровья человека, имеет хорошие показатели по теплоизоляции и звукоизоляции помещений. Используется, как для внутренней, так и для наружной теплоизоляции.

При монтаже базальтовой ваты следует использовать средства защиты (перчатки, респиратор и очки) для защиты слизистых оболочек от микрочастиц ваты. Наиболее известная в России марка базальтовой ваты – это материалы под маркой Rockwool. При эксплуатации плиты теплоизоляции не уплотняются и не слеживаются, а значит, прекрасные свойства низкой теплопроводности базальтовой ваты со временем остаются неизменными.

Пенофол, изолон (вспененный полиэтилен)

Пенофол и изолон – это рулонные утеплители толщиной от 2 до 10 мм, состоящие из вспененного полиэтилена. Материал также выпускается со слоем фольги с одной стороны для создания отражающего эффекта. Утеплитель имеет толщину в несколько раз тоньше представленных ранее утеплителей, но при этом сохраняет и отражает до 97% тепловой энергии. Вспененный полиэтилен имеет длительный срок эксплуатации и экологически безопасен.

Изолон и фольгированный пенофол – легкий, тонкий и очень удобный в работе теплоизоляционный материал. Используют рулонный утеплитель для теплоизоляции влажных помещений, например, при утеплении балконов и лоджий в квартирах. Также применение данного утеплителя поможет вам сберечь полезную площадь в помещении, при утеплении внутри. Подробнее об этих материалах читайте в разделе «Органическая теплоизоляция».

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Сравнение пеноблока, минваты и пенопласта по теплопроводности

Представленная выше таблица сравнения теплоизоляции по теплопроводности дает полную картину, о том, какой лучше всего использовать материал. Остается лишь сравнить данные таблицы теплопроводности со стоимостью теплоизоляции у поставщиков. При этом следует точно рассчитать необходимую толщину утепления при использовании различных материалов, чтобы подобрать необходимое количество материала.

Видео. Сравнение утеплителей для труб

Таблица данных по теплопроводности утеплителей

Современные утеплительные материалы имеют уникальные характеристики и применяются для решения задач определенного спектра. Большинство из них предназначены для обработки стен дома, но есть и специфичные, разработанные для обустройства дверных и оконных проемов, мест стыка кровли с несущими опорами, подвальных и чердачных помещений. Таким образом, выполняя сравнение теплоизоляционных материалов, нужно учитывать не только их эксплуатационные свойства, но и сферу применения.

Главные параметры

Дать оценку качеству материала можно исходя из нескольких основополагающих характеристик. Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.

Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.

Чувствительность к влаге

Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.

Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.

При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.

Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.

Также не рекомендуется применять водопоглощающую изоляцию при отделке ванных комнат, санузлов, кухонь и других помещений с высоким уровнем влажности.

Плотность и теплоемкость

Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие. Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%.

Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.

Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.

Коэффициент сопротивления

Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче. Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана теплопроводность строительных материалов.

Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр — если речь идет об изоляции — должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.

При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.

Теплопроводность основных видов утеплителей

Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:

Преимущества и недостатки

При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.

Сравнение самых современных вариантов

Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.

Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол. Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.

Сравнение ватных материалов

Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.

У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.

Сыпучие и органические материалы

Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.

Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.

В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.

Таблица теплопроводности материалов и утеплителей

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Сегодня производители теплоизоляционных материалов предлагают застройщикам действительно огромный выбор материалов. При этом каждый уверяет нас, что именно его утеплитель идеально подходит для утепления дома. Из-за такого разнообразия стройматериалов, принять правильное решение в пользу определенного материала действительно довольно сложно. Мы решили в данной статье сравнить утеплители по теплопроводности и другим, не менее важным характеристикам.

Стоит сначала рассказать об основных характеристиках теплоизоляции, на которые необходимо обращать внимание при покупке. Сравнение утеплителей по характеристикам следует делать, держа в уме их назначение. Например, несмотря на то, что экструзия XPS прочнее минваты, но вблизи открытого огня или при высокой температуре эксплуатации, стоит купить огнестойкий утеплитель для своей же безопасности.

Сравнение утеплителей по характеристикам

Теплопроводность. Чем ниже данный показатель у материала, тем меньше потребуется укладывать слой утеплителя, а значит, расходы на закупку материалов сократятся (в том случае если стоимость материалов находится в одном ценовом диапазоне). Чем тоньше слой утеплителя, тем меньше будет «съедаться» пространство.

Влагопроницаемость. Низкая влаго- и паропроницаемость увеличивает срок использования теплоизоляции и снижает отрицательное воздействие влаги на теплопроводность утеплителя при последующей эксплуатации, но при этом увеличивается риск появления конденсата на конструкции при плохой вентиляции.

Пожаробезопасность. Если утеплитель используется в бане или в котельной, то материал не должен поддерживать горение, а наоборот должен выдерживать высокие температуры. Но если вы утепляете ленточный фундамент или отмостку дома, то на первый план выходят характеристики влагостойкости и прочности.

Экономичность и простота монтажа. Утеплитель должен быть доступным по стоимости, иначе утеплять дом будет просто нецелесообразно. Также важно, чтобы утеплить кирпичный фасад дома можно было бы своими силами, не прибегая к помощи специалистов или, используя дорогостоящее оборудование для монтажа.

Экологичность. Все материалы для строительства должны быть безопасными для человека и окружающей природы. Не забудем упомянуть и про хорошую звукоизоляцию, что очень важно для городов, где важно защитить свое жилье от шума с улицы.

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Какие характеристики важны при выборе утеплителя? На что обратить внимание и спросить у продавца? Только ли теплопроводность имеет решающее значение при покупке утеплителя, или есть другие параметры, которые стоит учесть? И еще куча подобных вопросов приходит на ум застройщику, когда приходит время выбирать утеплитель. Обратим внимание в обзоре на наиболее популярные виды теплоизоляции.

Пенопласт – самый популярный сегодня утеплитель, благодаря легкости монтажа и низкой стоимости. Изготавливается он методом вспенивания полистирола, имеет низкую теплопроводность, легко режется и удобен при монтаже. Однако материал хрупкий и пожароопасен, при горении пенопласт выделяет вредные, токсичные вещества. Пенополистирол предпочтительно использовать в нежилых помещениях.

Экструзия не подвержена влаге и гниению, это очень прочный и удобный в монтаже утеплитель. Плиты Техноплекса имеют высокую прочность и сопротивление сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря своим техническим характеристикам техноплекс используют для утепления отмостки и фундамента зданий. Экструдированный пенополистирол долговечен и прост в применении.

Базальтовая (минеральная) вата

Производится утеплитель из горных пород, путем их плавления и раздува для получения волокнистой структуры. Базальтовая вата Роклайт выдерживает высокие температуры, не горит и не слеживается со временем. Материал экологичен, имеет хорошую звукоизоляцию и теплоизоляцию. Производители рекомендуют использовать минеральную вату для утепления мансарды и других жилых помещений.

При слове стекловата у многих появляется ассоциация с советским материалом, однако современные материалы на основе стекловолокна не вызывают раздражения на коже. Общим недостатком минеральной ваты и стекловолокна является низкая влагостойкость, что требует устройства надежной влаго- и пароизоляции при монтаже утеплителя. Материал не рекомендуется использовать во влажных помещениях.

Этот рулонный утеплитель имеет пористую структуру, различную толщину часто производится с нанесением дополнительного слоя фольги для отражающего эффекта. Изолон и пенофол имеет толщину в 10 раз тоньше традиционных утеплителей, но сохраняет до 97% тепла. Материал не пропускает влагу, имеет низкую теплопроводность благодаря своей пористой структуре и не выделяет вредных веществ.

К напыляемой теплоизоляции относится ППУ (пенополиуретан) и Экотермикс. К главным недостаткам данных утеплителей относится необходимость наличия специального оборудования, для их нанесения. При этом напыляемая теплоизоляция создает на конструкции прочное, сплошное покрытие без мостиков холода, при этом конструкция будет защищена от влаги, так как ППУ влагонепроницаемый материал.

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Полную картину о том, какой следует использовать утеплитель в том или ином случае, дает таблица теплопроводности теплоизоляции. Вам остается только соотнести данные из этой таблицы со стоимостью утеплителя у разных производителей и поставщиков, а также рассмотреть возможность его использования в конкретных условиях (утепление кровли дома, ленточного фундамента, котельной, печной трубы и т.д.).

Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине

В продаже доступно много строительных материалов, использующихся для повышения свойств сооружения сохранять тепло – утеплителей. В конструкции дома он может применяться практически в каждой ее части: от фундамента и до чердака. Далее пойдет речь об основных свойствах материалов, способных обеспечить необходимый уровень теплопроводности объектов различного назначения, а также будет приведено их сравнение, в чем поможет таблица.

Основные характеристики утеплителей

При выборе утеплителей нужно обращать внимание на разные факторы: тип сооружения, наличие воздействия высоких температур, открытого огня, характерный уровень влажности. Только после определения условий использования, а также уровня теплопроводности применяемых материалов для сооружения определенной части конструкции, нужно смотреть на характеристики конкретного утеплителя:

  • Теплопроводность. От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
  • Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
  • Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
  • Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
  • Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
  • Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
  • Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.

Когда используется при сооружении определенной части конструкции материал с низкой теплопроводностью, то можно покупать самый дешевый утеплитель (если это позволят предварительные расчеты).

Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.

Сравнение популярных утеплителей

Давайте рассмотрим несколько материалов, применяемых для повышения энергоэффективности сооружений:

  • Минеральная вата. Производится из естественных материалов. Устойчива к огню и отличается экологичностью, а также низкой теплопроводностью. Но невозможность противостоять воздействию воды сокращает возможности использования.
  • Пенопласт. Легкий материал с отличными утеплительными свойствами. Доступный, легко устанавливается и влагоустойчив. Недостатки: хорошая воспламеняемость и выделение вредных веществ при горении. Рекомендуется его использовать в нежилых помещениях.
  • Бальзовая вата. Материал практически идентичный минвате, только отличается улучшенными показателями устойчивости к влаге. При изготовлении его не уплотняют, что значительно продлевает срок службы.
  • Пеноплэкс. Утеплитель хорошо противостоит влаге, высоким температурам, огню, гниению, разложению. Отличается отличными показателями теплопроводности, прост в монтаже и долговечен. Можно использовать в местах с максимальными требованиями способности материала противостоять различным воздействиям.
  • Пенофол. Многослойный утеплитель естественного происхождения. Состоит из полиэтилена, предварительно вспененного перед производством. Может иметь различные показатели пористости и ширины. Часто поверхность покрыта фольгой, благодаря чему достигается отражающие эффект. Отличается легкостью, простотой монтажа, высокой энергоэффективностью, влагостойкостью, небольшим весом.

Коэффициент теплопроводности размерность

Выбирая материал для использования в непосредственной близости с человеком, необходимо особое внимание уделять его характеристикам экологичности и пожаробезопасности. Также в некоторых ситуациях рационально покупать более дорой утеплитель, который будет обладать дополнительными свойствами влагозащиты или звукоизоляции, что в окончательном счете позволяет сэкономить.

Сравнение с помощью таблицы

Показатель теплопроводных свойств является основным критерием при выборе утеплительного материала. Остается только сравнить ценовые политики разных поставщиков и определить необходимое количество.

Утеплитель – один из основных способов получить сооружение с необходимой энергоэффективностью. Перед его окончательным выбором точно определите условия использования и, вооружившись приведенной таблицей, совершите правильный выбор.

Теплопроводность утеплителей — сравнительная таблица

В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.

Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

  • Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

  • Увеличение долговечности конструкций здания.

В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены.

Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

  • Увеличение полезной площади зданий.

Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

  • Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Таблица теплопроводности материалов

Материал Теплопроводность материалов, Вт/м*⸰С Плотность, кг/м³
Пенополиуретан 0,020 30
0,029 40
0,035 60
0,041 80
Пенополистирол 0,037 10-11
0,035 15-16
0,037 16-17
0,033 25-27
0,041 35-37
Пенополистирол (экструдированный) 0,028-0,034 28-45
Базальтовая вата 0,039 30-35
0,036 34-38
0,035 38-45
0,035 40-50
0,036 80-90
0,038 145
0,038 120-190
Эковата 0,032 35
0,038 50
0,04 65
0,041 70
Изолон 0,031 33
0,033 50
0,036 66
0,039 100
Пенофол 0,037-0,051 45
0,038-0,052 54
0,038-0,052 74
  • Экологичность.

Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

  • Пожарная безопасность.

Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

  • Паро- и водонепроницаемость.

Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату в первые годы службы значительно снижают свою эффективность. Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.

Достоинства и недостатки утеплителей

  1. Пенополиуретан на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

Виды ППУ

Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

  1. Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.

Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

  1. Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

  1. Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

  1. Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

  1. Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

  1. Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.

Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

Заключение

Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

Исследование теплопроводности утеплителей в диапазоне от -190 до +80 °С

На правах рекламы

Ученые независимой лаборатории Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) провели испытания теплопроводности при различных температурах четырех самых популярных в строительстве утеплителей: модифицированного пенополиуретана PIR, полистирола (экструзионного XPS и вспененного EPS) и минераловатного утеплителя (МВ).

Цель испытаний — установить зависимость теплопроводности материалов от температуры в диапазоне от -190 до +80 С.

ВНИИФТРИ — один из ведущих метрологических институтов России, государственный научный центр Российской Федерации. Именно этот институт отвечает за единство измерений и является хранителем эталонов.

По результатам измерений ученые выявили следующие факты:

Факт 1: теплопроводность всех изученных материалов растет, когда повышается температура, и наоборот, падает, когда температура снижается.

Факт 2: лучшим сопротивлением теплопередаче обладает теплоизоляция PIR за счет структуры материала: закрытых ячеек, наполненных газом с крайне низкой теплопроводностью.

Факт 3: обнаружились отклонения показателей теплопроводности материалов от тех, что заявляются производителями. Минимальные отклонения у EPS, максимальные — у минеральной ваты.

Методика испытаний

Испытания проходили на установке для измерения теплопроводности «ТАУ-5» (фотография 1). Эта установка является эталонным средством второго разряда с допускаемой основной погрешностью измерений теплопроводности в 2%.

Установка реализует нестационарный метод нагретого круга и представляет собой резервуар с жидким азотом, в который погружаются исследуемые образцы с нагревателем — датчиком теплопроводности.

Фотография 1. Установка «ТАУ-5»

Из представленных материалов (EPS/XPS/PIR/МВ) подготавливалось по 2 измерительных образца в виде цилиндров диаметром 30 мм, и толщиной 15 мм (фотография 2). Между образцами устанавливался датчик-нагреватель. Таким образом фактические измерения теплопроводности проводились по поверхностям, находившимся в середине плиты.

Фотография 2. Внешний вид образцов

Фотография 3. Установка первой половины образца, датчик-нагреватель, установка датчика, установка второй половины образца.

Измерения и сравнение теплопроводности проводились в атмосфере воздуха при комнатной температуре 295 К (22С) и в атмосфере азота в диапазоне температур от 80 до 360 К (-193/87С) несколькими сериями: от 80 до 360К с шагом 5-10К и от 360 до 80К с аналогичным шагом. Измерения в каждой точке, при определенной температуре, производились в несколько этапов, до установления среднего квадратичного отклонения близким или равным нулю (рис. 1).

Рисунок 1. Результаты сходимости измерений по одной точке при температуре 300К/26С.

Общие результаты испытаний

Результаты испытаний показали, что теплопроводность всех проанализированных утеплителей возрастает с повышением температуры, см. рис. 2.

Рисунок 2. Теплопроводность ТИМ при в диапазоне температур -190/+80С.

Результаты испытаний по отдельным материалам

XPS и EPS

Результаты измерений образцов XPS и EPS (рис. 3, 4) показали, что значения теплопроводности на воздухе и в азоте в начале первой серии совпадали и только после нагрева до 330К (57C) в первой серии снизились на 2 и 2,5% соответственно. Далее последовала стабилизация, причем температурная зависимость теплопроводности имеет относительно гладкий характер.

Большой размах диапазона значений, а также вогнутость графика температурной зависимости говорят о наличии в порах легких газов с высокой теплопроводностью, замерзающих при температурах фазового перехода паров воды в лед.

Что примечательно, температурная зависимость теплопроводности EPS пересекает зависимости XPS (рисунок 2). При -80 о С она ниже, при размораживании газов – выше).

Рисунок 3. Теплопроводность XPS в диапазоне температур -190/+80С.

Рисунок 4. Теплопроводность EPS в диапазоне температур -190/+80С.

Минеральная вата

При измерении образцов минеральной ваты значения теплопроводности открытопористого материала в отличие от закрытопористых на воздухе и в азоте практически совпадали (рис. 5) даже после нагрева до 360К (87С) в первой азотной серии.

Причем температурная зависимость теплопроводности носит относительно гладкий характер, а некоторый разброс объясняется непрочностью и неоднородностью ваты. Большой размах диапазона значений теплопроводности, а также выпуклость температурной зависимости говорят о наличии в порах ваты одного газа — азота. Все остальные газы сорбировались в азот сразу после погружения.

Рисунок 5. Теплопроводность минеральной ваты в диапазоне температур -190/+80С.

Утеплитель PIR

Результаты измерений образцов PIR-изоляции показали, что температурная зависимость теплопроводности носит негладкий характер и имеет два минимума или точки перегиба при -33 и -13С (рис. 6).

Это говорит о наличии в порах материала не менее двух газов (пентан и СО2), которые конденсируются ниже этих температур, тем самым повышая теплопроводность за счет увеличения доли легких молекул в газовой фазе. Однако рост показателя незначителен и больше напоминает стабилизацию значения теплопроводности при понижении температуры.

Рисунок 6. Теплопроводность PIR-изоляции при в диапазоне температур -78/+42С.

Представленные материалы становятся более эффективными в зоне критических отрицательных температур (менее -15С): снижение коэффициента теплопроводности принимает характер стремительного падения.

Столь резкое снижение теплопроводности объясняется очень малым пятном контакта жидкой фазы тяжелых газов, образовавшейся в порах, с твердым веществом стенок. За счет этого изменяются доли легких молекул в газовой фазе и образуется вакуум, замещающий газовую фазу вспенивающего агента, но эти факторы не участвуют в передаче тепла. Как оказалось, вакуум надежно выполняет компенсаторную функцию.

Механические и термические свойства полибутиленсукцината, армированного базальтовым волокном

https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2012.01.105Получить права и содержание ) (PBS) композиты с различным содержанием волокна были изготовлены методом литья под давлением и исследованы их свойства при растяжении, изгибе и ударе, а также термическая стабильность. Свойства на растяжение и изгиб матричной смолы PBS заметно улучшаются за счет увеличения содержания волокон в композитах.Эти значения относительно выше, чем у систем натуральное волокно/полипропилен, о которых ранее сообщали другие исследовательские группы. Температура теплового изгиба (HDT) и температура размягчения по Вика (VST) композитов значительно выше, чем у чистой смолы PBS. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), проведенная на поверхностях излома композитов, выявила превосходную межфазную связь между базальтовыми волокнами и матрицей PBS. Результаты показывают, что композиты BF/PBS могут быть потенциальными кандидатами на роль полипропилена или полипропиленовых композитов для производства некоторых товаров повседневного спроса для решения проблемы «белого загрязнения» при управлении окружающей средой.

Особенности

► Новые биоразлагаемые поли(бутиленсукцинатные) композиты, армированные базальтовым волокном, были успешно изготовлены с различным содержанием волокон. ► Свойства матричной смолы PBS при растяжении и изгибе значительно улучшаются за счет увеличения содержания волокон в композитах. ► Ударная вязкость композита БФ/ПБС снижается в первую очередь с добавлением волокон и увеличивается с увеличением нагрузки на волокна из-за рассеивания энергии при вытягивании волокон.► Испытания на температурный изгиб ясно показывают, что HDT композитов PBS, армированных базальтовым волокном, значительно выше, чем HDT смолы PBS.

Ключевые слова

Базальтовые волокна

Поли(бутиленсукцинат)

Механические свойства

Термостойкость

Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0)

Показать полный текст

Copyright © 2012 B.V.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

(PDF) Тепловые свойства полимера, армированного базальтовым волокном: обзор

Семинар по передовым био- и минеральным композитам на основе натуральных волокон (SBMC2021)

ISBN: 978-983-44426 -9

53

На рис.2, при добавлении базальтового волокна значительно повышается температура эпоксиаминовых композитов. Это улучшение связано с тем, что неорганическое армирование может ограничивать подвижность полимерных цепей в эпоксидной матрице.

Однако, когда температура эпоксидно-аминного композита с содержанием базальтового волокна 1 процент достигает примерно

61 oC, дальнейшее повышение температуры после добавления базальтового волокна с содержанием 10 процентов не происходит.Таким образом, можно сделать вывод, что небольшого количества базальтового волокна достаточно для ограничения молекулярного движения эпоксидных цепей [27].

ВЫВОДЫ

Базальтовое волокно, объединенное с полимером, особенно с эпоксидной смолой, улучшило тепловые свойства для получения

высокоэффективных композитов.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Ильяс Р.А. и соавт. , «Пленки из крахмала сахарной пальмы (Arenga pinnata [Wurmb.] Merr), содержащие нанофибриллированную целлюлозу из сахарной пальмы

в качестве армирующего материала: свойства водонепроницаемости», Polym.Сост., т. 2, с. 41, нет. 2, стр.

459–467, февраль 2020 г., doi: 10.1002/pc.25379.

[2] Р. А. Ильяс и др., «Влияние времени гидролиза на морфологическое, физическое, химическое и термическое поведение

нанокристаллической целлюлозы сахарной пальмы (Arenga p innata (Wurmb.) Merr)», Текст. Рез. Дж., том.

91, нет. 1–2, стр. 152–167, январь 2021 г., doi: 10.1177/0040517520932393.

[3] H. Abral et al., «Прозрачная антимикробная целлюлозная пленка из имбирного нановолокна», Food Hydrocoll.,

том. 98, 2020, doi: 10.1016/j.foodhyd.2019.105266.

[4] H. Abral et al., «Высокопрозрачные и антимикробные бионанокомпозиты на основе ПВА, армированные нановолокнами имбиря

», Polym. Тест., нет. Октябрь, с. 106186, октябрь 2019 г., doi:

10.1016/j.polymertesting.2019.106186.

[5] Т. С. М. Кумар и др., «Характеристика, термические и антимикробные свойства гибридных целлюлозных

нанокомпозитных пленок с наночастицами меди, генерируемыми in-situ, в порошке ореха Tamarindus indica»,

J.Полим. Environ., стр. 1–10, октябрь 2020 г., doi: 10.1007/s10924-020-01939-w.

[6] Р. С. Аю и др., «Исследование характеристик армирования пустых фруктовых связок (EFB) волокнами в

поли(бутилен)сукцинат (PBS)/крахмал/глицериновый композитный лист», Polymers (Basel), vol. 12, нет. 7, с.

1571, июль 2020 г., doi: 10.3390/polym12071571.

[7] Р. Джумайдин, М.А. Хируддин, З. Асюль Сутан Саиди, М.С. Салит и Р.А. Ильяс, «Влияние травяного волокна cogon

на термические, механические и биоразлагаемые свойства термопластичного крахмала маниоки

биокомпозита». Междунар.Дж. Биол. Макромоль., т. 2, с. 146, стр. 746–755, март 2020 г., doi:

10.1016/j.ijbiomac.2019.11.011.

[8] R. Jumaidin et al., «Характеристики биокомпозита, армированного волокнами травы когон, термопластичного крахмала маниоки

: водопоглощение и физические свойства», J. Adv. Рез. Жидкостный мех. Терм. науч. 62, том.

62, нет. 1, стр. 43–52, 2019.

[9] Н. Мазани, С. М. Сапуан, М. Л. Саньянг, А. Атика и Р. А. Ильяс, «Проектирование и изготовление полки для обуви

из ненасыщенного полиэстера, армированного волокном кенафа». Композиты», в Лигноцеллюлоза для будущего

Биоэкономика, 1-е изд., нет. 2000, H. Ariffin, S.M. Sapuan, and M.A. Hassan, Eds. Амстердам,

Нидерланды: Elsevier, 2019, стр. 315–332.

[10] Ф. А. Сабаруддин и др., «Влияние неотбеленной и отбеленной наноцеллюлозы на термическую и

воспламеняемость гибридных полимерных бионанокомпозитов с армированным полипропиленом кенафом», Полимеры

(Базель), том. 13, нет. 1, с. 116, декабрь 2020 г., doi: 10.3390/polym13010116.

[11] H.A. Aisyah et al., «Тепловые свойства плетеных композитных панелей из армированного эпоксидной смолы кенаф/углеродное волокно

», Int. Дж. Полим. наук, вып. 2019. С. 1–8. Декабрь 2019. doi: 10.1155/2019/5258621.

[12] M. Asrofi, SM Sapuan, RA Ilyas и M. Ramesh, «Характеристика композитных биопластиков из крахмала тапиоки

и волокон жома сахарного тростника: влияние продолжительности обработки ультразвуком (тип ванны)»,

Матер. Today Proc., август 2020 г., doi: 10.1016/j.матпр.2020.07.254.

[13] Р. Джумайдин, Р. А. Ильяс, М. Сайфул, Ф. Хуссин и М. Т. Мастура, «Водотранспорт и физические свойства

термопластичного картофельного крахмала, армированного волокнами сахарного тростника», J. Adv.

Рез. Жидкостный мех. Терм. наук, вып. 61, нет. 2019. P. 273–281.

. », ключевой инж.Матер., том. 849, стр. 96–

101, июнь 2020 г., doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.849.96.

[15] S.M. Sapuan et al., «Механические свойства продольных базальтовых/армированных стекловолокном

ненасыщенных гибридных композитов на основе полиэфирной смолы», Polymers (Basel), vol. 12, нет. 10, 2020, doi:

10.3390/polym12102211.

Экспериментальное исследование – C-Therm Technologies Ltd.

Резюме: Пенобетон относится к типу бетона низкой плотности, который, как известно, обладает благоприятными изоляционными и тепловыми характеристиками из-за намеренно повышенной пористости.Однако известно, что пенобетон в целом имеет очень низкие физико-механические характеристики и долговечность, в основном из-за его высокой пористости и связности пор, которые могут способствовать проникновению неблагоприятных веществ в бетонную среду. В результате чаще всего пенобетон считается неприменимым для основных несущих элементов конструкций. Чтобы противостоять этой тенденции, в этом исследовании было принято использование базальтовых волокон с микрокремнеземом для повышения структурной целостности пенобетона.Для этого было приготовлено 18 смесей с различным содержанием пенообразователя, базальтового волокна и микрокремнезема. Для оценки физико-механических, долговечных и изоляционных свойств были проведены испытания на кажущуюся пористость, водопоглощение, прочность на сжатие, изгиб и растяжение при раскалывании, сорбционную способность, скорость ультразвукового импульса (UPV), усадку при высыхании, замораживание-оттаивание, теплопроводность и термостойкость. свойства получаемых пенобетонов. По результатам получен высокопрочный пенобетон с максимальной прочностью на растяжение при сжатии, изгибе и раскалывании ~ 46,6.9 и 3,07 МПа соответственно. Кроме того, замечено, что включение микрокремнезема может значительно повлиять на сеть пор и улучшить матрицу волокнистой пасты. Однако было обнаружено, что эффект базальтового волокна в большей степени зависит от использования микрокремнезема, возможно, из-за его низкой интеграции с цементным тестом. Результаты данного исследования значимы и указывают на большие возможности получения высокопрочного и легкого теплоизоляционного пенобетона за счет использования базальтового волокна и микрокремнезема.

Отправьте форму ниже, чтобы получить доступ к загрузке:

Исследование термических свойств армированного багассы/базальтового волокна…: Ingenta Connect

Эта статья направлена ​​на армирование полимолочной кислоты багасой и базальтовым волокном. Волокна сахарного тростника багассы обрабатывали NaOH и измельчали ​​для извлечения коротких волокон. Гибридные композиты поли(молочная кислота)/базальтовое волокно/волокно сахарного тростника из багассы [P/BF/BG] были приготовлены с использованием компаундирования расплава с использованием двухшнековый экструдер с последующим литьем под давлением.Термическая стабильность химически модифицированных багассовых/базальтовых волокон и композитов PLA, армированных 4 % масс., 5 % масс., 6 % масс. и 7 % масс. Были изучены. Термические свойства композитов PLA оценивали с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии [DSC]. Термогравиметрический анализ [ТГА] и сканирующая электронная микроскопия [СЭМ]. Было установлено, что оптимальная массовая доля базальтового волокна и волокна багассы в композитах PLA составляет 84 мас.%, 12 мас.% и 4 мас.% соответственно. О лучшем межфазном соединении между волокном и матрицей свидетельствует повышенная тепловая нагрузка. стабильность композитов за счет включения волокна.Кристаллизация и плавление композитов PLA изучались в диапазоне температур от 30 °C до 170 °C. Температура кристаллизации и энтальпия кристаллизации увеличиваются до 12 мас.%, 4 мас.% содержания волокна базальта/багассы. и постепенно снижалась с дальнейшим уменьшением базальтового волокна.

Справочная информация отсутствует. Войдите, чтобы получить доступ.

Информация о цитировании отсутствует. Войдите, чтобы получить доступ.

Нет дополнительных данных.

Нет статьи Носитель

Нет показателей

Ключевые слова: БАЗАЛЬТОВОЕ/БАГАССОВОЕ ВОЛОКНО; КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ; ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ СКАНИРУЮЩАЯ КАЛОРИМЕТРИЯ; ПОЛИМОЛОЧНАЯ КИСЛОТА; ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ

Тип документа: Исследовательская статья

Дата публикации: 1 марта 2018 г.

Подробнее об этой публикации?
  • Журнал передовых исследований в области микроскопии (JAMR) предоставляет форум для быстрого распространения важных достижений в области методов микроскопии с высоким разрешением для изображения, характеристики и анализа искусственных и природных образцов; изучать физико-химические явления, такие как истирание, адгезия, коррозия и трение; выполнять микро- и нанофабрикацию, литографию, паттернирование, микро- и наноманипуляции; теория и моделирование, а также их приложения во всех областях науки, техники и медицины.

  • Редакция
  • Информация для авторов
  • Подписаться на этот заголовок
  • Ingenta Connect не несет ответственности за содержание или доступность внешних веб-сайтов

Теплопроводность материалов из минеральной ваты …

Теплопроводность проводимость минеральной шерсти материалов частично насыщенная водой Милена.Йиржичкова, Збышек Павлик, Лукаш Фиала, Роберт Черный Кафедра строительной механики, Факультет строительства, Чешский технический университет, Thákurova 7, 166 29 Прага 6, Чехия Резюме < strong>Теплопроводность проводимость нескольких видов из минеральной ваты на основе шерсти материалов, а именно материалов с гидрофобными примесями, гидрофильными примесями и без каких-либо примесей измеряют в зависимости от содержания влаги от сухого состояния до полностью насыщенного водой состояния.Для измерения используется импульсный метод с использованием как поверхностных, так и игольчатых датчиков. Полученные данные анализируются с использованием концепции эффективных сред Брюггемана для различной формы включений и основных формул Винера. Установлено, что для большинства материалов экспериментальные данные по теплопроводности проводности в области низкого содержания влаги близки к параллельной границе Винера, но в диапазоне высокого влагосодержания, близкого к водонасыщению, данные близки к серийной границе Винера.Ключевые слова: минеральная вата, теплопроводность, влагосодержание, концепция эффективной среды Брюггемана, границы Винера 1. Введение Тепловая свойства минеральных шерстяных на основе материалов представляются имеющими особое значение для их практического применения, поскольку большинство из используется в виде теплоизоляционных плит.Каждый каталожный список каждого любого производителя материалов из минеральной ваты содержит теплопроводность проводимость, иногда также удельная теплоемкость, но они дают в основном только одиночные характеристические значения. Зависимость теплопроводности теплопроводности обычной минеральной ваты ваты от температуры, которая требуется например, для изоляции труб, измерялась в [1-4].Зависимость теплопроводности минераловатных плит от влажности представлена ​​в [5]. Влияние естественной естественной конвекции на теплообмен в минеральной вате изучалось в [6], радиационное поведение теплопровода минеральная вата изучалась в [7,8].Теоретические соображения по комбинированному теплообмену в минеральной вате опубликованы в [9,10]. Многие изделия из минеральной ваты снабжены гидрофобными веществами, поскольку присутствие воды в материале нежелательно для большинства из > приложения. Основной аргумент в пользу гидрофобизации заключается в том, что наличие воды в минеральной вате ваты увеличивает ее теплопроводность проводимость в несколько раз, что приводит к потере теплоизоляционных свойств.Гидрофильные добавки редко используются в изделиях из минеральной шерсти. Однако этот тип материалов материалов имеет хороший потенциал для применения, например, в системах внутренней теплоизоляции. Различная обработка минеральных волокон шерстяных в обоих вышеперечисленных случаях приводит к различным условиям появления воды в материале.Гидрофобизация приводит к отталкиванию жидкой воды от волокон, что должно привести к появлению капель воды в пористой системе. С другой стороны, гидрофильные примеси связывают молекулы воды на поверхности волокна, так что присутствие жидкой воды в пористом пространстве ограничивается. Поэтому зависимость теплофизических свойств от влагосодержания, вероятно, будет 1

  • Стр. 2 и 3: для материалов с гидроп
  • Стр. 4 и 5 различна: 1,2 теплопроводность λ [Вт/ мК]
  • стр. 6 и 7: как для игольчатых, так и для поверхностных датчиков
  • стр. 8 и 9: 0,60 0,50 λ [Вт/мК] 0,40 0,30 0,20
  • стр. 10 и 11: λ [Вт/мК] 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30
  • Страница 12 и 13: Анализ результатов испытаний

Обзор свойств полимерных композитов, армированных базальтовым волокном

[1]   Чжан, Хуайан, Имин Яо, Дэджу Чжу, Барзин Мобашер и Лян Хуан.«Механические свойства при растяжении полимерного композита, армированного базальтовым волокном, при различных скоростях деформации и температурах». Polymer Testing 51 (2016): 29-39.
[2]   Фиоре В., Т. Скаличи, Г. Ди Белла и А. Валенца. «Обзор базальтового волокна и его композитов». Композиты Часть B: Engineering 74 (2015): 74-94.
[3]   Бриганте, Доменико. Выбор, разработка и применение новых композиционных материалов. 7-9, Edn 1. Springer Publication, 2014.
[4]   Sim, Jongsung, and Cheolwoo Park. «Характеристика базальтового волокна как упрочняющего материала для бетонных конструкций». Композиты Часть B: Engineering 36 (6) (2005): 504-512.
[5]   Деак, Тамаш и Тибор Чигани. «Химический состав и механические свойства базальтовых и стеклянных волокон: сравнение». Textile Research Journal 79 (7) (2009): 645-651.
[6]   Лопресто В., К. Леоне и И. Де Иорио. «Механическая характеристика базальтопластика». Композиты Часть B: Engineering 42 (4), (2011): 717-723.
[7]   Ачар, Волкан, Ферит Чакир, Элиф Алямач и М. Озгюр Сейдибейоглу. Волоконная технология для армированных волокном композитов. 169-185, Chapter 8. Woodhead Publishing, 2017.
[8]   Дханд, Вивек, Гарима Миттал, Кьонг Йоп Ри, Су-Джин Пак и Дэвид Хуи.«Краткий обзор полимерных композитов, армированных базальтовым волокном». Композиты Часть B: Engineering 73 (2015): 166-180.
[9]   Кинг М., В. Шринивасан и Т. Пурушотаман. «Базальтовое волокно — древний материал для инновационного и современного применения». Ближневосточный журнал научных исследований 22(2) (2014): 308-312.
[10]   Доригато А. и А. Пегоретти. «Усталостная прочность ламината, армированного базальтовым волокном. Journal of Composite Materials 46 (15) (2012): 1773-1785.
[11]   Асади, Амир, Фердинанд Баай, Хендрик Майнка, Майкл Радемахер, Джеффри Томпсон и Кириаки Калаитзиду. волокна в качестве устойчивой и рентабельной альтернативы стеклянным волокнам в листовом формовочном компаунде (SMC)». Composites Part B: Engineering 123 (2017): 210-218. «Механическая характеристика базальтовых/эпоксидных композитных ламинатов, содержащих наногранулы графена.” Composites Part B: Engineering 122 (2017): 71-78.
[13]   Чен, Венсу, Хун Хао, Майкл Джонг, Цзянь Цуй, Яньчао Ши, Ли Чен и Тонг М. Фам «Квазистатические и динамические свойства полимера, армированного базальтовым волокном», Composites Part B: Engineering (2017). Fiore, and A. Valenza “Механические свойства армированных базальтовым волокном композитов, изготовленных с использованием различных методов вакуумной пропитки”. Composites Part B: Engineering 104 (2016): 35-43.
[15]   Wu, Gang, Xin Wang, Zhishen Wu, Zhiqiang Dong, and Guangchao Zhang. «Долговечность базальтовых волокон и композитов в агрессивных средах». Journal of Composite Materials 49 (7), (2015): 873-887. эпоксидные композиты под нагрузкой изгиба». Applied Composite Materials 17 (2) (2010): 121-135.
[17]   Лю, Цян, Монтгомери Т. Шоу, Ричард С. Парнас и Энн Мари МакДоннелл. «Исследование старения композита из базальтового волокна для применения на транспорте». Полимерные композиты 27 (5) (2006): 475-483.
[18]   Сфарра, Стефано, Клементе Ибарра-Кастанедо, Карло Сантулли, Альфонсо Паолетти, Доменика Паолетти, Фабрицио Сарасини, Абдельхаким Бендада и Ксавьер Мальдаг. «Падающий вес тканых композитов из стекла и базальтового волокна, проверенный с использованием неразрушающих методов. Composites Part B: Engineering 45 (1) (2013): 601-608.
[19]   Mingchao, Wang, Zhang Zuoguang, Li Yubin, Li Min, and Sun Zhijie. “Химическая стойкость и механические свойства щелочестойкого базальтового волокна и его армированных эпоксидных композитов». Journal of Reinforced Plastics and Composites 27(4) (2008): 393-407. Характеристики эпоксидно-бензоксазиновых композитов, армированных базальтовым волокном. Волокна и полимеры 13 (6), (2012): 762-768.
[21]   Ким, Ходонг. “Улучшение теплофизических свойств эпоксидного композита, армированного базальтовым волокном”. Волокна и Polymers 14(8), (2013): 1311-1316.
[22]   Испания, Дж. М., М. Д. влияние различных силановых связующих агентов на механические характеристики композитных ламинатов из базальтового волокна с эпоксидными матрицами на биологической основе. Polymer Composites 34, № 3 (2013): 376-381.
[23]   Chen, Wei, Hongbin Shen, Maria L. Auad, Changzheng Huang, and Steven Nutt. «Базальтовое волокно– эпоксидные ламинаты с функционализированными многостенными углеродными нанотрубками». Парк С.Дж. и Хуэй Д. “Влияние углеродных нанотрубок, модифицированных силаном, на поведение при изгибе и разрушении эпоксидно-базальтовых композитов, модифицированных углеродными нанотрубками”.” Composites Part B: Engineering 43(5), (2012): 2298-2302.
[25]   Lee, JH, KY Rhee, and SJ Park. “Растяжение и термические свойства модифицированных CNT армированные базальтовые/эпоксидные композиты». Материаловедение и инженерия: A 527 (26), (2010): 6838-6843.
[26]   Чеол Санг Ким, Фелипе П. Виста IV и Хо Кионг Шон. «Механические характеристики многомасштабных базальтовых волокнисто-эпоксидных ламинатов, содержащих турмалиновые микро/наночастицы. Composites Part B: Engineering 58 (2014): 611-617.
[27]   Colombo, C., L. Vergani, and M. Burman. “Статические и усталостные характеристики нового армированного базальтовым волокном композиты». Composite Structures 94(3), (2012): 1165-1174.
[28]   Де Роса, Игорь М., Франческо Марра, Джованни Пульчи, Карло Сантулли, Фабрицио Сарасини, Якопо и Марко Валенте «Постударная механическая характеристика ламинатов из стеклянных и базальтовых тканей.” Applied Composite Materials 19 (3-4), (2012): 475-490.
[29]   Юсрия Л., М. Мариатти и А. Абу Бакар. “Свойства винила сложноэфирные композиты, армированные различными типами тканых материалов и полыми фенольными микросферами». Journal of Reinforced Plastics and Composites 29 (20), (2010): 3066-3073. Виноулин Джэппс Дж. Т., Суреш Кумар С. М. и Амутакканнан П. «Исследование влияния модификаций поверхности на механические свойства полимерных композитов, армированных базальтовым волокном». Composites Part B: Engineering 43(2), (2012): 812-818.
[31]   Zhang, Yihe, Chunxiao Yu, Paul K. Chu, Fengzhu Lv, Changan Zhang, Junhui Ji , Руи Чжан, Хели Ван, «Механические и термические свойства полибутиленсукцинатных композитов, армированных базальтовым волокном». ]   Черны М., Глогар П., Сухарда З. “Механические свойства композитов, армированных базальтовым волокном, полученных путем частичного пиролиза прекурсора полимера.” Journal of Composite Materials 43(9), (2009): 1109-1120.
[33]   Черный, МАРТИН, Петр Глогар, ВИКТОР Голяш, ЯКУБ Грушка, ПЕТР Якешка. Сухарда и ИВАНА Ваврова «Сравнение механических свойств и структурных изменений непрерывных базальтовых и стеклянных волокон при повышенных температурах». Ботев М., Х. Бетчев, Д. Бикиарис и К. Панайоту. «Механические свойства и вязкоупругие свойства полипропилена, армированного базальтовым волокном». Journal of Applied Polymer Science 74 (3), (1999): 523-531.
[35]   Сабо, Дж. С., и Т. Чигани. «Статическое разрушение и поведение при разрушении выровненных прерывистых полипропиленовых композитов, армированных минеральным волокном». Polymer Testing 22(6), (2003): 711-719.
[36]   Эслами-Фарсани, Реза, С.Мохаммад Реза Халили, Зиба Хедаятнасаб и Неда Сулеймани. «Влияние теплового режима на свойства при растяжении полипропилен-глинистых нанокомпозитов, армированных базальтовым волокном». Материалы и дизайн 53 (2014): 540-549.
[37]   Баштанник П.И., Кабак А.И., Яковчук Ю.Ю. «Влияние адгезионного взаимодействия на механические свойства термопластичных базальтопластиков». Механика композитных материалов 39(1), (2003): 85-88.
[38]   Акинчи, А. «Механические и морфологические свойства композитов с полимерной матрицей, наполненных базальтом». Архив материаловедения и инженерии 35 (1), (2009): 29-32.
[39]   Сун, Цзяньбинь, Цзяньсюнь Лю, Яньхуа Чжан, Лихун Чен, Юмей Чжун и Вэньбинь Ян. «Композиты PA1012, армированные базальтовым волокном: морфология, механические свойства, поведение при кристаллизации, структура и угол контакта с водой». Journal of Composite Materials 49(4), (2015): 415-424.
[40]   Сун, Цзяньбинь, Цзяньсюнь Лю, Хуйлян Чжан, Вэньбинь Ян, Лихун Чен, Юмей Чжун и Чанчэн Ма. «Композиты из ПВДФ/ПММА/базальтового волокна: морфология, плавление и кристаллизация, структура, механические свойства и термостойкость». Journal of Applied Polymer Science 131(13), (2014): 40494.
[41]   Zhu, Lvtao, Baozhong Sun, Hong Hu и Bohong Gu. «Основополагающие уравнения жгутов базальтовых нитей при квазистатическом и высокоскоростном растяжении.” Материаловедение и инженерия: A 527(13), (2010): 3245-3252.
[42]   Кизилканат, Ахмет Б., Нихат Кабай, Вейсел Абьюнсю, Сваптик Чоудуллахи и Акча «Механические свойства и поведение при разрушении базальтового и стекловолоконного бетона: экспериментальное исследование» Construction and Building Materials 100 (2015): 218-224. Прето Р., Соуза Л., Рейс Л. «Механическое поведение базальтовых волокон в композите базальт-UP.” Procedia Structural Integrity 1 (2016): 82-89.
[44]   Де Вергара, Унаи Лопес, Мариасун Саррионандиа, Колдо Гондра и Джон Ауррекоэтчеа. “Ударное поведение базальта. в микроволновых и тепловых условиях». Composites Part B: Engineering 66 (2014): 156-161.
[45]   Wang, Jianzhang, Beibei Chen, Ning Liu, Gaofeng Han, and Fengyuan Yan “. Совместное влияние поверхности раздела волокно/матрица и водопоглощения на трибологические характеристики водосмазываемых композитов на основе политетрафторэтилена, армированных углеродными и базальтовыми волокнами.Композиты Часть A: Applied Science and Manufacturing 59 (2014): 85-92.
[46]   Шишеван, Фарзин Азимпур, Хамид Акбулут и М.А. Мохтади-Бонаб. Полимерные композиты, армированные волокном». Journal of Materials Engineering and Performance (2017): 1–11.
[47]   Бабу, Кумареш и Субрамани Палани. «Механический и абразивный износ стекла и базальта. эпоксидные композиты, армированные тканью. Journal of Applied Polymer Science 130, (1) (2013): 120-130.
[48]   Varley, Russell J., Wendy Tian, ​​KH Leong, Alan Y. Leong, Flavio Fredo, и Марино Кварезимин «Влияние обработки поверхности на механические свойства эпоксидных композитов, армированных базальтом». Polymer Composites 34(3) (2013): 320-329. Дэджу Чжу, Хуайан Чжан, Гаошэн Ли и Барзин Мобашер «Поведение базальтовых, углеродных, стеклянных и арамидных тканей при растяжении при различных скоростях деформации. Journal of Materials in Civil Engineering 28(9) (2016): 04016081.
[50]   Kim, MT, KY Rhee, BH Lee, and CJ Kim. «Влияние добавления углеродных нанотрубок на поведение базальтовых/эпоксидных тканых композитов при изнашивании». Journal of nanoscience and nanotechnology 13(8), (2013): 5631-5635.
[51]   «Износ наполненных базальтом композитов из полиэтилена низкой плотности. Applied Composite Materials 19(3-4), (2012): 499-511.
[52]   Zhang, Xinrui, Xianqiang Pei, and Qihua Wang. “Фрикционные и износостойкие свойства композитов с полиимидной матрицей” Journal of Applied Polymer Science 111(6) (2009): 2980-2985.
[53]   Zhang, Xinrui, Xianqiang Pei, and Qihua Wang. свойства армированных базальтовым волокном/наполненных твердыми смазками полиимидных композитов в различных условиях скольжения. Журнал прикладных наук о полимерах 114(3), (2009): 1746-1752.
[54]   Цао, Шенху, В.У. Чжи и Синь Ван. «Свойства углепластика и гибридных композитов на растяжение» при повышенных температурах». Журнал композитных материалов 43(4), (2009): 315-330. механические и тепловые характеристики арматуры из BFRP». В Advances in FRP Composites in Civil Engineering, стр.69-72. Springer, Berlin, Heidelberg, 2011.
[56]   Sim, Jongsung и Cheolwoo Park. «Характеристика базальтового волокна как упрочняющего материала для бетонных конструкций». Композиты Часть B: Engineering 36(6), (2005): 504-512.

Теплопроводность эпоксидных гибридных композитов, армированных углеродным/базовым волокном

Аннотация

Целью данной статьи является анализ теплопроводности гибридных композитных конструкций, армированных углеродным/базальтовым волокном, на основе последовательностей укладки.В статье также исследуется тепловое сопротивление армированного углеродным волокном полимера (CFRP) и базальтового волокнистого полимера (BFRP) с увеличенной толщиной. Исследования включали обработку гибридного композита с использованием литья под давлением. Массовое соотношение волокон к полимерам составляло 60%:40%. Испытания проводились с использованием стандартного метода испытаний ASTM D 5470. Результаты показывают, что последовательность укладки углеродных/базальтовых волокон оказывает значительное влияние на теплопроводность. Гибридный композит с режимом последовательности укладки C3B4C3 имеет наименьшую теплопроводность при 0.187 Вт/мК и максимальное тепловое сопротивление 0,0052 м2К/Вт. Самый высокий тепловой импеданс BFRP составляет 0,007 м2K/Вт при толщине 2,5 мм. В углепластике самый высокий тепловой импеданс достигается при толщине 3,4 мм при 0,005 м2К/Вт. Таким образом, результаты показывают, что гибридные композиты углерод/базальт/эпоксидная смола являются хорошими изоляторами, поскольку теплопроводность составляет менее 0,42 Вт/мК по стандарту.

Ключевые слова

Гибридный композит; Изоляция; последовательность укладки; Теплопроводность; Тепловой импеданс

Заключение

Результаты показывают, что последовательность укладки углеродных/базальтовых волокон оказывает значительное влияние на теплопроводность.Гибридные композиты с режимом последовательности укладки C3B4C3 демонстрируют самую низкую теплопроводность 0,187 Вт/мК и самый высокий тепловой импеданс 0,0052 м2К/Вт. Максимальное тепловое сопротивление BFRP составляет 0,007 м2K/Вт при толщине 2,5 мм. В углепластике самый высокий тепловой импеданс достигается при толщине 3,4 мм при 0,005 м2К/Вт. Впоследствии было показано, что гибридные композиты углерод/базальт/эпоксидная смола действуют как хорошие изоляторы, поскольку теплопроводность меньше стандартного значения 0,42 Вт/мК.Можно сделать вывод, что последовательность укладки в углеродно-базальтово-эпоксидных гибридных композитных ламинатах является эффективным способом изменения теплопроводности композитных материалов в инженерных изделиях. Кроме того, базальтовое волокно обладает более высокой термостойкостью, чем углеродное волокно. Таким образом, базальтовое волокно является отличным теплоизоляционным материалом. Кроме того, можно сделать вывод, что температура оказывает эффективное влияние на структуру материала. Однако структура материала не может измениться, если температура ниже температуры плавления.

Подтверждение

Автор выражает благодарность Министерству исследований, технологий и высшего образования Республики Индонезии за финансирование этого исследовательского проекта (номер контракта: 415.56/UN14.4.A/PL/2017). Автор также хотел бы выразить благодарность USAID и программе EPI-UNET, которые поддержали реализацию этой статьи.

Ссылки

Агарвал Г., Патнаик А., Кумар Шарма Р., Агарвал Дж., 2014. Влияние последовательности укладки на физико-механические и трибологические свойства стеклоуглеродных гибридных композитов. Трение, том 2(4), стр. 354–364

Агуа Э., Аллогнон-Уэссу Э., Аджови Э., Тогбеджи Б., 2013. Теплопроводность композитов, изготовленных из отходов древесины и вспененных материалов. Полистирол. Строительство и строительные материалы, том 41, стр. 557–562

Агравал, А., Сатапати, А., 2015. Математическая модель для оценки эффективной теплопроводности полимерных композитов с гибридными наполнителями.Международный журнал тепловых наук, том 89, стр. 203–209

Эшби, М., Бреше, Ю., 2003. Проектирование гибридных материалов. Acta Materialia, Volume 51(19), pp. 5801–5821

Бади, М., Махди, Э., Хамуда, А., 2011. Исследование автомобильного приводного вала из гибридного эпоксидного композита, армированного углеродным/стеклянным волокном. Материалы и дизайн, том 32 (3), стр. 1485–1500

Борхан, Т.М., 2013. Тепловые и механические свойства бетона, армированного базальтовым волокном. Всемирная академия наук, инженерии и технологий, Международный журнал гражданской и экологической инженерии, том 7 (4), стр.334–337

Дехкорди, М.Т., Носрати, Х., Шокриех, М.М., Минак, Г., Гелли, Д., 2010. Низкоскоростные ударные свойства внутрислойных гибридных композитов на основе базальтовых и нейлоновых тканых тканей. Materials & Design, Volume 31(8), pp. 3835–3844

Dong, C., Ranaweera-Jayawardena, HA, Davies, IJ, 2012. Свойства гибридных композитов, армированных стеклом S-2 и углеродными волокнами T700s. Композиты, часть B: Engineering, Volume 43(2), стр. 573–581

Gori, F., Corasaniti, S., 2014. Эффективная теплопроводность композитов. Международный журнал тепло- и массообмена, том 77, стр. 653–661

Холотеску С., Стоян Ф.Д., 2009 г. Оценка эффективной теплопроводности композитных полимеров с учетом закона распределения наполнителя по размерам. Журнал Чжэцзянского университета-НАУКА A, том 10 (5), стр. 704–709

Лим, Дж.И., Ри, К.И., Ким, Х.Дж., Юнг, Д.Х., 2014. Влияние последовательности укладки на свойства изгиба и разрушения Углеродные/базальтовые/эпоксидные гибридные композиты.Carbon Letters, Volume 15(2), pp. 125–128

Маркос-Гомез, Д., Чинг-Ллойд, Дж., Элизальде, М., Клегг, В., Молина-Алдарегия, Дж., 2010. Прогнозирование Теплопроводность композитных материалов с несовершенными границами раздела. Composites Science and Technology, Volume 70(16), pp. 2276–2283

Мариатти, М., Насир, М., Исмаил, Х., 2003. Влияние последовательности укладки на свойства гибридных ламинированных композитов с гладкой атласной поверхностью. Технология и инженерия полимеров и пластмасс, том 42 (1), стр.65–79

Mingchao, W., Zuoguang, Z., Zhijie, S., 2009. Гибридная модель и механические свойства гибридных композитов, армированных волокнами разного диаметра. Journal of Reinforced Plastics and Composites, Volume 28(3), pp. 257–264

Murthy, B., Rodrigues, L., Devineni, A., 2012. Оптимизация параметров процесса при сверлении стеклопластика посредством интеграции Taguchi и поверхности отклика Методология. Research Journal of Recent Sciences, Volume 1(6), pp. 7–15

Nurjaya, D.М., Астутинингсих С., Зульфия А., 2015. Термическое влияние на прочность на изгиб геополимерного матричного композита с глиноземом и волластонитом в качестве наполнителей. International Journal of Technology, Volume 6(3), pp. 462–470

Onal, L., Adanur, S., 2002. Влияние последовательности укладки на механические свойства стеклоуглеродных гибридных композитов до и после удара. Журнал промышленного текстиля, том 31 (4), стр. 255–271

Пандья, К.С., Веерраджу, К., Найк, Н., 2011. Гибридные композиты из углеродных и стеклянных тканей под квазистатической нагрузкой.Materials & Design, Volume 32(7), pp. 4094–4099

Park, J.-M., Kwon, D.-J., Wang, Z.-J., Roh, J.-U., Lee , W.-I., Park, J.-K., DeVries, KL, 2014. Влияние углеродных нанотрубок и армирования углеродным волокном на теплопроводность и абляционные свойства углеродно-фенольных композитов. Композиты, часть B: Engineering, Volume 67, pp. 22–29

Singha, K., 2012. Краткий обзор базальтового волокна. Международный журнал текстильной науки, том 1 (4), стр. 19–28

Song, M., Санкар, Б., Субхаш, Г., Йен, К., 2012. Анализ расслоения Z-образных композитов по способу I с использованием безразмерной аналитической модели. Композиты, часть B: Engineering, Volume 43(4), стр. 1776–1784

Subagia, IDG, Kim, Y., 2014a. Поведение при растяжении гибридного эпоксидного композитного ламината, содержащего углеродное и базальтовое волокна. Наука и разработка композитных материалов, том 21 (2), стр. 211–217

Субагиа, IDGA, Ким, Ю., 2013. Исследование свойств на изгиб углеродно-базальтовых / эпоксидных гибридных композитов.Журнал механических наук и технологий, том 27 (4), стр. 987

Субагиа, И.Д.Г.А., Ким, Ю., Тицзин, Л.Д., Ким, К.С., Шон, Х.К., 2014b. Влияние последовательности укладки на изгибные свойства гибридных композитов, армированных углеродными и базальтовыми волокнами. Композиты, часть B: Engineering, Volume 58, pp. 251–258

Subagia, IDGA, Tijing, LD, Kim, Y., Kim, C.S., Vista IV, FP, Shon, HK, 2014c. Механические характеристики разномасштабных базальтово-эпоксидных ламинатов, содержащих турмалиновые микро/наночастицы.Композиты, часть B: Engineering, Volume 58, pp. 611–617

Yamashita, Y., Yamada, H., Miyake, H., 2008. Эффективная теплопроводность ткани полотняного переплетения и ее композитного материала, изготовленного из высокопрочных волокон. Журнал текстильной инженерии, том 54 (4), стр. 111–119

Ю, Х., Хайдер, Д., Адвани, С., 2015. Роль последовательности укладки в плоскости на эффективную поперечную теплопроводность однонаправленного композита. Ламинаты. Международный журнал тепло- и массообмена, том 85, стр.897–903

Чжан, Дж., Чайсомбат, К., Хе, С., Ван, К.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.