Разное

Теплопроводность каменной ваты: Коэффициент теплопроводности минваты. Описание и таблица

alexxlab 14.06.2023 Нет комментариев

Теплопроводность минеральной ваты и других материалов

19.03.2018

  • Назад

Минеральными утеплителями называются те из них, которые созданы из сырья, имеет именно такое происхождение. Самым востребованным утеплителем можно назвать минеральную вату, а фактором, который побуждает ее использовать, является теплопроводность.

Минеральная вата бывает каменная и шлаковая, для ее изготовления используют отходы стекольного производства.

Для создания каменной ваты в качестве сырья выбирают базальт, доломит, а также известняк. В результате получается качественный, долговечный материал, который отлично себя проявляет в процессе эксплуатации. Его часто используют, утепляя дома и различные строения.

Сырье для шлаковой ваты – отходы черной металлургии и цветной. В результате получается материал чуть менее долговечен, его используют для строений, которые должны эксплуатироваться длительное время.

Не рекомендуется такой материал применять там, где возможна повышенная влажность и резкая смена температуры.

Если говорить о показателях минеральной ваты различных видов, то они отличаются друг от друга, и можно вывести средний. В этом случае плотность будет равна сто пятнадцать килограммов на кубический метр, водопоглощение – не больше одного процента. Важным фактором является теплопроводность утеплителей, и нам надо будет разобраться что это такое.

О теплопроводности

В этом показателе существует коэффициент, показывающий то количество тепла, которое будет проводиться через квадратный метр материала метровой толщины. В качестве эталона времени выбирается час и есть условие, что утечка тепла будет отсутствовать. Также определяется, что разница температур поверхностей не будет отличаться более чем на один градус.

Ясно, что, чем меньше тепла будет проводить материал, тем меньше его уйдет из помещения.

Что при таких условиях можно сказать о минеральную вату, если сравнивать ее с другими материалами? Показатели такие (Вт /м °С):

  1. Достаточно большой коэффициент – 0,520 – в кирпичной кладки, поэтому для сохранения тепла без использования других утеплителей толщина стены должна составить около полутора метров.
  2. В керамзита коэффициент 0,170, и здесь слой утеплителя должен составлять практически девятьсот миллиметров, что тоже немало.
  3. Далее следует стекловата с коэффициентом 0,044, и он значительно ниже предыдущих. Такого утеплителя достаточно толщиной девятнадцать миллиметров.
  4. Пенополистирол имеет коэффициент еще ниже – 0,037, и толщина такого утеплителя должна быть примерно шестнадцать сантиметров.
  5. Похожий коэффициент и в базальтовой ваты – 0,039, толщина утеплителя будет около семнадцати сантиметров.

Как видим, если нужен утеплитель, то минеральная вата или пенополистирол гораздо удобнее, их теплопроводность минимальна. Более того, при покупке сравнивают не один показатель, чтобы выбрать оптимальный вариант. Например, огнестойкость каменной ваты гораздо выше, чем пинполистирола, так любой ее вид будет негорючим.

Минеральная вата: свойства

Мы уже знаем о хорошей теплопроводностью минеральной ваты и ее огнестойкость, но рассмотрим другие характеристики минеральной ваты, которые помогут сделать правильный выбор.

Что может склонить покупателя выбрать данный материал? Его устойчивость к агрессивной химической влияния и экологичность, так как минеральная вата безопасна для здоровья человека. Паропроницаемость позволит пропускать пары воды, что особенно важно для вентилируемого фасада.

К положительным характеристикам ваты можно отнести пластичность, поскольку при небольшом воздействии она примет необходимую форму. Более того, ее легко разрезать с помощью ножа или ножовки (для более плотного материала), что делает укладку легким.

Влагостойкость материала – не последний фактор, при полном погружении вата может поглотить воду в количестве не более 0,5 процентов. Она способна противостоять воздействию грибков и проникновению бактерий.

Также важный критерий – отсутствие усадки, не дает появиться со временем мостикам холода. Материал долговечный, его можно использовать в течение семидесяти лет. К преимуществам относят и стоимость минеральной ваты.

Благодаря наличию всех упомянутых свойств материал стал востребованным, и такая вата – один из самых популярных утеплителей.

Помните, что правильный выбор утеплителя способен на долгое время сохранить комфорт в вашем доме.

Минеральная вата. Тепломассообменные характеристики » Строительство и ремонт: теория и практика

Минеральную вату

получают из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смеси, стеклобоя и других материалов. Из расплавов горных пород изготавливают каменную вату. По своей структуре она представляет хаотично переплетённые стекловидные волокна диаметром около 15 мкм и длиной 30-40 мм. Сырьём для её производства служат базальты, габбро и диабазы, фенолформальдегидные смолы (связующее) и гидрофобизирующие добавки. Содержание органических веществ в каменной вате в пределах 3 – 4 %.
В основе её высокой теплоизоляционной способности лежит низкая теплопроводность воздуха, заполняющего пространство между волокнами, в неподвижном состоянии равная при t = 10 °С, Л = 0,026 Вт/(м*°С). Коэффициент теплопроводности каменной ваты в эксплуатационном состоянии составляет примерно 0,040.

..0,050 Вт/(м*°С). Плотность изделий из неё колеблется в диапазоне — от 30 до 230 кг/м3. Т.к. по своему химическому составу базальтовое волокно не отличается от горной породы, вата, сделанная из него, выдерживает высокие температуры, не теряя своих пожарозащитных свойств. Базальтовое волокно обладает также высокой химической стойкостью и не гниёт. Срок службы изделий из каменной ваты – несколько десятилетий.
На эксплуатационные качества каменной ваты значительную роль оказывают её свойства проводить теплоту и влагу. Ниже представлены результаты экспериментальных исследований тепломассообменных характеристик для наиболее используемых плитных материалов, выпускаемых компанией PAROC.

Сорбционная влажность этих же материалов приведена в табл. 7.5.

Коэффициенты теплопроводности при различных эксплуатационных состояниях ваты по результатам экспериментальных исследований сведены в табл. 7.6.
Анализ коэффициентов теплопроводности образцов каменной ваты в сухом состоянии указывает на их изменение в пределах Л0 = 0,037. ..0,044 Вт/(м*°С). При этом различие в коэффициентах теплопроводности каменной ваты изделий одной плотности составляет до 9 %. Объяснить такое расхождение можно различием в структуре каменной ваты, получаемых в процессе их изготовления.

Сопоставление результатов исследований паропроницаемости и сорбционной влажности каменной ваты также указывает на их зависимость от вида и структуры изделий. Каменная вата в образцах практически равной плотности имеет разные по величине массообменные характеристики.

На основании базальтового минераловатного волокна осуществляется изготовление плит «Ламели». Фасадная «Ламель» представляет негорючие гидрофобизированные тепло-, звукоизоляционные плиты на синтетическом связующем, изготовленные из минеральной ваты на основе горных пород базальтовой группы. Волокна в «Ламели» расположены перпендикулярно изолируемой поверхности. Благодаря такой ориентации волокон ламели имеют высокую гибкость, что облегчает изоляцию криволинейных поверхностей.
Плиты «Ламели» имеют плотность р = 80…90 кг/м3, коэффициент теплопроводности не более Л = 0,044 Вт/(м*°С), влажность по массе не более 0,5 %, паропроницаемость в пределах u = 0,3… 0,6 мг/(м-ч-Па).

Шлаковата.

Производится на основе использования отходов металлургического производства (доменные, мартеновские и др. плавки). Она имеет неустойчивый минералогический состав, и её волокна самопроизвольно распадаются в результате химических реакций, особенно, при взаимодействии с водой. Разрушение шлаковаты происходит и при частых переходах температуры через 0 °С. В шлаках могут присутствовать тяжёлые металлы и токсические химические соединения. Использование шлаковаты нежелательно в зданиях постоянного пребывания людей.

В системах утепления могут применяться – плиты шлаковатные, в составе которых присутствует базальт, это негорючие изделия марок 75, 125 и 175, изготавливаемые по ТУ PB 400051892.255-2001.
Теплопроводность шлаковой ваты при плотности 170. ..200 кг/м3, в зависимости от температуры определяется по формуле

где Лt — коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).
Третий вид минеральной ваты – стекловата. Для её получения используются те же компоненты, что и при изготовлении обычного стекла, а также стеклобой. В результате получается вата из хаотично переплетённых стеклянных волокон средним диаметром 6 мкм и длиной 150-200 мм. А изделия из стекловаты имеют плотность порядка 110-130 кг/м3. Благодаря эластичности и упругости стекловата сжимаема без потери эксплуатационных характеристик, её отличает низкое содержание неволокнистых включений и высокая вибростойкость, а также повышенные акустические свойства, биологическая и химическая стойкость. Теплопроводность стекловаты сравнима с теплопроводностью каменной ваты но, у неё низкая водоотталкивающая способность. Стекловолокнистые изделия обладают большей гигроскопичностью, чем минеральные, и, с увеличением плотности гигроскопичность изделия возрастает.


В строительной отрасли в основном используются изделия из каменной ваты.
В процессе выполнения теплотехнических исследований наружной теплоизоляции зданий были выполнены исследования тепломассообменных характеристик минеральной ваты. Образцы для исследований извлекались из наружных стен или были представлены предприятиями. В табл. 7.7 сведены тепломассообменные характеристики каменной и шлаковаты. Анализ характеристик показывает, что водопоглощение по массе каменной ваты составляет Wм = 4,5… 13 %, что соответствует объёмному водопоглощению W0 = 0,63…1,29 %, коэффициент паропроницаемости пределах u = 0,299…0,47 мг/(м*чПа).


Характеристики шлаковаты (№6 и 8) по водопоглощению значительно выше, чем каменной ваты. Водопоглощение по массе составляет Wм = 12,4…15,8 %, что соответствует объёмному водопоглощению Wo = 1,55…1,84 %. Коэффициент паропроницаемости шлаковаты равен u = 0,42…0,46 мг/(м*ч*Па).
Сравнение характеристик по массовой влажности каменной ваты, полученные в результате натурных обследований систем утепления зданий, представлены в табл.

7.8.

Экспериментально определённая массовая влажность образцов каменной ваты, взятых на двух объектах, отличается от максимальной сорбционной влажности на ±25-30 %. И только в одном случае в слое каменной ваты системы утепления жилого дома экспериментально определённая массовая влажность в три раза выше максимальной сорбционной.
При использовании каменной ваты в климатических условиях Республики Беларусь очень важным является влагопоглощение и водоудаление в естественных условия проведения работ по теплоизоляции зданий. С целью оценки влажностного режима каменной ваты, закреплённой на стене здания, до нанесения на него защитного и отделочного слоев были проведены натурные исследования.
Определение массовой влажности каменной ваты было выполнено на образцах, извлечённых из дополнительной теплоизоляции стены 20-ти этажного жилого здания. Здание расположено на возвышенности в открытой местности. Материал утеплителя – плиты из каменной ваты «FASROCK» и «Изоляция».

Крепление плит к стенам здания при температуре наружного воздуха tн > 5 °C осуществлялось клеящим составом «Сармалеп».
Метеорологические условия до и во время извлечения образцов из стены в ноябре месяце характеризовались температурой t = +2…6 °С, юго-восточным и южным ветрами со скоростью v = 2…10 м/с, отсутствием осадков, но наличием тумана.
В процессе проведения натурного эксперимента каменная вата на юго-западной стене дома на уровне первого этажа дополнительно искусственно дождевалась.
Отбор проб производился из теплоизоляции юго-западной стены на уровнях 1-го, 3-его и 13-го этажей. Образцы №5 и №6 были взяты из плит утеплителя предварительно снятых с участка стены. Образцы №7 и №8 извлечены из участка теплоизоляции стены 1-го этажа, прошедшего искусственное дождевание к моменту отбора проб, а образцы №9 и №9′ из этого же участка через сутки после дождевания. Образцы №10 и №10′ вырезаны из плит минеральной ваты взятых из фабричной упаковки на строительной площадке.
Размеры образцов минеральной ваты 200x200x50 мм. После изъятия образцы упаковывались в герметичные полиэтиленовые мешки и направлялись в лабораторию, для определения массовой влажности.
Одновременно с отбором проб минераловатного утеплителя из этих же мест отбирались пробы клеевого материала в бюксы.
Выемка образцов после их выпиливания из слоя утеплителя сопровождалась приложением значительных усилий, что свидетельствует о хорошем сцеплении минеральной ваты с клеевым слоем и клеевого слоя со стеной здания. После выемки образцов отмечена неравномерность толщины клеевого слоя, т.е. имеют место зазоры между минеральной плитой и стеной здания. Величина зазоров не превышает 6 мм.
Результаты определения массовой влажности представлены в табл. 7.9.
Анализ результатов, представленных в табл. 7.9, показывает, что образцы минеральной ваты, изъятые со стены имеют массовую влажность до 1 %, при нормативной величине 5 %. Образцы №7 и №8, имеющие после дождевания массовую влажность 23,5 % и 30,1 % соответственно, через сутки после увлажнения имели массовую влажность не превышающую 1 %. Следует иметь в виду, что водопоглощение и насыщение водой в результате дождевания имеют различный механизм. Образцы минеральной ваты №5 и №6, находившиеся вне изоляции в течение 16 часов, имели массовую влажность 3,97 % и 3,86 % соответственно, что объясняется прямым воздействием атмосферных осадков. На строительную площадку поступают минераловатные плиты в заводской упаковке с массовой влажностью 0,35…0,42 %.
Клей «Сармалеп», пробы которого были взяты одновременно с пробами минеральной ваты, имеет массовую влажность 1,58…11,7%.

Натурные исследования каменной ваты, закреплённой на стене дома, и открытой для атмосферных воздействий показали:
1. Массовая влажность образцов минераловатных плит дополнительной тепловой изоляции 20-ти этажного жилого здания, закреплённых на стене, не оштукатуренных и, следовательно, открытых для непосредственного воздействия атмосферных осадков не превышает W = 4 %.
2. Насыщенные водой на стене здания до 30-ти процентной массовой влажности образцы минераловатных плит дополнительной тепловой изоляции через сутки после увлажнения имели массовую влажность 0,61-0,93 %, т. е. незначительно отличающуюся от массовой влажности поступающих на строительную площадку минераловатных плит в заводской упаковке (0,35-0,42 %) и образцов, снятых со стены.
Это объясняется в частности и благоприятно сложившихся на момент отбора проб условиями: ночное похолодание и сильный, порывистый ветер, что способствовало интенсивной просушке материала.
Каменная вата интенсивно поглощает, но и хорошо отдаёт влагу, находясь в естественных условиях контакта с окружающей средой.

Что такое теплопроводность каменной ваты? Типичные значения теплопроводности минеральной ваты составляют от 0,020 до 0,040 Вт/м∙K. Теплотехника

Теплопроводность каменной ваты

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадрат материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем больше способность материала сопротивляться передаче тепла и, следовательно, выше эффективность изоляции. Типичные значения теплопроводности для минеральной ваты находятся между 0,020 и 0,040 Вт/м∙K .

Теплоизоляция в основном основана на очень низкой теплопроводности газов. Газы обладают плохими свойствами теплопроводности по сравнению с жидкостями и твердыми телами и, таким образом, являются хорошим изоляционным материалом, если их можно уловить (например, в пенообразной структуре). Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами. Но главная польза в отсутствии конвекции. Поэтому многие изоляционные материалы (например, каменная вата ) функционируют просто за счет наличия большого количества заполненных газом карманов , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .

Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

 

Ссылки:

Теплопередача:

  1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
  2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
  3. Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 of 3. May 2016.

Ядерная и реакторная физика:

  1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
  2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
  3. WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
  4. Гласстоун, Сесонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г. , ISBN: 978-0412985317
  5. WSC Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
  6. Г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
  7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерного реактора, стр. 1988.
  8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
  9. Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

Advanced Reactor Physics:

  1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
  2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
  3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
  4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

См. также:

Изоляционные материалы

Мы надеемся, что эта статья Теплопроводность каменной ваты поможет вам. Если это так, дайте нам лайк на боковой панели. Основная цель этого веб-сайта – помочь общественности узнать интересную и важную информацию о теплотехнике.

Категории Теплотехника

Copyright 2023 Теплотехника | Все права защищены | Атомная энергия | Реакторная физика |

Каменная вата | Изоляция из каменной ваты

Экологичные панели, экономящие энергию

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Изоляция

Документально подтвержденное качество

Теплая каменная вата

Каменная вата – это натуральный изоляционный материал, полученный с помощью специального процесса, при котором вулканические породы, такие как базальт, доломит и диабаз, плавятся при температуре 1400-1600°C и превращаются в лаву, а затем лава превращается в волокно и смешивается со связующим.

Теплая каменная вата предотвращает удержание влаги в зданиях и ее негативное воздействие благодаря низкому сопротивлению диффузии, действуя как хороший водоотталкивающий материал.

Благодаря стабильности размеров на него не влияют возможные температурные переходы. Теплостойкая каменная вата Warm Stonewool изолирует тепло и звук с помощью одного материала. Это также безопасный материал для противопожарной изоляции.