Файл: Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016.pdf

90

го потока, проходящего через плоский образец определенной толщины 
и направленного перпендикулярно к лицевым (наибольшим) граням 
образца, измерении плотности этого теплового потока, температуры 
противоположных лицевых граней и толщины образца.

Теплопроводность материала зависит от ряда факторов: общей по-

ристости, размера и формы пор, вида твердой фазы, температуры, влаж-
ности и т.п.

В соответствии с СП 23-101—2004, СП 50.13330.2012 [44; 47] разли-

чают следующие показатели коэффициента теплопроводности:

λ

0

 — теплопроводность материала в сухом состоянии;

λ

А

  — теплопроводность материала при условиях эксплуатации 

зоны А;

λ

Б

  — теплопроводность материала при условиях эксплуатации 

зоны Б.

По теплопроводности при 25 °С теплоизоляционные материалы раз-

деляют на следующие классы: низкой теплопроводности  — до 
0,06 Вт/ (м·°С), средней — от 0,06 до 0,115, повышенной — от 0,115 до 
0,175.

• Плотность материалов определяют согласно ГОСТ 17177—94 [7]. 

Отобранные образцы взвешивают и определяют их объем.

Для образцов правильной формы (кубов, призм, цилиндров и др.) 

объем вычисляют после измерения его размеров (длины, ширины, тол-
щины, диаметра).

Объем рыхлого волокнистого материала определяют в цилиндре под 

удельной нагрузкой 2000 Па и вычисляют по формуле

V = πR

2

h, м

3

, (1.19)

где R — внутренний радиус цилиндра, м;

h — высота сжатого слоя материала в цилиндре, м.
Плотность ρ вычисляют по формуле

3

, кг/ м

(1 0,01 )

m

V

W

ρ =

+

, (1.20)

где т — масса образца (пробы рыхлого волокнистого материала), кг;

V — объем образца (пробы рыхлого волокнистого материала), м

3

;

W — влажность образца (пробы рыхлого волокнистого материала), %.

91

По величине плотности теплоизоляционные материалы подразделя-

ются на особо легкие (15—75 кг/м

3

), легкие (100—175 кг/м

3

), средней 

плотности (200—350 кг/м

3

), плотные (400 кг/м

3

 и более). Кроме того, в 

зависимости от плотности (кг/м

3

)

теплоизоляционные материалы под-

разделяют на марки: 15; 25; 35; 50; 75; 100; 125; 150; 175; 200; 250; 300; 350; 
400; 450; 500.

• К прочностным свойствам теплоизоляционных материалов отно-

сятся пределы прочности при сжатии, изгибе и при растяжении. Значе-
ние этих величин колеблется в широком интервале в зависимости от 
объема и характера пористости, вида каркасообразующего материала.

В соответствии с ГОСТ 17177—94 [7] неорганические волокнистые 

и органические ячеистые материалы испытывают на сжатие при 10%-
ной деформации и изгиб; неорганические волокнистые — еще и на рас-
тяжение и сжимаемость.

Определение прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформа-

ции заключается в измерении значения сжимающих усилий, вызываю-
щих деформацию образца по толщине на 10 % при скорости нагружения 
5—10 мм/мин. Образцы из волокнистых материалов выпиливаются в 
виде призм длиной и шириной 100 мм и толщиной, равной толщине 
изделия; образцы из органических ячеистых материалов — в виде кубов 
размерами 50×50×50 мм.

Прочность на сжатие при 10%-ной линейной деформации σ

10

 вы-

числяют по формуле

10

, МПа

P

lb

σ =

, (1.21)

где Р — нагрузка при 10%-ной линейной деформации, Н;

l — длина образца, мм;
b — ширина образца, мм (см).
Определение прочности при изгибе заключается в измерении значе-

ния усилия, вызывающего разрушение образца при его изгибе при ско-
рости нагружения 5—10 мм/мин. Образец изготавливают в виде при-
змы квадратного сечения: для волокнистых материалов — 40×40×200 мм, 
для органических ячеистых — 30×30×160 мм. Образец укладывают на 
две цилиндрические опоры диаметром 10 мм. Расстояние между осями 

92

опор должно быть 160 мм в случае испытания волокнистого материала 
и 120 мм — органического ячеистого. Нагрузка на образец передается 
через валик диаметром 10 мм, приложенный по всей ширине образца 
на равном расстоянии от опор. Разрушающей считают наибольшую на-
грузку, отмеченную при испытании образца в момент его разрушения.

Предел прочности при изгибе R

и

 вычисляют по формуле

и

2

3

, МПа

2

Pl

R

bh

=

, (1.22)

где Р — разрушающая нагрузка, Н;

l — расстояние между осями опор, мм;
b — ширина образца, мм;
h — высота образца, мм.
Определение прочности при растяжении волокнистых материалов 

заключается в измерении значения растягивающих усилий, вызываю-
щих разрушение образца при скорости растяжения 20 мм/мин. Образец 
представляет собой призму длиной 280 мм, шириной 70 мм и толщиной, 
равной толщине материала или изделия. Растягивающее усилие пере-
дают на образец через игольчатые зажимы, расстояние между которыми 
200 мм.

Предел прочности при растяжении R

р

 вычисляют по формуле

p

, МПа

P

R

bh

=

, (1.23)

где Р — разрушающая нагрузка, Н;

b — ширина образца, мм;
h — толщина образца, мм.
• Сжимаемость характеризует степень уплотняемости волокнистого 

материала под действием сжимающих сил. Для проведения испытания 
изготавливают образец, имеющий в плане форму квадрата со стороной 
100 мм, толщиной, равной толщине изделия. Сжимаемость определяет-
ся путем измерения толщины образца при воздействии сжимающей 
удельной нагрузки (2000 Па) в определенной последовательности.

93

Сжимаемость С

ж

, %, вычисляют по формуле

1

ж

, %

h h

C

h

−

=

 (1.24)

где h — толщина образца под удельной нагрузкой 500 Па, мм;

h

1

 — толщина образца после деформации под удельной нагрузкой 

2000 Па, мм.

Для мягких материалов сжимаемость составляет более 30 %, для по-

лужестких — 6—30 %, для твердых — менее 6 %.

• Водопоглощение определяют согласно ГОСТ 17177—94 [7]. Сущ-

ность метода заключается в измерении массы воды, поглощенной об-
разцом сухого материала при полном погружении в воду в течение 24 ч.

Водопоглощение по массе W

m

 вычисляют по формуле

2

1

1

100 %,

m

m

m

W

m

−

=

 (1.25)

где m

1

 — масса образца, предварительно высушенного до постоянной 

массы, г;

m

2

 — масса образца после насыщения водой, г.

Водопоглощение по объему W

о

 вычисляют по формуле

2

1

в

100 %,

o

m

m

W

V

−

=

ρ

 (1.26)

где m

1

 — масса образца, предварительно высушенного до постоянной 

массы, г;

m

2

 — масса образца после насыщения водой, г;

V — объем образца, см

3

;

ρ

в

 — плотность воды, г/см

3

.

• Горючесть теплоизоляционных материалов определяется в соот-

ветствии с ГОСТ 30244—94 [15] (см. часть 4).

•  Предельная температура применения — температура, при которой 

можно применять материал без существенного изменения его свойств. 
Температура применения органических ячеистых теплоизоляционных 
материалов составляет 60—180 °С, неорганических волокнистых — до 
600 °С.

94

Виды теплоизоляционных материалов

Волокнистые материалы

Минеральная вата — теплоизоляционный материал, имеющий во-

локнистую структуру и изготовленный из расплава горной породы, 
шлака или стекла.

Свойства минеральной ваты определяются в основном природой ми-

нерального сырья и диаметром волокна. По виду сырья неорганические 
волокна делятся на 3 типа: каменная вата, стеклянная вата и шлаковата. 
В зависимости от диаметра волокна вату подразделяют на три вида: ми-
неральная вата из супертонкого волокна (диаметром менее 3 мкм); ми-
неральная вата из тонкого волокна (диаметром от 3 до 6 мкм); мине-
ральная вата с диаметром волокна до 12 мкм. Длина волокна составляет 
от 2 до 60 мм. Чем длиннее волокно, тем более упругими и прочными 
получаются изделия. На прочностные характеристики минераловатных 
изделий влияет также ориентация волокон: с ростом количества верти-
кально ориентированных волокон прочность на сжатие возрастает. Во-
локнистая структура также обеспечивает другое важное свойство ми-
неральной ваты — малую усадку и сохранение геометрических разме-
ров в течение всего периода эксплуатации здания.

Минеральная (каменная) вата и изделия из нее

Для производства каменной ваты применяют горные породы габбро-

базальтовой группы и их аналоги, осадочные породы, вулканические 
шлаки, промышленные отходы, в том числе щебень из доменного шлака. 

Основным критерием, определяющим состав шихты для производ-

ства минеральной (каменной) ваты, является обеспечение вязкости рас-
плава и долговечности волокна.

Состав сырьевой шихты устанавливают на основании химического 

анализа сырья по модулю кислотности.

Модуль кислотности определяется соотношением

2

2

3

к

(SiO

Al O )%

.

(CaO MgO)%

M

+

=

+

 (1.27)

Для высококачественной минеральной (каменной) ваты модуль кис-

лотности должен быть не менее 1,5.