ABLOY-FIRE.RU - Надежная автоматика для противопожарных дверей

Abloy
Главная
Продукция
Решения для одностворчатых дверей
Решения для двустворчатых дверей
Где купить


Новости

21.05.07 - Итоги семинара "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

10.05.07 - Первый в России семинар: "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

30.04.07 - Открыт новый сайт "Надежная автоматика для противопожарных дверей Abloy"

Сравнение теплопроводности пенопласта и пенополистирола


Что лучше пенопласт или экструдированный пенополистирол?

Содержание   

Экструдированный пенополистирол и пенопласт – одни из самых популярных теплоизоляционных материалов, среди представленных на рынке изделий. Эти утеплители, казалось бы, при разной цене, обладают схожими техническими характеристиками, и выбрать подходящий для использования вариант иногда бывает очень трудно.

Плиты пенопласта ПСБ-С25

В данной статье мы разберемся, что лучше – пенопласт или пенополистирол, и в чем существенная разница между этими материалами. Будет выполнено сравнение их технических характеристик и эксплуатационных свойств.

Мы также рекомендуем купить теплоизоляцию в Орле.

1 Особенности материалов

Многие люди нередко удивляются, чем обоснована такая разница в цене между этими двумя материалами, если они максимально идентичны друг другу.

Проблема в том, что хоть пенопласт иногда и называется пенополистиролом, так как он также изготавливается методом вспенивая из того же сырья – полистирола, отождествлять экструдированный пенополистирол и пенопласт нельзя, так как они обладают существенными различиями.

Отличия данных материалов обуславливаются разной технологией производства. Преобразование исходного полистирольного сырья в пенопласт выполняется посредством воздействия на полистирол паром высокой температуры, при котором происходит вспенивание сырья, во время чего молекулы полистирола увеличиваются в размерах и соединяются между собой.

Экструдированный пенополистирол изготавливается по совершенно другой технологии. Полистирольное сырье в процессе производства загружается в специальное оборудование – экструдер, где нагревается до полной потери молекулами полистирола связей, в результате чего образуется однородный жидкий расплав.

Далее расплав, обладающий вязкой консистенцией, под давлением пропускается через экструзионную головку (отверстие заданной формы), в результате чего из расплава формируется изделие требуемой формы, обладающее однородной структурой.

Экструдированный пенополистирол Технониколь (а мы рекомендуем приобрести утеплители от Технониколь в Уфе) – это монолитно соединенные между собой молекулы вспененного полистирола, представляющую единую структуру, сквозь которую не проникает ни пар, ни влага, в то время как в пенопласте молекулы полимеры полистирола просто соединены между собой.

Так выглядят плиты рассматриваемых материалов

Технология производства экструдированного пенополистирола отличается от технологии изготовления производства пенопласта гораздо большей трудоемкостью и длительностью процесса, что и обуславливает разницу в цене между этими двумя материалами.

Вышеуказанные отличия в технологии производства обуславливают существенную разницу между функциональными свойствами этих двух материалов. Рассмотрим их подробнее.

к меню ↑

1.1 Теплопроводность

Теплопроводность является главной характеристикой любого теплоизоляционного материала, чем теплопроводность меньше – тем более эффективным является утеплитель, и тем меньшая толщина материала требуется для качественного утепления.

Теплопроводность экструдированного пенополистирола составляет 0.028 Вт/мк, теплопроводность пенопласта – 0,039 Вт/мк. Если он не бракованный. Для минимизации риска приобретения бракованного товара мы рекомендуем купить утеплитель в Кирове. 

По данной характеристике экструдированный пенополистирол лучше как пенопласта, так и большинства существующих на рынке утеплителей вообще.

к меню ↑

1.2 Механическая прочность

Как уже было сказано, структура экструдированного пенополистирола монолитна, в то время как составляющие пенопласта просто соединены между собой.

Это обуславливает серьезную разницу в прочностных характеристиках рассматриваемых материалов. Экструдированный пенополистирол обладает устойчивостью к изгибам в пределах 0.4-1 Мпа, и прочность на сжатие 0.25-0.5 Мпа, тогда как у пенопласта данные показатели в пределах 0.07-0.2 Мпа и 0.05-0.2 Мпа, соответственно.

На практике же, при серьезных механических нагрузках крошиться на мелкие шарики, из которых он состоит. Также данный материал очень ломкий, так как чувствителен к деформациям на изгиб.

Структура пенопласта

Экструдированный пенополистирол способен выдерживать достаточно серьезные несущие нагрузки, в связи с деформацией здания, в результате усадки, либо сезонных изменений температуры.

Плотность экструдированного пенополстирола, как правило, варьируется в пределах от 30 до 45 кг/м3, в то время как фактическая плотность пенопласта составляет 15-35 кг.

Согласно требований стандартов качества Российской Федерации, фактическая плотность пенопласта может отличатся от номинальной плотности на 10 кг/м3, в результате чего настоящая плотность того же пенопласта ПСБ-С35 редко превышает 26 кг/м3.

к меню ↑

1.3 Гидрофобность

Способность к впитыванию воды – важная характеристика любого теплоизоляционного материала.

В качественных утеплителях данное свойство должно быть сведено к минимуму, так как при наборе влаги утеплитель склонен к потере своих теплоизоляционных характеристик, увеличению веса и, при постоянном пребывании в влажной среде – гниению и разрушению.

Экструдированный пенополистирол обладает структурой из закрытых ячеек, в результате которой материал обладает практически нулевым влагопоглощением. Если он только не бракованный. Поэтому мы рекомендуем купить утеплитель в Москве, чтобы избежать брака.

При полном погружении в воду на 24 часа экструдированный пенополстирол впитывает жидкости не более 0.2% от своего объема, при этом, данный показатель фактически не увеличивается при более длительном пребывании материала в воде – при погружении на 30 дней пенополистирол впитывает 0.4% от объема.

Ввиду структурных отличий у пенопласта данный показатель значительно хуже – за 24 часа материал, при полном погружении, впитывает 2% от объема, при погружении на 30 суток – 4%.

Структура экструдированного пенополистирола

Такая разница в показателях более чем существенна, особенно, если утеплитель будет использоваться в сложных в плане влажности условиях. При утеплении цокольного этажа, фундамента и фасада, гораздо лучше себя проявляет экструдированный пенополистирол.

к меню ↑

1.4 Огнеупорность

Класс горючести теплоизоляционных материалов приобретает серьезную важность, когда необходимо выполнить утепление объектов, конструкция которых обладает множественными деревянными элементами – мансарды, либо кровли.

Также строительные нормы и правила запрещают выполнять внутреннюю теплоизоляцию производственных помещений горючими материалами, так как это противоречит требованиям пожарной безопасности.

По классу горючести экструдированный пенополистирол ничем от пенопласта не отличается. Все изделия на основе полистирола относятся к группам горючести (в зависимости от содержащихся в составе изделия примесей):

Для решения этого вопроса производителями, как в пенопласт, так и в экструдированный пенополистирол, добавляется антипирен – вещество, благодаря которому утеплители приобретает способность к самозатуханию.

Исследования свидетельствуют, что при достаточной концентрации антипирена, при отсутствии прямого контакта з огнем данные материалы тухнут в течение четырех секунд.

к меню ↑

1.5 Склонность к усадке

Усадка, как и влагопоглощение, является основным врагом любого утеплителя. При усадке материала в конструкции теплоизоляции появляются щели, которые существенно уменьшают общую эффективность утепления.

Одной из основных проблем пенопласта является именно склонность к усадке при нагреве. В большей мере деформация проявляется при нагреве изделия, по этому, пенопласт лучше не использовать для теплоизоляции систем теплого пола, а при утеплении пенопластом фасада, утеплитель необходимо покрывать белой штукатуркой, защищающей от УФ-лучей.

С экструдированным пенополистиролом дела обстоят намного лучше, материал практически не дает усадки в любых условиях эксплуатации.

Составляющие пенопласт шарики вспененного полистирола

к меню ↑

2 Выводы

Учитывая все вышеперечисленные сравнения, ответ на вопрос: «Что лучше, пенопласт или пенополистирол» — вполне очевиден, эффективность теплоизоляции экструдированным пенополистиролом на порядок выше практически по всем параметрам.

Чтобы убедиться в этом в полной мере, выполним сравнение основных технических характеристик данных материалов:

  • Теплопроводность, Вт/мк: Пенополистирол – 0,028; Пенопласт – 0,039, как у утеплителя Изовер Оптимал;
  • Коэффициент паропроницаемости, мг/мчПа: Пенополистирол – 0,05; Пенопласт – 0,022;
  • Плотность материала, кг/м3: Пенополистирол – 30-45, Пенопласт – 15-35;
  • Процент влагопоглощения от объема при погружении на 24 часа: Пенополистирол – 0.2; Пенопласт – 2;
  • Процент влагопоглощения от объема при погружении на 30 суток: Пенополистирол – 0.4; Пенопласт – 4;
  • Устойчивость к статическим изгибам, Мпа: Пенополистирол – 0,4-1; Пенопласт – 0,07-0,2;
  • Устойчивость к сжатию (при деформации на 10%), Мпа: Пенополистирол – 0,025-0,5; Пенопласт – 0,05-0,2;
  • Класс горючести: Пенополистирол – Г2, Пенопласт Г2 (нормально горючие).

Технология монтажа обеих утеплителей идентична

Диапазон допустимых рабочих температур для обоих материалов составляет от -50 до +75 градусов. При превышении температуры выше указанной, начинается деформация материала. Температура возгорания экструдированного пенополистирола  — 450 градусов, пенопласта – 310 градусов.

Если вы выбираете, что использовать для утепления дома, пенопласт или же пенополистирол, то в случае, если последний вариант вписывается в ваш бюджет, предпочтение лучше отдать именно ему.

Экструдированный пенополистирол – отличный вариант для теплоизоляции фасадов, фундаментов, полов, кровли и потолка. В доме, утепленном пенополистиролом, будет на порядок теплее, чем в доме, утепленном пенопластом. Лучше всего купить пенополистирол в Екатеринбурге или дешево в спб.

Если же ваши финансы ограничены, то используйте пенопласт, он, безусловно, не дотягивает по техническим характеристикам к эструдированному пенополистиролу, однако, среди недорогих утеплителей – это лучший выбор.

к меню ↑

2.1 Обзор особенностей экструдированного пенополистирола (видео)

что лучше, теплее, дешевле? Сравнение пеноплекса и пенопласта для утепления пола, стен, балкона и фасада

При выборе утеплителя с минимальным коэффициентом теплопроводности и повышенной стойкости к влажности обычно выбирают пенопласт или Пеноплекс. Они выпускаются в плитах, имеют простую технологию монтажа и во многом схожи по свойствам. Поэтому возникает резонный вопрос – что лучше Пеноплекс или пенопласт?

Особенности производства материалов

Пенопласт и Пеноплекс представляют собой вспененные материалы, изготавливаемые на основе пенополистирола. Различие состоит в том, что Пеноплекс изготавливается экструзионным способом под высоким давлением, поэтому имеет пористую структуру с высокой плотностью и приблизительно одинаковым размером гранул, в то время, как пенопласт производится в обычных условиях.

Для снижения горючести материала в процессе производства добавляют специальные составы на основе антипиренов. В результате нарушается экологичность материала, так как под воздействием высоких температур начинают выделяться токсичные газы.

Анализ стоимости материалов

ТОП 3 лучших товаров по мнению покупателей

Преимущества и недостатки пенопласта

Плюсы

  1. Низкий коэффициент теплопроводности.
  2. Длительный срок хранения и эксплуатации, который составляет 20-30 лет.
  3. Высокая стойкость к повышенной влажности.
  4. Возможен монтаж без укладки слоя пароизоляции.
  5. Лёгкий вес, позволяющий применять утеплитель даже в каркасных конструкциях.
  6. Сохраняет геометрию листов в течение всего срока службы.
  7. Повышает уровень звукоизоляции помещений.
  8. Не подвержен негативному воздействию бактерий, плесени и микроорганизмов.
  9. Минимальная цена, по сравнению с другими типами утеплителей.
  10. Простота обработки и придания листам нужной формы.

Минусы

  1. Повышенная горючесть.
  2. Хрупкость плит, требующая аккуратной транспортировки и монтажа.
  3. Утеплитель подвержен воздействию грызунов.
  4. Необходимость обеспечения практически идеально ровной поверхности для предотвращения повреждений листов.

Сферы применения пенопласта

Применение пенопласта оправдано в следующих случаях:

  • требуется обеспечить минимальный вес конструкции;
  • минимальный бюджет на утепление конструкции;
  • необходима качественная звукоизоляция;
  • толщина слоя утеплителя не критична для достижения необходимого уровня теплоизоляции;
  • требуется утеплять фасад, лоджию или балкон без применения пароизоляционного слоя.

Преимущества и недостатки Пеноплекса

Плюсы

  1. Высокая прочность материала за счёт размеров ячеек до 0,2 мм, позволяющая его использовать в нагружаемых конструкциях.
  2. Повышенная стойкость к негативным воздействиям грибка, плесени и насекомых.
  3. Минимальная степень влагопоглощения.
  4. Срок эксплуатации до 50 лет.
  5. Небольшая толщина плит при сохранении минимального коэффициента теплопроводности.
  6. Возможность применения для утепления внешних и внутренних конструкций.
  7. Простая технология монтажа и формирования герметичных швов за счёт специальной формы торцов плит.
  8. Лёгкость обработки материала.
  9. Обеспечивается оптимальная шумоизоляция утепляемых конструкций.

Минусы

  1. Повышенная горючесть.
  2. Материал теряет свои свойства при эксплуатации в условиях прямого воздействия ультрафиолета.

Сферы применения Пеноплекса

В зависимости от плотности Пеноплекс подходит для утепления следующих конструкций:

  • скатных и плоских нагружаемых и ненагружаемых кровель при плотности от 28 до 33 кг/м3;
  • внутренних перегородок, стен изнутри и снаружи, если плотность утеплителя находится в пределах 25-33 кг/м3;
  • фасада здания и фундамента рекомендуется применять плиты с плотностью 29-35 кг/м3;
  • для утепления сильно нагружаемых конструкций, таких как автотрассы, взлётные полосы, фундаменты многоэтажных зданий, подойдут плиты с плотностью 35-45 кг/м3.

Сравнение характеристик материалов

Характеристики Пенопласт Пеноплекс
Теплопроводность, Вт/м∙К 0,036-0,050 0,028-0,034
Водопоглощение за сутки, % 2 0,2
Предел прочности на изгиб, МПа 0,07-0,20 0,4-1
Предел прочности на сжатие, МПа 0,05-0,2 0,25-0,50
Плотность, кг/м3 От 15 до 35 От 28 до 45
Температура, при которой допускается эксплуатация утеплителья, °С. От -50 до +70 От -50 до +70
Паропроницаемость, мг/м∙ч∙Па отсутствует 0,018
Толщина материала, см 30-100 2-10

 

На каком утеплителе остановить свой выбор?

Вопрос о том, чем утеплить дом при выборе подходящего вспененного материала, является достаточно резонным, так как большинство свойств у материалов схожи.

Поэтому рекомендуется воспользоваться следующими рекомендациями:

  1. За счёт минимального влагопоглощения и достаточного уровня паропроницаемости, Пеноплекс является наиболее востребован для внешних работ, например, утеплить фасад, фундамент или другие конструкции.
  2. При необходимости теплоизоляции пола и различных нагружаемых конструкций, подойдёт только Пеноплекс за счёт высокой прочности на сжатие и изгиб.
  3. Для утепления стен и перегородок, потолков и перекрытий внутри дома дешевле выбрать пенопласт.
Подводим итоги

Чтобы окончательно выбрать пенопласт или Пеноплекс, рекомендуется полностью изучить технические условия монтажа и необходимость обеспечения конкретных характеристик. При грамотном подходе к планированию работ гарантировано отсутствие проблем при установке и эксплуатации утеплителя. Конкретно определить, что теплее или лучше в общем случае невозможно, так как на это влияют множество факторов.

Также стоит обращать внимание на параметры содержания в составе утеплителя специальных добавок, которые делают его вреднее для окружающей среды при повышенных температурах эксплуатации.

С другой стороны, если смотреть на таблицу сравнения технических характеристик двух материалов, то выигрывает Пеноплекс. Однако его не всегда допускается использовать. Поэтому при необходимости стоит обращаться к специалистам, которые помогут оценить условия и дать грамотные советы по выбору утеплителя.

В любом случае сравнение двух материалов стоит проводить при выборе, насколько один или другой будут выгодны, какой теплее, какой выгоднее.

03.05.2017

перейти к разделам

Теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении, таблица и результаты |

Немного об утеплении. Рассмотрим теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении. Таблицу целиком приводить не будем, озвучим лишь некоторые основные моменты.

Почему теплопроводность пенопласта целесообразно рассматривать именно в сравнении с другими видами теплоизоляторов? И почему для анализа выбрано изделие толщиной 50 мм?

На второй вопрос ответ прост.  Листы этой толщины пользуются наибольшей популярностью в малоэтажном строительстве. Причем идет продукт на утепление как внутренних, так и наружных стен. Следует сказать, что такие листы помимо выполнения своей основной функции по теплозащите еще и великолепно снижают передачу нежелательных шумов.

А при чем тут сравнение с остальными видами утеплителя? Оно наглядно показывает, что пенопласт 50 мм значительно превосходит остальных конкурентов.

Происходит это из-за того, что данный материал практически весь состоит из воздуха. А воздух, как известно, обладает чрезвычайно низкой теплопроводностью, порядка 0,027Вт/мК.

Средние же значения этой величины для пенопласта колеблются в пределах 0,037Вт/мК-0,043Вт/мК. Если изобразить сравнение теплоизолирующих материалов в графическом виде, картинка будет выглядеть примерно вот так.

Наш продукт явно вне конкуренции.

Но какова теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении с остальными утеплителями в цифровом выражении? В табличном виде?

Ведь именно такой формат наиболее нагляден?

Если расставить приоритеты по коэффициенту теплопередачи, таблица будет смотреться так.

Но все это, так сказать, теория. В которую вдаваться обычному застройщику неинтересно. Его интересуют практические значения теплопроводности пенопласта (допустим, толщиной 50) в сравнении с другими изоляторами. Озвучиваем несколько цифр.

  • Лист пенопласта 50 мм (по СНиП РФ) по теплоизолирующим свойствам равнозначен кирпичной кладке толщиной 850 мм.
  • Такой же лист будет эквивалентен вдвое большему объему минеральной ваты.
  • Плита пенопласта 100 мм эквивалентна слою 123 мм вспененного пенополистирола.
На заметку. Пожалуй, только пеноплекс перекрывает эти показатели. Для создания нормальной температуры в помещении потребуется его слой около 0,25 см.

Можно, конечно, еще порыться в таблицах и справочниках, произвести сравнение, сделать выводы. Но мы одним предложением выразим суть вопроса.

Если для сохранения определенного значения величины энергосбережения потребен слой дерева 45 см или кирпича 201 см, то пенопласта — всего лишь 12 см, благодаря его низкой теплопроводности.

Egor11

Сравнительная таблица утеплителей по теплопроводности, толщине и плотности

Автор Марсель Сагитов На чтение 6 мин. Просмотров 29

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.

  • Шумоизоляция.

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.

Толщину утеплителя необходимо определять на основании теплотехнического расчета с учетом климатических особенностей территории, материала стены и её минимально допустимого значения сопротивления теплопередачи.

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.

  • Долговечность.

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. Пенополиуретанна 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.

Полезно1Бесполезно

что лучше для утепления стем

В роли теплоизолятора для многих строительных конструкций жилых и общественных зданий, чаще всего применяются два стройматериала — пенопласт и пенополистирол, как относительно дешевые и простые в процессе обработки утеплители. Необходимо понимать, что фактически разговор идет об одном виде стройматериала, поскольку оба считаются исходными от пенополистирола. Их различие только в том, что пеноплекс — это экструдированный материал с наиболее крепкой зернистой структурой. Поэтому чтобы дать ответ на вопрос — пенопласт или пеноплекс что лучше, понадобится изучить технические характеристики, обозначенные заводом-изготовителем изнутри на каждой упаковке изделия.

Содержание статьи:

Что лучше для теплоизоляции

Эксплуатационные показатели у данных теплоизоляционных материалов довольно схожи.

Для того чтобы понять, пеноплекс или пенополистирол что лучше, перед тем как выбрать теплоизолятор, покупатели должны знать их характеристики:

  1. Максимальные теплопроводящие возможности пенопласта — 0.04 Вт/м.
  2. Максимальные теплопроводящие возможности пеноплекса — 0.03 Вт/м.
  3. Область рабочих температурных зон пенопласта от −30 до +70 С.
  4. Область рабочих температурных зон пеноплекса от −40 до +70 С.
  5. Коэффициент плотности при сжимании пенопласта — 9.0 т/м2.
  6. Коэффициент плотности при сжимании пеноплекса — 22.0 т/м2.
  7. Процент водопоглощения пенопласта — 2.0%.
  8. Процент водопоглощения пеноплекса — 0.6%.
  9. Период использования пенопласта — до 30 лет.
  10. Период использования пеноплекса — до 50 лет.
  11. Пожарная опасность пенопласта, пеноплекса — высокая.
  12. Минимальная допустимая толщина слоя пенопласта — не менее 100 мм.
  13. Минимальная допустимая толщина слоя пеноплекса — 50 мм.

Зная эти данные и в чем отличие между утеплителями, каждый покупатель сможет определиться, что ему лучше покупать под конкретные условия теплоизоляции — пеноплекс или пенопласт.

Сравнение характеристик

Даже с первого взгляда понятно, в чем разница пенополистирола и пеноплекса. Поэтому для многих покупателей предпочтительнее все же пеноплекс. Он обладает наилучшим показателем теплопроводности, а эксплуатационная толщина теплоизолятора в 2 раза ниже.

Пеноплекс в 4 раза меньше набирает влажность, то есть практически вообще ее не поглощает. Низкая воспламеняемость также считается огромным плюсом утеплителя, особенно, если сравнивать с высокой возгораемостью пенопласта.

Важно! Плотность пеноплекса выше, чем у пенополистирола. Если в реальности пенопласт легко продавливается, то пеноплексу не страшны даже продолжительные солидные нагрузки.

Плюсы и минусы пенопласта

Строительные качества пенопласта позволяют использовать его для теплоизоляции фасадов балконов без использования пароизоляционного материала, он хорошо штукатурится и окрашивается водостойкими красками, любых расцветок от белого до розового.

Плюсы пенопласта:

  1. Невысокий коэффициент теплопроводимости.
  2. Продолжительный период эксплуатации.
  3. Эксплуатационная стойкость к влажности.
  4. Облегченный вес, дает возможность использовать теплоизолятор, в том числе и в каркасных установках.
  5. Сохраняет геометрию плит на протяжении всего времени эксплуатации.
  6. Обеспечивает необходимый уровень шумоизоляции объектов.
  7. Не подвергается отрицательному влиянию микроорганизмов и плесени.
  8. Наименьшая стоимость, по сравнению с иными видами теплоизоляторов.
  9. Легкость обработки и создания требуемой конфигурации.

Минусы пенопласта:

  1. Высокая возгораемость.
  2. Ломкость плит, которая требует осторожной транспортировки и установки.
  3. Материал подвергается воздействию мышей.

Важно! Во избежание повреждений листов, понадобится обеспечить практически идеальную ровную плоскость.

Плюсы и минусы пеноплекса

По своим потребительским качествам пеноплекс хорошо применим для теплоизоляции таких конструкций, как скатные и плоские крыш, внутренние перегородки, стеновые конструкции, изоляции значительно нагружаемых систем, например, автотрассы и взлетные полосы.

Плюсы пеноплекса:

  1. Повышенная высокопрочность стройматериала в связи с размерами ячеек до 0.2 мм, что позволяет его применять в нагружаемых системах.
  2. Высокая устойчивость к неблагоприятным влияниям плесени и микроорганизмов.
  3. Наименьший уровень влагопоглощения.
  4. Не очень большая ширина плит, с обеспечением наименьшего коэффициента теплопроводимости.
  5. Допустимость использования для теплоизоляции наружных и внутренних систем.
  6. Элементарная технология установки и создания непроницаемых швов за счёт применения специализированной конфигурации торцов соединяемых изделий.
  7. Простота обрабатывания пеноплекса.
  8. Гарантируется оптимальная звукоизоляция теплоизолированных систем.

Минусы пеноплекса:

  1. Высокая возгораемость.
  2. Стройматериал утрачивает собственные качества при использовании в условиях непосредственного влияния солнечного излучения.

Какой утеплитель выбрать

Для того, чтобы правильно подобрать изоляционный материал, следует тщательно изучить технологические моменты монтажа. При правильном планировании процесса установки обеспечивается отсутствие дефектов при эксплуатации утеплителя.

Потребуется обратить внимание на химический состав теплоизолятора и специализированных присадок, которые могут сделать его вредным для окружающих, особенно при высоких температурах воздуха.

Также нужно помнить, что эти теплоизоляторы в зонах с высокой температурой могут гореть. Разумеется, нынешние технологии снижают риск возгорания, тем не менее, абсолютно пожаробезопасным этот утеплитель считать нельзя. В каждом варианте, сравнение 2-х теплоизоляторов нужно выполнять при сопоставлении, в какой степени они станут более выгодными для конкретных работ.

Обратите внимание! Если анализировать имеющиеся характеристики двух материалов, то, конечно же, в выигрышном положении оказывается пеноплекс. Однако он не для всех условий может быть применим.

Особенности применения, сферы использования

Пенопласт и пенополистирол применяется для создания теплозащитного слоя при возведении индивидуальных и многоквартирных домов. Но по причине значительных отличий в свойствах данных материалов, область их реального применения сможет отличаться.

Если нужно теплоизолировать стены снаружи, то желательно использовать пенопласт. Данный стройматериал воздухопроницаемый, поэтому подойдет исключительно для внешних отделочных работ.

При внутренней теплоизоляции лоджии, безопаснее избрать пеноплекс. Данный стройматериал содержит минимальную толщину, при аналогичных теплозащитных качествах. Подобное потребительское качество даст возможность пользователю сохранить свободное место. Кроме того, его, возможно, применять без вспомогательного пароизоляционного покрытия. Применение его для подобных работ без слоя пленки, создаст условия, когда материал будет поглощать влажность с последующей потерей теплозащитных качеств.

Дополнительная информация. Хорошая степень защиты от влажной среды и паров делает пеноплекс наилучшим материалом при теплоизоляции фундаментов домов и подвалов. Дополнительно, данный материал способен выдерживать, большие силовые воздействия, в сравнении с пенопластом.

Отзывы

Пенопласт и пенополистирол — это инновационные теплозащитные стройматериалы, которые уже пару десятилетий применяются в жилом строительстве. Оба стройматериала имеют похожие характеристики, темнее менее пользователя находят для своих нужд, более подходящие, и делятся своим опытом в интернете.

Иван, 45 лет, Ростовская область: «Для утепления огромной лоджии в10 м2 применил пеноплекс толщиной 50 мм. Посоветовался с консультантами в магазине. Материал понравился, прежде всего, потому, что листы очень легковесные. Самостоятельно привез их домой и понял на 7 этаж. Монтаж не принес значительных затруднений, отходы практически отсутствуют, стыковка выполняется прекрасно, а разрезать плитки возможно обычным кухонным ножом. Плиты не разламываются и не крошатся. Вся работа была выполнена за сутки. Ощущения от выполненной изоляции отличное, укрыл не только стены, но и пол помещения. Балкон действительно стал теплым и расширил значительно жилую площадь в квартире».

Георгий, 39 лет, Псковская область: «Работаю мастером по теплоизоляции конструкционных элементов зданий, вот уже 9 лет, выполнены десятки проектов. В последнее время советую заказчикам для утепления — пеноплекс. Главное назначение такого стройматериала — это сохранение тепловой энергии, предохранение от сквозняков и холодных слоев воздуха. Материал многофункциональный, которым возможно утеплять любую сторону здания. Он весьма безопасный и экологически чистый, владеет превосходными характеристиками. Один изъян — это большая цена по сравнению с пенопластом, но поскольку эксплуатационное качество, намного выше, по этой причине экономить, в данном вопросе не стоит».

Владимир, 32 года, г. Петрозаводск: «Наша компания занимается монтажом окон на лоджиях балконах. Очень часто заказчики просят не только установить рамы, но и утеплить помещения. Имея большой опыт работ с обоими материалами, поэтому знаю, в чем различие между ними и могу обосновано посоветовать всем устанавливать пеноплэкс. Считаю, что данный материал легко кроится, можно всегда подогнать листы под нужную геометрию. Толщина материала оптимальная, чтобы обеспечить хороший температурный режим. Полагаю, что для тепло и звукоизоляции — это наилучший вариант».

Как очевидно, отзывы покупателей о пеноплексе в основном положительные. При этом многие отмечают высокую цену. Впрочем, если собственник теплоизолирует дом, он рассчитывает, прежде всего, чтобы изоляция прослужила продолжительное время, поэтому не стоить экономить на нем.

Что лучше пеноплекс или пенопласт? Что теплее?

Содержание   

В современном строительстве используется огромное количество утеплительных материалов (особая популярность у теплоизоляции Baswool). Производят их как из искусственных веществ, так и из природных составляющих.

По части создания утеплителей из искусственных веществ отдельно отличились ученые из Германии. Именно они изобрели современный пенопласт, а также его разновидность – пеноплекс. Вот только многих людей интересует вопрос, какая же разница между этими материалами, и какой из них лучше.

Пенополистирольные плиты разной толщины

В этот статье мы дадим вам ответы на все интересующие вас вопросы по этой теме.

1 Общая информация

Итак, прежде чем приступить непосредственно к сравнению процесса утепления теми или иными материалами, разберемся в том, что они вообще собой представляют.

А структура у пенопласта очень интересная. Дело в том, что это полностью искусственный материал. Производят его из полимерных наполнителей, которые вступают в реакцию с заполняющими их газами, а также специальными образователями пены.

Те в свою очередь, провоцируют постоянное появление мелких пузырей, что насыщаются газом и увеличиваются в размерах.

В итоге на выходе мы получаем полистирольные шарики классического типа. Такие шарики хоть раз в своей жизни, но видел каждый. Они мягкие, практически невесомые, не вбирают воду и используются практически повсеместно.

Из шариков диаметром 3-5 мм собирают плиты для утепления строительных конструкций. Их плотно запрессовывают или переплавляют, чтобы образовать материал нужной консистенции.

Пеноплекс с дюбелями для теплоизоляции с пластиковым гвоздем же является разновидностью пенопласта, хотя его характеристики во многом превышают аналогичные у пенополистирола. Сам по себе пеноплекс – это экструдированный пенополистирол. То есть пенопласт, который прошел процесс переплавки или экструдирования.

Для получения экструдированных образцов пенопласт загружают в экструдер, специальную печь высокого давления. Там сырье переплавляется, уменьшаясь в размерах и наплывая в заготовку.

На выходе получается тот же пенопласт, но уже в виде застывшей пены (по своей структуре он напоминает монтажную пену, только ячейки воздуха в нем еще меньше, они практически неразличимы).

Пример структуры пеноплекса, поры в нем практически не различить

Пеноплекс как и блоки из пеностекла очень прочен и устойчив. Это, наверное, и есть главная разница между ним и пенопластом. Вернее, самый заметный момент, если взглянуть на общие характеристики.

к меню ↑

1.1 Основные свойства пенопласта

Пенопласт, как мы уже говорили, является искусственным материалом из полимеров. А это значит, что он не боится воды, влаги, ему не страшна коррозия или разрушение от внешних факторов.

Все эти факторы, что признаться, очень часто разрушают утеплители другого плана, на пенопласт не влияют совершенно.

Более того, если сравнить пенополистирол и минеральную вату (что до сих пор считается одним из самых практичных и эффективных утеплителей) то можно увидеть, что пенопласт ей практически ни в чем не уступает.

Да, утепление с его помощью будет чуть менее надежным, ведь у него меньше плотность, да и коэффициент теплопроводности немного ниже. Но разница там настолько мелкая, что теплее в доме от использования минваты не станет.

Некоторым может показаться, что в сочетании с крайне низкой ценой, а разница там действительно существенна, пенопласт является наилучшим утеплителем для конструкций. Но есть у него свои недостатки.

Так, пенопласт как и фольгированный утеплитель не используют для отделки пола. Это связано с его слабой прочностью. Под весом человека он продавливается. Ну и отметим, что пенопласт паронепроницаем. То есть пар через него не проходит, а блокируется.

Это уже интересный момент, ведь именно на него обращают внимание, когда говорят, что минвата лучше пенопласта. И действительно, отличие в паропроницаемости имеет свое значение.

Если вы используете при постройке конструкции, что в последствии будут дышать, то утепление стен пенопластом заблокирует этот процесс.

Обычные пенополистирольные шарики

Даже хуже, пар изнутри дома будет выходить наружу, а там блокироваться пенопластом, и оставаться внутри стен. Что, конечно же, приведет к накоплению в них влаги и постепенному, хоть и очень медленному гниению.

В недостатки пенопласта также можно записать его горючесть. Этот материал серьезно плавится и даже горит, вернее, поддерживает огонь. Как видите, при всех его достоинствах, включая действительно важные, есть у пенопласта и свои недостатки.

к меню ↑

1.2 Характеристики пенопласта

Рассмотрим теперь основные характеристики пенопласта. Тем более что их у него не так много и все они в открытом доступе.

Мы не будем рассматривать абсолютно все показатели, а только лишь самые важные, чтобы затем провести сравнение.

Основные характеристики:

  • Теплопроводность как у большинства материалов для утепления потолка – 0,04 Вт/м;
  • Диапазон рабочих температур – от -40 до +70 градусов;
  • Плотность на сжатие – 7-9 т/м2;
  • Коэффициент водопоглощения – 2,1%;
  • Срок безопасной рабочей эксплуатации – 20-30 лет;
  • Класс горючести – горючий;
  • Рабочая толщина утеплителя в стандартных условиях – от 10 см.

Как видим, характеристики у этого материла вполне приемлемы. В сочетании с низкой ценой, это может стать решающим фактором, что приведет вас к решению покупки пенопласта.

Но для начала оцените характеристики пеноплекса, они тоже крайне занимательны.

к меню ↑

1.3 Основные свойства пеноплекса

Утепление пола на балконе с помощью пеноплекса

Между экструдированным пенополистиролом и пенопластом есть довольно серьезная разница. Про способы их создания мы уже говорили. Если пенопласт собирают из отдельных шариков, то пеноплекс переплавляют, образуя крайне прочную конструкцию.

Такие утеплители уже можно без каких-либо опасений использовать для утепления пола. Причем для обработки пола их можно применять даже без монтажа полноценного каркаса.

Вес от внешнего слоя пола будет равномерно распределяться по плитам, а их прочность не даст вам возможности продавить конструкцию.

Плюс отметим, что улучшенные показатели теплопроводности сказываются на рабочей толщине утеплителя. То есть он лучше выполняет свои функции и требуется в меньших количествах.

Там, где для утепления пола пенопластом и утепления потолков в частном доме приходилось использовать плиты толщиной в 8-11 см, для отделки пола экструдированным пенополистиролом хватит и 3-4 см. Причем основание в данном случае будет даже теплее, так как пеноплекс практически идеально изолирует поверхность.

Чего только стоит тот факт, что именно его в большинстве случаев используют на крайнем севере, где температура зимой падает до критических отметок. И даже там люди редко используют плиты толщиной больше 10 см.

Также пеноплекс перебирает на себя практически все положительные характеристики пенопласта, только они у него проявляются лучше.

Что же до негативных, то мы уже отметили его повышенную прочность и сопротивление разрушениям. Горит пеноплекс тоже намного хуже.

Единственный его недостаток, что напрямую перекочевал от предка – это паронепроницаемость. Здесь у пеноплекса все так же плохо, как и у пенопласта.

Ну и не стоит забывать про цену. Если пенополистирол стандартного типа подкупал людей своей крайне низкой ценой, то пеноплекс во многом даже дороже минваты.

Хотя тут стоит понимать, что его дороговизна совершенно оправдана. Поэтому решать, что лучше для вас, нужно будет в индивидуальном порядке.

к меню ↑

1.4 Характеристики пеноплекса

Что же до характеристик пеноплекса, то рассмотреть их тоже нужно в обязательном порядке.

Плиты из обычного пенопласта

Основные характеристики:

  • Теплопроводность — 0,029-0,03 Вт/м;
  • Диапазон рабочих температур 0 от -50 до +75 градусов по Цельсию;
  • Плотность на сжатие – 20-22 т/м2;
  • Коэффициент водопоглощения – 0,5%;
  • Класс горючести – Г3 как у потолочной плитки из пенополистирола;
  • Срок эксплуатации – от 50 лет;
  • Рабочая толщина утеплителя – 3-5 см.

к меню ↑

2 Сравнение утеплителей и их свойств

Как видите, характеристики у этих утеплителей во многом схожи. При первом взгляде становится очевидно, что по сухим расчетам лучше все-таки пеноплекс. Он имеет лучший показатель теплопроводности, рабочий слой утеплителя в нем почти в 2 раза меньше.

Он почти в 4 раза слабее поглощает влагу, а если быть откровенным, то не поглощает ее вообще. При этом его слабая горючесть тоже является большим преимуществом, особенно если сравнивать с горючестью пенопласта.

Не будем забывать и про плотность пеноплекса. Она у него примерно в 2.5 раза выше, чем у обычного пенополистирола. На практике, если по пенопласту можно ходить, частично продавливая его, то пеноплекс не боится даже длительных серьезных нагрузок.

Неудивительно, что пеноплекс используют для утепления пола, а вот обычный пенопласт предпочитают в подобных работах не использовать.

Но тут надо понимать, что в общем, показатели пеноплекса хоть и лучше, но по основным статьям они мало чем отличаются. Тогда стоит ли платить больше?

Ведь если вам нужен утеплитель для стен, то тут ни его прочность, ни коэффициент водопоглощения серьезной роли не играет. Равно как и толщина рабочего слоя. А вот цена будет иметь значение.

Поэтому мы советуем использовать пеноплекс для наружной отделки, защиты пола, а также в ситуации, когда у вас есть деньги и желание пользоваться действительно качественным утеплителем.

Во всех остальных случаях хватит и пенопласта. Только для отделки фасадов его лучше не применять, так как это не лучшим образом влияет на пожарную безопасность дома.

к меню ↑

2.1 Сравнение горючести пенопласта и пеноплекса (видео)

Экспериментальное исследование и корректировка модели

В этом исследовании сверхлегкий пенополистироловый пенобетон (EFC) был изготовлен методом химического вспенивания, а его теплоизоляционные свойства были измерены переходным методом при различных температурах окружающей среды (от −10 до 40 ° C). C). Затем наблюдали влияние температуры и объемной доли EPS на теплопроводность и плотность EFC в сухом состоянии. В конечном итоге уравнение Ченга – Вачона было модифицировано путем введения температурного параметра.Результаты показали, что теплопроводность EFC уменьшается с увеличением температуры. Также было продемонстрировано, что подходящий объем частиц EPS может не только уменьшить теплопроводность EFC, но также уменьшить влияние температуры на теплопроводность. Теплопроводность EFC при различных температурах была точно предсказана в этом исследовании с использованием предложенной модели.

1. Введение

Пенобетон (FC) - это тип легкого пористого материала на основе цемента с плотностью от 400 кг / м 3 до 1900 кг / м 3 , который широко используется в области строительства. особенно для снижения статической нагрузки конструкций и для сохранения тепла, демпфирования, звукоизоляции и заполнения пор [1].По сравнению с органическими изоляционными материалами ТЭ имеет более высокую прочность, лучшую огнестойкость и долговечность [1–3]. Однако, чтобы соответствовать более высоким требованиям к теплоизоляционным характеристикам, плотность FC должна быть дополнительно снижена до менее 400 кг / м 3 . В соответствующих исследованиях было установлено, что метод химического вспенивания более подходит для сверхлегких ТЭ, чем механическое вспенивание [4–9].

Пенополистирол (EPS) был впервые представлен в качестве легкого заполнителя для бетона Куком в 1973 году [10].Благодаря своей превосходной теплоизоляции и близким пористым свойствам частицы пенополистирола существенно влияют на тепловые характеристики FC. Например, Sayadi et al. [11] добавили регенерированные частицы EPS в FC и обнаружили, что теплопроводность образца FC с объемной долей EPS 82% уменьшилась на 45%, а плотность уменьшилась на 62,5%. Видно, что EPS имеет широкие перспективы применения и большую потенциальную ценность в FC [12–14].

Теплопроводность - важный параметр, отражающий способность бетона передавать тепло.Многие исследователи изучали теплопроводность композиционных материалов и выявляли влияние различных факторов на теплопроводность [15]. Температура как внешнее условие оказывает важное влияние на теплопроводность бетона [16–20]. Рахим и др. [21] протестировали теплопроводность трех бетонных материалов на биологической основе при различных температурных условиях (от 10 до 40 ° C) в установившемся состоянии с использованием метода защищенной горячей плиты. Они обнаружили, что теплопроводность бетонных материалов увеличивается с повышением температуры.Тандироглу [22] изучил теплопроводность легкого необработанного бетона на перлитовом заполнителе и установил функции взаимосвязи для теплопроводности, водоцементного отношения, количества перлита по массе и температуры. Предлагаемые эмпирические корреляции теплопроводности применимы в диапазоне температур от -70 до 30 ° C. Ли и др. [23] обсудили общие модели теплопроводности, основанные на экспериментальных данных, и предложили модель прогнозирования теплопроводности FC, но они не смогли учесть влияние внешних факторов окружающей среды на теплопроводность модели, таких как температура.Таким образом, теплопроводность различных типов бетона значительно различается при изменении температуры. В настоящее время теоретические модели теплопроводности ТЭ не учитывают температурные эффекты.

В этом исследовании сверхлегкий пенополистирол пенобетон (EFC) с различным содержанием пенополистирола готовится методом химического вспенивания, а его теплопроводность измеряется при различных температурах окружающей среды (от -10 до 40 ° C). На основе результатов испытаний и существующих моделей теплопроводности была получена модель теплопроводности EFC с поправкой на температуру.

2. Экспериментальные программы
2.1. Сырье и соотношение смеси

Загущенный материал, использованный в этом исследовании, был изготовлен из китайского обычного портландцемента 42,5 и летучей золы класса I. Соответствующие технические показатели для этих двух материалов показаны в таблицах 1 и 2. Добавление летучей золы может оптимизировать структуру пор FC и улучшить его теплоизоляционные характеристики. Кроме того, EPS имеет размер частиц от 2 до 4 мм, кажущуюся плотность 18,8 кг / м 3 и теплопроводность 0.0313 Вт / (м · К). Пенообразователь, использованный в этом тесте, представлял собой раствор перекиси водорода с концентрацией 30%. Стабилизатором служил стеарат кальция. Первоначальным укрепляющим агентом был нитрит натрия, а загустителем - эмульсия сополимера акрилата. Используемая вода была водопроводной. Отношение воды к связующему, содержание пенообразователя и дозировка летучей золы были скорректированы для определения эталонного соотношения смеси, которое показано в таблице 3. Всего было приготовлено 12 испытательных блоков пенобетона с химическим вспениванием EPS путем изменения объемной доли EPS (0% ~ 60%).


Тип цемента Удельная поверхность (м 2 / кг) Время схватывания (мин) Прочность на изгиб (МПа) Прочность на сжатие (МПа)
Начальная установка Окончательная установка 3d 28d 3d 28d

PO 42,5 345,00 150 210 5.0 8,0 16,5 46,2


Химический состав (%) Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Насыпная плотность (кг / м 3 )
SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Cao MgO NaO

58 30 4.3 1,5 2,8 3,2 2100 1086


Образцы Цемент (г) Зола уноса ( г) w / b Объем пены (%)

A 1 193 157 0,48 6,3

соотношение w / b: вода-связующее.

2.2. Прибор для испытаний
2.2.1. Тестер теплопроводности

Для теста теплопроводности использовался анализатор термических характеристик ISOMET 2114, произведенный в Словакии (рис. 1). Прибор может быть использован для определения теплопроводности, объемного теплового потока и температуропроводности композитов на основе цемента [24]. Он основан на принципе испытания на переходные процессы, а диапазон измерения температуры составляет 15 ~ + 50 ° C с точностью 1 × 10 -4 Вт / (м · К).Прибор можно проверить с помощью зонда или плоской пластины. В этом тесте используется поверхностный зонд с диапазоном измерения 0,04 ~ 0,3 Вт / (м · К).


2.2.2. Испытательный бокс при высоких и низких температурах

В этом испытании использовался испытательный стенд для моделирования высоких и низких температур, разработанный Северо-восточным сельскохозяйственным университетом. Его основные показатели производительности приведены в таблице 4.


Полезный объем 5 м × 4 м × 2,5 м
Диапазон температур −45∼ + 60 ° C
Колебания температуры ± (0.05∼0.1) ° C
Мощность нагрева 1500 Вт
Холодопроизводительность 1500 Вт

2.3. Технология приготовления и методика химического вспенивания пенобетона EPS
2.3.1. Технология приготовления

В соответствии с характеристиками пенополистирола и технологией формования химического пенобетона образцы пенополистирола с химическим вспениванием были приготовлены в соответствии со следующим процессом: (a) Частицы пенополистирола были влажными в течение одной минуты с одной третью общая вода.(b) Цемент для смешивания, летучая зола, другие твердые материалы, оставшаяся вода и загуститель смешивали и перемешивали до тех пор, пока смесь не стала однородной. Затем смоченные частицы EPS помещали в смесь и перемешивали в течение одной минуты. Температуру суспензии поддерживали на уровне 25 ° С. (C) Добавляли раствор нитрита натрия. Смесь перемешивали на низкой скорости в течение 30 секунд, а затем перемешивали на высокой скорости в течение 10 секунд. (D) В смесь вливали перекись водорода, и ее перемешивали в течение 10 секунд.(e) Смесь быстро вылили в форму и оставили на 24 часа при 20 ° C. Затем образцы вынимали из формы, когда они имели определенную прочность, и затем применяли стандартное отверждение. Бетонный образец показан на рисунках 2 (а) и 2 (б).

2.3.2. Экспериментальные методы

Испытание образцов на плотность в сухом состоянии проводили в соответствии с китайским стандартом GB / T11969-2008. Измерения проводились после высушивания образцов до постоянного веса. Окружающая среда с постоянной температурой обеспечивалась испытательным боксом при высоких и низких температурах.Теплопроводность образцов проверяли после двухчасового стояния при постоянной температуре. При постоянной температуре измеряли теплопроводность полированных образцов с обеих сторон с помощью анализатора тепловых характеристик. Теплопроводность некоторых образцов EFC при 20 ° C показана в Таблице 5. Из-за неоднородности FC были протестированы три положения лицевой поверхности, и было вычислено среднее значение результатов.


Объемная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) Пористость (%) Средняя теплопроводность (Вт / (м · К)) Объемная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) Пористость (%) Средняя теплопроводность (Вт / (м · К))

304 73.47 0,0838 291 73,04 0,0704
366 68,06 0,0926 230 79,93 0,0761
357 68,85 0,0890 0,0921
362 70,07 0,1000 237 79,32 0,0750
336 71.99 0,0810 267 76,70 0,1037

3. Результаты и обсуждение
3.1. Взаимосвязь между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью образцов EFC при различных температурах

Теплопроводность - это основной физический параметр, используемый для характеристики теплопроводности материалов. Механизм теплопроводности у разных веществ разный.Согласно теории теплопередачи [25, 26], свободная подвижность электронов и колебания решетки являются двумя основными независимыми механизмами теплопередачи твердого тела. В основном это упругая волна (или волна решетки), которая, создаваемая колебанием решетки в месте с более высокой температурой, вызывает колебание соседней решетки для передачи тепла в неорганических неметаллических твердых материалах. Поскольку бетон состоит в основном из твердых компонентов, механизм теплопередачи каркаса аналогичен механизму передачи тепла твердого тела.Поэтому теплопроводность бетона в первую очередь зависит от плотности материалов. Обычно низкая плотность соответствует низкой теплопроводности [27].

Закон изменения был получен путем аппроксимации результатов испытаний объемной плотности в сухом состоянии и теплопроводности при различных температурах, как показано на рисунке 3. Объемная плотность в сухом состоянии химического вспенивания пенобетона EPS положительно коррелирует с теплопроводностью.


Данные испытаний были подогнаны для получения соотношения между объемной плотностью в сухом состоянии и теплопроводностью EFC при температуре 0 ° C.Относительное выражение может быть записано как

. Содержание пены и содержание EPS определяют его объемную плотность в сухом состоянии в EFC и влияют на теплопроводность EFC. В тех же условиях количество пор в пористом материале определяет его теплопроводность. Когда количество пор такое же, теплопроводность увеличивается с увеличением размера пор. Однако соединенные поры увеличивают теплопроводность бетона. Кроме того, объемная доля EPS является ключевым фактором, изменяющим объемную плотность FC в сухом состоянии.На рис. 4 представлена ​​кривая влияния объемной доли EPS на объемную плотность FC в сухом состоянии. Согласно Фигуре 4, микропоры не изменились при добавлении небольшого количества частиц EPS до тех пор, пока не было добавлено 10% частиц EPS. В этот момент соотношение крупных пор в образцах показало тенденцию к увеличению, что привело к уменьшению сухой объемной плотности. Однако, когда процент пор с диаметрами, достигающими 200-400 мкм м, был слишком большим, внутренняя структура пор будет нестабильной, и некоторые большие поры могут быть разрушены.Это привело бы к увеличению сухой объемной плотности образца и, таким образом, повлияло бы на теплопроводность EFC [28].


3.2. Влияние температуры на теплопроводность пенобетона EPS

В этом эксперименте использовались пять температур, а именно -10 ° C, 0 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C. Эти температуры использовались для изучения теплоизоляционных характеристик EFC. Теплопроводность FC, смешанного с различным содержанием частиц EPS, была протестирована, чтобы получить закон изменения теплопроводности FC с различными объемными долями EPS в зависимости от температуры, как показано на рисунке 5.Как видно из рисунка 5, теплопроводность химического пенобетона положительно коррелирует с внешней температурой. При изменении температуры наибольшая амплитуда изменения ТЭ без частиц ЭПС достигла 52%, что свидетельствует о значительном влиянии температуры на теплопроводность ТЭ [29]. Это связано с тем, что теплопроводность FC связана не только с интенсивностью движения частиц в твердой, жидкой и газовой фазах, но также с силами взаимодействия между различными фазами частиц и их пространственным распределением.Из-за большой пористости FC высокая температура может усилить нерегулярное движение и столкновение молекул газа в порах. Это усилило бы взаимодействие между различными фазами частиц, тем самым увеличив теплопроводность.


На рисунке 5 показано сравнение с кривой теплопроводности FC без шариков из пенополистирола, другие кривые с шариками из пенополистирола, очевидно, более гладкие и с меньшими наклонами в том же диапазоне температурных градиентов. Когда объемное содержание EPS составляло 55%, изменение температуры меньше всего влияло на теплопроводность.Этот результат демонстрирует, что надлежащее количество частиц EPS может не только снизить теплопроводность EFC, но и компенсировать изменения теплопроводности, вызванные изменениями температуры. Этот эффект является основным преимуществом структуры EPS и улучшения им структуры пор FC. Эмпирические корреляции между теплопроводностью ТЭ и температурой при различных объемных долях пенополистирола показаны в таблице 6.

028 + 2 + 0,0749

Объемная доля пенополистирола (%) λ = a ( T 2 ) + bT + c R 2

0 λ 0 = −0.000008 T 2 + 0,0008 T + 0,071 R 2 2 = 0,995
5 λ 5 = −0,00001 T R 2 = 0,995
20 λ 20 = −0,000001 T 2 + 0,0009 T 000 + 0,0659 9 904 = 0.998
55 λ 55 = −0,000009 T 2 + 0,0007 T + 0,0625 R 2 = 0,987

3.3. Влияние содержания пенополистирола на теплопроводность FC при различных температурах

Избыточное содержание пузырьков, введенных в цементную матрицу, вызовет некоторые трудности в формировании бетона.Следовательно, сложно снизить плотность и теплопроводность сверхлегкого ТЭ за счет увеличения количества пенообразователя. В этом исследовании определенная объемная доля частиц пенополистирола была добавлена ​​к химическому вспененному пенобетону для изменения собственного веса и теплоизоляционных характеристик бетона.

Частицы EPS обладают хорошими тепловыми характеристиками. Влияние объемной доли EPS на теплопроводность FC при различных температурах показано на рисунке 6. Добавление частиц EPS значительно изменило теплопроводность FC.По сравнению с FC без EPS максимальная амплитуда изменения теплопроводности FC уменьшилась на 46% после добавления определенной объемной доли частиц EPS. Как показано на рисунке 6, теплопроводность EFC сначала уменьшалась, а затем увеличивалась с увеличением содержания EPS. Это произошло в первую очередь потому, что частицы пенополистирола (98% воздуха и 2% полистирола) имеют внутри множество закрытых пор, которые обладают большим термическим сопротивлением. С увеличением содержания EPS соответственно увеличивалось тепловое сопротивление EFC.Следовательно, его теплопроводность снизилась. Недавние исследования показывают, что при добавлении пены в бетон из пенополистирола пенообразователь создает структуру микропор между гранулами пенополистирола [30]. Однако, когда объемная доля пенополистирола слишком велика, расстояние между частицами пенополистирола уменьшается. Это заставляет окружающую пену собираться вместе и соединяться, образуя более крупные поры. В результате увеличилась внутренняя связная пористость и значительно увеличилась теплопроводность, что даже повлияло на нормальное формование пеной FC.


Как видно из рисунков 4 и 6, результаты показывают, что сверхлегкий пенобетон с химическим вспениванием EPS с плотностью в сухом состоянии менее 300 кг / м 3 и нормальной теплопроводностью от 0,0704 до 0,0767 Вт / (м · К) может быть получен, когда объемная доля EPS составляет 25% ~ 35%. Кроме того, по сравнению с обычным FC, он показал эффективную теплоизоляцию при изменении температуры.

4. Модель теплопроводности с модифицированной температурой для EFC
4.1. Базовая модель теплопроводности пенобетона
4.1.1. Последовательные и параллельные модели

Основной формой передачи тепла внутри бетонных материалов является теплопроводность. Хашин и Штрикман предложили эффективные модели теплопроводности двухфазной системы [31]. Последовательная и параллельная модели основаны на верхнем и нижнем пределах теплопроводности материалов соответственно. В этих моделях частицы пены и пенополистирола используются в качестве дисперсной фазы, а цемент, летучая зола и суспензия используются в качестве непрерывной фазы для расчета теплопроводности бетона.Обычно выражения можно записать в виде следующих уравнений: Серийные модели: Параллельные модели:

4.1.2. Maxwell - Eucken Модель

Модель Максвелла-Ойкена предполагает, что пена состоит из однородных сфер, которые неравномерно распределены и не имеют сил взаимодействия. Более лаконично модель утверждает, что теплообмен не может осуществляться между дисперсными фазами. На этой основе удалось успешно вывести минимальные границы теплопроводности изотропных и макроскопических однородных двухфазных материалов [32].

Когда пена замешивается в бетон, ее форма и распределение будут изменены из-за выдавливания суспензии, но модель учитывает только показатель пористости. Его выражение выглядит следующим образом [32]:

4.1.3. Модифицированная объемная модель для пенобетона

Li рассмотрела объемное содержание пены и предложила модифицированную модель, которая может быть применена к расчету теплопроводности FC путем объединения данных испытаний FC на основе модели теплопроводности Cheng-Vachon [23].Модель предполагает, что в бетонном растворе нет пор, а тепловая конвекция, излучение и контактное сопротивление не учитываются. Он в первую очередь корректирует объемное содержание дисперсной фазы и учитывает влияние сложных факторов, таких как путь теплопередачи и извилистость во время процесса теплопередачи. Эта модель может точно предсказать теплопроводность FC.

Ниже приведены уравнения для модели поправки на объем теплопроводности FC [23]:

Разница в теплопроводности между пеной и цементно-зольным раствором представляется с помощью простого уравнения:

Модифицированный объемное содержание пены может быть выражено следующим образом:

Из уравнений (5) и (6) эффективное термическое сопротивление FC представляется следующим образом:

Тогда уравнение теплопроводности для FC равно

Оно должно быть отметили, что t - это поправочный коэффициент на объемное содержание пены, полученный путем подбора данных испытаний.

4.2. Оценка модели и определение параметров

Модель поправки на объем, предложенная Ли, была использована для проверки и изучения экспериментальных результатов FC в исследовании. Поскольку 98% частиц EPS были воздухом, а разница в теплопроводности между ними была небольшой, пористость и EPS были упрощены до дисперсной фазы, а цементно-зольный раствор был непрерывной фазой. Сравнение между прогнозируемым значением и экспериментальным значением последовательных и параллельных моделей, модели Максвелла – Ойкена и модели поправки на объем показаны на рисунке 7.


Согласно рисунку 7, данные теплопроводности, предсказанные параллельной и последовательной моделями, находились в верхнем и нижнем пределах соответственно, и они значительно отличались от экспериментальных результатов. Теплопроводность, предсказанная моделью Максвелла – Ойкена, была намного больше, чем экспериментальные данные. Это произошло потому, что модель Максвелла – Ойкена предполагала, что устьица в тестовых блоках были однородными и независимыми сферами. В действительности эти формы пор сильно различаются, и некоторые из них представляют собой соединенные поры, что приводит к большому отклонению между предсказанным значением и экспериментальным значением.

Аппроксимация методом наименьших квадратов модифицированной объемной модели, предложенной Ли, была выполнена с использованием частичных тестовых данных. Когда t = 2,15, был получен эффект наилучшего соответствия, и прогнозируемый результат был наиболее близок к значению теста. Поэтому модифицированная объемная модель, предложенная Ли, была использована для прогнозирования и оценки теплопроводности EFC в этом исследовании.

Модель оценила влияние температуры на теплопроводность различных фаз на основе модифицированной объемной модели, предложенной Ли, и скорректировала поправочный коэффициент объема с помощью температурной функции.

В настоящем исследовании мы предлагаем новую корреляцию для дисперсной фазы:

Разница между двумя фазами в теплопроводности с поправкой была дана

Влияние температуры было введено в теплопроводность для корректировки объемного содержания Корректирующий коэффициент пены:

Затем были скорректированы пористости при различных температурах, которые можно записать, как показано в следующих уравнениях:

.

% PDF-1.7 % 59 0 объект > endobj xref 59 36 0000000016 00000 н. 0000001416 00000 н. 0000001588 00000 н. 0000002013 00000 н. 0000002600 00000 н. 0000003227 00000 н. 0000003262 00000 н. 0000003375 00000 н. 0000003844 00000 н. 0000004409 00000 н. 0000004497 00000 н. 0000005126 00000 н. 0000005791 00000 н. 0000007141 00000 н. 0000007574 00000 н. 0000007968 00000 п. 0000008423 00000 н. 0000009647 00000 н. 0000010823 00000 п. 0000011998 00000 п. 0000013110 00000 п. 0000014286 00000 п. 0000015450 00000 п. 0000018976 00000 п. 0000020084 00000 н. 0000022733 00000 п. 0000026810 00000 п. 0000031817 00000 п. 0000034299 00000 п. 0000034691 00000 п. 0000034786 00000 п. 0000034929 00000 п. 0000035406 00000 п. 0000035947 00000 п. 0000046196 00000 п. 0000001016 00000 н. трейлер ] / Назад 275927 >> startxref 0 %% EOF 94 0 объект > поток hb``% e crjai / \ sñ эfY * v + Lh ՛% z غ nZXxĬSNir:} XuubYl c +: @

.

Теплопроводность пенополистирола - Большая химическая энциклопедия

За исключением случаев, когда пена окружена оболочкой из относительно непроницаемого материала, можно было бы ожидать, что дутьевой газ будет диффундировать и заменяться воздухом, и что теплопроводность пен будет увеличиваться, пока не приблизится к теплопроводности пенополистирола аналогичной плотности . Пока это ... [Pg.802]
Рис. 4.35. Зависимость теплопроводности гранул пенополистирола от плотности.Перепечатано с разрешения компании Dow Chemical Company. Авторское право 1966.
Значения коэффициента теплопроводности k были определены в настоящей работе с помощью датчика теплопроводности (24). Давно известно, что сера имеет низкую теплопроводность, хотя в таких материалах, как ПВХ и пенополистирол, эти значения еще ниже. Композиты на серной связке, изготовленные с недорогими наполнителями, такими как грунт и песок, имеют теплопроводность, которая ниже, чем у типичного портландцементного бетона, но со значениями выше, чем у самой серы.Однако значения для композитов все еще низкие, что можно увидеть при сравнении со значениями для проводников, таких как сталь и медь (Таблица II). [Pg.112]

Этот тип пенопласта доступен в двух формах: экструдированный пенополистирол и пенополистирол для формованных пенопластов. Пенополистирол - это легкий пенопласт с закрытыми порами, с низкой теплопроводностью и отличной водостойкостью. Они соответствуют требованиям к низкотемпературной изоляции и плавучести (6). [Pg.235]

Продукт весом 1 кг, который необходимо хранить при температуре 0 ° C, упакован с 2 кг льда в 1.Контейнер из пенополистирола толщиной 5 см с внутренними размерами 0,4 м x 0,4 м x 0,6 м. Как долго будет защищен продукт. Теплопроводность пенополистирола составляет 0,030 Вт / м К. Температура наружного воздуха постоянна и составляет 25 ° C. [Pg.348]

Изделия из пенополистирола значительно увеличили рынок полистирольных смол (см. Раздел о пенополистироле в главе 2). При таком небольшом весе, как 2 фунта / фут (0,032 г / см), теплопроводность пенополистирола очень низкая, а его амортизирующая способность - высокая.Это идеальный изоляционный и упаковочный материал. Общие области применения включают ведра для льда, водоохладители, стеновые панели и общие теплоизоляционные материалы. [Pg.411]

Пенополистирол (EPS) имеет различные применения из-за своей физической формы (шарики) и свойств (более высокая водопроницаемость и менее эффективная адгезия к облицовочным материалам, чем у полиуретана). Газы расширения, пентан и пар, довольно быстро выходят из пены, поэтому теплопроводность пены, заполненной воздухом, примерно в два раза выше, чем у лучшего пенополиуретана - плита пены толщиной 50 мм имеет коэффициент теплопроводности 0.5-0,6 Вт · м K. Молдинги из пенополистирола могут использоваться как ставни (опалубка) для заливки бетона в композитную стену. Два слоя пенополистирола соединяются с интервалами, чтобы зафиксировать толщину бетона. Пенополистирол из экструдированного пенополистирола (XPS) используется в виде досок для утепления бетонного пола домов и кровельных панелей. [Pg.349]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛО, ГИГРОСКОПИЧНОСТЬ И ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ В РАСШИРЕННОМ ПОЛИСТИРОЛЕ. REHANEKJ TRUXAK PLASTICKE HMOTY KAUCUK ... [Стр.160]

Пенополистирол (Dow Chemical Co.) - торговая марка пенополистирола. Его изготавливают по технологии, аналогичной описанной для вспененного полиэтилена. Материалы имеют структуру с закрытыми ячейками с очень низкой теплопроводностью и низким влагопоглощением. Одним из серьезных ограничений пенополистирола является его довольно низкая максимальная рабочая температура, составляющая примерно SO C. Он используется в основном в качестве теплоизоляции в зданиях, флотационных аппаратах, украшениях и упаковке. [Pg.219]

Prociak [49] исследовал влияние метода подготовки образцов, температурного градиента и средней температуры измерения на теплопроводность жестких пенополиуретанов, продуваемых углеводородами и гидрофторуглеродами.Сравнивались теплоизоляционные свойства различных ячеистых пластиков, таких как жесткий и гибкий пенополиуретан, а также пенополистирол. Теплопроводность и температуропроводность пен коррелировали со структурой полиуретановой матрицы, чтобы продемонстрировать влияние анизотропии ячеек на теплоизоляционные свойства жестких пен, выдутых с помощью циклопентана и ГФУ-365/227 (93 мас.% Пентафторбутана / 7 мас.% Гептафторпропана. ). [Стр.107]

С помощью таких методов можно получить пенополистирол с плотностью всего 1 фунт / фут.Этот материал имеет чрезвычайно низкую теплопроводность, по этому показателю он сопоставим с просечно-вытяжной пробкой и стекловатой. [Стр.79]

Полистирол (ПС) получают полимеризацией стирола (CeHs-CH = Ch3), также известного как винилбензол. Коммерческий PS в основном относится к атактической разновидности и поэтому является аморфным. Полимер при разложении расстегивается и образует мономер с небольшим количеством бензола и толуола. Его основные недостатки - плохая устойчивость к погодным условиям, пожелтение и растрескивание на солнце.Несмотря на эти недостатки и свою хрупкость, он нашел широкое применение в качестве формованных контейнеров, бутылок, бутылок, электронных шкафов. В качестве вспененного пластика используется в упаковке и изоляции. Теплопроводность вспененного полистирола составляет около 0,03 Вт · м · К. Пена может абсорбировать ароматические углеводороды, обычно присутствующие в выхлопных газах автомобилей и автобусов, что приводит к распаду пены после длительных периодов нормального воздействия загрязненной окружающей среды. [Pg.199]

Применения пенополистирольной изоляции Пенополистирол при плотности ниже 10 кг / м демонстрирует теплопроводность X (u), равную 0.037 Вт / м · К (k = 0,26 БТЕ дюйма / фут · ч · ° F). Поэтому, как правило, изоляция из пенополистирола должна быть на 70% толще, чем пенополиуретан, чтобы обеспечить эквивалентные характеристики теплопотери, но поскольку материальные затраты на полистирол существенно ниже, в зависимости от требований используются оба пенопласта. [Стр.152]


.

Таблица 1 | Влияние температуры на теплопроводность пенополистирольного пенобетона: экспериментальные исследования и корректировка модели

Мы стремимся как можно быстрее поделиться результатами, касающимися COVID-19. Мы предоставим неограниченное освобождение от платы за публикацию принятых научных статей, а также отчетов о случаях и сериях случаев, связанных с COVID-19. Обзорные статьи исключены из этой политики отказа. Зарегистрируйтесь здесь как рецензент, чтобы ускорить отслеживание новых заявок.

.

Эффективная теплопроводность пенополиуретана с открытыми порами на основе теории фракталов

На основе теории фракталов проиллюстрирована геометрическая структура внутри пенополиуретана с открытыми порами, который широко используется в качестве адиабатического материала. Создана упрощенная клеточная фрактальная модель. В модели описана методика расчета эквивалентной теплопроводности пористой пены и вычислена фрактальная размерность. Выводятся математические формулы для фрактальной эквивалентной теплопроводности в сочетании с газом и твердой фазой, для эквивалентной теплопроводности теплового излучения и для полной теплопроводности.Однако полный эффективный тепловой поток складывается из теплопроводности твердой фазы и газа в порах, излучения и конвекции между газом и твердой фазой. Получено фрактальное математическое уравнение эффективной теплопроводности с учетом фрактальной размерности и вакансионной пористости в теле ячейки. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными, разница составляет менее 5%. Обобщены основные влияющие факторы. Исследования полезны для улучшения адиабатических характеристик пеноматериалов и разработки новых материалов.

1. Введение

Благодаря выдающимся адиабатическим характеристикам пенополиуретан с открытыми порами, с малой плотностью и низкой теплопроводностью (0,018 ~ 0,032200 Вт / (м · К)), применяется в различных областях, таких как строительство, холодильные камеры хранения продуктов. , и рефрижераторные перевозки грузов с целью сохранения тепла. Неправильная геометрическая конструкция пенополиуретана с открытыми ячейками делает его нестандартным по физическим свойствам. И это затрудняет теоретические исследования, особенно в отношении точных тепловых характеристик.На самом деле, теплопроводность адиабатических материалов можно измерить с помощью пластинчатого термозащитного устройства, но это неудобно для научных исследований и разработки пенополиуретана. Анализ и оценка эффективной теплопроводности пористой среды в течение долгого времени представляли собой значительный исследовательский проект для теплофизической инженерии и гилологии [1]. Хотя в качестве исследовательского проекта для расчета теплопроводности используется пенопластовый материал пористой среды, он всегда считается соединяющей виртуальной средой в крупномасштабном пространстве, то есть «средним объемом» в геометрическом распределении.Уитакер [2, 3] и Уитакер и Чоу [4] использовали метод виртуального «среднего объема» для описания процедуры тепломассопереноса внутри пористой среды. Считалось, что пористая среда объединена с твердофазным материалом, жидкостью и газом. Газовая фаза содержит сухой воздух и пар. Предположили, что все фазы в пористой среде представляют собой тепловые балансы, а размеры пор соответствуют «среднему объему» - дюжине переменных, входящих в математическую формулу. Yu et al.[5, 6] также экспериментально исследовали их физическую модель связи и диффузии и вывели соответствующую математическую формулу.

В настоящее время существует два основных метода оценки теплопроводности материалов пористых сред. Первый заключается в том, что теплопроводность освещается как сложные математические функции пропорцией пор и параметрами микроструктуры. Лагард [7] вывел эквивалентную эффективную функцию теплопроводности для насыщенных пористых материалов.Эквивалентная эффективная теплопроводность получается из где - теплопроводность жидкой фазы (), а - теплопроводность твердой фазы ().

Здесь было сделано предположение, что тепловые потоки через флюид в поре и через твердую фазу пористого тела индивидуальны и происходят одновременно. Однако передача тепла также происходила между жидкой фазой и твердой фазой одновременно. Таким образом, реальная модель была более сложной, чем выражение в (1).Итак, Уильямс и Доу [8] разработали функцию следующим образом: где. Фактор - это отношение, которое тепловой поток передает вместе с градиентами температуры к общему тепловому потоку, в то время как является фактором отсутствия соединения твердое тело-твердое тело и для существования соединения твердое тело-твердое тело и соединения твердое тело-жидкость.

Действительно, в микропространственной структуре материалов пористой среды существование идеального равномерного распределения пор в пористом теле невозможно.Таким образом, существует большая ошибка между упомянутой выше идеальной моделью и реальным телом. Доступные идеальные модели и эмпирические уравнения для пенопластовых теплоизоляционных материалов обычно связаны только с пропорцией пор, которая является приблизительным отражением кажущейся теплопроводности в макропространстве. Но для реального вспененного материала, распределение пор которого нерегулярно, доступные идеальные модели и эмпирические уравнения не относятся к микроструктуре и не могут раскрыть фактическую процедуру тепломассопереноса и распределение температуры и влажности.Как следствие, большая ошибка - наличие в исследовательской работе.

Другой метод связан с теорией фракталов. Теория фракталов, внедренная в оценочные и исследовательские работы по расчету теплопроводности пористых пеноматериалов, представляет собой новый путь развития теории тепловых характеристик материалов пористой среды. Теория фракталов была впервые выдвинута в 1975 году Мандельбротом, профессором Гарвардского университета в США. Некоторые эксперты, такие как Питчумани [9], Ю и Ли [5], а также Ма и др.[6], провели глубокие исследования эффективной теплопроводности гранулированной пористой среды с помощью теории фракталов и создали соответствующие математические уравнения. Основываясь на теории фракталов, Thovert et al. [10], Zhang et al. [11] и др. Разработали теоретические модели для расчета эффективной теплопроводности неоднородной пористой среды. Согласно концепции модели ковра Серпинского, Пичумани и Рамакришнан [12, 13] создали теоретическую модель распределения пор, но модель и математические уравнения были очень сложными во фрактальной размерности.Ma et al. [6] построили математическую модель эффективной теплопроводности для пористой среды в соответствии с теорией фракталов, которая показала, что теплопроводность пористой среды зависит от соотношения пор, соотношения площадей, соотношения теплопроводности в компонентах и ​​теплопроводности. контактное сопротивление все вместе. Это не имело ничего общего с эмпирическими константами и меньшим количеством параметров и просто вычислялось по формуле. Однако разные пористые среды не идентичны друг другу по внутренней фрактальной сущности.Кроме того, на практике сложно оценить термическое контактное сопротивление пористой среды. Универсальность модели еще требует дополнительной проверки. Thovert et al. [10] осветили фрактальную пористую среду с помощью перколяционной математической модели и выполнили решение геометрической итерацией. После этого Адлер, Товерт и Томпсон добавили эмпирические константы, полученные в результате экспериментов, в функцию Адлера. И функция обычно описывается как где - теплопроводность жидкости в порах пористого материала ().А верхний индекс здесь определяется как:

.

Смотрите также

ООО ЛАНДЕФ © 2009 – 2020
105187, Москва, ул. Вольная д. 39, 4 этаж.
Карта сайта, XML.