Эффективный теплоизоляционный материал сотосилипор

В границах задачи создания композиционного материала основными факторами теплопроводности сотосилипора являются плотности силипора и сотопласта. Поставленную задачу решали методом многофакторного, планового эксперимента — методом Бокса — Уилсона Уровни и интервалы варьирования факторов приведены в таблице.

Для изготовления нового эффективного теплоизоляционного материала. разработанного в Северном филиале Всесоюзного научно-исследовательскою института строительства трубопроводов (ВНИИСТ), требуется меньше топлива

Сотосилинор представляет собой композицию из крафт-бумажного сотопласта и силипора. Заполненный силипороя сотопласт оклеен бумагой или другими листовыми материалами.

Сотосилинор предназначен в основном для изготовления легких огнестойких слоистых панелей, а также для теплоизоляции трубопроводов и технологических установок. Особенность его структуры заключается в том, что он на 98% по объему состоит из неорганического материала, что обеспечивает материалу низкую горючесть.

На изготовление 1 м3 основного компонента сотосилипора — силипора расходуется 5 нм3 природного газа, или в пересчете на условное топливо 18 кг, что в 2.5 Раза меньше, чем для изготовления 1 м3 минераловатного изделия Кроме того, теплопроводность сотосилипора на 30% ниже аналогичного показателя минераловатных плит, и это при эксплуатации в конструкции выразится в дополнительной экономии топлива (при одинаковых толщинах теплоизоляционного слоя или сокращении расхода материала и, следовательно, в экономии технологического топлива — при одинаковых термических сопротивлениях изделий.

Эффективность нового материала сотосилипора обусловливается принципом создания его как композиционного. Известно, что обычный прием получения композита из мелкозернистых материалов типа перлитового вспученного песка, вермикулита и т. д. — введение связующего с последующим формованием и отверждением изделия. Но такие композиции характеризуются сравнительно большой объемной массой — до 300 кг/м3, что объясняется особенностями структуры мелкозернистых материалов, в частности, значительной наружной поверхностью зерен, достигающей 5— 10 тыс. м2 в I м3 зерен. При введении в зернистый компонент сотовой структуры получаются лучшие результаты, чем при введении связующего.

Сотопласт в сотосилипоре пронизывает силипор своими тонкими стенками, благодаря чему обеспечиваются достаточная прочность, хорошая безосадочная упаковка силипора и некоторая его защита от увлажнения. В то же время силипор защищает сотопласт от огневого воздействия, поэтому сотосилипор становится практически несгораемым материалом.

Представляло интерес глубже рассмотреть взаимодействие составляющих сотосилипора как с точки зрения формирования его прочности, так и в отношении теплопроводности. Было ясно, что прочностные свойства сотоснлипора определяются прочностью сотопласта, однако из литературы известны случаи увеличения прочности заполненных сотопластов в результате сопротивления заполнителя потере устойчивости стенок сотопласта при сжатии. Для выяснения возможности такого эффекта были проведены сравнительные испытания сотопласта и сотосилипора на прочность при сжатии. Прочность названных материалов Rс ж но результатам испытания партий образцов составила (при надежности 95%) для сотопласта 0,1424-0,02, для сотосилипора С,145±0,01 МПа.

Для плотности сотопласта интервал варьирования принят довольно широким с учетом реальной неоднородности его свойств. Интервал варьирования плотности силипора определен предварительными экспериментами из условия получения уравнения регрессии, симметричного относительно коэффициентов.

Для нахождения уравнения регрессии был построен и реализован план полного факторного эксперимента 2.2. Теплопроводность определяли методом теплового потока на образцах стандартных размеров (по три параллельных образца а каждый опыт).

В результате обработки данных эксперимента найдены коэффициенты уравнения регрессии — все они значимы. В итоге получено уравнение второй степени:

Из уравнения (2) видно, что изменение плотности сотопласта влияет на теплопроводность сотосилипора значительно сильнее, чем изменение плотности силипора. Следовательно, уменьшить теплопроводность сотосилипора можно, уменьшая плотность сотопласта. Об этом следует помнить при выборе характеристик сотопласта и применять возможно менее плотный сотопласт даже ценой снижения его прочности до минимально необходимой по конструкционным соображениям.

Однако наше представление о соотношении факторов теплопроводности будет неполным, если не выяснить роль сотопласта в теплопроводности сотосплпно- Определим по урапнешпо регрессии Щюпроводпость сотосилипора при одинаковых знамениях плотности силипора сотопласта 30 кг/м3: у = 0,045 (Вт/м-К). Сравним полученное значение с теплопроводностью силипора: 0,039 Вт/м Простейший расчет показывает, что с цепнем сотопласта в силипор теплопроводность увеличилась на Cs045—0,039

На основе исследований, проведенных и Северном филиале ВНИИСТа, разработана поточная технология изготовления нового материала, и в содружестве с НИПИсиликатобетоном создана и прошла полупромышленную проверку автоматизированная конвейерная линия с проектной производительностью 20 тыс. м3 сотосилипора в год. Основной принцип технологии — непрерывное. Отдельные сотонакеты склеиваются в непрерывный сотопласт. Он растягивается в непрерывную ленту сотоструктуры, которая пропитывается полимером и отверждается. К полученной ленте сотопласта приклеивается нижняя обкладка, сотопласт заполняется силопором, приклеивается верхняя обкладка. Так получается непрерывная лента сотосилипора толщиной 50, шириной 595 мм. В конце линии она разрезается на плиты заданной длины.

Сотосилппор выпускают опытными партиями в соответствии о требованиями ТУ 102-222-79 Плиты теплоизоляционные пз сотоснлипора (утверждены Мппнефтегазстросм СССР). Применяет его Волоколамский завод строительных конструкций Милнефтегазстроя СССР для теплоизоляции камер сухого жара профилактического блока Тонус. С использованием сотосилипора изготовлены мобильный диспетчерский пункт, опытные легкие слоистые панели для длительных натурных испытаний, трехслойные железобетонные панели, производственная холодильная камера, другие объекты.

Расчетный экономический эффект от применения сотосилипора взамен плит из пенопласта ФРП-1 составляет 600 тыс. р. при годовом объеме производства 20 тыс. м3 в год.