Vật liệu có các khoảng trống cô lập trong cấu trúc bảo vệ bề mặt khỏi lạnh tốt. Hệ số dẫn nhiệt của đất sét nở ra phụ thuộc vào kích thước và mật độ hạt. Vật liệu cách nhiệt nặng một chút, cách nhiệt khỏi âm thanh, nhưng có tính hút ẩm. Vật liệu yêu cầu cách nhiệt bổ sung khỏi độ ẩm để bảo vệ hiệu quả tòa nhà khỏi thất thoát nhiệt.
Mô tả độ dẫn nhiệt
Khả năng của vật liệu cách nhiệt để truyền năng lượng từ các lớp được nung nóng sang các phần có nhiệt độ thấp hơn được gọi là khả năng dẫn nhiệt. Quá trình được cung cấp bởi sự chuyển động hỗn loạn của các hạt phân tử, cường độ của nó phụ thuộc vào độ ẩm, độ nén chặt, kích thước lỗ rỗng.
Quá trình dẫn nhiệt vật lý được đẩy nhanh khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn bên ngoài và bên trong công trình. Sự truyền năng lượng tự phát luôn đi từ môi trường nóng hơn sang môi trường lạnh hơn và xảy ra trước khi xuất hiện cân bằng nhiệt động.
Hệ số dẫn nhiệt
Để biểu thị bằng số khả năng truyền năng lượng của vật liệu, ta có hệ số dẫn nhiệt. Chỉ số cho biết lượng nhiệt truyền qua mẫu vật liệu trong các điều kiện quy định. Chuẩn kiểm tra luôn có cùng kích thước về chiều dài, chiều rộng và diện tích và được kiểm tra ở chênh lệch nhiệt độ tiêu chuẩn (1 K). Hệ số truyền nhiệt được đo bằng W / m · K, tương ứng với Hệ đơn vị quốc tế.
Tên gọi của hệ số nhiệt trở được sử dụng trong lĩnh vực xây dựng. Hệ số dẫn nhiệt của đất sét trương nở là 0,1 - 0,18 W / m · K. Vật liệu chất lượng cao được đặc trưng bởi chỉ số 0,12 - 0,17 W / m · K, vật liệu cách nhiệt với các đặc tính như vậy giữ lại đến 80% nhiệt bên trong.
Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị của độ dẫn nhiệt
Đất sét trương nở được sử dụng trong xây dựng như một vật liệu cách nhiệt dạng khối xốp hoặc làm chất độn trong sản xuất bê tông nhẹ. Hạt thu được bằng cách nung đá phiến sét hoặc đất sét và có hình bầu dục, hình tròn, đôi khi có các góc sắc nét. Vật liệu xây dựng được sản xuất dưới dạng cát.
Khối lượng riêng của đất sét trương nở nằm trong khoảng 150 - 800 kg / m3, khối lượng riêng phụ thuộc vào chế độ công nghệ khi tiếp nhận. Khả năng dẫn nhiệt phụ thuộc vào kích thước của hạt, độ xốp của vật liệu và độ ẩm của nó.
Phần đất sét mở rộng
Khi so sánh các đặc tính, người ta kết luận rằng độ dẫn nhiệt giảm khi kích thước của hạt tăng lên. Sỏi từ trung bình đến thô được sử dụng tốt nhất để cách nhiệt cho mái nhà không tải và sàn gỗ. Đất sét trương nở hạt mịn được sử dụng để láng sàn nhẹ.
Các phần đất sét mở rộng được thiết lập theo tiêu chuẩn của GOST 9757 - 90:
- Một nhóm nhỏ được xác định từ 5 đến 10 mm. Vật liệu này được sử dụng để sản xuất các khối tường từ bê tông đất sét nung. Chất độn dạng hạt nhỏ được sử dụng trong lớp bê tông của lớp phủ hoặc sàn, vì các bộ phận lớn làm tăng độ dày của lớp.
- Từ 10 đến 20 mm - phần giữa. Vật liệu dạng khối cách nhiệt tốt cho sàn nhà, sàn gác mái khỏi cái lạnh, được sử dụng để cách nhiệt các khu vực bãi cỏ và thoát nước cho đất.Phần này hiếm khi được sử dụng trong nền láng và sàn bê tông, nó được thêm vào vữa nếu độ dày của lớp không quan trọng.
- Từ 20 đến 40 mm - hạt lớn. Chúng cách nhiệt đường ống sưởi, tầng hầm, sàn của các phòng tiện ích, và cách nhiệt tòa nhà khỏi tiếng ồn.
Các lớp cách nhiệt số lượng lớn sẽ bảo vệ hiệu quả khỏi cái lạnh nếu sử dụng 2-3 phần cùng một lúc. Bằng cách này, các khoảng trống được lấp đầy, tăng độ cứng và ngăn chặn sự đối lưu của các dòng điện.
Độ xốp
Nguyên liệu thô được đặt trong thùng phuy, nơi chúng quay và đồng thời được nung ở nhiệt độ cao. Trong điều kiện đó, vật liệu nở ra và tạo ra các hạt xốp, được bảo vệ từ bên ngoài bởi một lớp vỏ đất sét đóng cục. Hầu hết các khoảng trống được đóng lại, các phân vùng giữa chúng cũng chứa các khoảng trống.
Kích thước lỗ được điều chỉnh bằng cách đưa citrogypsum và các tạp chất khoáng vào điện tích trong quá trình sản xuất. Phụ gia với lượng từ 1 đến 3% tạo thành các lỗ rỗng có kích thước lên đến 1 mm. Sự gia tăng thể tích của chất phụ gia lên 4-9% dẫn đến sự giãn nở của các lỗ xốp lên đến 1,5–2 mm, trong khi số lượng các khoang đóng lại tăng lên. Số lượng khoảng trống cách nhiệt làm tăng tính chất cách nhiệt và giảm khả năng hút nước.
Độ ẩm
Độ hút nước của đất sét trương nở từ 8 đến 20%. Khi hơi ẩm xâm nhập vào bên trong vật liệu, bề mặt của các hạt được làm ẩm, từ từ hấp thụ chất lỏng. Dần dần, nước đi vào các quả cầu thông qua các vết nứt cực nhỏ và được giữ lại bên trong. Đất sét nở ra tích tụ độ ẩm và khó làm trôi đi. Khối lượng tăng lên, đặc tính dẫn nhiệt của đất sét nở ra thay đổi, và độ bền giảm.
Đất sét nở khô có thể chịu được tới 25 loạt đóng băng và tan băng, đất sét ướt bị phá hủy bởi sự giãn nở của nước ở nhiệt độ âm. Đất sét nở ra được bảo vệ khỏi lớp màng ngăn hơi ẩm và hơi nước.
Các loại đất sét trương nở tùy thuộc vào kích thước của hạt
Vật liệu cách nhiệt số lượng lớn được phân loại theo kích thước và hình dạng hạt.
Có nhiều loại đất sét mở rộng:
- sỏi đá;
- đá dăm;
- cát.
Vật liệu hạt thô tăng thêm chiều cao cho căn phòng, thông thường hiệu quả cách nhiệt đạt được với độ dày lớp đắp từ 20 đến 30 cm.
Vật liệu có thể được so sánh theo cấp độ cho sức mạnh. Có 13 loại sỏi và 11 mẫu đá dăm đất sét nở ra. Độ bền kéo của một loại là khác nhau, ví dụ, đá dăm P100 sụp đổ ở 1,2–1,6 MPa, và sỏi cùng loại biến dạng ở 2–2,5 MPa.
Sỏi
Vật liệu này bao gồm các hạt tròn với lớp vỏ bằng đất sét nóng chảy, bên trong có chứa các lỗ rỗng. Có các kích thước sỏi: 5–10, 10–20 và 20–40 mm. Tùy thuộc vào mật độ, 10 cấp cách nhiệt từ M150 đến M800 được trình bày hàng loạt. Sỏi loại M900 và M1000 được sản xuất theo đơn đặt hàng đặc biệt.
Bê tông cấp phối với các hạt vừa và nhỏ có trọng lượng nhẹ, không chịu tải kết cấu và thể hiện các đặc tính cách nhiệt được cải thiện. Các khối tường làm bằng bê tông đất sét trương nở được sử dụng trong các tòa nhà thấp tầng, chúng bảo vệ tòa nhà khỏi không khí lạnh, có độ thoáng khí tốt và thuộc loại thân thiện với môi trường.
Đá dăm
Đất sét mở rộng của loại này chứa các phần tử riêng biệt có hình dạng góc cạnh không đều với các cạnh và cạnh sắc. Kích thước của các phân số được xác định tương tự như sỏi. Do hình dạng của nó, vật liệu có tỷ trọng khối lượng lớn thấp và được sử dụng để cách nhiệt các tầng áp mái và tầng hầm. Nền móng và chân đế được cách nhiệt bằng đất sét giãn nở khỏi bị đóng băng. Trong nền đất, lớp chống thấm được bố trí bằng vật liệu phủ giấy bạc, polyetylen, vật liệu lợp mái, và lớp bảo vệ khỏi hơi gia dụng và khí quyển được gắn lên trên.
Hệ số dẫn nhiệt của đất sét nở ra phụ thuộc vào kích thước của đá dăm, nhưng khi tăng kích thước thì chiều dày của lớp cần thiết cũng tăng lên. Lớp vữa xi măng-cát (ít nhất 4 cm) được làm trên lớp nền để tăng cường độ.
Cát
Loại này bao gồm đất sét trương nở, chứa các hạt mịn đến 5 mm. Vật liệu này thu được bằng cách nung cặn từ quá trình sản xuất đá hoặc sỏi nghiền, hoặc bằng cách nghiền các mảnh lớn. Cát được sử dụng để cách nhiệt trong nhà cùng với các loài lớn hoặc được sử dụng để tráng sàn.
Cách nhiệt dạng khối hiệu quả hơn dạng hạt mịn trong hỗn hợp xi măng-cát. Độ ẩm từ dung dịch bị hấp thụ bởi các hạt và chúng mất đi các đặc tính bảo vệ. Một phân tích so sánh của các khối tường làm bằng cát và sỏi đất sét nở ra cho thấy rằng khối trước đây dẫn nhiệt nhanh hơn, nhưng được phân biệt bởi độ bền tăng lên.
Quy trình sản xuất ảnh hưởng đến tính dẫn nhiệt của đất sét trương nở
Công nghệ sản xuất đất sét trương nở cung cấp các quy trình để tăng độ xốp và thu được các mạch kín cô lập với các kích thước khác nhau. Nguyên liệu là đất sét mỏ, được khai thác trong các mỏ lộ thiên. Các thử nghiệm trương nở được thực hiện trong phòng thí nghiệm trước khi sử dụng để xác định tính phù hợp cho sản xuất.
Các thiết bị bao gồm:
- nới lỏng máy móc;
- máy tạo hạt;
- thùng phuy sấy khô;
- nồi nấu quay để nung;
- két làm mát có cấp khí;
- người vận chuyển.
Trong sản xuất, các nguyên liệu thô khô hoặc ướt được sử dụng để nghiền khác nhau. Ở nhiệt độ +1000 - + 1300 ° C, khối lượng phồng lên và bề mặt của các hạt có độ kín do quá trình thiêu kết.
