POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

KATEDRA PROCESÓW BUDOWLANYCH

ZAKŁAD TECHNOLOGII MATERIAŁÓW I PRODUKCJI BUDOWLANEJ

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(imię i nazwisko)

Sem. . . . . . ; grupa . . . . .; rodz. st. . . . . . . . . . . . .

SPRAWOZDANIE NR 7

TEMAT: Badania właściwości materiałów izolacyjnych.

1. Materiały hydroizolacyjne.

1. Oznaczenie przesiąkliwości papy, opis oznaczenia, szkic, wyniki badań.

2. Oznaczenie giętkości papy, opis oznaczenia, szkic, wyniki badań.

3. Przegląd wyrobów: nazwa, typ (rodzaj), właściwości, zastosowanie.

2. Materiały termoizolacyjne.

1. Oznaczenie gęstości nasypowej wybranych materiałów izolacyjnych, definicja, opis oznaczenia, szkic, wyniki badań.

2. Oznaczenie gęstości objętościowej wybranych materiałów izolacyjnych, opis oznaczenia, szkic, wyniki badań, obliczenie ciężaru 1m² płyty izolacyjnej gr.10cm.

3. Oznaczenie współczynnika przewodności cieplnej λ, opis oznaczenia, szkic.

4. Przegląd wyrobów: nazwa, typ (rodzaj), właściwości, zastosowanie

PROWADZĄCY: Data ćwiczeń laboratoryjnych: .......................

..................................................................... Data przyjęcia: ........................

A1. Oznaczenie przesiąkliwości papy

Papy asfaltowe i smołowe stosowane są w budownictwie najczęściej do izolacji przeciwwilgociowych. Muszą się zatem charakteryzować dużą odpornością na przesiąkanie wody pod odpowiednim ciśnieniem. Badanie przesiąkliwości przeprowadza się w specjalnym aparacie. Jest to stalowa ocynkowana rura o średnicy 50 mm i długości 500-600 mm zakończona kołnierzem do którego zaciska się za pomocą uszczelki gumowej i pierścienia metalowego próbkę badanej papy w postaci krążka o średnicy 80 - 100 mm. Rurę napełnia się wodą i ustawia pionowo tak aby parcie wody odbywało się na krążek papy u spodu rury. Po upływie 72 h od chwili napełnienia rury wodą bibuła filtracyjna umieszczona od zewnętrznej strony badanej papy ne powinna wykazywać najmniejszego zawilgocenia. Jeżeli tak nie jest to najczęściej produkt jest klasyfikowany jako zły. W przypadku pap o znacznej grubości, np. do izolacji zbiorników, wysokość słupa wody w/g obliczeń powinna wynosić po kilka metrów.

A2. Oznaczanie giętkości papy

Badanie przeprowadza się na 2 paskach szerokości 50mm i długości 200mm, wyciętych po jednej sztuce w kierunku podłużnym i poprzecznym rolki. W zależności od przeznaczenia badanej papy, a tym samym od rodzaju badania, paski wraz z wałeczkami drewnianymi lub prętami umieszcza się:

- w wodzie o temperaturze 20±2^OC na 10-15min,

- w wodzie o temperaturze 4±1^OC na około 30min,

- wodzie z lodem o temperaturze 0^OC na około 30min.

Następnie paski zgina się dookoła pręta lub drewnianych wałeczków o średnicy od 10 do 80mm w taki sposób aby przylegały do połowy obwody pręta lub wałeczka. Czas pomiaru od chwili wyjęcia próbek z wody nie powinien być dłuższy niż 15s. Każdy pasek należy zginać trzykrotnie (za jednokrotne zgięcie przyjmuje się gięcie na przemian w jedną i drugą stronę). Po badaniu należy opisać ewentualne spękanie i zmiany powstałe na zewnętrznej (wypukłej) stronie paska papy. Za wynik należy uznać średnicę największego wałeczka lub pręta przy przewijaniu przez który nie nastąpiły żadne uszkodzenia.

A3. Przegląd wyrobów:

Asfalty:

Są to produkty o konsystencji stałej lub półpłynnej, barwy ciemnobrunatnej do czarnej, mięknące i przechodzące w stan ciekły pod wpływem ogrzewania, rozpuszczalne w dwusiarczanie węgla, w chloroformie, w czterochlorku węgla i benzenie. Bardzo charakterystyczną cechą asfaltów jest brak wyraźnego zapachu w stanie nieogrzewanym. Ogrzane do wyższej temperatury wydzielają charakterystyczny nie drażniący zapach. Asfalty są odporne na działanie większości kwasów, zasad lub soli i mogą być użyte do izolacji przewodów wody pitnej. Asfalty stanowią surowiec wyjściowy do produkcji materiałów wodoszczelnych i przeciwwilgociowych. Szerokie zastosowanie do ochrony budowli przed wodą i wilgocią zawdzięczają one takim cechom, jak hydrofobowość oraz wodo i paroszczelność. Zdolności wiążące asfaltów są wykorzystywane do przyklejania papy. Wszystkie asfalty stosowane obecnie w krajowym przemyśle materiałów izolacyjnych są produktami destylacji ropy naftowej.

Smoły:

Smoły to produkty ciekłe lub półciekłe, o zapachu nieprzyjemnym, pochodzące z rozkładowej destylacji substancji organicznych. Barwa smoły jest ciemna, od barwy brunatnej do czarnej. W przemyśle materiałów izolacyjnych smoły destylowane używane są jako powłoki dachowe, rzadziej stosuje się do wyrobu mas do impregnacji papy. Zastosowanie smół i paków do izolacji jest ograniczone z powodu gorszych właściwości fizycznych i mniejszej odporności na starzenie, niż to ma miejsce przy asfaltach. Jako materiał izolacyjny smoła jest jednak niezastąpiona tam, gdzie mogą zachodzić procesy gnilne. W przeciwieństwie do asfaltów smoły są odporne na szkodliwe działanie grzybów i bakterii.

Paki:

Paki są to produkty stanowiące pozostałości po destylacji smół, kwasów tłuszczowych, wosków, całkowicie lub częściowo rozpuszczalne w dwusiarczku węgla. Do celów izolacyjnych stosuje się przeważnie paki z węgla kamiennego, a jako dodatki uszczelniające do niektórych wyrobów - paki tłuszczowe, kalafoniowe i kumaronowe. Istotnymi właściwościami paku są: temperatura mięknienia oraz zawartość wolnego węgla, popiołu i składników rozpuszczalnych w dwusiarczku węgla. Do produkcji pap smołowych i do celów izolacyjnych używane są wyłącznie paki ze smół z węgla kamiennego.

B1. Oznaczenie gęstości nasypowej wybranych materiałów izolacyjnych

Oznaczenie to wykonujemy za pomocą cylindra o objętości V=1dm³ , cylinder przed badaniem ważymy. Do cylindra wsypujemy badany materiał. Ponieważ materiał jest w różnym stopniu skomprymowany należy go przed oznaczeniem zagęścić . Zagęszczenie przeprowadza się warstwami obciążając przez pięć minut każdą warstwę aż materiał będzie równo ułożony w cylindrze (nadmiar materiału usuwamy delikatnie listewką).

Gęstość nasypową oznaczamy wg wzoru:

gdzie:

m- masa cylindra

m_c- masa pustego cylindra (w naszym przypadku m_c=1,87 kg)

V- objętość cylindra (zawsze równa 1dm³)

B2. Oznaczenie gęstości objętościowej wybranych materiałów izolacyjnych

W celu określenia gęstości objętościowej ważymy próbkę z dokładnością do 0,1g.Aby wyznaczyć objętość należy zmierzyć próbkę suwmiarką .Za wysokość należy przyjąć średnią arytmetyczną wszystkich czterech wysokości a za pole podstawy średnią obu podstaw.

Gęstość objętościową oblicza się wg wzoru:

gdzie:

m - masa próbki

V - objętość próbki

Wyniki:

	m [g]	V [cm^3]	ρ [kg/m^3]
Wełna szklana	25	2400	10,4
płyta wiórowo-cementowa	166	363,6	456,5
styropian	22	715,5	30,7
płyta termoizolacyjna	32	1087,5	17,1

B3. Oznaczenie współczynnika przewodności cieplnej λ

Przewodność cieplna jest to właściwość przekazywania ciepła od jednej powierzchni materiału do drugiej. Przewodność cieplną określa się współczynnikiem λ, wyrażającym ilość ciepła w kcal, przechodzącego w ciągu 1godziny przez powierzchnię 1m² próbki o grubości 1m przy różnicy temperatur na powierzchniach próbki równej 1^OC. Jednostką miary tego współczynnika jest W/mK.

Wartość współczynnika przewodności cieplnej zależy od struktury materiału, jego składu chemicznego i stopnia zawilgocenia. W miarę wzrostu zawilgocenia materiału wartość współczynnika λ zwiększa się, a zatem izolacyjność cieplna pogarsza się.

Do oznaczenia współczynnika przewodności cieplnej służą specjalne aparaty, jak np. aparat Bocka. Aparat Bocka jest przeznaczony do badania materiałów w postaci płyt o wymiarach 250x250mm i grubości 10-100mm, najlepiej 50-60mm. Aparat ten nadaje się do badania materiałów w stanie wysuszonym lub przy niewielkim zawilgoceniu, jakie materiał osiąga po przechowywaniu przez okres 4 do 8 tygodni w pomieszczeniu o wilgotności względnej powietrza nie przekraczającej 70%.

Oznaczając wielkość współczynnika przewodności cieplnej trzeba podać wilgotność i temperaturę materiału, przy której był on badany. Następnie trzeba oszacować wilgotność, jaką materiał może mieć w praktycznym zastosowaniu i na tej podstawie ustalić obliczeniowy współczynnik λ, to jest uwzględniający rzeczywiste zawilgocenie materiału.

Wartość przewodności cieplnej λ oblicza się wg wzoru:

gdzie:

d - średnia grubość próbki [m]

ΔT - różnica temperatur płyty grzejnej i płyty chłodzącej [K]

ω - stała aparatu

Wyniki:

Współczynnik przewodności cieplnej λ styropianu zmierzony za pomocą urządzenia elektrycznego wyniósł on λ = 0,040 [W/mK]

B4. Przegląd materiałów:

Styropian:

(polska nazwa handlowa dla polistyrenu ekspandowanego), to porowate tworzywo sztuczne otrzymane poprzez spienienie granulek polistyrenu zawierających porofor (np. eter naftowy). Spienienie uzyskuje się przez podgrzanie granulek zazwyczaj parą wodną. Składa się z zamkniętych komórek o obłych kształtach (to były te granulki), wewnątrz których znajduje się pianka polistyrenowa. Komórki są ze sobą połączone i występują między nimi niewielkie pustki powietrzne (ich ilość i wielkość zależy od gęstości materiału), co uwidacznia się na przełomie styropianu. Jest to materiał nieodporny na działanie rozpuszczalników aromatycznych (np. benzen, toluen), olejów, smarów.

Przy produkcji styropianu często dodaje się do niego środki obniżające jego palność. Wytworzona w ten sposób odmiana określana jest jako samogasnąca, tzn. przestaje palić się po odsunięciu od źródła ognia (płomienia). Odmiany styropianu oznacza się symbolami:

• 
  S - zwykłe

• FS - samogasnące

Styropian stosowany w budownictwie (można stosować tylko odmianę FS), jako lekki (od ok. 10 - do ponad 40 kg/m³), odporny na wilgoć, materiał termoizolacyjny do temperatury + 80^oC oraz jako rdzeń izolacyjno-konstrukcyjny przy produkcji budowlanych płyt warstwowych. Bywa stosowany jako materiał do wykonywania izolacji akustycznej, chociaż jego skuteczność jest niska.

Właściwości:

• lekkość, a jednocześnie relatywnie duża wytrzymałość mechaniczna,

• wysoka izolacyjność cieplna,

• łatwość obrabiania,

• całkowita nieszkodliwość dla zdrowia ludzkiego,

• odporność chemiczna,

• wysoka izolacyjność akustyczna,

• bezpieczeństwo dla środowiska,

• odporność na zawilgocenie.

Wełna mineralna (wełna kamienna)

Materiał izolacyjny pochodzenia mineralnego. Używany w budownictwie do izolacji termicznych i akustycznych ścian zewnętrznych i wewnętrznych, stropów i podłóg, dachów i stropodachów oraz ciągów instalacyjnych. Także jako rdzeń izolacyjno - konstrukcyjny budowlanych płyt warstwowych. Obecnie wełnę mineralną produkuje się zazwyczaj z kamienia bazaltowego, który topi się w temperaturze + 1400 ^oC, po stopieniu poddaje się go procesowi rozwłóknienia. Do tak powstałych włókien kamiennych dodawane jest lepiszcze. Włókna poddaje się również procesowi hydrofobizacji, w wyniku tego procesu produkty z wełny mineralnej nie chłoną wody. Otrzymany materiał, jako wyrób stosowany jest w postaci płyt, filcy, mat, otulin lub luzem. Ciężar objętościowy w zależności od wyrobu waha się od 20 kg/m³ dla wełny mineralnej w postaci granulatu (luzem) do 180 kg/m³ dla najtwardszych płyt.

Właściwości wełny mineralnej:

• izolacyjność termiczna (niski współczynnik przewodzenia ciepła)

• niepalność i ognioodporność

• zdolność pochłaniania dźwięków

• stabilność kształtu i wymiaru

• sprężystość i wytrzymałość mechaniczna

• odporność biologiczna i chemiczna

• wodoodporność i paroprzepuszczalność

Wełna szklana

Materiał izolacyjny pochodzenia mineralnego stosowany w temperaturach
do + 700 ^oC. Właściwości, technologia produkcji i zastosowanie są podobne do wełny mineralnej. Wełna szklana otrzymywana jest w wyniku topienia w temperaturze + 1000 ^oC piasku kwarcowego, stłuczki szklanej z dodatkiem skał takich jak: garbo, dolomit lub wapień. Rozstopiony surowiec poddaje się procesowi rozwłókniania, do otrzymanych włókien dodaje się lepiszcze. Wyrób w postaci płyt, mat, otulin (mat lamelowych, czyli mat oklejonych impregnowanym papierem, folią aluminiową), granulatu (luzem) stosuje się do izolacji termicznej i akustycznej w budownictwie. Ciężar objętościowy od 20 kg/m³ do 150 kg/m³.

Właściwości:

• izolacja cieplna,

• izolacja dżwiękowa

• izolacja ogniowa

• lekka

• niepaln

Szkło piankowe

Materiał pochodzenia mineralnego stosowany w budownictwie do izolacji termicznych i akustycznych. Otrzymywany z roztopionego szkła przez dodanie domieszek pianotwórczych. Jest nieprzeźroczyste, odporne na korozję biologiczną i chemiczną, niepalne. W obecności płomieni nie wydziela gazów toksycznych. Produkowane w dwóch odmianach:

• czarne - struktura o zamkniętych porach, ciężar objętościowy ok. 140 kg/m³

• białe - struktura o porach otwartych, ciężar objętościowy ok. 300 kg/m³

Szkło czarne posiada lepsze parametry izolacyjne i mniejszą nasiąkliwość niż białe, które z kolei cechuje większa wytrzymałość na obciążenia mechaniczne. Zastosowanie szkła piankowego: izolacja fundamentów, ścian, stropów i stropodachów, czasem jako samodzielną ścianę działową, nawet jako przegrodę ogniową.

Właściwości

• termoizolacyjne,

• dźwiękochłonne

• ognioodporne,

• mrozoodporne,

• odporne chemicznie.

---