Nghiên cứu sản xuất vật liệu cách nhiệt từ vỏ trấu

Nghiên cứu sản xuất vật liệu cách nhiệt từ vỏ trấu

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước nông nghiệp, hằng năm sản lượng nông sản luôn tăng lênkhông ngừng đặc biệt là sản lượng lúa gạo Khi sản lượng lúa gạo tăng lên thì sẽ kéo theonhiều vấn đề nhưng có một vấn đề đã có từ lâu nhưng ít được chú ý đến, đến bây giờimời được quan tâm đôi chút Dó là tình hình sử dụng nguồn nguyên liệu vỏ trấu

Hiện nay, vỏ trấu chủ yếu là thải trực tiếp ra sông, gây cản trở giao thông đườngthủy, gây mất mỹ quan, mất cân bằng sinh thái và ô nhiễm môi trường

Và hiện nay, tiết kiệm năng lượng là một bài toán vô cùng nan giải Do đó, trongthiết kế cũng như xây dựng của ngành xây dựng phải làm sao để tiết kiệm được nănglượng nhiều nhất Chính vì điều đó mà ngành công nghệ vật liệu cách nhiệt cũng phải

“tham gia vào quá trình tìm đáp án cho bài toán nan giải này” bằng cách tìm ra nhũng

vật liệu cách nhiệt rẻ nhất, mà lại mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất

Đề tài “ nghiên cứu sản xuất vật liệu cách nhiệt từ vỏ trấu” sẽ giải quyết được

 Và đề tài cũng giải quyết được bài toán vật liệu xây dựng tiết kiệm năng lượng hiện nay

Chương I TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VỎ TRẤU 1

1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO Ở NƯỚC TA 1

1.1 Lúa gạo là nguồn lương thực cơ bản 1

1.2 Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam 4

2 ĐẠI CƯƠNG VỀ VỎ TRẤU 4

2.1 Thành phần của vỏ trấu 4

2.2 Các hướng ứng dụng phổ biến của trấu đã nghiên cứu hiên nay 6

2.2.1 Sử dụng làm chất đốt 6

2.2.2 Một số ứng dụng khác 6

2.3 Thực trạng nguyên liệu vỏ trấu hiện nay 9

3 LÝ DO CHỌN VỎ TRẤU LÀM TẤM CÁCH NHIỆT 11

3.1 Phân tích những hạn chế của các ứng dụng trên của vỏ trấu 11

3.2 Định hướng nghiên cứu mới cho vỏ trấu 12

Chương II: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 13

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 13

2 PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 14

3 CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 14

3.1 Tính chất nhiệt lý 15

3.2 Tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt 16

3.2.1 Cường độ 16

3.2.2 Độ ẩm 17

3.2.3 Độ hút nước 17

3.2.4 Độ bền chống băng giá 18

3.2.5 Độ bền nhiệt 18

3.2.6 Độ chịu lửa 18

3.2.7 Tính chống cháy 18

3.2.8 Tính âm học của vật liệu cách nhiệt 19

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT BAN ĐẦU 20

4.1 Nguyên lý cách nhiệt của vật liệu cách nhiệt 20

4.2 Cơ sở hóa lý của việc táo cấu trúc rỗng lớn cho vật liệu cách nhiệt 23

4.2.1 Phương pháp phồng nở 23

4.2.2 Phương pháp tách chất tạo rỗng 23

4.2.2.1 Phương pháp tăng lượng nước nhào trộn 23

4.2.2.2 Phương pháp phụ gia cháy tạo rỗng 23

4.2.2.3 Phương pháp bay hơi một trong các thành phần phối liệu 24

4.2.3 Phương pháp sắp xếp không chặt chẽ 24

4.2.4 Phương pháp kết khối tiếp xúc: 25

4.2.5 Phương pháp kết khối đặc thể tích: 25

4.2.6 Phương pháp tạo cấu trúc rỗng hỗn hợp: 25

Chương III: CHẤT KẾT DÍNH 27

1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 27

2 CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ 27

2.1 Khái niệm 27

2.2 Phân hoại 27

2.3 Một số loại chất kết dình vô cơ 28

2.3.1 Canxioxit CaO (gọi tắt là vôi) 28

2.3.2 Thạch cao 28

2.3.3 Ximang 28

2.3.4 Chất kết dính Magie 29

2.3.5 Phụ gia 29

3 CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ 29

4 CHẤT KẾT DÍNH ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 30

Chương 4: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT TẤM CÁCH NHIỆT TỪ VỎ TRẤU 31

1 SẢN XUẤT TẤM CÁCH NHIỆT 31

1.1 Phương pháp ướt 31

1.2 Phương pháp khô 32

1.3 So sánh hai phương pháp 32

2 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HƯỚNG SẢN XUẤT TẤM CÁCH NHIỆT TỪ VỎ TRẤU 33

2.1 Phương pháp nghiên cứu định hướng nghiên cứu 33

2.2 Sơ đồ nguyên lý 34

2.3 Miêu tả quy trình trên như sau 35

3 CÁC YẾU TỐ KHẢO SÁT 36

4 TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM 36

5 ĐỊNH HƯỚNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 36

5.1 Hướng nghiên cứu cơ bản 36

5.2 Hướng nghiên cứu mở rộng 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

Chương I TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VỎ TRẤU

1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO Ở NƯỚC TA

1.1 Lúa gạo là nguồn lương thực cơ bản

Gạo cung cấp các chất dinh dưỡng chính: tinh bột, các protein cần thiết, chất béo,đường,… Và cây lúa cũng tạo việc làm cho hàng triệu lao động ở nông thôn, cũng nhưthành thị Cây lúa đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế, chính trị xã hội tronglịch sử phát triển của dân tộc Viêt Nam

Việt Nam là một nước có truyền thống trồng lúa nước, nền văn minh lúa nước đã

có hơn 4000 năm lịch sử Việt Nam chia ra bảy vùng sinh thái nông nghiệp: miền núiphía Bắc, Đồng Bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, nam Trung Bộ, Tây Nguyên, ĐôngNam Bộ, và đồng bằng sông Cửu Long Cây lúa là loại cây trồng được trồng nhiều nhấttrong bảy vùng sinh thái đó Và điều kiện tự nhiên ở Việt Nam rất thích hợp cho cây lúaphát triển

Hình 1: Cánh đồng lúa ở đồng bằng.

Hình 2: Cánh đồng lúa ở vùng cao.

Cây lúa thích nghi với nhiều điều kiện khác nhau như: đất mặn, đất phèn, đất phùsa; và thành phần cơ giới của đất cũng rất khác nhau từ đất sét đến đất cát pha; và cây lúacũng chịu được khí hậu nóng, lạnh, khô hạn, sống được ở các độ cao khác nhau Do đóđây cũng là một ưu điểm giúp cho cây lúa Việt Nam ngày càng phát triển hơn nữa

Thống kê của “ Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn”, ta cò các bảng số liệu về sảnlượng lúa gạo, và tình hình sản xuất lúa gạo giữa các vùng như sau:

Bảng 1: Tổng sản lượng lúa gạo qua các năm.

Bảng 3: Diện tích và sản lượng của một số cây lương thực chính ở Việt Nam

nhiều lần so với các loại cây nông nghiệp khác, chứng tỏ vị thế của cây lúa Việt Nam sovới các cây nông nghiệp khác

1.2 Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam

Việt Nam là nước xuất gạo đứng thứ hai trên thế giới Sản lượng xuất khẩu gạocủa nước ta hiện nay khá cao, và tăng dần qua các năm Theo thống kê của bộ nôngnghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2006 thì sản lượng xuất khẩu gạo của Việt Namnhư sau:

Bảng 4: Sản lượng xuất khẩu gạo của Việt Nam qua các năm

STT Tên câytrồng

Diện tích(1000 ha)

Sản lượng(1000 tấn)

2 ĐẠI CƯƠNG VỀ VỎ TRẤU

Cấu tạo của hạt lúa gồm có 2 bộ phận chính: vỏ trấu bên ngoài và hạt gạo bêntrong Ngoài ra, bao quanh hạt gạo là lớp cám và phía đầu hạt gạo là bộ phần hạt mầmgọi là tấm

Khi xay xát, lực tác động sẽ làm tách phần vỏ trấu và vỏ cám ra khỏi hạt gạo Nhờ

bộ phận sàng phân loại ta sẽ tách riêng được các bộ phận của hạt lúa

Theo nhiều tài liệu nghiên cứu: tùy thuộc vào từng loại lúa khác nhau mà ta sẽ có

tỷ lệ giữa hạt lúa và vỏ trấu khác nhau Nhưng tỷ lệ trung bình giữa trấu và lúa là 0.2:1

 Sau khi đốt thì thu được tro Hàm lượng tro có chứa trên 80% SiO2, thành phầnnày được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như sử dụng trong công nghiệp Silicat,công nghiệp sản xuất vật liệu bán dẫn,……

Bảng 5: Bảng thành phần chi tiết của vỏ trấu.

Hàm lượng tro khoáng là khoảng 25%, đặc biệt là trong tro khoáng có đến96.34% là SiO2 Mà SiO2 là chất cách nhiệt rất tốt nó là hàm lượng chủ yếu trong chấtAerogel, Aerogel là chất cách nhiệt cao cấp, nó cách nhiệt hơn thủy tinh đến 17 lần

 Do đó, vỏ trấu có tiềm năng rất lớn để sử dụng làm tấm cách nhiệt.

2.2 Các hướng ứng dụng phổ biến của trấu đã nghiên cứu hiên nay

2.2.1 Sử dụng làm chất đốt

Là hướng ứng dụng phổ biến và dễ làm nhất hiện nay Trấu có khả năng cháy,sinh nhiệt rất tốt do thành phần có đến 75% là chất dễ cháy Theo nhiều tài liệu nghiêncứu: 1kg trấu đốt cháy sinh ra được 3400 Kcal

Nguyên liệu trấu có các ưu điểm nổi bật khi được sử dụng làm chất đốt: vỏ trấusau khi xay rất khô nên rất dễ cháy, có hình dạng nhỏ, rời tơi xốp nhẹ nên rất dễ vậnchuyển Nên từ lâu, vỏ trấu đã quá quen thuộc với người Việt Nam, từ ngày xưa, nó đãđược sử dụng làm chất đốt Nhưng chỉ là chất đốt đơn thuần không có giá trị cao về kinhtế

Để biến vỏ trấu thành 1 chất đốt có giá trị kinh tế thì vỏ trấu nên qua công đoạn sơchế để nâng cao giá trị của vỏ trấu:

 Hiện nay có một số công ty chế biến nén vỏ trấu thành củi trấu Điển hình là trungtâm nghiên cứu Thực Nghiệm Đa Dạng Sinh Học Hòa An thuộc trường Đại Học

Cần Thơ, có trụ sở tại xã Hòa An, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang đã nghiêncứu sản xuất củi trấu cho các loại bếp gia đình và các loại bếp thông dụng khác để

sử dụng làm chất đốt Cứ 1.5kg vỏ trấu cho ra 1kg củi Củi trấu có đường kính7.5cm, dài từ 0.5m đến 1m Củi trấu cháy rất đượm và ít khói

2.2.2 Một số ứng dụng khác

Tro trấu sau khi đốt, hàm lượng SiO2 hơn 80%, đây là nguồn nguyên liệu SiO2 rấtquý và dồi dào, và ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực như công nghệ silicat, sản xuấtchất bán dẫn, trong vật liệu xây dựng, …

Sử dụng trong vật liệu xây dựng:

Ta sử dụng tro trấu để làm vật liệu xây dựng siêu nhẹ Vì tro trấu sau khi đốt có hàmlượng hơn 80% SiO2 rất thích hợp cho việc sản xuất vật liệu siêu nhẹ trong vật liệu xâydựng

Hình 6: SiO 2 thu được từ vỏ trấu.

Trấu còn sử dụng để sản xuất ra điện.

Sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ.

Hình 7: Đồ thủ công mỹ nghệ sản xuất từ SiO 2 từ vỏ trấu

 Qua các dẫn chứng trên ta thấy ứng dụng của trấu rất đa dạng trong đời sống của chúng

ta Nhưng các ứng dụng trên chỉ sử dụng một lượng nhỏ vỏ trấu, chưa tận dụng được hếtnguồn nguyên liệu phong phú này Nên cần nghiên cứu một hướng đi nào có thể sử dụngtriệt để nguồn nguyên liệu phong phú về số lượng

 Trấu có ưu thế rất lớn về số lượng cũng như giá thành, nên việc nghiên cứu vỏ trấu có ýnghĩa rất cao về mặt kinh tế cũng như là vấn đề chính trị xã hội và có ý nghĩa nhân sinhrất lớn

2.3 Thực trạng nguyên liệu vỏ trấu hiện nay

Từ xưa đến nay, ta chỉ chú ý đến vai trò của hạt gạo, hạt gạo chính là sản phẩmchính của cây lúa Vỏ trấu là sản phẩm ít được sử dụng sau xay sát, ở một số ít gia đình ởnông thôn sử dụng vỏ trấu đế làm chất đốt, nhưng số lượng rất ít Hoặc vỏ trấu sử dụnglàm làm phân bón, nhưng dễ gây hại cho đất do hàm lượng SiO2 trong vỏ trấu khá caochiếm gần 40%, …… Hoặc vỏ trấu được sử dụng trong một số lĩng vực như đã giới thiệu

STT Khu vực Sản lượng lúa

(1000 tấn)

Sản lượng trấu(1000 tấn)

Dựa vào bảng số liệu ta thấy, hằng năm trung bình Việt Nam thải ra khoảng

7173.4 nghìn tấn vỏ trấu, đây là một con số vô cùng không lồ Con số khổng lồ này đã

được sử dụng như sau:

phát triển, trấu được dùng làm chất đốt Ở quy mô hộ gia đình vỏ trấu được sửdụng làm chất đốt cấp nhiệt chính phục vụ nhu cầu sinh hoạt hằng ngày, thậm chímột số nhà máy cũng sử dụng vỏ trấu để làm chất đốt cấp nhiệt Hay một số cũngđược đốt để thu hồi tro làm phân bón, ……

được khai thác và đưa vào sử dụng nhiều hơn như: dầu, than, … thì vỏ trấu đãmất đi ưu thế của nó Và nó trở thành loại chất đốt nguyên thủy Hiện nay, ởđồng bằng sông Cửu Long, trấu được thải trực tiếp từ các nhà máy xay xát ra cácdòng sông gây ô nhiễm nghiêm trọng các dòng sông, kênh, rạch, …

 Sản lượng trấu còn tăng nhiều trong tương lai khi người nông dân áp dụng nhữngthành tựu khoa học kỹ thuật vào nông nghiệp Điều này cũng đồng nghĩa với việc,lượng trấu thải ra các dòng sông ngày càng nhiều Và thực tế đã chứng minh, các

dòng sông ở Đồng Bằng sông Cửu Long đang bị “nghẹt thở” vì trấu từ các nhà

máy xay xát đổ ra Dòng chảy của các con sông đầy trấu, làm ảnh hưởng đến đờisống của người dân, làm ảnh hường đến môi trường sinh thái, mỹ quan, và gâyảnh hưởng đến giao thông đường thủy

Hình 3 :Trấu thải trực tiếp ra sông ở nhà máy xay xát.

Hình 4: Ghe chở trấu đi tiêu thụ.

Đã đến lúc phải nghĩ đầu ra cho nguồn nguyên liệu rác này để chấm dứt tình trạngtrấu thải ra sông cũng như nâng cao hơn nữa giá trị của cây lúa

Trong nhiều năm qua, có nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về khảnăng ứng dụng của vỏ trấu, biến vỏ trấu thành một sản phẩm khác có ích như: sử dụng vỏ

trấu làm chất lọc nước, sản xuất etanol từ vỏ trấu,…nhưng chưa mang lại hiệu quả caocho việc sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu trấu

Điều này cũng đồng nghĩa với việc, lượng trấu thải ra các dòng sông ngày càngnhiều Và thực tế đã chứng minh, các dòng sông ở Đồng Bằng sông Cửu Long đang bị

“nghẹt thở” vì trấu từ các nhà máy xay xát đổ ra Trấu vẫn là trấu, vẫn là “mối nguy hiểm trước mắt” vừa là “mối nguy hiểm tiềm ẩn” với con người.

3 LÝ DO CHỌN VỎ TRẤU LÀM TẤM CÁCH NHIỆT

3.1 Phân tích những hạn chế của các ứng dụng trên của vỏ trấu

Từ những dẫn chứng trên, ta thấy cần chọn một hướng đi cho vỏ trấu Việt Namnhằm nâng cao giá trị kinh tế cho cây lúa, cũng như giải quyết các vấn đề khác như ônhiễm môi trường,…

Các định hướng cho vỏ trấu trên cũng khá khả thi, nhưng giải quyết vấn đề chưatriệt để

 Nếu sử dụng làm chất đốt thì sẽ tro sẽ bay lơ lửng trong không khí, gây ô nhiễmmôi trường, thậm chí còn nguy hiểm hơn là dạng vỏ trấu ban đầu Ở nông thôn thì

có thể sử dụng tro làm phân bón cho cây trồng, nhưng lượng này cũng khôngnhiều, còn ở thành thị thì vấn đề này vô cùng nan giải, và chắc không ai sử dụngcủi trấu do những bất tiện mà nó gây ra

 Nếu sử dụng vỏ trấu để sản xuất SiO2 và sản xuất arogel thì có vấn đề tồn đọng làphải tốn hóa chất cũng như chi phí để thu hồi được những sản phầm đó

Và những hướng đi trên đều có hạn chế chung là chỉ sử dụng được số lượng nhỏ

vỏ trấu, không tận dụng được số lượng lớn vỏ trấu hiện nay Vì vậy cần nghiên cứu vàphát triển thêm những ứng dụng khác sử dụng hiệu quả hơn nguồn vỏ trấu vô cùng phongphú hiện nay

3.2 Định hướng nghiên cứu mới cho vỏ trấu

Sau khi xem xét toàn bộ vấn đề thì có một hướng đi mới cho vỏ trấu giải quyếtđược mọi tồn đọng trên là: sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu Những ưu việt của hướngnghiên cứu này là ta tận dụng được những thế mạnh sau của vỏ trấu:

 Giá thành rất rẻ

Trang

 Bản thân vỏ trấu đã là vật liệu cách nhiệt trong tự nhiên Từ ngày xưa, ông bà ta

đã biết sử dụng vỏ trấu ở dạng thô sơ nguyên thủy để giữ ấm, giữ lạnh, hạn chếthất thoát nhiệt

 Vỏ trấu là nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên, gần như là nguồn nguyên liệu vô tận,được sản xuất ra và tái tạo thường xuyên

Chương II: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT

Những vật liệu có tác dụng làm giảm tổn thất năng lượng do chúng ngăn cản khảnăng truyền nhiệt từ môi trường này (hay vật liệu này) sang môi trường khác (hay vật liệukhác) gọi là vật liệu cách nhiệt

Vật liệu cách nhiệt ở thời kỳ đầu mới sử dụng còn rất ít và sơ khai, chỉ qua một sốcông đoạn chế biến đơn giản nên hiệu quả sử dụng thấp Hiện nay, khoa học kỹ thuậtngày càng phát triển đã làm cho vật liệu cách nhiệt có cấu tạo ngày càng hoàn thiện hơn

và có hiệu quả cách nhiệt cao hơn trước rất nhiều

Các vật liệu cách nhiệt được liên kết với nhau thành một khối bởi chất kết dính,thường là vô cơ và hữu cơ

Trong giá thành xây dựng, thì vật liệu xây dựng chiếm khoảng 50 đến 60% giáthành xây dựng Ứng dụng những vật liệu xây dựng tiên tiến sẽ làm giảm giá thành củacông trình, và trong đó vật liệu cách nhiệt làm giảm trực tiếp giá thành của công trình.Điều đó cho ta thấy vai trò của vật liệu cách nhiệt trong xây dựng

Công trình có sử dụng vật liệu cách nhiệt trong kết cấu của bao che sẽ tiết kiệmđược năng lượng dùng cho sưởi ấm với những vùng có khi hậu lạnh Và tiết kiệm nănglượng dùng cho việc làm mát với những vùng có khí hậu nóng.

Ngoài lĩnh vực xây dựng, thì vật liệu cách nhiệt còn sử dụng trong các mội trườngkhác nữa như trong công nghiệp lạnh, trong giao thông,… Và trong nhiều ngành kinh tếkhác

Tình hình sản xuất vật liệu cách nhiệt ở nước ta:

 Ở các nước có nền công nghiệp phát triển, thì nhu cầu về sử dụng năng lượng làrất lớn, do đó vật liệu cách nhiệt được sử dụng rất nhiều Chính điều này, đã tạođiều kiện và thúc đẩy ngành công nghiệp vật liệu cách nhiệt phát triển

 Ở nước ta hiện nay, vật liệu cách nhiệt được sử dụng rất rộng rãi trong các nhàmáy điện, nồi hơi, lò sấy, lò nung, kho lạnh bảo quản thực phẩm, trong xâydựng, nhưng hiện nay, đây vẫn là một ngành công nghiệp non trẻ ở Việt Nam

 Đặc biệt là trong xây dựng, vật liệu cách nhiệt vẫn chưa sử dụng đúng mục đíchcủa nó, mà nó chỉ sử dụng chủ yếu vào mục đích làm giảm khối lượng các côngtrình Hiện nay, trên thị trường, vật liệu cách nhiệt dùng trong xây dựng chủ yếu ởdạng tấm như: tấm trần cách nhiệt từ sợi khoáng với chất kết dính vô cơ và hữu

cơ, tấm ngăn cách từ dăm gỗ với chất kết dính là xi măng, …

 Trong tương lai, khi nhu cầu của vật liệu cách nhiệt tăng lên, thì điều đó cũng đòihỏi một thực trạng là nhu cầu sản xuất vật liệu cách nhiệt sẽ tăng lên Với nguồnnguyên liệu phong phú và đa dạng như hiện nay, thì công nghiệp sản xuất tấmcách nhiệt Việt Nam sẽ rất phát triển trong tương lai

2 PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT

Vật liệu cách nhiệt thường được phân loại theo các đặc điểm sau:

tấm Kích thước phổ biến là dạng tấm có chiều dài 1m, chiều rộng 0.5m, chiều dày 10cm Được sử dụng trong vật liệu xây dựng làm trần cách nhiệt, vách ngăn Vật liệudạng rời, vật liệu này dụng để cách nhiệt cho các thiết bị công nghiệp Vật liệu cách nhiệt

5-có kích thước và hình dạng xác định khi nó được trộn với chất kết dính

Theo cấu trúc: được chia thành dạng sợi, dạng hạt, và dạng tổ ong

Theo vật liệu ban đầu :

trong sản phẩm

 Vật liệu cách nhiệt gốm được chế tạo từ các loại đất sét

 Vật liệu cách nhiệt vừa là vật liệu vô cơ và vừa là vật liệu hữu cơ

3 CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT

Chia ra làm hai đặc tính cơ bản:

 Tính chất nhiệt lý

 Tính chất cơ lý

3.1 Tính chất nhiệt lý

Tính dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt:

Là thuộc tính quan trọng của vật liệu cách nhiệt

Theo định luật Furie ta có:

l

t F

Q



 



Trong đó :

 Q : nhiệt lượng truyền đi theo phương vuông góc với vách ngăn

 F :diện tích vách ngăn

  : thời gian truyền nhiệt

 t : chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt

 l : chiều dày vách ngăn

 :hệ số dẫn nhiệt, w/m.0C

Nhiệt dung :

Là tính chất của vật liệu hấp thụ nhiệt khi nhiệt độ tăng

Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và nhiệt độ vách ngăn

Độ dẫn nhiệt :

Là tốc độ san phẳng nhiệt độ tại các điểm khác nhau của môi trường

Độ dẫn nhiệt được xác định theo công thức sau :

 C: nhiệt dung riêng, kj/kg.0C

 : khối lượng riêng, kg/m3

Nhiệt độ sử dụng tới hạn:

Là nhiệt độ trong điều kiện cho phép để sử dụng vật liệu trong điều kiện lâu dài.Nhiệt độ tới hạn thường thấp hơn độ bền nhiệt độ của vật liệu

Độ rỗng thể tích:

Là tỷ lệ phần trăm pha khí có trong khối tích của vật liệu

Kích thước và hình dạng của độ rỗng vật liệu ảnh hưởng lớn đến tính chất nhiệt lýcũng như tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt

Độ rỗng là tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng vì nó ảnh hưởng đến các tính chất kháccủa vật liệu như: cường độ, độ hút nước, khả năng truyền nhiệt độ, tính chống băng giá,chống ăn mòn,……

Khối lượng thể tích.

Khối lượng thể tích: là độ rỗng thể tích của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng

thái tự do

Khối lượng thể tích xốp: là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu dạng hạt

rời rạc được đổ đóng ở trạng thái tự nhiên

Biết khối lượng riêng thể tích ta có thể dự đoán các tính chất của vật liệu như: độđặc, độ rồng, cường độ, độ hút nước, hệ số truyền nhiệt,…

3.2 Tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt

Tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt ảnh hưởng rất lớn hiệu quả sử dụng củachúng

3.2.1 Cường độ

Trang

Cường độ của vật liệu là khả năng của chúng chịu được các ứng suất nén, kéo uốnđạt đến một ngưỡng giá trị nào đó mà chúng không bị phá hủy Hay ta có thể gọi đó làgiới hạn bền.

Mỗi loại vật liệu cách nhiệt sẽ có 1 giá trị giới hạn bền tiêu chuẩn

Bảng 7: Bảng giới hạn bền của 1 số loại vất liệu cách nhiệt.

Loại vật liệu cách nhiệt Khối lượng thể tích

chất kết dính:

-Ximang

-Bitum

300300

0.8

-0.150.25Sản phẩm gỗ cách

0.070.10.2-0.4

0.10.1-

3.2.2 Độ ẩm

Là chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá sự có mặt của nước trong vật liệu ở các mức độ khácnhau Vật liệu cách nhiệt bị ẩm thì độ bền cơ học của vật liệu cũng giảm Đồng thời, cáctính chất khác của vật liệu cũng thay đổi như: độ bền sinh học giảm, khả năng chịu bănggiá giảm,…

Vật liệu cách nhiệt cũng hút ẩm từ không khí tới khi đạt trạng thái cân bằng Độ

ẩm đó gọi là độ ẩm cân bằng hay độ ẩm hấp phụ Ta có thể hạn chế độ ẩm hấp phu bằng