1.2.4.1 Xơ khoáng
Xơ khoáng cách nhiệt là loại vật liệu cách nhiệt bao gồm khối xơ sợi, các mảnh vụn silicat và những sợi ngắn cực mảnh được sản xuất từ hỗn hợp nóng chảy của các khoáng vật tạo đá hoặc xỉ luyện kim có tính năng cách nhiệt, cách âm và chống cháy rất cao, chịu đươc nhiệt độ lên tới 850oC.
Xơ khoáng còn có tên gọi khác xỉ len cách nhiệt [53].Tùy thuộc vào phương pháp sản xuất, xơ khoáng thường có chiều dài từ 2 đến 30mm và đường kính từ 5 đến15μm. Trong thành phần của xơ khoáng cách nhiệt chứa đến 80-90% sợi mảnh
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 25 có đường kính 7μm. Xơ khoáng được sản xuất với 3 mác: 75, 100 và 125 (theo khối lượng thể tích, kg/m3). Hệ số dẫn nhiệt ở nhiệt độ trung bình 255oC tương ứng bằng 0,036; 0,038 và 0,041kcal/m.oC.h; ở 100oC tương ứng bằng 0,05; 0,051 và 0,052 kcal/m.oC.h với độ ẩm không lớn hơn 2%.
Hình1.10: Xơ khoáng
Nguồn: http://www.encon.co.uk/products/view/577/rockwool-rockroll-rollbatt-18af
Việc sử dụng xơ khoáng tơi để cũng có những khó khăn do các nhược điểm của vật liệu này là khi chuyên chở và bảo quản xơ dễ bị lèn chặt và vón cục, một số bị gãy và biến thành bụi; trong kết cấu phải có phương tiện bảo vệ để tránh sự lèn ép cơ học; chi phí lao động lớn khi lắp đặt. Để khắc phục nhược điểm xơ khoáng rời, người ta đã chế tạo các sản phẩm như nỉ tấm cứng và bán cứng, vỏ, hình quạt, ống trụ và các sản phẩm khác. Chất kết dính tổng hợp thường dùng là fenolfomanđêhit và cacbamit fomaldêhit. Tấm ở dạng bán cứng có khối lượng thể tích 75kg/m3 và kích thước 1000 x (500; 900; 1000; 1500) x (30; 40; 50; 60; 70; 80)mm. Ở 25 5oC hệ số dẫn nhiệt λ không được lớn hơn 0,039 kcal/m.oC.h.
Sợi khoáng thiên nhiên này có khả năng cách âm, hấp thụ âm thanh tốt, bền với môi trường, xơ khoáng được sản xuất chế tác thành thể dạng cuộn, dạng ống, dạng tấm rất dễ thi công, lắp đặt.
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 26
Nỉ cách nhiệt xơ khoáng
Nỉ cách nhiệt là loại sản phẩm cách nhiệt được sản xuất trên cơ sở xơ khoáng. Nỉ cách nhiệt gồm có một số loại sau đây:
- Nỉ khâu dùng để bảo vệ nhiệt cho các kết cấu bao che của nhà, các thiết bị công nghiệp và đường ống dẫn có nhiệt độ nhỏ hơn 400oC. Loại nỉ này được sản xuất bằng cách dùng dây kim loại và chỉ đặc biệt để khâu các tấm xơ khoáng đã được ép có chiều dày thích hợp, sau đó cắt thành từng tấm có kích thước định trước. Kích thước của nỉ thường dài 2000mm, rộng 900-1300mm và dày 60 mm. Mác của nỉ tính theo khối lượng thể tích (kg/m3) là 150, λ= 0,04 kcal/m.oC.h
- Nỉ khâu trên lưới kim loại được sản xuất từ nỉ xơ khoáng và khâu trên lưới kim loại. Nỉ có kích thước 3000 x 500 x 50 và 5000 x 1000 x 1000mm, khối lượng thể tích 100 kg/m3, ở 100oC hệ số dẫn nhiệt λ = 0,043 kcal/m.oC.h. Nỉ này dùng để cách nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn 600oC. Nỉ khâu bằng sợi thủy tinh thường dùng để bảo vệ những bề mặt có nhiệt độ 400o
C. Thành phần của nỉ loại này là xơ khoáng tẩm dầu rồi khâu bằng sợi thủy tinh đã được xử lí trong dung dịch xà phòng. Nỉ khâu bằng sợi thủy tinh thường được sản xuất các loại có khối lượng thể tích 125-175kg/m3, kích thước 2000x500x40mm, ở 255oC hệ số dẫn nhiệt λ= 0,038 kcal/m.oC.h.
Ứng dụng [53]:
- Tấm xơ khoáng dạng tấm được sử dụng cho cách nhiệt, cách âm cho các tòa cao ốc, xưởng phim, rạp hát, vũ trường, phòng karaoke...
- Ống cách nhiệt được dùng bảo ôn chống nóng, tiêu âm cho hệ thống trung tâm các nhà ga, trường học, bệnh viện, công ty sản xuất dược phẩm… - Cuộn cách nhiệt được dùng chống nóng hệ thống lò nung, lò hơi; cách âm
giảm ồn cho cách hệ thống máy nổ phát điện trong khu công nghiệp…và đặc biệt được ứng dụng trong công nghệ đóng tàu.
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 27
Ưu điểm:
Xơ khoáng có độ cách nhiệt, cách âm rất cao, hệ số dẫn nhiệt thấp, không bén lửa, có khả năng chống cháy tốt, chịu nhiệt tới 850oC [6].
1.2.4.2 Xơ gốm
Xơ gốm cách nhiệt có thành phần cơ bản là Alumino Silic đioxyt (hợp chất của silic dưới sợi sa thạch hoặc thạch anh). Xơ gốm cách nhiệt được tạo ra là để phục vụ cho các dự án cách nhiệt cực nóng - ngọn lửa trực tiếp lên đến 1800oC... là sản phẩm được làm từ sợi gốm, có khả năng cách nhiệt cao từ 1260oC đến 1.800oC, xơ gốm được sử dụng trong các lò gốm sứ, lò gạch men, lò nung, lò sấy, lò cán nguội, lò hơi, lò nướng, bồn chứa acid, chứa dung dịch kiềm (alkali) và các ngành công nghiệp khác ... Xơ gốm có nhiều hình dạng: rời, cuộn, tấm. Kích thước phù hợp cho mọi kích cỡ công trình [54].
Hình1.11: Xơ gốm
Xơ gốm cách nhiệt có nhiều hình dạng như : dạng cuộn, dạng tấm, dạng rời. - Kích thước tấm : 0.6m x 0.9m x 25mm (50mm). Nhiệt độ 1260oC. - Kích thước cuộn : 0.61m x 7.2m x 25mm. Nhiệt độ 1260oC. - Kích thước rời : 1 thùng = 20kg. Nhiệt độ 1260oC
Đặc tính kỹ thuật [54]:
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 28 Độ dày : 3 - 300mm
Hệ số dẫn nhiệt : 0.046 - 0.195 W/m.k ở nhiệt độ 200o
C - 600oC Khả năng chịu nhiệt : 1050oC - 1800oC
Tiêu chuẩn : ASTM, BS, JIS, GB, FM Approve.. Ứng dụng [55]:
- Chống nóng cho vách và thành lò công nghiệp, dùng trám khe. - Chống nóng cho vách, cửa, nắp lò …
- Chống nóng cho ống ở nhiệt độ cao. - Chống nóng rất tốt để sản xuất mô-đun. Ưu điểm [55]:
Xơ gốm có tính ổn định với hóa chất rất cao, tính ổn định với nhiệt rất cao, tính ổn định với lực kéo rất cao, tính dẫn nhiệt thấp, tích nhiệt thấp.
1.2.4.3 Xơ polyester cách nhiệt
Polyester là một loại sợi tổng hợp có nguồn gốc từ than đá, không khí, nước và dầu mỏ. Được phát triển trong phòng thí nghiệm từ thế kỷ 20, sợi polyester được hình thành từ phản ứng hóa học giữa acid và rượu. Trong phản ứng này, hai hoặc nhiều phân tử kết hợp với nhau để tạo ra một phân tử lớn có cấu trúc lặp đi lặp lại trong suốt chiều dài của nó.
Polyester được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp để sản xuất các loại sản phẩm như quần áo, đồ nội thất gia dụng, vải công nghiệp, máy tính và băng ghi âm, vật liệu cách điện, cách nhiệt, cách âm….
Đặc tính kỹ thuật:
- Hệ số hấp thụ âm thanh tối đa: 0.94 - Có khả năng chống cháy lan tốt.
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 29 - Có khả năng cách nhiệt tốt, ngăn cản sự truyền dẫn nhiệt trực tiếp qua trần và tường từ ngoài trời vào trong nhà giúp tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ điều hòa.
- Là sản phẩm sạch thân thiện môi trường, không chứa các chất phụ gia độc hại gây ảnh hưởng tới sức khỏe của người sử dụng, dễ dàng tái chế.
- Mềm và có tính đàn hồi cao, không bị phá vỡ kết cấu bởi ngoại lực lớn nên rất bền, tuổi thọ sử dụng cao.
- Trọng lượng tấm nhẹ, dễ dàng cắt gọt tạo hình, đa dạng về màu sắc, nhiều kiểu hoa văn trang trí khác nhau đáp ứng mọi nhu cầu về thiết kế và trang trí nội thất. - Dễ dàng bảo trì và làm sạch đơn giản chỉ với máy hút bụi và chổi lông. Ngoài ra cũng có thể dễ dàng tẩy rửa các vết bẩn bằng khăn ướt.
Hình 1.12: Xơ polyester cách nhiệt
Nguồn:http://www.powerhousemuseum.com/ecologic/the-exhibition/ecologic- home/polyester-insulation/
1.2.4.4 Xơ xenlulo
Xơ xenlulo là một trong những loại vật liệu cách nhiệt dùng trong xây dựng từ rất lâu. Nhiều loại vật liệu xơ xenlulo đã được sử dụng: phế phẩm từ báo, bông xơ, rơm rạ, mùn cưa, gai dầu…
Do tính dễ cháy mà vật liệu cách nhiệt từ xơ xenlulo đã mất thị trường so với xơ thủy tinh và xơ khoáng. Hiện nay, xơ xenlulo đã được nghiên cứu, sản xuất và sử
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 30 dụng lại do mật độ sản phẩm cách nhiệt từ xenlulo dày hơn so với các xơ khác nên hạn chế tính dễ cháy và sản xuất vật liệu cách nhiệt từ xơ xenlulo tận dụng được nhiều phế thải.
Hệ số cách nhiệt của xenlulo R = 3.0 - 3.7 lớn hơn so với xơ thủy tinh và xơ khoáng nên khả năng cách nhiệt của xơ xenlulo cao [56].
Sản phẩm từ xơ xenlulo được dùng để cách nhiệt và cách âm cho các kết cấu bao che. Chúng được sản xuất từ xơ xenlulo đã được xé tơi hoặc tận dụng các loại gỗ thứ phẩm, phế liệu của công nghiệp gia công gỗ, vụn lanh, vụn đay-gai, thân cây lau sậy, rơm rạ, bông xơ.
Một số sản phẩm cách nhiệt từ xơ xenlulo:
Tấm sợi gỗ
Quá trình sản xuất tấm sợi gỗ cách nhiệt bao gồm các công đoạn chính sau: đập, nghiền nguyên liệu gỗ, tẩm nhựa,tạo hình và gia công nhiệt. Để tăng khả năng chống cháy, sợi gỗ còn được tẩm thêm chất chống cháy và để tăng cường tính ổn định nước thì cho thêm parafin, nhựa, dầu và các chất ở dạng nhũ tương. Tấm sợi gỗ cách nhiệt có khối lượng thể tích 250kg/m3 cường độ chịu uốn 12kg/cm2, hệ số dẫn nhiệt không lớn hơn 0,06kcal/m.oC.h, kích thước dài 1200-1300, rộng 1200- 1600 và dày 8-25mm.
Hình 1.13:Tấm sợi gỗ
Nguồn:http://www.thachcaovinhtuong.com/ProductDetail.aspx?ProdCat=2&ProdS ubCat=141&id=485
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 31 Tấm sợi gỗ dễ dàng chế tác phun sơn với nhiều màu sắc khác nhau mà không làm ảnh hưởng tới đặc tính kỹ thuật của sản phẩm. Tấm sợi gỗ có những đặc tính mà các loại vật liệu xây dựng khác không có được: Cách nhiệt, hút âm tốt, đạt hiệu quả trang trí cao, trọng lượng nhẹ, rắn chắc, chống cháy, chống ẩm, chống nấm mốc.
- Sản phẩm hầu như không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm không khí và có thể ứng dụng tại những công trình có độ ẩm cao như bể bơi trong nhà, khu thể thao dưới nước.
- Khả năng cách nhiệt tốt: Kết quả kiểm nghiệm thực tế cho thấy độ dẫn nhiệt tối đa của tấm len gỗ chiều dày 25mm là 0.09W/mK.
- Hiệu quả trang trí cao, màu sắc tùy thích. Phun sơn dưới 6 lần cơ bản không làm ảnh hưởng tới hiệu quả hút âm của sản phẩm.
- Kinh tế: Tuổi thọ sản phẩm có thể đạt đến 50 năm [57].
Tấm fibrôlit
Đó là loại vật liệu cách nhiệt và chịu lực cách nhiệt được chế tạo từ hỗn hợp ximăng pooclăng, nước và dăm gỗ. Dăm gỗ đóng vai trò bộ khung chịu lực được sản xuất từ phế liệu gỗ lá kim có chiều dài đến 500, rộng 4-7 và dày 0,25-0,5mm.
Dăm được sấy trước, sau đó được tẩm chất khoáng hóa (cloruacanxi, thủy tinh lỏng) rồi trộn với hồ xi măng (theo phương pháp ướt) hoặc với xi măng (theo phương pháp khô). Trên máy ép băng chuyền, tấm fibrolít được tạo thành ở dạng dải dài liên tục, sau đó được cắt thành từng tấm. Sau khi tạo hình tấm ép được chưng hơi ở nhiệt độ 30-35o
C.
Theo khối lượng thể tích tấm fibrôlit được chia ra 4 mác: 300; 350; 400 và 500 với cường độ tương ứng là 4; 5; 7 và 12 kG/cm2, hệ số dẫn nhiệt 0,078 - 0,13 kcal/m.oC.h, độ hút nước không lớn hơn 20% và kích thước: dài 2000 - 2400, rộng 500 - 500 và dày 50; 75; 100mm.
Tấm fibrôlit được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt, chịu lực-cách nhiệt và cách âm cho tường, sàn và trần ngăn.
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 32 Ngoài dăm gỗ người ta còn dùng các nguyên liệu dạng sợi ngắn khác như vỏ bào, rơm rạ, cói băm, mùn cưa để chế tạo tấm fibrôlit [6].
Hình 1.14: Tấm panel cách nhiệt
Nguồn:http://cadn.com.vn/news/137_106055_sa-n-xua-t-ta-m-panel-ca-ch-nhie-t- tu-phe-pha-m-nong-nghie-p.aspx
1.2.4.5 Xơ dừa
Tấm xơ dừa dùng để trải sàn chống trơn trượt, trang trí nội thất, làm tấm cách âm, cách nhiệt trong xây dựng..do có độ đàn hồi cao, có nguồn gốc từ sợi thiên nhiên nên rất được ưa chuộng tại các nước phát triển.
Tấm xơ dừa được tạo thành từ các xơ dừa, định dạng, phun keo phân bố đều trên bề mặt và sấy lưu hóa nên sản phẩm có độ kết dính cao. Độ dày của tấm tương đối đồng nhất.
Nghiên cứu đặc tính cơ lý và cơ học của xơ dừa cho thấy: tính chịu kéo, tính thấm nước và thoát nước tốt của sợi xơ dừa khá lớn: sợi đơn có hệ số thấm Kđơn=1,379cm/s; sợi đôi Kđôi= 3,543 cm/s; Thảm xơ dừa là những sợi xơ dừa được dệt lại tạo thành những dây xơ dừa có đường kính từ 4-6mm và được kết lại với nhau như tấm thảm, thảm này có độ bền trong điều kiện tự nhiên khoảng 3-4 năm [22].
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 33
Hình 1.15: Tấm xơ dừa
Nguồn:http://govietpro.com/upload/product/6273871494054310HS_200x200_small _8431031197.jpg
1.2.4.6 Xơ thủy tinh
a. Khái quát về xơ thủy tinh
Nguyên liệu để sản xuất xơ sợi thủy tinh là cát thạch anh SiO2, đá vôi (CaO), và các hợp chất khác như amoni hydroxit (Al(OH)3, natri carbonat (Na2CO3), và borac đềcahiđrat (Na2B4O7.10H2O). Tỉ lệ giữa các thành phần là tùy theo tính chất của thủy tinh. Loại thủy tinh đơn giản nhất là gồm cát, xút và vôi. Sản phẩm thủy tinh dạng sợi mảnh, có tiết diện tròn hoặc định hình chế tạo bằng cách kéo từ thuỷ tinh silicat nóng chảy qua hệ thống lỗ, hoặc từ các đũa thuỷ tinh (sợi dài liên tục), hoặc bằng phương pháp li tâm hoặc thổi không khí nén vào dòng thuỷ tinh nóng chảy (sợi ngắn, xơ thuỷ tinh). Có hai dạng sợi thủy tinh:
1) Sợi đơn, đường kính 3 - 100 μm;
2) Chùm xơ gồm nhiều sợi có đường kính 0,5 - 20 μm và dài 1 - 50 cm. Phân loại xơ thủy tinh theo hình dạng định hình [59]
Gồm 3 loại:
Xơ thủy tinh dạng cuộn: Khổ rộng 1.2m, chiều dài cuộn 18m, 24m, 32m. Tỷ trọng 10kg/m3
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 34
Hình 1.16: Xơ thủy tinh dạng cuộn
Nguồn:http://g04.s.alicdn.com/kf/HT1hylpFRlcXXagOFbXq/206053848/HT1hylpF RlcXXagOFbXq.jpg
Xơ thủy tinh dạng ống định hình
Xơ thủy tinh dạng ống – ống định hình bảo ôn là loại sản phẩm cách nhiệt đặt biệt, được đúc kết sẵn trong khuôn, được tạo hình sẵn theo dạng ống, rất thuận lợi cho việc bọc lót cách nhiệt cho hệ thống ống dẫn và đường ống.
Chủng loại : Ống có quấn giấy bạc và không giấy bạc. Tỉ trọng : 56, 64, 80, 96, 120 Kg/m3. Độ dày : 25, 40, 65, 75,100 mm. Loại ống : Ø 25mm đến Ø 219mm. Kích thước : 1 ống = 1m. Nhiệt độ tối đa : 450o
C
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÒA KHÓA 2012B 35
Nguồn: http://www.rock-wool-insulation.com/sale-1563438-80-kg-m3-glass-wool- air-conditioner-pipe-insulation-non-combustible-oem.html
Ưu điểm: Hấp thụ âm thanh và giảm tiếng ồn. Vật liệu nhẹ; dễ dàng để lắp đặt. Chống lão hóa và chống ăn mòn đường ống. Hấp thu độ ẩm thấp, tính ổn định cao. Hệ số dẫn nhiệt thấp; có khả năng chịu nhiệt độ cao. Xơ ống thủy tinh có lớp