Технология теплоизоляционных материалов и изделий

Что за книга
-
К. Э. Горяйнов, С. К. Горяйнова. Технология теплоизоляционных материалов и изделий. — М.: Стройиздат, 1982. 376 с. (учебник для вузов по специальности «Химическая технология керамики и огнеупоров»). Карточка РГБ и НЭБ подтверждают выходные данные и объём.
-
Книготорговые карточки (букинист) подтверждают тот же том и год.
-
Описание к изданию в открытом доступе подчеркивает, что книга даёт обзор видов/свойств теплоизоляционных материалов, разбирает химтехнологию минеральных теплоизоляционных материалов и перспективы их выпуска; отдельно отмечена специальная глава о вакуум-порошковой и вакуум-волокнистой изоляции.
Для контекста: учебники и пособия смежных авторов (Горлов/Меркин/Устенко и др.) 1970–1980-х строятся по одной логике: общие основы → минеральная вата → перлит/вермикулит/диатомит → пеностекло → (иногда) органические/комбинированные материалы → конструкции/контроль. Это помогает бережно реконструировать оглавление Горяйнова–Горяйновой там, где открытые источники не приводят полный список глав. (Структуру такого курса см. пример у Горлова.)
Реконструированное «содержание»
Точного скана оглавления в открытом доступе не нашла; ниже — аккуратная реконструкция, которую опираю на описания книги и типовую структуру учебников по технологии теплоизоляционных материалов той эпохи. Отдельно отмечаю подтверждённые блоки (✓).
-
Введение. Роль теплоизоляции: энергосбережение, долговечность, области применения; место дисциплины в подготовке технолога.
-
Общие сведения и классификация: группы материалов, структурные типы пористости; ключевые свойства (λ, плотность, водопоглощение, паропроницаемость, жаростойкость, химстойкость); факторы эксплуатации. (рамка классификации в СССР — ГОСТ 16381-77, ныне актуализирован ГОСТ 16381-2022).
-
Основы технологий получения: волокнообразование из силикатных расплавов; вспучивание природных сырьёв; пено- и газообразование в стекле; формование и связующие; гидрофобизация; термообработка; дефекты/их профилактика.
-
Минеральная вата и изделия на её основе: сырьё (базальтово-габбровые породы, шлаки), плавка, волокнообразование (центрифугирование/продувка), улавливание/осаждение ковра, связующие, формование ковров/плит/циллиндров, отверждение, контроль качества.
-
Стекловолокнистые материалы: составы стекла, вытяжка/раздув, штапельные и непрерывные волокна, рулонные/плитные изделия, пропитки/гидрофобизация, контроль диаметра и распределения волокон.
-
Вспученные перлит и вермикулит и изделия: сырьё, режимы эксфолиации/вспучивания, засыпки, плиты на цементном/битумном/«жидкостекольном» связующем; контроль фракции, плотности, λ, водостойкости.
-
Диатомитовые теплоизоляционные керамические изделия: рецептуры, выгорающие добавки, сушкa и обжиг, точность геометрии, свойства при повышенных t°.
-
Пеностекло: рецептура, газообразователи, вспенивание и спекание, закрытопористая структура, блоки/плиты, особенности применения (химстойкость, негорючесть).
-
(✓) Вакуум-порошковая и вакуум-волокнистая теплоизоляция: физика теплопередачи в вакууме, конструкции кожухов, материалы-наполнители, режимы откачки, расчет эффективной λ; области применения (криогеника/ВТТ и др.).
-
Конструкции и узлы: маты, плиты, скорлупы/полуцилиндры, многослойные оболочки, кожухи; монтажно-эксплуатационные требования.
-
Контроль качества: входной контроль сырья; испытания материалов и изделий (λ, плотность, прочность, водопоглощение/намокание, жаростойкость); долговечность/старение.
-
Оборудование и организация производства: линии, печи, волокнообразующие агрегаты, улавливающие устройства, камеры термообработки; ТБ/экология.
Подробное изложение по разделам
1) Введение: зачем и где нужна теплоизоляция
Авторы (по аннотациям) ставят задачу связать строение/структуру материала с теплотехническими и эксплуатационными свойствами, показав «цепочку» от сырья до готовых изделий. Акцент на отраслевом значении: строительство (ограждающие конструкции), энергетика и химическое машиностроение (аппараты/трубопроводы).
2) Классификация, свойства, нормативная рамка
Базовая группировка — по природе и структуре: волокнистые, зернистые/вспученные, ячеистые стекла и керамики, комбинированные (например, вакуум-порошковые/волокнистые конструкции). Ключевые показатели: коэффициент теплопроводности λ, объёмная масса (плотность), водопоглощение/намокание и паропроницаемость, прочность (на сжатие, отрыв слоёв), жаростойкость, химстойкость. Классификационные признаки и требования к свойствам в советский период фиксировались ГОСТ 16381-77 (ныне обновлён до ГОСТ 16381-2022).
3) Общие основы технологий
Минераловатные и стекловолоконные материалы получают из расплавов (купола, ванны, электропечи) с последующим волокнообразованием (центрифуги, продувка), осаждением и связыванием волокон (органические смолы того времени; для эксплуатации — гидрофобизация).
Зернистые/вспученные — путём термообработки природных или синтетических силикатов: перлит (размягчение и вспучивание за счёт связанной воды), вермикулит (эксфолиация слоистого минерала).
Пеностекло — тонкомолотое стекло + газообразователь → вспенивание/спекание, формируя закрытую ячеистость.
Контроль дефектов: неравномерная поризация, слёживание/слежание наполнителя, «открытая» пористость, намокание, усадка. (Все эти технологические мотивы системно повторяются в курсах/учебниках по ТИМ 1980-х.)
4) Минеральная вата и изделия
Сырьё и плавление. Базальтово-габбровые породы и металлургические шлаки; выбор печей и режимов для вязкости/поверхностного натяжения расплава.
Волокнообразование. Продувка или центрифугирование; стабилизация волокна; улавливание на транспортере.
Формование. Дозирование связующего, наслаивание ковра (управление анизотропией), гофрирование, прошивка для матов.
Изделия/конструкции. Плиты различной жёсткости, прошивные маты, цилиндры/полуцилиндры, скорлупы; многослойные оболочки для аппаратов.
Контроль. Содержание связующего/пылеобразование, λ при разной влажности, прочность на отрыв слоёв, водостойкость/гидрофобность. (В учебных материалах эта линейка описывается как «ядро» курса по ТИМ.)
5) Стекловолокнистые материалы
Отличаются тоньшим диаметром волокон и другими составами стекла; два направления — штапельные (полотна/плиты) и непрерывные (ткани/рулоны). Важны стабильность волокна, обработка поверхности, гидрофобизация и контроль распределения диаметров (вклад в λ и пылеобразование). (Раздел присутствует в типовых курсах; книга Горяйнова декларирует уделение внимания волокнистой изоляции — см. спецглаву о вакуум-волокнистых системах.)
6) Перлит и вермикулит
Перлит. Вспучивание при 850–1000 °С; изделия: засыпки, плиты на цементном/битумном/жидкостекольном связующем. Контроль — фракция, насыпная плотность, водопоглощение, λ.
Вермикулит. Быстрый нагрев → эксфолиация; негорючие засыпки, легкие штукатурки/растворы, плиты. (Состав блока логически вытекает из тематик курса и цитирований книги в научных источниках.)
7) Диатомитовые и другие кремнеземистые теплоизоляционные керамики
Схемы: выгорающие добавки для поризации, пено- и газообразование в шликерах; сушка/обжиг; температурная стойкость/ползучесть при t°. Этот блок традиционно соседствует с перлитом/вермикулитом и пеностеклом в учебниках по ТИМ (и цитируется рядом с книгой Горяйнова).
8) Пеностекло
Тонкомолотое стекло + газообразователь → вспенивание/спекание; закрытая поровая структура даёт негорючесть и химстойкость при умеренной плотности. Изделия — блоки/плиты для ограждений, кровель, криогеники/химоборудования. (Типовой для курса раздел; в ссылках к современным пособиям/работам книга Горяйнова фигурирует среди базовых источников.)
9) (Спецглава) Вакуум-порошковая и вакуум-волокнистая изоляция
Подтверждённый в описаниях книги раздел. Рассматриваются:
-
Физика переноса в вакууме (уменьшение/исключение конвективного компонента, роль излучения, контактной проводимости).
-
Конструкции: кожухи, засыпки порошков/волокон (кварцевые, перлитовые, минеральноватные), уровни вакуума, влияние остаточных газов.
-
Расчёт эффективной λ, профили температур, требования к герметичности и откачке.
-
Применение: криогенные аппараты, теплотрассы, резервуары, лабораторные установки. (Внешние источники по теме вакуум-порошковой изоляции согласуются с такой трактовкой задач раздела.)
10) Конструкции, узлы и монтажные аспекты
Форм-факторы: плиты, маты, прошивные полотна, цилиндры/скорлупы/сегменты, комбинированные многослойные решения. Разбираются теплотехнические узлы (устранение мостиков холода), допуски, защита от увлажнения/ветра/вибраций; для промышленной изоляции — кожухи и анкеровка.
11) Контроль качества и долговечность
-
Сырьё/смеси: дисперсность, влажность, содержание связующего, подвижность/распушённость ковра.
-
Материалы/изделия: λ в сухом/увлажнённом состояниях, водопоглощение/капиллярная сорбция, прочность на сжатие/изгиб/отрыв слоёв, жаростойкость, устойчивость к циклам увлажнение-сушка и замораживание-оттаивание, эмиссия связующих (для того времени).
-
Долговечность: ускоренные методы, оценка старения (в источниках встречаются ссылки на труды соавторов Горяйнова по долговечности ТИМ).
12) Оборудование, организация и безопасность
Линейные схемы участков (вата/стекловолокно/вспученные/пеностекло), печи, центрифуги/продувочные устройства, улавливание волокон и пыли, камеры термообработки, ТБ и экология (высокие температуры, пылевыделение, фенолформальдегидные связующие, газообразователи), потоково-участковая организация.