Теплоустойчивый материал Советский патент 1990 года по МПК E04B1/76 

Изобретение относится к строительству, а именно i теплоустойчивым материалам, используемым в ограждающих конструкциях наземных и подземных объектов,

Цель изобретения - повышение теплоустойчивости материала.

Теплоустойчивый материал представляет собой наполнитель, выполненный в виде гранул теплоемкого материала, и связующее в виде пористого материала с низким коэффициентом теплопроводности, причем оптимальная концентрация гранул в материале определяется пс фо|)муле m - - v5(r+ Ci/(( C2 - CipF),%;

b (Ai + 0,5A2)/(Ai-A2 ),

где X - коэффициент теплопроводности

связующего, Вт/мк,Л2-коэффициенттеплопроводности наполнителя, Вт/мк;

Ci - удельная объемная теплоемкость связующего, Дж/м к;

С2 - удельная объемная теплоемкость l 3 loлнитeля, Дж/м к.

В качестве гранул теплоемкого материала может использоваться дробленая рези- на, битумные зерна, тефлоновые гранулы, заполненные 10%-ным водным раствором хлористого кальция.

В качестве связующего используют пенопласт марки ФРП-1, ППУ-4, МОП.

Для существенного усиления достигаемого эффекта в качестве теплоаккумулирую- щих включений целесообазно использовать замкну-ые емкости, заполненные эвтектическим раствором, имеющим температуру замерзания, равную среднесуточной температуре на внешней плоскости теплоизоляционной панели в зимний период. Это позволяет при отрицательном всплеске наружной температуры ниже среднесуточного значения обеспечить компенсацию дополнительно вносимого холода теплом,выделя- ющимся при замерзании жидкости. Это : значительно повышает теплоустойчивость ограждающих конструкций, так как температура у внутренней поверхности огражде- - НИИ близка к постоянной; все отклонения от средней температуры сглажены включени

ем дополнительного источника энергии замерзающей в емкостях жидкостью. В этом . случае при расчете оптимальной концентрации заполнителя по формуле (1) под G2 следует понимать эффективную теплоемкость раствора с учетом скрытой теплоты фазового перехода:

С2 С2+ - 4тл-(2

где С2 - удельная теплоемкость эвтектического раствора в жидком состоянии, Дж/м К;

L- скрытая теплота фазового перехода,

t - температура фазового перехода, °С;

То - полусумма амплитуд колебаний температуры в дневное и ночное время суток, °С.

Пример. Для создания теплоустойчивого двухкомпонентного материала необходимо в процессе изготовления пенопластовых вкладышей к строительным панелям предусмотреть возможность размещения в неотвердевшей теплоизоляционнойсубстанциигранултермоаккумулянта, в качестве которого ис- пользуе- ся эвтектический солевой раствор, заключенный в капсулы из материала, не разрушающегося в ходе реакции вспучивания, полимерного связующего.

Внутри теплоизоляционного вкладыша толщиной 0,1 м, выполненного из пенопласта марки ФРП-1 с коэффициентом теплопроводности Oi054 Вт/М К объемной теплоемкостью 1,68 105 Дж/м К и помещаемого между двумя несущими бетонными слоями в строительной панели, распределяются замкнутые емкости из тефлона, заполненные 13%-ным водным раствор NaCI. Температура замерзания раствора t3 -10°C, теплота фазового перехода 2,68 -10 Дж/м , удельная теплоемкость 3,68 -10 Дж/м . К коэффициент теплопроводности 0,58 Вт/м X ХК. Поскольку при замерзании объем раствора увеличивается примерно на 10% емкости

должны быть заполнены эвтектическим раствором не более чем на 90% своего объема. Панель используется в районах, где среднесуточная температура в зимний период в плоскости контакта теплозащитного вкладыша и внешнего бетонного слоя, взаимодействующего с наружным воздухом, приблизительно равна температуре замерзания эвтектического раствора. Амплитуда 0 колебаний температуры в дневное и ночное время суток по отношению к среднесуточной составляет 5°С, т.е. среднедневная температура -5°С, а средненочная -15°С.

Произведя необходимые расчеты по 5 формулам (1 и 2) получают объемную концентрацию 47,62%.

Применение предлагаемого теплоустойчивого материала позволяет совершенствовать систему тепловой защиты С зданий и сооружений для поддержания в них заданных параметр ов теплового режима.

Формула изобретения Теплоустойчивый материал, содержа- 5 щий наполнитель и связующее, образующие структуру с замкнутыми включениям и, отличающийся тем, что, с целью повышения теплоустойчивости материала, в качестве связующего используют пористый 0 материал с низким коэффициентом теплопроводности, а в качестве наполнителя - гранулы теплоемкого материала, причем оп- тимальная концентрация гранул в материале определяется по формуле 5 m - V3(1 + Ci/(( C2 - Ci)-b ),% : b (Ai + 0,5A2)/(Ai-Ai), где AI - коэффициент теплопроводности связующего, Вт/мК;.

Аа- коэффициенттеплопроводности на- 0 полнителя, Вт/мК;

Ci - удельная объемная теплоемкость связующего, Дж/м К;

С2 - удельная объемная теплоемкость наполнителя, Дж/м К; . 45

Изобретение относится к области строительства, а именно к теплоустойчивым материалам, используемым в ограждающих конструкциях наземных и подземных объектов, и позволяет повысить теплоустойчивость материала. Теплоустойчивый материал выполнен из наполнителя в виде гранул теплоемкого материала и связующего в виде пористого материала с низким коэффициентом теплопроводности. Оптимальная концентрация гранул в материале определяется по приведенным зависимостям.