Тепловая изоляция
При оценке качества тепловых сетей важную роль играют их тепловые потери, которые в основном зависят от температуры теплоносителя, теплозащитных свойств и толщины изоляции, температурно-влажностных условий эксплуатации. Из многих видов тепловой изоляции засыпная является наиболее простой, так как она сводит к минимуму технологические процессы по ее устройству, ускоряет и удешевляет производство, работ. Как было отмечено ранее, многие засыпные изоляции (фрезерный торф, шлак и др.) не получили в свое время распространения в практике строительства тепловых сетей только лишь из-за усиленной подверженности стальных труб коррозии. В случае строительства тепловых сетей из не подверженных коррозии асбестоцементных труб применение засыпной тепловой изоляции вполне целесообразно.
В качестве засыпных теплоизоляционных материалов могут применяться виды засыпной изоляции, обладающие небольшой объемной массой, хорошими теплоизоляционными свойствами, достаточной прочностью, малой величиной водопоглощения и высотой капиллярного поднятия, стойкостью в условиях высокой температуры и влажности, низкой отпускной стоимостью. Для бесканальной прокладки тепловых сетей из асбестоцементных труб были исследованы два вида засыпной изоляции, удовлетворяющие указанным требованиям: из керамзитового гравия средней фракцией 20—40 мм и гранулированного шлака средней фракцией 2—7 мм.
Первоначально оба вида засыпной изоляции для определения температуро- и водоустойчивости были подвергнуты длительному испытанию в кипящей воде. Кроме того, температуро- и водоустойчивость определяли при переменном режиме путем периодического нагревания увлажненных навесок керамзита и гранулированного шлака при температуре 150°С, а затем увлажнением их холодной водой. Было проведено 25 циклов испытаний. При испытаниях гранулы керамзита и шлака не разрушались. Не произошло изменения первоначальной массы высушенных до постоянной массы навесок.
В результате испытаний установлено, что керамзитовый гравий и гранулированный шлак обладают достаточной температуро- и водоустойчивостью. Это дало основание Применить Их в качестве засыпной тепловой изоляции асбестоцементных теплопроводов, работающей в переменных температурно-влажностных условиях. Недостатком засыпной тепловой изоляции, как и большинства других видов тепловой изоляции, является то, что обладая пористой структурой, она при прохождении через ее слой поверхностных вод может впитывать влагу, что ухудшает ее теплозащитные свойства.
С целью сохранения теплозащитных свойств засыпки при возможном ее увлажнении было предложено на гранулы засыпки наносить гидрофобизирующее покрытие, например битумное, полимерное или др. Как один из возможных вариантов гидрофобизации гранул засыпной тепловой изоляции была опробована примененная во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева обработка керамзита как наполнителя по способу Н. В. Михайлова, при котором в качестве гидро- фобизатора применяется разжиженный в керосине или зеленом масле нефтяной битум.
С целью уточнения методики гидрофобизации были проведены исследования по гидрофобизации керамзитового гравия и гранулированного шлака для использования их в качестве засыпной тепловой изоляции бесканальных тепловых сетей из асбестоцементных труб. Для гидрофобизации был принят следующий состав битумного раствора, %: битума БН-V — 40; керосина — 59; асидола — 1. Гидрофобизацию проводили путем погружения нагретых до 150°С навесок керамзита и шлака в битумный раствор с последующим сцеживанием на металлической сетке и дальнейшей сушкой на воздухе в течение пяти суток. Расход битумного раствора составлял при этом около 6—8% массы гидрофобизируемых материалов.
После сушки были проведены испытания на водопоглощение гидрофобизированных и негидрофобизированных керамзита и гранулированного шлака путем погружения навесок в воду после предварительной сушки до постоянной массы. Суточное водопоглощение гидрофобизированных материалов составило, %: керамзитового гравия — 2, гранулированного шлака — 8; то же для негидрофобизированных, %: керамзитового гравия — 24; гранулированного шлака — 35. Водопоглощение гидрофобизированных материалов, погруженных на 20 сут, %: керамзитового гравия— 12; гранулированного шлака — 32; то же для негидрофобизированных, %: керамзитового гравия —47; гранулированного шлака 53.
Водопоглощение гидрофобизированных материалов после длительной выдержки ,и кипячения в воде изменилось весьма незначительно, всего на 2—3%, следовательно, нанесенное гидрофобное покрытие является достаточно температуро- и водоустойчивым. Следовательно, исследованный способ гидрофобизадии засыпной тепловой изоляции является вполне эффективным. Установлено также, что гидро- фобизация керамзитового гравия оказалась более эффективной, чем гидрофобизация гранулированного шлака. Это объясняется тем, что гранулы шлака имеют меньшие размеры и более развитую пористую поверхность. Таким образом, можно заключить, что оптимальными являются гранулы засыпной тепловой изоляции размером 20—40 мм и имеющие окатанную форму.
В качестве тепловой изоляции трубопроводов следует применять засыпку из гидрофобизированного керамзитового гравия толщиной не менее 200 мм или других гидрофобизированных теплоизоляционных материалов (рис. 4.4). Геометрические размеры (см. рис. 4.4) теплосети с тепловой засыпкой из гидрофобизированного керамзита приведены в табл. 4.3.,
Проведены также исследования засыпной тепловой изоляции в процессе эксплуатации. Вскрытие экспериментальной бесканальной тепловой сети из асбестоцементных труб с засыпной тепловой изоляцией из керамзитового гравия после семи лет эксплуатации показало, что пространство между гранулами керамзита оказалось засоренным частицами грунта, что ухудшает теплозащитные свойства засыпки.
Причиной этому явилось периодическое прохождение через слой тепловой изоляции поверхностных вод (паводковых или от осадков), несущих с собой мельчайшие частицы грунта, которые задерживались и накапливались между гранулами засыпки. Для предохранения от засорения и заиливания частицами грунта пространства между гранулами засыпной тепловой изоляции, а также от прямого попадания поверхностных вод на засыпку сверху помещают защитную пленку (полимерную или другую), которая образовывает цилиндрическую поверхность выпуклостью вверх. Края пленки загибают вниз по засыпке не менее чем на 100 мм.
Кроме засыпной тепловой изоляции для асбестоцементных теплопроводов применяют также и монолитные конструкции, наносимые на трубы в заводских условиях. Из наиболее распространенных видов применяют тепловые изоляции из битумоперлита, пенобетона, асфальтокерамзитобетона, фенольного пенопласта и других материалов. Для каждого вида тепловой изоляции толщину слоя определяют теплотехническим расчетом.
Авдолимов Е. М., Шальнов А. П. Водяные тепловые сети. — М.: Стройиздат, 1984.
