Les matériaux ayant des vides isolés dans la structure protègent bien la surface du froid. La conductivité thermique de l'argile expansée dépend de la taille et de la densité des grains. L'isolation pèse un peu, isole des bruits, mais est hygroscopique. Le matériau nécessite une isolation supplémentaire contre l'humidité afin de protéger qualitativement le bâtiment contre les pertes de chaleur.
Description de la conductivité thermique
La capacité d'un appareil de chauffage à transférer l'énergie des couches chauffées aux pièces à température plus basse est appelée conductivité thermique. Le processus est assuré par le mouvement chaotique des particules moléculaires, son intensité dépend de l'humidité, de la densité, de la taille des pores.
Le processus physique de conduction thermique est accéléré avec une grande différence de température à l'extérieur et à l'intérieur du bâtiment. Le transfert d'énergie spontané procède toujours d'un milieu plus chaud en direction de l'environnement froid et se produit avant l'apparition de l'équilibre thermodynamique.
Coefficient de conductivité thermique
Pour quantifier la capacité d'un matériau à transférer de l'énergie, il existe un coefficient de conductivité thermique. L'indicateur indique la quantité de chaleur circulant à travers l'échantillon de matériau dans des conditions données. La norme d'essai a toujours les mêmes dimensions en longueur, largeur et surface et est vérifiée à une différence de température standard (1 K). Le coefficient de transfert de chaleur est mesuré en W / m · K, ce qui correspond au Système international d'unités.
Le nom du coefficient de résistance thermique est utilisé dans le domaine de la construction. La conductivité thermique de l'argile expansée est de 0,1 à 0,18 W / m · K. Le matériau qualitatif se caractérise par un indice numérique de 0,12 à 0,17 W / m · K, un élément chauffant ayant de telles propriétés conserve jusqu'à 80% de la chaleur interne.
Facteurs affectant la valeur de la conductivité thermique
L'argile expansée est utilisée dans la construction comme isolant poreux en vrac ou comme matériau de remplissage dans la production de béton léger. Les granules sont obtenus en brûlant du schiste argileux ou de l'argile et ont une forme ovale et ronde, parfois avec des coins pointus. Le matériau de construction est fabriqué sous forme de sable.
La densité apparente de l'argile expansée est de l'ordre de 150 à 800 kg / m3, la densité apparente dépend du mode technologique à la réception. La capacité à conduire la chaleur dépend de la taille des granules, de la porosité du matériau et de son humidité.
Fraction d'argile expansée
En comparant les caractéristiques, nous concluons que la conductivité thermique diminue avec l'augmentation de la taille des granules. Le gravier moyen et grossier est mieux utilisé pour isoler les toits et plafonds non chargés du bois. L'argile expansée à grains fins est utilisée pour les chapes légères.
Les fractions d'argile expansée sont établies conformément aux normes GOST 9757 - 90:
- De 5 à 10 millimètres, un petit groupe est déterminé. Le matériau est utilisé pour la production de blocs muraux en béton d'argile expansé. De petits granulats sont utilisés dans les revêtements de chape ou les sols en béton, car de grandes pièces augmentent l'épaisseur de la couche.
- De 10 à 20 mm est la fraction médiane. Le matériau en vrac est bien isolé des sols froids, des greniers, utilisé pour réchauffer les pelouses et drainer la terre. La fraction est rarement utilisée dans les chapes et les sols en béton; elle est ajoutée à la solution si l'épaisseur de la couche n'a pas d'importance.
- De 20 à 40 mm - gros granules. Ils isolent les canalisations de chauffage, les sous-sols, les planchers des buanderies, isolent le bâtiment du bruit.
Les couches d'isolant en vrac protègent efficacement du froid, si 2 à 3 fractions sont utilisées simultanément. Ainsi les vides sont comblés, la rigidité augmente, la convection des flux est empêchée.
Porosité
La matière première est placée dans des fûts, où elle tourne et est simultanément chauffée à des températures élevées. Dans de telles conditions, le matériau gonfle et des granules poreux sont obtenus, qui sont protégés à l'extérieur par une croûte d'argile cuite. La plupart des vides sont fermés; les partitions entre eux contiennent également des vides.
La taille des pores est régulée par l'introduction de citrogypse et d'impuretés minérales dans le mélange pendant la production. L'additif en une quantité de 1 à 3% forme des vides fermés jusqu'à 1 mm. Une augmentation du volume d'additif à 4–9% entraîne l'expansion des pores à 1,5–2 mm, tandis que le nombre de cavités fermées augmente. Le nombre de vides isolés augmente les propriétés de protection thermique et réduit l'absorption d'eau.
Humidité
L'absorption d'eau d'argile expansée varie entre 8 et 20%. Lorsque l'humidité pénètre dans le matériau, les surfaces des granules sont humidifiées, qui absorbent lentement le liquide. Progressivement, l'eau pénètre dans les sphères par des fissures microscopiques et est retenue à l'intérieur. L'argile expansée accumule l'humidité et la rend dure. La masse augmente, les caractéristiques de la conductivité thermique de l'argile expansée changent, la résistance diminue.
L'argile expansée sèche résiste jusqu'à 25 épisodes de gel et de dégel, l'humidité est détruite par l'expansion de l'eau à basse température. L'argile expansée est protégée par des films pare-vapeur et pare-vapeur de l'humidité.
Types d'argile expansée en fonction de la taille des granules
L'isolant en vrac est classé selon la taille des granules et leur forme.
On distingue les variétés d'argile expansée:
- gravier;
- Pierre concassée;
- le sable.
Le matériau à gros grains ajoute à la hauteur de la pièce, généralement un effet d'isolation thermique est obtenu lorsque l'épaisseur de la litière est de 20 à 30 cm. Pour réduire la taille de la couche, l'argile expansée peut être combinée avec de la laine minérale, de la mousse de polystyrène et de la mousse de polystyrène.
Le matériau peut être comparé par grade pour la résistance. Il existe 13 variétés de gravier et 11 échantillons de gravier d'argile expansée. La résistance à la traction d'une marque est différente, par exemple, la pierre concassée P100 est détruite à 1,2–1,6 MPa et le gravier de qualité similaire est déformé à 2–2,5 MPa.
Gravier
Le matériau est constitué de particules arrondies avec une croûte d'argile fondue, qui contiennent à l'intérieur des vides. On distingue les fractions de gravier: 5–10, 10–20 et 20–40 mm. Selon la densité, 10 grades d'isolation de M150 à M800 sont présentés en vrac. Sur commande spéciale, les graviers M900 et M1000 sont produits.
Le béton de gravier rempli de granules moyens et petits est léger, ne charge pas les structures et présente des propriétés d'isolation thermique améliorées. Les blocs de mur en argile expansée sont utilisés dans les bâtiments de faible hauteur, ils protègent le bâtiment de l'air froid, ont une bonne perméabilité à l'air et appartiennent à des catégories respectueuses de l'environnement.
Pierre concassée
L'argile expansée de ce type contient des éléments individuels de forme angulaire irrégulière avec des arêtes et des faces tranchantes. La taille des fractions est déterminée de manière similaire au gravier. En raison de sa forme, le matériau a une faible densité apparente et est utilisé pour l'isolation des greniers, des sous-sols. Les fondations et les bases sont isolées avec de l'argile expansée provenant du gel. Dans le sol, imperméabilisation avec un matériau en feuille, du polyéthylène, un matériau de toiture est disposé, une protection contre les vapeurs domestiques et atmosphériques est montée sur le dessus.
Le coefficient de conductivité thermique de l'argile expansée dépend de la taille des gravats, mais avec une taille croissante, l'épaisseur de la couche requise augmente. Une chape ciment-sable (pas moins de 4 cm) est réalisée sur le dessus de la litière pour augmenter la résistance.
Le sable
L'argile expansée, contenant des particules fines jusqu'à 5 mm dans sa composition, appartient à cette catégorie. Le matériau est obtenu en cuisant des résidus de la production de pierre concassée ou de gravier ou en broyant de gros morceaux. Le sable est utilisé pour l'isolation à l'intérieur avec de grandes espèces ou utilisé dans les sols de chape.
L'isolation en vrac est plus efficace que les petits granules dans un mélange ciment-sable. L'humidité de la solution est absorbée par les granules et ils perdent leurs propriétés protectrices. Une analyse comparative des blocs de mur faits de sable et de gravier argileux expansé montre que les premiers conduisent la chaleur plus rapidement, mais se caractérisent par une résistance accrue.
Processus de production affectant la conductivité thermique de l'argile expansée
La technologie de production d'argile expansée fournit des processus pour augmenter la porosité et obtenir des boucles fermées isolées de différentes tailles. La matière première est l'argile de carrière, développée dans des mines à ciel ouvert. Avant utilisation, des tests en laboratoire d'échantillons gonflants sont effectués pour déterminer l'aptitude à la production.
L'équipement comprend:
- machines à desserrer;
- granulateurs;
- tambours pour le séchage;
- creusets rotatifs pour la cuisson;
- réservoirs de refroidissement avec alimentation en air;
- convoyeurs.
Dans la production, des matières premières sèches ou humides de broyages divers sont utilisées. À une température de +1000 - + 1300 ° C, la masse gonfle et la surface des particules devient étanche à l'air en raison du frittage.
