Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги тошкент кимё-технология институти

1. Иссиқлик ҳимояловчи материалларнинг таърифи ва бўлиниши.
Турар жой, саноат ва бошқа маиший хоналар, турли иссиқлик агрегатлари (саноат печи, буғ қозони, иссиқлик ўтказгич ва ҳоказо) да иссиқликни тежаш (чиқариб юбормаслик, иссиқлик киритмаслик) учун мўлжалланган материаллар иссиқлик ҳимояловчи материаллар деб аталади.
Иссиқлик изоляцияси материаллари кимёвий таркибига кўра анорганик ва органик материалларга, ўтга чидамлилик нуқтаи назаридан оддий иссиқликни изоляцияловчи (750⁰С гача ҳароратда ишлатилади) ва ўтга чидамли (750⁰С дан юқори ҳароратда ишлайди) енгил буюмларга, ташқи кўринишига кўра сочиладиган, ўралма ҳолида ишлатиладиган, плита кўринишида ишлаб чиқариладиган донали (листли, қобиқли, сегментли ва ҳоказо) ларга бўлинади (8-жадвал).
8-жадвал.
Иссиқлик ҳимояловчи материалларнинг кимёвий таркиб ва ташқи кўринишига кўра бўлиниши.

Материал	Қолипланган (донали)		Сочиладиган
	Қаттиқ (дағал)	Эгилувчан
	Битум боғловчили минерал	момиқ	Ишлов берилмаган минерал момиқ
	Синтетик боғловчили минерал	момиқ	Гранулалаштирилган минерал момиқ
	Синтетик боғловчили шиша	момиқ	Шиша момиқ
	Кўпикшишали		-
	Перлитли		Кўпчитилган перлит
	Вермикулитли		Кўпчитилган вермикулит
Анорга-	Автоклавли газ- ва кўпик бетонли		-
Ник	Газ- ва кўпик силикатли		-
	Диатомит (трепел) ли керамика		-
	Асбестоҳакдиатомит (вулқон)ли		Асбесттрепелли кукун (асбозурит)
	Асбестцементли		-
	Асбестмагнезиалли		Асбестмагнезиалли кукун
	Асбестоҳакқумли		-
	Асбестдоломитли		Асбестдоломитли кукун (совелит)
	Ёғоч толали		-
	Фибролитли		-
Орга	Торфли		-
Ник	Қамишли		-
	Пластмассали ғовакли (полистиролли, фенолли ва бошқалар)		Бисерли кўпик полистирол (стиропор)

Иссиқлик ҳимояловчи материаллар олов таъсирига чидамлилик бўйича уч группага - ёнмайдиган, қийин ёнадиган ва ёнадиганларга ажралади (9-жадвал).

9-жадвал.
Ёнмайдиган, қийин ёнадиган ва ёнадиган иссиқлик ҳимояловчи материаллар

Ёнмайдиган	Қийин ёнадиган	Ёнадиган
Асбестли ва асбест таркибли (вулканит, совелит). Вермикулитли керамика: диатомитли, перлитли Минерал момиқ Шиша момиқ	Табиий қамишли Синтетик боғловчили минерал момиқ Қопқоқли Синтетик боғловчили шиша момиқ Фибролит: мазнезиалли цементли	Ёғоч толали изоляцион кошинлар Торфизоляцияли кошин Камиш Кўпикпластлар (ПС-1, ПС-4) Полистиролли фенол-карбамид (мипора)

2. Иссиқлик ҳимояловчи материалларнинг сифати учун қўйиладиган талаблар ва уларнинг асосий хоссалари.
Иссиқлик ҳимояловчи материалларнинг сифатини белгиловчи асосий хосса уларга хос бўлган ғоваклиликдир. У фоизда бериладиган кўрсаткич бўлиб, барча ғоваклар ҳажмининг материал ҳажмига бўлган нисбатидан келиб чиқади.
Иссиқлик ҳимояловчи материалларда икки турли ғоваклар учрайди:
1. Макроғоваклар - ўлчами катта бўлиб, кўз илғайдиган даражада бўлади;
2. Микроғоваклар - ўлчами кичик бўлиб, фақат микроскопдагина намоён бўлади.
Ғоваклар ёпиқ ҳолатида материалда учраши мумкин. Улар тарқалган ва ёпиқ ғоваклар деб аталади. Иккинчи тур ғоваклари очиқ ғоваклар номи билан аталади. Одатда улар бир-бири билан туташиб кетган бўлади.
Умумий бўшлиқ Р_умумий = Р_ёпиқ + Р_очиқ ларга тенг.
Р_умумий = (_{солиштирма оғирлик} - _{ҳажмий оғирлик}) / _{солиштирма оғирлик} х 100%
Очиқ ғовакларнинг умумий миқдори қуйидаги формула ёрдамида ҳам аниқланиши мумкин:
Р₀ = (G_В - G_С) / V х 100%,
бу ерда: G_В - сувда тўйинтирилган ҳолатдаги оғирлик;
G_С - қуритилган намуна оғирлиги;
V - Қуритилган намунани ҳажми.
Иссиқлик ҳимояловчи материалларнинг ғоваклиги юқори бўлади. Бу ҳолатни қуйидаги жадвалда келтирилган рақамлардан кўриш мумкин (10-жадвал).
10-жадвал.
Турли материалларнинг ғоваклилик бўйича кўрсаткичлари.

Материал	Ғовак-лилик, %	Материал	Ғоваклилик, %
Пўлат	0	Иссиқлик ҳимояловчи ячейкали бетонлар	50-90
Гранит, мармар тош	0,2-0,8	Иссиқлик ҳимояловчи трепелли ғишт	60-75
Оғир бетон	9-17	Кўпик шиша	85-90
Тупроқли ғишт	24-33	Ёғоч толали ғовак кошин	82-87
Ёғоч (қарағай)	67-73	Ғовак пластмассалар	90-95

Юқори ғоваклилик иссиқлик ҳимояловчи материалнинг мустаҳкамлигини пасайтиради. Одатда бундай материалларнинг сиқилишга мустаҳ-камлиги 1 см² юзага ҳисоблаганда 1 дан 15 кг гача бўлади. Фақат полистиролли буюмлар учун бу кўрсаткич 75 кг/см² га етади. Шу сабабли улар юк кўтарувчи конструкциялар ясашда кам ишлатилади. Баъзи бир иссиқлик ҳимояловчи материалларнинг мустаҳкамлигига оид кўрсаткичлари 11-жадвалда келтирилади.

11-жадвал.
Баъзи иссиқлик ҳимояловчи буюмларнинг мустаҳкамлик кўрсат-кичлари.

Материал	Ҳажмий оғирлик,	Мустаҳкамлик чегараси, Кг/см^2
	кг/м^3	Rcиқилиш	Rэгилиш	Rчўзилиш
Қаттиқ буюмлар: Синтетик боғловчили минерал момиқ	200-250	-	1,5	-
Кўпик бетонли ва газбетонли автоклавсиз	400-450	5-8	-	-
Юқоридаги буюм автоклавли	400-450	8-12	-	-
Вулқонли	350-400	-	3,0-3,5	-
Оҳак кремнезёмли	200-300	-	2-5	-
Ёғоч толали ҳимояловчи	150-300	-	4-20	-
Торфоизоляцияли	150-250	-	3-4	-
Фибролитли	300-400	-	4-12	-
Қамишли	175-250	-	1,8-5	-
Полистиролли	50-200	10-75	-	-
Эгилувчан буюмлар:			-	-
Минерал момиқли войлок	100-150	-	-	0,05-0,08
Шиша момиқли ярим қаттиқ кошинлар	50-75	-	-	0,12-0,15
Шиша момиқли арқон	90	-	-	2

Иссиқлик ҳимояловчи материалларнинг иссиқлик ўтказувчанлик хоссаси Фурье формуласи орқали аниқланади.

 = Q / (F r t) /  ккал/м r град
бу ерда: Q - иссиқлик миқдори, ккал;
F - иссиқлик оқими йўналишига перпендикуляр бўлган май-дон кесими, м²;
r - иссиқлик оқимининг ўтадиган вақти, соат;
t - ҳарорат фарқи,⁰С;
 - материаллар қалинлиги, м.
Қуйидаги 14 ва 15 - жадвалларда солиштириш мақсадида кварц ва ҳавонинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффицентлари ҳароратга боғлик ҳолда келтирилган.
12-жадвал.
Кварцнинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффиценти (ккал/м^.соат^.град)

Ҳарорат, ^0С	Кварц шишаси	Кварц ўқига перпендикуляр	Кристалл ўқига параллел
0 100	1,64 1,79	8,94 5,96	16,39 10,43

13-жадвал.

Ҳарорат таъсирида ҳаво пуфакчаларининг иссиқлик ўтказувчанлигининг ккал / м град да берилган эквивалент коэффицентлари

Ўртача ҳарорат	Ғоваклар диаметри, мм
^0С	0,5	1,0	5
0 300 500	0,022 0,053 0,086	0,025 0,069 0,126	0,038 0,198 0,444

3. Иссиқлик ҳимояловчи материаллар ишлаб чиқаришда ишлатиладиган хом-ашъёлар.
Иссиқлик ҳимояловчи материаллар ишлаб чиқаришда барча турдаги хом-ашъёлардан фойдаланиш мумкин. Уларга ғовак ҳосил қилувчи қўшилмаларни оз миқдорда қўшиш ва махсус ишлов бериш йўли билан керакли хоссаларга эга бўлган буюмлар ясалади. Бундай буюмлар жуда катта миқдорда ишлаб чиқарилганлиги ва қурилиш - техникада қўлланилганлиги туфайли ишлатиладиган хом-ашъё табиатда кенг тарқалган, қазиб олиниши осон бўлган ва таннархи унчалик юқори бўлмаслиги даркор.
Юқоридаги техник - иқтисодий факторларни ҳисобга олган ҳолда иссиқлик ҳимояловчи материаллар хом-ашъёси сифатида қуйидагилар ишлатилади:
1. Тоғ жинслари:
а) базальтлар, гранитлар, диабазлар, диортлар, трахитлар ва бошқа вулқонли табиатга эга бўлган моддалар;
б) доломитлар ва мергеллар, змеевикли ва тупроқли сланецлар ҳамда магмадан кейинги, гидротермал ва метаморфик табиатга эга бўлган жинслар.
2. Минерал хом - ашъёлар - асбест Mg₃Si₂O₇^.2H₂O, вермикулит (Mg,Fe)₃^.Si₃AIO₁₀(OH)₂^.4H₂O, шишасимон вулқон массаси - перлит SiO₂-70%, AI₂O₃-15%, Fe₂O₃-1,5%, RO=2-6%, R₂O=5-10%, глауконит К⁺(Fe³⁺, Fe²⁺, AI, Mg)_2-3 Si₃ (AI,Si) O₁₀^. (OH)₂ ва бошқалар.
3. Саноат тармоқларининг турли чиқиндилари - домна тошқоли, иссиқлик электр станциялари қозонлари кули ва бошқалар.
4. Органик табиатли моддалар - ёғоч, қипиқ, торф, сомон, қамиш ва бошқалар.
Материалларнинг ғоваклилигини таъминлаш мақсадида ишлатила-диган хом-ашъёлар ҳақида ҳам тўхтаб ўтамиз:
1. Махсус газ ҳосил қилувчи моддалар - алюминийли пудра, пергидрол H₂O₂ , марганец оксиди MnO₂ , фосфор кислотаси R₃РО₄ ва бошқалар
2. Кўпик ҳосил қилувчи юқори актив моддалар - сув ва ҳаво, сапонин, елимли канифол, алюмосульфонафтенли модда ва бошқалар
3. Юқори даражадаги ғоваклиликни таъминловчи суюқликлар - сув ва бошқа бирикмалар
4. Юқори ҳароратда куйиб ёки қуриб кетувчи моддалар - сув, турли суюқликлар, қипиқ ва бошқалар
Органик иссиқлик изоляцияси буюмлари ўсимликлардан олинадиган материаллар (ёғоч, қамиш, торф ва шу кабиларнинг чиқиндилари) дан ишлаб чиқарилади. Асбест, шлак, шиша ва бошқа минераллардан иборат бўлган материалларга нисбатан органик иссиқлик изоляцияси буюмлари-нинг гигроскопиклиги кучли, нам текканда тезда чирий бошлайди, юқори температура (100⁰ дан юқори) таъсирига чидамайди.


4. Қўшимчалар.
Юқорида таъкидланганидек, қўшимчалар ғовакли тузилиш ҳосил бўлиши учун хизмат қилади. Натижада материал зичлиги ва оғирлиги камаяди, ҳимоялаш қобилияти эса ортади. Қуйида технологияда кўпроқ қўлланиладиган баъзибир қўшимчалар таркиби ва хоссаларига оид маълумотлар берилади:
1. Алюминийли пудра. У AI - кукуни ёки чанги номи билан ҳам аталади. Унинг таркибидаги актив алюминий миқдори 87 дан 98,5 процентгача, солиштирма юзаси 8000-8500 см²/2 ва кукун заррачалари ўлчами мумкин қадар бир турли бўлиши зарур. Ишлатилишидан олдин электр печларида 220 ⁰С ли ҳароратда куйдирилади. Шунда унинг юзида-ги парапин қавати куйиб кетади.
Кейинчалик газбетон компонентлари ўртасида реакция кетади ва материалнинг 50-90 % ғоваклилиги таъминланади:
2Al + 3Ca(OH)₂ + 6H₂O = 3CaO AI₂O₃ 6H₂O + 3H₂^
2. Пергидрол ёки водород пероксиди (ўтаоксиди). Таркибидаги Н₂О₂ миқдори 27,5 - 31 процент, иссиқликка чидамлилиги 95 ⁰С дан паст бўлмаслиги талаб қилинади. Унинг ёрдамидаги газбетонни кўпчитиш жараёни қуйидагича кечади:
2Н₂О₂ = 2H₂O + О₂^
Юқоридаги экзотермик реакция натижасида 1 кг водород пероксиди-дан 133 л ёки 0,144 кг кислород ажралиб чиқади. Ажралиб чиқаётган иссиқлик миқдори эса 700 ккал га тенг.
Н₂О₂ ни парчаланиш жараёнини MnO₂ каби катализаторлар ёрдамида тезлатиш ёки R₃РО₄ каби ингибиторлар ёрдамида секинлаштириш мумкин.
3. Сапонин. У кучли кўпик ҳосил қилувчи қўшилма бўлиб, сувости ўсимликлари - кўпик илдиз ёки Альп гунафшаси - гулсапсарнинг гунафша ҳидли илдизи асосида олинади. Унинг таркибига 50-63% С, 6-9% Н₂, 28-31% О₂ киради. Молекуляр формуласи С_nH_2n-16O₁₀. Заҳарли, қоннинг гемоглобинини парчалайди.
Кўпик илдиз узунлиги 60 см гача борадиган кўп йиллик ўсимлик бўлиб, унинг таркибига 32-33 % сапонин киради. Қолган қисми 20-60 % целлюлоза ва оз миқдорда учрайдиган крахмал, смола, сахаридлар, кул ва сувдан иборат.
Сапонин кўпик илдиздан 3 хил йўл билан ажратиб олинади:
1. Илдиз 30-40 % ⁰С ли иссиқ сувда 24 соат давомида ушлаб турилади;
2. Илдиз 10 минут давомида қайноқ сувда ушланади;
3. Илдиз аввал қайнатилади, сўнгра иссиқ сувда 24 соат давомида ушланади.
Ўта стабил кўпик ҳосил қилиш учун илдиздан ажратиб олинган ва миқдори 10-20 % бўлган сапонинга 30-40 % альгинит ҳамда 40-60 % сув қўшилади.
4. Елимли канифол. У игна баргли дарахт маҳсулоти - канифол совуни ва стабилизатор ролини ўйновчи - дурадгорлик елими асосида олинади. Масалан, канифол - С₁₉Н₂₉СООН - абиетина кислотасига Na₂CO₃ ёки NaOH қўшиш йўли билан:
2(С₁₉Н₂₉СООН) + Na₂CO₃ = 2(С₁₉Н₂₉СООNa) + Н₂О + CO₂^
С₁₉Н₂₉СООН + NaOH = С₁₉Н₂₉СООNa + Н₂О
Шундай қилиб, канифолли совун аслида абиетина кислотасининг ишқорли тузидир. Елимли канифол эмульсиясини тайёрлаш учун 40 % канифол, 10 % ишқор ва 50 % елим аралаштирилади. Бундай аралашма ғовакли бетон ва иссиқлик ҳимояловчи керамика олиш учун қўл келади.
5. Алюмосульфонафтенли кўпик ҳосил қилувчи модда. У нефт саноати қолдиғи - керосинли контакт (50 % дан ортиқ сульфокислота, керосин, сув ва кул)га глиноземли туз АI₂(SO₄)₃^.18Н₂О (стабилизатор) қўшиш орқали тайёрланади.
6. Гидролизлаштирилган қон. У гўшт комбинатларининг чиқинди-ларига 2 %-ли NaOH ва темир купороси FeSO₄^.7Н₂О қўшиш орқали қуйидагича тайёрланади:
а) NaOH нинг 2 %-ли эритмаси тайёрланади;
б) Янги қотмаган қон гидролизлантирилади;
в) Гидролизлаштирилган қон эритмаси аммоний хлорид NH₄CI ёрда-мида нейтрализацияга йўлиқтирилади;
г) Темир купороси FeSO₄^.7Н₂О нинг 15 %-ли эритмаси ҳосил қили-нади;
д) Гидролизлаштирилган қон ва темир купороси аралаштирилади.