mkaya
mkaya
01 Haziran 2008

Isı izolasyon malzemelerinden istenile

                             

1.     GİRİŞ

> >

İnsanlar, enerji  kaynaklarıyla  ısınmaya  başladıklarından  itibaren  teknolojik  buluşlarında  yardımıyla  yaratılan  ısıyı  maksimum  miktarda  ortamda  tutarak, faydalanmaya  çalışmışlardır. Böylece  enerjiden  tasarruf  ve  maliyetten  de  tasarrufu  amaçlamışlardır.

Plastikler, alanında  yapılan  yeni  buluşlar  ve  gelişmeler  sadece  ısı  izolasyonu  değil, diğer  bütün  alanlarda  kullanımda  ve  yapımda  kolaylıklar  sağladığı  için  ısı  izolasyonunda  da   en  çok  tercih  edilen  malzemelerdir. Bunun  yanında  ucuz  olduğu  için  hava  ile  izolasyonda  sık  sık  tercih  edilmektedir.

 Tabiki  günümüzde  ısı  izolasyonlarında  kullanılan  malzemelerin  sadece  ısı  iletim  kat-sayılarının  düşük  olması  istenmemekte, kullanılacağı  ortama  göre  avantajları  ve  dezavantaj-ları  düşünülerek  seçim  yapılmaktadır.

> >

 2. ISI  İZOLASYON  MALZEMELERİNDEN  İSTENİLEN   ÖZELLİKLER>>

          

 Isı  izolasyonu  için  kullanılan  malzemelerin  seçimlerinde , kullanılma  yerlerine  göre  bazı  özellikleri  gerçekleyip  gerçeklemediklerine  dikkat  edilir . Mesela  izolasyon  malzeme-  lerinin  hafiflikleri  ile  sarsıntılara  karşı  ufalanmamaları  taşıtlarda  önemli  olduğu  gibi , rutu-  betli  ortamlardaki  çalışmalarda  da  rutubete  karşı  mukavim  olmaları , buhar  difüzyonuna  mü-  saade  etmemeleri  arzu  edilir .

             Muhtelif  kullanma  yerlerine  göre , ısı  izolasyonu  malzemelerinin  aşağıda  yazılı  özelliklerinden  ilgili  olanları  gözönüne  alınarak  seçim  yapılır .

            

  . Özgül  hacmi

              . Hacım  ve  şekil  değişimlerine  karşı  mukavemeti – yığılma  olması  gibi –

              . Konstruksiyonlarda  işleme  kolaylığı – kolay  işçilik  gibi –

              . Basma  zorlanmalarına  karşı  şekil  değiştirme  mukavemeti

              . Çeki  zorlanmalarına  karşı  şekil  değiştirme  mukavemeti

              . Kimyasal  nötürlüğü

              . Çürüme  ve  ufalanmaya  mukavemetli  olması

              . Buhar  difüsyonuna  mukavemetli  olması

              . Sürekli , periyodik  veya  kısa  tesirli  sıcaklıklarda  ısı  izolasyonu  fonksiyonunu                                    
                 değiştirmemesi

              . Tatbik  edilecek  konstruksiyona  uygun  olması – hafiflik  gibi –

              . Ucuz  olması

              . Yanıcı  olmaması

              . Kokusuz  olması

              . Dengeli  olması  - zamanla  izolasyon  özelliğinin  azalmaması –

              . Isı  iletim  katsayısının  küçük  değerleri  haiz  olması

              . Böcek  ve  hayvanların  barınmaması

           

 Isı  izolasyon  malzemeleri , elektrik  izolasyon  malzemelerinin  aksine  gözeneklidir . Gözenekli  yapı , liflerin , tanelerin  yığın  şeklinde  bulunmaları , köpüklü  malzeme  veya  herhangi  bir  bileşiğin , meydana  getirdiği  bazı  kısmi  elemanlarının  çıkartılması  yahut  yakılması  ile  elde  olunur .

             Mesela  yanmış  olan  kil , sünger  taşı (bims) , tüf  (tuff) , cüruf , alçı  gibi malzemelerden  muhtelif  izolasyon  malzemeleri  yapılmaktadır.

 

3. ISI  İZOLASYON  MALZEMELERİ>>

Teknikte  kullanılan  ısı  izolasyon  malzemeleri  (ısı  izolasyonu  malzeme  ile  yapılır);

             - Organik  asıllı

             - Anorganik  asıllı

             - Sentetik  asıllı

olmak  üzere  başlıca  üç  grupta  toplanabilir . Bazı  hallerde  organik  yapıda , anorganik bağla- yıcı  elemanlar  bulunabileceği  gibi , anorganik  yapıda  da  organik  bağlayıcı  elemanların  bu-lunması  mümkündür .(2)

           

3.1. İZOLASYON  MALZEMELERİNİN  FİZİKSEL  ÖZELLİKLERİ>>

> >

-Gözenekli  özgül  ağırlık>>

> >

İzolasyon  malzemelerinin  gözenekli  özgül  ağırlıkları  g = 10  ila  1000  kg/m3  arasında  değişmektedir. İzolasyon  malzemeleri  karakterleri  icabı  çok  sayıda  gözenek  ihtiva  ettiklerine  göre  sıkıştırmaya  bağlı  olarak  gözeneklerin  hacimlerinde  değişmeler  olur. Sıkıştırma  kuvveti  büyük  ise  demir, bakır, gibi  katı  hal  meydana  gelir  ki  özgül  ağırlık  mefhumundan  bu  katının  birim  hacminin  ağırlığı  anlaşılır. Gözenekli  yapıda  sıkıştırma  -basma-  kuvvetine  bağlı  olarak  hacim  ve  dolayısıyla  özgül  ağırlık  değiştiği  cihetle  gözenekli  özgül  ağırlık deyiminin  kullanılması  uygun  görülmüştür.(tablo 1)

> >

Tablo 1. muhtelif  özgül  ağırlıktaki  organik  ve  anorganik  asıllı  izolasyon  malzemelerinin  muhtelif  gözenekli  özgül  ağırlıklarda  hacimsel  olarak  ihtiva  ettikleri  gözenek  yüzdeleri>>

Gözenekli  özgül  hacim

Organik malzeme

1500   kg/m3

Anorganik malzeme               2600   kg


mkaya
mkaya
01 Haziran 2008

3.2. ORGANİK  ASILLI  ISI  İZOLASYON  MALZEMELERİ

           Lif , tane  ve  köpük  şeklinde  olabilirler .

             Lif  şeklindeki  organik  izolasyon  malzemeleri  pamuk , yün , ipek , jüt , saç , saman , tahta  tahta  kıymıkları , talaş  ve  turbdur .

             Tane  şeklinde  olanlar , mantar , turb , toz  halinde  talaştır .

             Köpük  şeklinde  olanlar  ise , sertleştirilmiş  suni  melamin  reçinesidir . Bağlayıcı  ele- man  olarak  genellikle  katran , asfalt , alçı , çimento , suni  reçine , reçine , kola  kullanılır .

             Anorganik  bağlama  elemanları, ısı  iletim  katsayısını  organik  bağlama  elemanlarına  nazaran  yükseltir . Asfalt , katran  ve  reçine  gibi  bağlayıcı  malzemeler  aynı  zamanda  rutubet  yönünden  muhafaza  malzemesi  olarak  da    görürler . Fakat  yanıcıdırlar  ve  150 – 250 °C  arasında  bağlayıcı  eleman  olarak  işlem  görürler.

             Organik  ısı  izolasyon  malzemelerine  kullanma  yerinin  özelliklerine  göre , keçe , kumaş , levha  gibi  muhtelif  şekiller  verilebilir.(2)

            

3.2.1. OLUKLU  MUKAVVALAR>>

          

  Tahta  kıymıklarından  mukavva  imalinde  yararlanılabilir . Bu  halde  bağlayıcı  elemana  ihtiyaç  yoktur . Asfalt  veya  lak  emdirilerek  rutubete  karşı  mukavemet  arttırılır . Oluklu  mu-kavvalar  hava  kanalları  teşkil  edecek  şekilde  monte  edilerek  ısı  iletim  katsayısı   k = 0,005  kcal/mh°C  değerine  kadar  düşürülür .Yoğuşan  suların    birikmeleri  tehlikesi  sebebiyle  soğut-ma  tesisleri  ile  ilgili  izolasyonlarda  tercih  edilmez. En  yüksek  80°C  sıcaklığa  kadar  kullanışlıdır .(2)

           

3.2.2. PAMUK  KEÇELERİ>>

            >>

 Pamuk  artıklarının  keçemsi  hale  getirilmesi  neticesinde  k = 0,06 kcal/mh°C  olacak  şekilde  g = 0,5  gr/cm3  özgül  ağırlığında  izolasyon  malzemesi  elde  olunur . Mahzurları  oluklu  mukavvaya  benzer . Levha  halindeki  keçe  düz  ve  eğik  satıhlar  ile  hava  akımına  mani  olu-nacak  yerlerde  tercih  edilirler.(2)

           

3.2.3. TAHTA  LİFLİ  HAFİF  YAPI  LEVHALARI

           

 Köknar  kıymıkları  eleklerde  ayrılarak  buhar  ile  yumşatılır  ve  bilare  lifli  yapı  haline  getirilir . Lifler  ile  su  ve  fenol  reçinesi  uygun  bir  oranda  karıştırılarak  merdaneler  arasından  geçirilip  belirli  kalınlıkta  levha  halinde  elde  olunurlar . Kalınlıkları  6  ila  13  mm  arasında  olup , -k-  ısı  iletim  katsayısı  ise  sıcaklık  ile  rutubete  bağlı  olarak  değişir    ve  aşağıdaki  tablo 6’de  verilen  verilen  değerleri  alır . Bugün  Avrupa’da  birçok  memlekette  mesela  İsviçre’de  Pavatex , İsveç’de  Treetex – Platten  isimleri  altında  piyasaya  sürülmekte  ve  binalarını    dekorasyonunda  çok  kullanılmaktadır.(2)

Ortalama  sıcaklık(°C)

> >

      0           

> >

    10

 

      20  

> >

     30

Ağırlıkça  %7,6  rutubet

 0,035

0,039

0,044

0,048

Kuru

0,031

mkaya
mkaya
01 Haziran 2008

-Çubuk  çekme  usulü

             

Bu  eski  bir  usuldür. Ortalama  3-4  cm  çapındaki  cam  çubuğun  bir  ucu  1200°C  er-gime  sıcaklığına  kadar  ısıtılır  ve  diğer  bir  cam  çubuk  bu  uca  yaklaştırılarak  çok  hızlı  ola-rak  çekilir.Aynı  prensibin  daha  geliştirilmiş  bir  hali  olarak  takriben  110  cm  uzunluğunda  ve  4  mm  çapındaki  50  ile  100  adet  cam  çubuk  10  mm  aralıkla  düşey  olarak  hareket  ettirile-rek  alt  uçları  bir  alev  veya  elektriki  ısıtıcı  ile  1200°C  ye  kadar  ısıtılır. Sıra  halindeki  cam  çubukların  tam  altında  1  metre  çapında  ve  1  metre  uzunluğunda  2500  d/d  hız  ile  dönen  tambur  bulunur. 0,85  m/h  hız  ile  düşey  hareket  eden  cam  çubukların  eriyen  uçlarından  tam-bur  üzerine  düşen  cam  damlaları  6-10 m  çapında  ince  lifler  halinde  tambur  üzerine  sarılır-lar. 100  çubuktan  1  saatte  0,8 - 2,5  kg  arasında  cam  yünü  elde  edilir.

             

 - Tambur  usulü>>

             

Bir  sonraki  kısımda  anlatılacak  meme  çekme  usulünün  ilk  tatbik  şeklidir.50  cm  uzunluğundaki  şamot  kaplı  bir  kabın  tabanında  1-2  mm  çapında  20  ila  40  tane  kadar  delik  bulunur. Kabın  içine  cam  kırıkları  doldurularak  gaz , yağ  veya  elektriki  olarak  1200°C  ye  kadar  ısıtılır. Kabın  dip  tarafında  eriyen  camın  viskozitesi  belirli  bir  değere  düşünce  delik-lerden  aşağıya  akmaya  başlar. Deliklerin  tam  altında  dönmekte  olan  tambura  sarılarak  takri-ben  15 m  çapında  cam  liflerinden  meydana  gelmiş  bir  tabaka  elde  edilir.

           

  -Meme  çekme  usulü

           

 Tambur  usulünde  kullanılan  şamot  kaplı  kap  yerine  takriben  1  litre  hacminde  meme  denilen  küçük  kaplar  kullanılır. Alt  kısımda  1-2  mm  çapında  platin  veya  platin – iridyumdan  meme  uçları  bulunur.

 İlk  defa  1919  yılında  kullanılan  bu  usule  göre  1430°C  ye  kadar  ısınan  cam  meme ucundan  alt  taraftaki  yatay  tambur  üzerine  akarak  100  m/s  hız  ile  çekilir  ve  5-6 m  çapında  cam  lifler  elde  edilir. 1  meme  ucundan  takriben  0,6-0,9  kg/h  cam  yünü  elde  edilir  ve  100  tane  meme  yanyana  bulunur. Bu  usule  göre , ortalama  % 95  üniform  kalınlıkta  cam  lifleri  elde  edilmektedir.

> >

-Meme  üfleme  usulü>>

> >

Meme  üfleme  usulü  eski  ve  yeni  usul  olmak  üzere  2  kısımdır. Bugün  kullanılmayan  eski  usule  parçalama  usulü  de  denilebilir. Eritme  kabından  erimiş  olarak  akan  cam  sadece  bir  taraftan  buhar  veya  nadiren  hava  üflemek  suretiyle  parçalanır  ve  parçalara  ayrılan  kıs-ımlar  aynı  zamanda  ince  lifler  haline  getirilir. Bu  sebeple  de , lifler  kısa  olmaktadır.

Yeni  usule  göre , meme  uçlarından  akan  camın  mekanik  bir  şekilde  çekilmesi  söz  konusu  değildir. Cam  liflerin  meydana  gelmesi  meme  uçlarından  akan  cama  buhar , hava  veya  gaz  üflenmesi  ile  olur  ve  bu  sebeple  de  pnömatik  çekme  usulü  de  denilebilir.

Buhar , hava  veya  gaz  meme  uçlarından  akan  cama  paralel  gönderilerek  oldukça  u-zun  ve  homogen  lifler  elde  edilir. Owens  Corning  Firması  tarafından  cam  yünü  için  gelişti-rilen  bu  usul  sonraları  taş  ve  cürüf  yünü  için  de  kullanılmaya  başlanmıştır.

Bu  usule  göre , 5 – 30  cm  uzunluğunda  6 – 10 m  çapında  lifler  elde  edilir. Bir  tek  memenin  verimi  saatte  1,5 – 2,5  kg  civarındadır. % 35  ila  40  arasında  tanecik  ihtiva  eder. Avrupa’da  imalat  1959  yılında . 22000  ton  iken  1965  yılında , 17800  tona  düşmüştür. Grünzweig – Hartmann  Firması  bu  usulü  taş  yünü  için  % 50 – 55 SiO2, % 30 – 35  CaO,        % 2,5 – 4  Na2O,  K2O  geliştirmiştir.

> >

-Savurma  usulü>>

> >

Gaz  veya  yağ  alevi  ile  ısıtılan  kabın  içine  konan  cam  kırıkları  1300°C  ye  kadar  ısı-tılır  ve  kabın  altındaki  delikten  3000 – 4000  d/d  hız  ile  dönen  seramik  bir  tabla  üzerine  erimiş  cam  dökülür. Merkezkaç  kuvvet  tesiriyle  seramik  tabla  üzerine  dökülen  erimiş  cam  küçük  bilyalar  halinde 



mkaya
mkaya
01 Haziran 2008

3.3.2. CÜRÜF  YÜNÜ

fficeffice" />> >

Cürüf  yünü  metalürji  sanayinin  bir  yan  ürünü  olup, sıvı  haldeki  cürufun  lif  haline  getirilmesi  ile  elde  olunur. Cam  yününe  nazaran  yapısı  homojen  olmayıp  çoğu  hallerde  kimyasal  bakımdan  nötr  değildir. En  yüksek  750°C  sıcaklığa  kadar  dayanıklı  olup,  özgül  ağırlıkları  1500  ila  350  kg/m3  arasında  değişir. Isı  iletim  katsayısı  da, özgül  hacme  ve  sıcaklığa  bağlı  olarak  değiştiği  için  100°C  sıcaklık  ve  g = 150  kg/m3  de  k=0,041 kcal/mh°C  değerinden  500°C  sıcaklık  ve  g = 350  kg/m3  de  k = 0,108  kcal/mh°C  değerine  kadar  deği-şir.Cürüf  yünü  çoğu  kez  mineral  yün  olarak  da  adlandırılıp  vana, flanş  ve  boru  izolasyon-larında  kullanılır. Cam  yününe  nazaran  daha  ucuz  olup, biraz  daha  yüksek  sıcaklığa  dayanık-lıdır.(2)

> >

3.3.3. ASBEST

> >

Kısa  olan  asbest  lifleri, anorganik  su  camı  potasyumlu  silikat  bağlayıcı  eleman  yardı-mıyla  püskürtme  izolasyon  yapılır. Tabanca  ile  ısı  izolasyonu  yapılacak  yüzeye  püskürtülen  asbest  lifleri  ile  yüzeyde  hiçbir  delik  kalmayacak  şekilde  istenilen  kalınlıkta  izolasyon  temin  edilir. Bu  sekilde  izolasyon  ses  izolasyonu  için  de  faydalı  olduğu  gibi  yangın  tehlikesine  karşı  da  tercih  olunur.(2)

> >

3.3.4. KİZELGUR

> >

Aslında  bitkisel  bir  yapı  olup, kuvarz  ihtiva  eder. Bitkisel  yapı  hayatiyetini  kaybedin-ce  çok  küçük  gözenekler  teşekkül  eder. Kirecimsi  hale  getirilmekle  ihtiva  ettiği  organik  kı-sımlar  kaybolur  ve  öğütülerek  arzu  edilen  incelikte  elde  olunur. Yanmaz  ve  yüksek  sıcaklık-larda  kullanılabilir. Kizelgur  sanayide  muhtelif  şekilde  tatbik  olunur.

> >

-Toz  halinde  kuru  kizelgur>>

> >

Ara  boşlukları  doldurma  yoluyla  ısı  izolasyonunda  faydalanılır. Özgül  ağırlığı  210  ila  315  kg/m3  arasında  değişip,  ögül  ağırlığa  göre  100 °C  sıcaklıkta  ısı  iletim  katsayısı  k=0,048   ila  0.052 kcal/mh°C  değerlerini  alır.  En  fazla  1000°C  sıcaklığa  kadar  kullanılabilir  ve  bu  sı-caklıkta  ısı  iletim  katsayısı  takriben  k = 0,135 kcal/mh°C  değerindedir.

> >

-Şekillendirilmiş   kizelgur>>

> >

Kizelgur  bağlayıcı  eleman  olarak  kil  veya  kalker  ilave  edilerek  yakılır  ve  çok  yük-sek  sıcaklıkta  ateşe  dayanıklı  kizelgur  taşı  elde  olunur. Özgül  ağırlığı  g = 300  ila  700  kg/m3>>

arasında  değişip  ısı  iletim  katsayısı  ise  100°C  sıcaklıkta  k = 0,069 kcal/mh°C  değerinden  1000°C  sıcaklıkta  k = 0,305 kcal/mh°C  değerine  kadar  yükselir.

Diatomit  cinsi  1000°C,  Diatomit  F  ateşe  dayanıklı  cinsi  ise  1500°C  ye  kadar  kulla-nışlıdır.  Tablo  8’te  özgül  ağırlık  ve  sıcaklık  değişimlerine  bağlı  olarak  ısı  iletim  kat-sayısının  aldığı  değerler  görülmektedir.(2)                                                                                                     

>>

3.3.5. MAGNEZYUM  KARBONAT

> >

Tabii  mağnezit  taşının  (MgO)  kireçlendirilmesi,  sonra  CO2  ve  su  ile  karıştırılması 

ile  elde  olunur. Yüksek  sıcaklıklarda  çatlaması  sebebiyle  ancak  270°C  sıcaklığa  kadar  uy-gundur.(2)

> >

 Tablo 8. Diatomit  kizelgur  taşının  muhtelif  özgül  ağırlık  ve  sıcaklıklarda  ısı  ile-tim  katsayısının  değişimi            >>

           

Adı

Özgül ağırlık

kg/m3>>

Isı  iletim  katsayısı  (kcal/mh

mkaya
mkaya
01 Haziran 2008

Hammmadde   fficeffice" />>>

Reaksiyon  çeşidi>>

Gözenek  şekli>>

Sertlik>>

Yol  –usul- >>

Tesis>>

Yapılış>>

ÜreFormaldehit

polikondenzasyon

açık

gevrek

karıştırma

sabit  veya  taşınabilir

devamlı

Fenol-Formaldehit

polikondensazyon

karışık

gevrek

fiziksel

sabit  veya  taşınabilir

devamı  tek  form

Polistrol

polimerizasyon

kapalı

elastik

fiziksel

sabit

tek form

Sert  Poliüretan

poliadisyon

karışık

gevrek

fiziksel, kimyasal

sabit  veya  taşınabilir

devamlı ,  tek  form

Yumuşak  Poliüretan

poliadisyon

açık 

yumuşak  elastik

fiziksel, kimyasal

sabit

devamlı

Sert  PVC

polimerizasyon

kapalı  veya açık

elastik

fiziksel, kimyasal

sabit

Tek  form

Yumuşak  PVC

polimerizasyon

kapalı  veya açık

Yumuşak  elastik

fiziksel, kimyasal

sabit

devamlı,  tek  form

> >

                           

3.4.1. POLİÜRETANLAR  (PUR)>>

> >

Rijit  ve  elastomer  olarak, ayrıca  bunların  köpükl





Cevap Yaz

Cevap yazabilmeniz için Giriş yapmanız gerekiyor.