Цементно-стружечная плита: применение, технические характеристики, размеры

Главная / Статьи / Цементно-стружечная плита

Цементно-стружечная плита (ЦСП) — это листовой строительный и отделочный материал, который изготавливается методом прессования цементно-стружечной смеси. Она широко используется в строительстве, а также во внутренней и внешней отделке. Основным нормативом является ГОСТ 26816-2016. Размеры и технические требования к продукции, изложенные в данном документе, соответствуют европейским стандартам EN 634-1:1995 (ч. 1) и EN 634-2:2007 (ч.2).

1. Состав и структура ЦСП
2. Характеристики
3. Технология производства
4. Преимущества цементно-стружечных плит
5. Применение ЦСП
6. Что необходимо учитывать при работе с ЦСП

Состав и структура ЦСП

По объему

• 66 % — деревянная стружка;
• 21 % — портландцемент М500;
• 10 % — вода;
• 3 % — гидратационные добавки и модификаторы.

ЦСП имеет 3–4 слоя. Для внутренних используются опилки бóльшей длины, для наружных — меньшей. Такая неоднородная структура придает материалу прочность и упругость и обеспечивает гладкую поверхность конечного изделия.

Характеристики

Размеры. Плиты выпускаются длиной 2700, 3200 и 3600 мм, шириной 1200 и 1250 мм. Толщина варьируется в пределах от 8 до 40 мм, с шагом 2 мм. Возможен выпуск ЦСП других размеров под индивидуальные требования заказчика.

Физико-механические параметры.

• Плотность — 1100–1400 кг/м³, что делает цементно-стружечные плиты самым тяжелым листовым материалом.
• Коэффициент теплопроводности — 0,26 Вт/(м·К). Температурное сопротивление (м2·°C/Вт) — 0,031–0,138 в зависимости от толщины плиты (чем толще плита, тем выше показатель).
• Предел прочности на растяжение — не менее 0,35–0,40 МПа, на изгиб — не менее 7–12,9 МПа в зависимости от типа и толщины ЦСП.
• Влажность в пределах 6–12 %, водопоглощение за сутки — не более 16 %.
• Морозостойкость — не менее 50 циклов.

Технология производства

Подготовка стружки. Для изготовления ЦСП может быть использована только вылежавшаяся сухая стружка. Она разделяется на две фракции: мелкую, которая идет на внешние слои, и более крупную (на внутренние). Просеянное сырье обрабатывают солями натрия, кальция или алюминия, чтобы заполнить капилляры древесины минералами и снизить таким образом ее способность к поглощению влаги. Помимо этого, обработка проводится с целью превращения растворимых сахаров древесины, в чистом виде меняющих время твердения цемента, в нерастворимые соединения. Стружку выдерживают в растворах солей не меньше суток.

Подготовка водного раствора. Обычная вода не может быть использована, т. к. даже после обработки гидратационными растворами в древесине могут оставаться сахара, вступающие в реакцию с водой и снижающие качество цементного камня. Поэтому в воду вводят те же соли, что используются для обработки стружки (силикат натрия, хлорид кальция, сульфат алюминия), в пропорциях, зависящих от степени предварительной обработки, породы древесины, качества воды и прочих факторов.

Приготовление рабочей смеси. Подготовленные стружки и опилки смешиваются с цементом и водным раствором в бетоносмесительных установках. При этом смешивание стружек различных фракций происходит отдельно, в разных БСУ.

Формование. Подготовленная цементно-стружечная смесь выкладывается в три слоя на поддоны, в процессе выкладки проводится взвешивание для определения точного количества (при необходимости смесь добавляют до нужного количества либо убирают излишки). Затем поддоны поступают на вибрационный стенд для уплотнения, удаления пузырьков воздуха из смеси и максимально полного заполнения формы. После уплотнения смесь подвергается прессованию до необходимой толщины.

Температурная обработка. Сжатые пакеты поддонов, в зависимости от технологии и оборудования, обрабатываю паром при температуре +80…+100 °С в течение 6–16 часов. Такие условия приводят к ускоренной гидратации и отверждению цементной смеси. Габариты плиты не изменяются.

Завершающая обработка. Плиты извлекаются из пресс-форм и отправляются на буферное складирование для последующего дозревания. Для этого ЦСП обдуваются горячим воздухом +70…+100 °С. Затем листы обрезаются по размерам, проходят шлифовку и сортировку.

Важно знать. Цементно-стружечные плиты выпускаются двух категорий: ЦСП-1 и ЦСП-2. Продукция первого вида отличается лучшими характеристиками: меньшим отклонением от размеров (±3,0 мм против ±5,0), бóльшим пределом прочности на изгиб (9,0–12,0 МПа против 7,0–9,0 МПа), меньшей шероховатостью (80 и 100 мкм) и т. п.

Преимущества цементно-стружечных плит

Экологическая безопасность. В производстве ЦСП используется безвредное сырье: портландцемент, древесная стружка, соли металлов. В процессе изготовления происходит полная минерализация компонентов, что делает невозможным выделение готовым изделием газов или пыли. Материал безопасен для человека и окружающей среды, в том числе при нагревании.

Пожарная безопасность. ЦСП не горит, не поддерживают и не распространяют горение, не выделяет токсичных дымов и паров. Это позволяет устанавливать цементно-стружечные плиты в помещениях с повышенными пожарными требованиями.

Надежность. ЦСП являются материалом, придающим каркасу жесткость, и могут применяется в многоэтажных зданиях и в сейсмоопасных районах (успешно прошли вневедомственную экспертизу и экспертизу ЦНИИСК).

Биостойкость. В процессе превращения цемента в бетон при изготовлении ЦСП в самой массе образуется гидроксид кальция — естественный антисептик. Благодаря этому в материале не образуется плесень, а его структура позволяет противостоять воздействию насекомых и грызунов.

Влагостойкость. Плиты не впитывают влагу и при монтаже снаружи дополнительно защищают здание от атмосферных явлений. Также это позволяет использовать ЦСП для отделки влажных помещений. Морозостойкость. Это свойство позволяет применять материал в серверных регионах — снижения прочности на изгиб после 50 циклов не превышает 10%.

Применение ЦСП

 

ЦСП используются в ходе строительства и реконструкции жилых домов, а также различных зданий и сооружений промышленного, гражданского или сельскохозяйственного назначения. Наиболее распространены следующие способы применения.

Возведение наружных и внутренних стен и перегородок. ЦСП, имеющие толщину 10–16 мм, используются для создания наружной и внутренней обшивки по металлической или деревянной обрешетке. В результате образуется жесткий каркас, использование которого допустимо в том числе в сейсмоопасных районах.

Устройство плоской кровли. ЦСП используется в качестве сборной стяжки под рулонное покрытие, в том числе в регионах с высокой снеговой нагрузкой. Это позволяет обеспечить ровную укладку рулонного покрытия, отсутствие мокрых процессов в дальнейшем. Применение ЦСП дает возможность организовать эксплуатируемую кровлю.

Устройство несъемной опалубки. Несъемная опалубка с элементами из ЦСП используется при устройстве фундаментов, возведении стен, мансардных стен и перекрытий в домах разной этажности.

Устройство «плавающего пола». Это пол из ЦСП, уложенный на звукоизоляционном слое, не имеющий жёстких связей с несущей частью перекрытия и другими конструкциями здания. Его основные преимущества — высокая скорость монтажа, повышение звукоизоляции, а также влаго- и биостойкость.

Устройство перекрытий. ЦСП толщиной 12–36 мм могут использоваться как в качестве чернового пола по лагам, профлисту, старому деревянному основанию и др., так и в качестве подстилающего или выравнивающего слоя и даже чистового пола (с последующим монтажом лицевого покрытия).

Облицовка при создании вентилируемых фасадов. Плиты толщиной 8–12 мм монтируются на деревянную или металлическую обрешетку, между ними и стеной укладываются теплоизоляционные материалы. Такое применение ЦСП позволяет повысить энергоэффективность как старых, так и новых зданий.

Интерьер. Помимо строительства и черновой отделки, ЦСП используются и в чистовой, в частности, для создания интерьеров в стиле лофт или хай-тек. Их применение позволяет значительно сократить сроки обустройства помещения. Древесная основа плит позволяет забивать в поверхности гвозди, вкручивать саморезы, размещать на стенах, отделанных ЦСП, предметы интерьера. Плиты могут использоваться в том числе во влажных помещениях.

Что необходимо учитывать при работе с ЦСП

Следует уяснить, что цементно-стружечная плита сильно отличается от других древесно-композитных материалов, таких как ДСП или ДВП. Процентное содержание стружки в ЦСП не превышает 25 %, поэтому материал по своим физическим свойствам и эксплуатационным характеристикам ближе к бетонным изделиям, чем к дереву.

Большой вес. Это означает, что при работе с цементно-стружечной плитой требуется не меньше двух человек, так как для одного это будет очень затруднительно. Кроме того, использование ЦСП, например, для облицовки фасада, ведет к значительному утяжелению конструкции. Поэтому перед началом облицовочных работ следует обязательно выяснить максимальную нагрузку, на которую рассчитаны несущие стены, перекрытия и фундамент дома.

Хрупкость. Плиты требуют более аккуратного и бережного отношения, чем ДВП- и ДСП-панели. Например, их переноска должна осуществляться только в вертикальном положении, перпендикулярно к земле, а в горизонтальном следует хранить.

Резка. При раскрое ЦСП выделяется много цементной пыли, поэтому все работы следует осуществлять на открытом воздухе или в помещении с хорошим естественным воздухообменом либо вытяжной вентиляцией. При резке необходимо использовать средства индивидуальной защиты, как минимум респиратор.

Инструменты. ЦСП — это больше цемент, чем древесина, поскольку значительно превосходит ее по прочности. Однако для ее обработки используется практически аналогичный инструмент, однако его режущие поверхности должны быть выполнены из твердого сплава. ЦСП режется, фрезеруется, шлифуется и сверлится.

Крепеж. Для монтажа ЦСП используются гвозди или саморезы. Для последних предварительно рассверливаются отверстия несколько большего диаметра, чем крепеж. Это делается, чтобы предотвратить вкручивание в плиту вплотную и снизить вероятность сколов или трещин. Все виды соединительных элементов должны обладать антикоррозийной поверхностью. Оцинкованное покрытие предотвращает коррозию, тем самым окрашенная поверхность ЦСП защищена от проявления ржавчины.

Важно. Хрупкость ЦСП и низкая прочность на изгиб предъявляют высокие требования к основанию: оно должно быть ровным, без перепада высот.

Технические характеристики цементно-стружечных плит, цена и применение листов ЦСП в Москве

Номенклатура ЦСП ТАМАК

Размеры, мм			Вес 1 листа*, кг	Площадь листа, м2	Объём листа, м3	Кол-во листов в 1 м3	Вес 1 м3, кг
длина	ширина	толщина
2700	1250	8	36,45	3,375	0,0270	37,04	1300-1400
		10	45,56		0,0338	29,63
		12	54,68		0,0405	24,69
		16	72,90		0,0540	18,52
		20	91,13		0,0675	14,81
		24	109,35		0,0810	12,53
		36	164,03		0,1215	8,23
3200	1250	8	43,20	4,000	0,0320	31,25	1300-1400
		10	54,00		0,0400	25,00
		12	64,80		0,0480	20,83
		16	86,40		0,0640	15,63
		20	108,00		0,0800	12,50
		24	129,60		0,0960	10,42
		36	194,40		0,1440	6,94

* рассчитано для плотности 1350 кг/м3

Физико-механические свойства ЦСП ТАМАК

Наименование показателя, ед. измерения	Величина показателя
1. Плотность, кг/м3	1100 — 1400
2. Влажность, %	9 ± 3
3. Разбухание по толщине за 24 ч, %, не более	1,5
4. Водопоглощение за 24 ч, %, не более	16
5. Прочность при изгибе, МПа, не менее   для толщины до 12 мм для толщины от 12 до 19 мм для толщины более 19 мм
6. Прочность при растяжении (перпендикулярно пласти плиты), МПа, не менее	0,5
7. Модуль упругости при изгибе, МПа, не менее	4500
8. Ударная вязкость, Дж/м2	1800
9. Группа горючести	Г1
10. Морозостойкость (снижение прочности при изгибе после 50 циклов), %, не более	10
11. Шероховатость Rz по ГОСТ 7016-82, мм, не более для плит:   нешлифованных шлифованных
12. Предельные отклонения по толщине, мм, не более для плит:   шлифованных   нешлифованных толщиной: 10 мм   12 ÷ 16 мм   24 мм   36 мм	± 0,3   ± 0,6   ± 0,8   ± 1,0   ± 1,4
13. Предельные отклонения по длине и ширине плит, мм:	± 3
14. Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К):	0,26
15. Коэффициент линейного расширения, мм/(п.м.·°C) или град-1 ·10-6:	0,0235 или 23,5
16. Коэффициент паропроницаемости, мг/(м·ч·Па):	0,03

Справочные показатели физико-механических свойств ЦСП ТАМАК

№	Наименование показателя, ед. измерения	Значение для плит ЦСП-1	ГОСТ
1	Модуль упругости при изгибе, МПа, не менее	4500	ГОСТ 10635-88
2	Твёрдость, МПа	46-65	ГОСТ 11843-76
3	Ударная вязкость, Дж/м2, не менее	1800	ГОСТ 11843-76
4	Удельное сопротивление выдёргиванию шурупов из пластин, Н/м	4-7	ГОСТ 10637-78
5	Удельная теплоёмкость, кДж/(кг·K)	1,15	—
6	Класс биостойкости	4	ГОСТ 17612-89
8	Снижение прочности при изгибе (после 20 циклов температурно-влажностных воздействий), %, не более	30	—
9	Разбухание по толщине (после 20 циклов температурно-влажностных воздействий), %, не более	5	—
10	Горючесть	Группа слабогорючих Г1	ГОСТ 30244-94
11	Морозостойкость (снижение прочности при изгибе после 50 циклов), %, не более	10	ГОСТ 8747-88

Таблица нагрузки на ЦСП Тамак «Сосредоточенная нагрузка — однопролётная балка»

Пролёт, мм	Нагрузка, кН
	Толщина 8 мм	Толщина 10 мм	Толщина 12 мм	Толщина 16 мм	Толщина 20 мм	Толщина 24 мм
200	0,279	0,416	0,572	0,956	1,489	1,997
250	0,223	0,333	0,457	0,765	1,191	1,597
300	0,186	0,278	0,381	0,637	0,993	1,331
350	0,159	0,238	0,327	0,546	0,851	1,141
400	0,139	0,208	0,286	0,478	0,744	0,998
450	0,124	0,185	0,254	0,425	0,662	0,887
500	0,111	0,167	0,229	0,382	0,596	0,799
550	0,101	0,151	0,208	0,348	0,541	0,726
600	0,093	0,139	0,191	0,319	0,496	0,666

Теплотехнические свойства

ЦСП, благодаря органическому соединению древесины и цемента, представляют собой однородный монолитный материал без воздушных вкраплений, что обеспечивает высокую теплопроводность. Поэтому наибольшее применение ЦСП находят в конструкциях, где требуется сочетание высокой прочности и низкого температурного сопротивления материала. Теплотехнические свойства ЦСП оцениваются с помощью коэффициента теплопроводности, который является важнейшим теплотехническим показателем строительных материалов.

Зависимость коэффициента теплопроводности от толщины плиты

Толщина плит, мм	Теплопроводность, Вт/м·°C	Температурное сопротивление, м2·°C/Вт
8	0,26	0,031
10		0,035
12		0,046
16		0,062
20		0,077
24		0,092
36		0,138

Звукоизоляция

Индекс изоляции воздушного шума

ЦСП ТАМАК 10 мм	RW=30 дБ
ЦСП ТАМАК 12 мм	RW=31 дБ

Индекс изоляции ударного шума

Цементно-стружечные плиты толщиной 20 и 24 мм, уложенные непосредственно на железобетонное несущее перекрытие измерительной камеры НИИСФ РААСН, обеспечивают улучшение изоляции ударного шума на 16-17 дБ соответственно.

При укладывании цементно-стружечных плит толщиной 20 и 24 мм не непосредственно на железобетонную плиту перекрытия, а на промежуточный слой упруго мягкого материала происходит дополнительно улучшение изоляции ударного шума, составляющее 9-10 дБ.

Удельное сопротивление выдёргиванию шурупов

№	Наименование шурупа, DxL, мм	Диаметр отверстия под шуруп, мм	Среднее удельное сопротивление из 5 испытаний, Н/мм	Разброс удельного сопротивления, Н/мм
1	5,5 х 30	3,0	122	118 ÷ 137
2	5,0 х 30	3,0	85	68 ÷ 103
3	4,5 х 30	3,0	93	80 ÷ 108
4	4,0 х 30 (L резьбы 20 мм)	2,5	110	88 ÷ 147
5	4,0 х 30 (L резьбы полная)	2,5	114	103 ÷ 124
6	3,5 х 30	2,5	104	87 ÷ 116
			ср. 105

 

Цементно стружечная плита (ЦСП) и ее технические характеристики

ЦСП плиты активно применяют при строительстве, ремонте и отделочных работах. В состав цементно-стружечных плит входят прессованные древесные стружки, цементный вяжущий и минеральные добавки. Стружки обычно берут из хвойных и лиственных пород неделовой древесины. Цементно-стружечная плита (ЦСП) технические характеристики, которой находятся на высоком уровне, чаще всего используется в каркасном строительстве.

Основные технические характеристики ЦСП

• прочность 7-9 МПа
• модуль упругости 3000мПа
• коэффициент теплопроводности 0,26Вт/мк
• класс возгораемости по Д 4102 А2-В1
• морозостойкость не более 10%
• класс биостойкости 4

ЦСП плиты имеют не только положительные технические характеристики, но и высокие эксплуатационные свойства. От плотности зависит и прочность плит, плотная структура определяет тепло и звукоизоляционные свойства материала, низкую теплопроводность и высокий уровень звукоизоляции. Также этими свойствами может похвастаться и фиброцементная плита характеристики, которой идентичны характеристикам ЦСП. Цементно-стружечная плита и фиброцементная плита не пропускает воздух, а звуковые сигналы гасятся из-за многослойности внутренней структуры. Чтоб увеличить звуко и термоизолирующие свойства плиты, её необходимо комбинировать с минеральным утеплителем.

Цена ЦСП может варьироваться в зависимости от технических характеристик используемого материала, но при этом качество готовой плиты останется неизменным. Плиты трудновоспламеняющиеся и нетоксичны, что позволяет их использовать в зданиях с повышенной пожаробезопасностью.

Технические характеристики ЦСП позволяют использовать их при обустройстве кровли и фасада. Так как плиты стабилизируют влажность и устойчивы к воздействию микроорганизмов, то эксплуатационные свойства даже со временем остаются постоянными.

Цементно-стружечная плита (ЦСП) технические характеристики, которой довольно высоки, обладает и главным качеством современных строительных материалов – высокой теплопроводностью. Благодаря соединению цемента и древесины, плиты являются монолитным материалом без воздушных вкраплений, что способствует отличной теплопроводности. Именно поэтому больше всего цементно-стружечные плиты применяют в конструкциях, где нужна высокая прочность и низкое температурное сопротивление материала.

Плита ЦСП: характеристики, применение, размеры, вес

Листовые строительные материалы используются во многих видах строительных работ, которые принято называть «сухими». Один из таких материалов — плита ЦСП. Это прочный материал, который можно использовать при строительстве каркасных домов и хозпостроек, для внутренних и наружных отделочных работ. 

Содержание статьи

Что такое плита ЦСП

Цементно-стружечная плита (ЦСП) — листвой строительный материал, который делают из высококачественного цемента (портландцемент), смешанного с тонкой длинной древесной щепой (по ГОСТу 26816 толщина щепы 0,2-0,3 мм, длина от 10 мм до 30 мм). В состав добавляют сульфат алюминия и жидкое стекло. При замесе добавляется вода (около 8% от общей массы). Полученная субстанция формуется в виде плит, прессуется.

Плита ЦСП — листовой строительный материал для внутренних и наружных работ

Некоторые производители плиты ЦСП делают из нескольких слоев. Они отдельно замешивают составы с более мелкой и более крупной щепой. Смесь с крупной щепой используется для внутренних слоев, придает большую прочность. Из состава с более мелкой щепой формируются наружные слои, что делает ее поверхность более гладкой. Сложенный «пирог» поступает в пресс, в результате формируется монолитная плита ЦСП с улучшенными характеристиками.

Это плиты ЦСП для наружной отделки фасадов

Стоит также сказать, что есть шлифованные и нешлифованные плиты ЦСП. Шлифованные можно использовать для внутренней или наружной отделки в тех работах, после которых сразу могут следовать отделочные работы. Также есть отделочные плиты ЦСП, на одной из поверхностей которой сформирован отделочный слой в виде каменной или кирпичной кладки, декоративной штукатурки и т.д.

Область применения

ЦСП, в основном, используют в технологиях «сухого» монтажа. Они хороши при строительстве каркасных домов, так как не выделяют вредных веществ, имеют высокую прочность, малогорючи, во время пожара выделяют малое количество дыма, не распространяют огонь. Имея высокую механическую прочность, они повышают жесткость каркасных конструкций. Все это делает каркасные дома, обшитые ЦСП, более безопасными и надежными.

Цементно-стружечные плиты используются для строительства, отделки

Объекты для использования ЦСП

Листовой ЦСП может применяться при строительстве следующих объектов:

• Каркасные жилые дома до 3-х этажей включительно.
• Промышленные, офисные здания.
• Гостиничные комплексы.
• Детские сады, школы.
• Лечебные учреждения.
• Спортивные залы.
• Склады, ангары.

Недостаток: плита ЦСП имеет значительную массу (в несколько раз тяжелее ОСБ), что повышает требования к фундаменту. Солидный вес также становится проблемой при подъеме на второй этаж — нужны помощники и леса или подъемная техника (хотя бы лебедка). Еще один недостаток ЦСП — низкая стойкость к изгибающим нагрузкам. Этим и ограничивается область их применения — они кладутся на основание, в местах с малой изгибающей нагрузкой или должны монтироваться вертикально.

С использованием ЦСП строят каркасные дома

Стойкость к атмосферным воздействиям и повышенной влажности, грибкам и бактериальным поражениям, позволяет использовать цементно-стружечные листы при строительстве хозпостроек: сараев, уличных туалетов, гаражей погребов.

Для отделочных наружных и внутренних работ

Еще одна область применения цементно стружечных плит — выравнивание пола, стен. По сравнению с другими материалами плита ЦСП имеет лучшие звукоизоляционные характеристики, не подвержена воздействию грибков, хорошо переносит климатические влияния. Поэтому часто используются при создании вентилируемых фасадов.

Примеры использования ЦСП в строительстве и отделке частных домов

Для внутренней отделки плиты ЦСП могут использоваться для следующих работ:

• Звукоизолированные и огнестойкие перегородки и стены.
• Внутренняя облицовка помещений любого назначения (жилых и нежилых, в том числе с повышенной влажностью).
• Подоконники.
• Черновой пол.
• Потолки.

Положительный момент в том, что есть цементно-стружечные плиты шлифованные и нешлифованные. Шлифованные имеют абсолютно гладкую поверхность. При их использовании можно только заделать швы и затем красить, клеить обои, использовать другие способы отделки.

Характеристики и свойства

Плита ЦСП — относительно новый материал, пока не слишком широко используемый в частном строительстве. Все потому что не все представляют как он себя ведет в долгосрочной перспективе. Чтобы понять, хорош он или нет для ваших целей, необходимо знать обо всех свойствах.

Плотность и масса

Плотность ЦСП 1100-1400 кг/м³. Высокая плотность придает каркасным конструкциям повышенный уровень жесткости. Если используется этот материал для внутренних отделочных работ, такие стены имеют достаточную несущую способность, чтобы удержать полки, шкафчики и другие достаточно тяжелые предметы.

Удельное сопротивление выдергиванию саморезов из плиты ЦСП

Материал достаточно плотный и тяжелый. Один лист высотой 2700 мм — в зависимости от толщины — весит от 37 кг и до 164 кг. Это делает неудобной обшивку второго этажа и выше. Это можно считать недостатком.

Тепловое и влажностное расширение

Для строительства еще важна такая характеристика, как линейное расширение при изменениях влажности и температуры. Для плиты ЦСП оно присутствует, но является небольшим. При расположении плит одна возле другой, между ними рекомендовано оставлять зазор в 2-3 мм. При установке второго ряда (по высоте) рекомендованный зазор — 8-10 мм.

• Нормальная влажность при продаже — 9% (±3%).
• Невысокое водопоглощение позволяет использовать этот тип материала для наружной отделки, для обшивки стен в помещении с повышенной влажностью. При нахождении в воде в течение 24 часов предел увеличения толщины — не более 1,5%. То есть, при намокании они почти не меняют размеры.

Что еще стоит знать: при погружении в воду размеры меняются незначительно — 2% по толщине и 3% по длине. Если материал сделан согласно технологии, то даже при длительном нахождении на улице под открытым небом, он годами не меняется.

Прочностные показатели и особенности монтажа

Цементно-стружечные плиты плохо переносят изгибающие деформации, но имеют очень высокую прочность при продольных нагрузках. Потому их используют для монтажа на вертикальные поверхности. Класть их на лаги производители не рекомендуют, а вот при укладке на черновой пол или черновую стяжку материал ведет себя стабильно. Так как плита ЦСП не боится попадания воды, ее можно укладывать на пол в помещениях с повышенной влажностью.

Модуль упругости:

• при сжатии и изгибе 2500 МПа;
• на растяжение — 3000 МПа;
• при сдвиге — 1200 МПа.

Если ЦСП Монтируется на каркас, необходима обрешетка с шагом не менее 60 см. При монтаже крепеж устанавливается с шагом 20 см. Саморезы ставим не только по периметру, но и по промежуточным рекам обрешетки. В этом случае на плиту ЦСП можно клеить плитку (грунтовка, после ее высыхания — не клеевой состав можно укладывать плитку).

Пожароопасность и морозостойкость

Плита ЦСП относится к трудносгораемым материалам, по поверхности огонь не распространяется, при сгорании токсичные или вредные газы не выделяются. Предел огнестойкости (способность сдерживать огонь) — 50 мин. Это значит, что материал разрушится после 50 минут нахождения в огне.

Высокая морозостойкость — снижение прочности после 50 циклов заморозки/разморозки не более 10%, что позволяет использовать материал для строительства домов даже в условиях Крайнего Севера. Срок эксплуатации этого материала на улице — 50 лет.

Сравнение ЦСП и ОСБ по горючести

Именно эти свойства делают ЦСП более предпочтительным материалом в каркасном домостроении. Строение получается более надежным с точки зрения пожарной безопасности.

Звукоизолирующие своства

Плита ЦСП имеет неплохие звукоизоляционные характеристики и может использоваться при обшивке наружных или внутренних стен:

• снижение уровня воздушных шумов для плиты толщиной 10 мм — порядка 30 дБ, для 12 мм — 31 дБ;
• снижение уровня ударных шумов при плитах, уложенных на железобетонное перекрытие — при толщине 20 мм составляет 16 дБ, при толщине 24 мм — 17 дБ;

При использовании дополнительных промежуточных слоев ударные шумы становятся тише еще на 9-10 дБ. То есть, каркасные стены, обшитые плитами ЦСП, задерживают достаточное количества звуков чтобы дом был тихим.

Лучшая комбинация — сочетание цементно-стружечной плиты и минеральной ваты. Минеральная вата также служит в качестве утеплителя, так как из-за однородности ЦСП имеет небольшое тепловое сопротивление (не является теплоизоляционным материалом).

Эксплуатационные характеристики

Плитам ЦСП присуща высокая паропроницаемость — 0,03 — 0,23 мг/(м·ч·Па). Это примерно на том же уровне, что и у натуральной древесины. При правильном подборе пирога обшивки стен, в помещениях влажность будет регулироваться естественным путем.

Кроме того, плита ЦСП имеет высокую устойчивость к гниению. Происходит это за счет естественного процесса образования гидроксида кальция, который образуется при превращении цемента в бетон и защелачивает материал так, что он становится неблагоприятной средой для обитания грибков, насекомых и гнилостных бактерий.

Размеры и масса

При закупке материалов для строительных и отделочных работ важны такие характеристики как размеры и масса материала. Листы ЦСП выпускаются двух размеров: при ширине 1250 мм длина может быть 2700 или 3200 мм. При этом толщина плит ЦСП может быть 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36 мм.

Плита ЦСП: область применения в зависимости от толщины

Понятное дело, чем толще плита, тем больше ее масса. Примерные значения массы приведены в таблице (у разных производителей могут быть отклонения как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения массы).

Вес цементно-стружечных плит в зависимости от размеров и толщины

Еще могут понадобиться такие параметры:

• площадь одного листа:
  • 1250*2700 — 3,375 м²;
  • 1250*3200 — 4,0 м²;
• вес кубометра ЦСП — 1300-1400 кг.

Лист ЦСП представляет собой однородный монолитный материал без воздушных вкраплений, что объясняет высокую теплопроводность материала. Это надо учитывать при разработке пирога утепления. Материал хорошо клеится с древесиной, полимерами и металлом, так что при строительных работах он удобен.

Способы крепления

Плита ЦСП может крепиться при помощи гвоздей или саморезов. При монтаже на каркас, плиты должны монтироваться строго вертикально.

Область применения цементно-стружечных плит в частном строительстве

Для крепления цементно-стружечных плит можно использовать:

• Оцинкованные винтовые гвозди диаметром от 2,5 мм. Длина подбирается в зависимости от толщины листа и всего пирога. Ущемленная часть гвоздя должна быть не менее двойной толщины плиты, но не менее 10 диаметров гвоздя.
• Шуруп и саморезы с предварительным засверливанием отверстий под головки. Длина выбирается по тому же принципу.

При монтаже плит ЦСП необходимо строго следить за количеством и порядком установки крепежа: материал имеет большую массу, так что крепеж надо устанавливать не менее рекомендованных величин. Расстояние между гвоздями или саморезами зависит от толщины плиты и указано в таблице.

Как и с какой частотой устанавливать крепеж при монтаже ЦСП

Каждый лист цементно-стружечной плиты фиксируется по периметру, отступив определенное расстояние от кромки листа. Частота установки вдоль длинной и короткой стороны листа одинаковая, но зависит от толщины материала. Кроме того есть еще промежуточное крепление — посередине высоты. Тут частота установки саморезов или гвоздей в два раза реже чем по периметру.

Методы обработки и отделки

Несмотря на то что цементно стружечная плита намного прочнее ДСП, обрабатывается она теми же инструментами: фрезером, пилой, электролобзиком. Разница в том, что использовать надо более прочные пилки.

Для сверления рекомендуется использование сверла с твердым наконечником. Использовать можно как ручную, так и электрическую дрель. Шлифовать этот материал не рекомендуется, так как при этой работе снимается верхний слой, что увеличивает водопоглощение. Но при стыковке иногда возникает необходимость выравнивания высоты. В этом случае можно использовать шлифовальные машины любого типа. Рекомендуемое зерно наждачной бумаги — №16-25.

Швы при монтаже плит ЦСП

Обратите внимание, что для того чтобы швы между плитами не трескались, при внутренней отделе шов должен быть не менее 4 мм, при наружной — не менее 8 мм. Расстояние большое, может закрываться специальными рейками (обычно используется при наружной отделке) или при помощи эластичной ленты или герметика.

В качестве финишной отделки плита ЦСП может быть покрашена или покрыта штукатуркой. При наружной отделке стыки между плитами часто просто прокрашивают, оставляя их незаделанными. Еще вариант — использование алюминиевой профильной накладки, которая подчеркивает швы. Также можно закрыть шов нащельной рейкой.

Как заделать шов между плитами ЦСП при наружной или внутренней отделке

Для внутренней отделки шов заполняют герметиком, который после высыхания сохраняет эластичность. После этого можно штукатурить. Второй вариант — прокладка специального эластичного шнура, поверх которого снова-таки наносится эластичная штукатурка.

ЦСП – технические характеристики, применение

Перед тем как ознакомиться с характеристиками и способами применения данного материала, напомним: ЦСП – цементно-стружечные плиты, отличающиеся особой экологичностью. Эти плиты лучше всего подойдут для создания безопасного для здоровья человека дома. Цементно-стружечные плиты обладает целым ассортиментом достоинств: негорючие, экологически чистые, а также его относят к группам стройматериалов, применяемых в технологиях так называемого «сухого монтажа».

Внешне ЦСП представляют собой идеально гладкие плиты, вписывающиеся в любой интерьер и дизайн.

Изготовление цементно-стружечные плиты

ЦСП делают из проверенного временем сырья — из древесной стружки и цемента, к которым добавляют определенную долю химических модификаторов, минерализующих древесную стружку. Именно минерализация древесной стружки делает их устойчиво к гниению и эрозии. Минерализация трансформирует стружку в состояние, в котором она способна сопротивляться погодным условиям, химикатам, насекомым, огня, грибкам, грызунам, гнили и влаге.
В их состав входят:

1. Тонкие листы стружки хвойных пород — 24%.
2. Портландцемент – 65%.
3. Химические вещества, связывающие эти два компонента – 4%.
4. Вода – 9%.

Все эти вещества смешиваются вместе, а затем спрессовываются.

В химических добавках и заключён главный секрет универсальности ЦСП. Они снижают вредное воздействие цемента на древесину и придают этому материалу массу достоинств, превращая стружку в особый минерал.

Преимущества ЦСП

Плюсов у таких плит достаточно для того, чтобы выбрать её для отделки помещений:

• Экологичность. Основу плит составляют натуральные материалы, а химический состав не выделяет веществ, ядовитых или опасных для человека в процессе эксплуатации.
• Небывалая прочность. ЦСП идеально подходит как для отделки пола, так и для отделки потолка.
• Влагостойкость. Она равна влагостойкости каменных материалов. Поэтому плиты можно применять в помещениях и низкой, и высокой влажности.
• Морозостойкость. При частой разморозке и заморозке не меняет своей формы и размера.
• Режется, как OSB плиты.
• Звукоизоляция. Идеально подойдут для отделки стен в тех местах, где слишком шумно. Эффективно гасят посторонние звуки.
• Огнеупорный. Плиты стойко переносят высокие температуры.
• Устойчивость к грибкам, плесени и гниению.
• Грызуны и насекомые равнодушны к этому материалу, так что от них плиты не пострадают.
• Сочетаются с большинством отделочных материалов.
• Низкая стоимость.

При таком солидном перечне достоинств, ЦСП имеет хоть и малочисленные, но существенные недостатки.

Минусы ЦСП

К недостаткам плит можно отнести:

• Большой вес. Такую плиту тяжело транспортировать на верхние этажи и кровлю. Вес средней плиты колеблется от 73 до 85 килограмм.
• Если положить листы на неровную поверхность, то они могут треснуть, как каменные листы. Если хотите этого избежать, то убедитесь, что пол, стены, потолки идеально ровные.
• Низкая прочность на изгиб. Такой материал не подходит для строительства арок или сооружений, имеющих изогнутые линии.

Технические параметры

Размерный ряд цементно-стружечных плит включает в себя плиты:

• Длиной от 2,7 до 3,2 метра. Обычно закупаются 3-х метровые плиты.
• Шириной 1,25 метра.
• Толщиной от 8 до 36 миллиметров. Чаще всего использую плиты 10, 16 и 20 миллиметров.

Толщина и длина влияют на вес плиты. С увеличением толщины, увеличивается значение веса плиты. Например, 8-миллиметровая плита имеет вес 36,45 килограмм, а 36-миллиметровая – 194,4 килограмма.

 Другие технические показатели следующие:

• Плотность от 1100 до 1400 кг/м³. Она зависит от уровня влажности.
• Прочность – на изгиб 9-12 Мпа, на растяжение – 0,4 Мпа. Вот почему ЦСП не годятся для строений с изогнутой формой. Но цементно-стружечные плиты прекрасно подвержены продольной деформации.
• Стандартная влажность – 9%.
• Паропроницаемость — 0,03 мг/(м·ч·Па). То есть пористый материал этих плит «дышит», что можно отнести к достоинствам ЦСП.
• Теплопроводность — 0,26 Вт/(м·К). Она гораздо выше, чем у кирпича или бетона.

Теперь рассмотрим, где применяют плиты с данных перечнем свойств.

Виды ЦСП и их применение

Важно помнить, что существует два вида цементно-стружечных плит. Это гладкие и шероховатые плиты.

Гладкие — хороши для внутренней отделки комнат. На них хорошо держатся обои, ложится акриловая краска, укладывается плитка, линолеум, ламинат, ковролин. Используя их, можно создать идеально ровное помещение, напольное покрытие. Они подходят для облицовки ванных комнат, так как обычно пропитаны веществом, защищающим от влаги.

Шероховатые – идеальны для внешней облицовки зданий. С их помощью легко выровнять стены, создать кровельный пирог, опалубки. Из них изготавливают сэндвич-панели, которые могут служить для создания тропинок и дорожек.

Также из ЦСП можно возводить заборы, сооружать мебель, поддоны и крупные складские конструкции.

Применение ЦСП во внутренней отделке сооружений

Благодаря таким качествам, как огнестойкость (может противостоять пламени в течение 50 минут), влагостойкость и удобство в работе (легко режется, хорошо вбиваются гвозди и вкручиваются саморезы) ЦСП – отлично подходит для внутренней отделки зданий. Из них получаются отличная черновая обшивка для стен или каркаса, межкомнатные перегородки, изолирующие звук. Но ЦСП обычно скупают для отделки пола. Остановимся на этом процессе подробней:

1. Сначала нужно уравнять и проверить поверхность, которую собираетесь покрывать ЦСП. Все неровности необходимо устранить – зашпаклевать или заделать цементным раствором, если опора бетонная. Если земляная (делается на первом этаже дома), то необходимо создать насыпную подушку из песчано-гравийной смеси толщиной около 20 см.
2. На опорные кирпичные столбы укладывают гидро- и звукоизоляцию.
3. Сверху укладываются лаги (деревянные бруски 5 * 8 см) на расстоянии друг от друга от 0,5 до 1 метра.
4. На них монтируется тонкие ЦСП.
5. Поверх тонких плит прокладывают гидроизоляцию и утеплитель. Этот слой лучше сделать уже лаги на 2-3 сантиметра, чтобы создать вентиляционный зазор.
6. Затем покрывают ЦСП, закрепляя их саморезами с потайными головками. Толщина плиты должна быть не более 20 миллиметров, если вы делаете пол для жилых помещений. Для складских – подойдут плиты толщиной 24-36 миллиметров.

Таким образом, вы получите тёплый и прочный пол, который прослужит вам не один десяток лет. Но ЦСП можно применять не только внутри, но и снаружи дома.

Применение ЦСП для внешней отделки сооружений

Листы ЦСП невероятно удобны для внешней отделки строений. Они морозостойкие, сохраняют тепло и не повреждаются при взаимодействии с влагой. И можно использовать плиты абсолютно любой толщины. Кроме того, их легко покрасить или покрыть штукатуркой. Однако поверхность плит в этом не нуждается.

Обычно на стены набивают маяки, поверх которых просто укладывают цементно-стружечные плиты. 
Для заделки стыков применение шпатлевки недопустимо. Лучше для этих целей использовать герметик. Он не трескается и подстраивается под действие атмосферных осадков.

Интересно смотрятся дома, стены которых облицованы ЦСП под кирпич. Сейчас существует и другая декоративная отделка этих плит. Выглядит такой дом великолепно, а затрат трудовых и финансовых ресурсов потребует минимальных.

ЦСП также используют для создания опаблуки много— или одноразового пользования. Такие плиты не дают влаге проникать в дом, что предотвращает появление сырости благодаря хорошей влагостойкости. 

Как было сказано выше, из цементно-отделочных плит изготавливают сэндвич-панели. Они обладают высокой жёсткостью, что позволяет улучшить жёсткость конструкции в целом. Из них можно в короткие сроки собрать дом с хорошей теплоизоляцией. Трудности могут возникать лишь из-за огромного веса таких плит. Имея толщину 36 миллиметров, они весят 400 килограмм.

Так что же можно построить из цементно-стружечных плит?

• контейнер для компоста;
• ограждения;
• жилые сборные дома;
• потолка;
• туалеты;
• столешницы;
• сэндвич-панели несъемную опалубку в монолитных зданиях;
• пол;
• подоконники;
• теплый пол;
• погреба;
• перегородки пожаробезопасные и звукоизоляционные;
• короба вентиляции;
• собачьи будки;
• строительные блоки;
• дорожки;
• двери;
• ангары.

Проанализировав написанное выше, можно с полной уверенностью сказать, что цементно-стружечные плиты — это экономический перспективный материал, совокупными свойствами которого ни один материал на современном строительном рынке не обладает.

 В магазине «Ремонстр» вы сможете приобрести данный листовой материал по выгодной цене и на выгодных условиях.

Цсп технические характеристики, размеры и вес

Высокие эксплуатационные и технические параметры ЦСП (цементно-стружечная плита): ее габариты, вес, себестоимость и другие физические характеристики выдвинули этот строительный материал в ТОП рейтинга востребованности в современных строительных технологиях. Для любых типоразмеров цсп технические характеристики делают их универсальными в применении, так как в рабочий состав входит мелкая древесная стружка или крупные опилки, и высокомарочный цемент с добавками, нивелирующими вредные реакции между компонентами. Производство и применение в жилищном строительстве ЦСП экологически безопасно. Само производство основано на минерализации веществ, поэтому вредные выбросы в атмосферу исключены. Области применения цементно-стружечных плит

Характеристики ЦСП

Технология изготовления заключается в формировании трехслойной основы из цемента и стружки. Крупную стружку запрессовывают внутри, для этого используется гидропресс высокого давления. Готовые цементно-стружечные плиты имеют цельную структуру, которая при различных внешних воздействиях не расслаивается и не растрескивается.

 

В строительной сфере цементно стружечная плита характеристики которой позволяют заменять такие изделия, как гипсокартон, ДСП, фанеру и другие листовые стройматериалы, подходит для обшивки наружных или внутренних стен зданий, ею облицовывают колонны, используют как стяжку для чернового пола или плоской крыши, экранируют вентилируемые фасады.

1. Удельная плотность изделий – 1100-1400 кг/м³;
2. Стандартный вес плиты размером 2700 х 1250 х 16 мм – 73 кг;
3. Показатели упругости на сжатие и изгибание – 2500 Мпа, упругости на растяжение – 3000 Мпа; при боковых нагрузках – 1200 Мпа;
4. Деформация после суточного пребывания в воде: высота – 2%, длина – 0,3%;
5. Звукоизоляция – 45 дБ;
6. Параметры теплопроводности -0,26 Вт/м·°C;
7. Горючесть Г1 – относится к слабогорючим материалам;
8. При нормальной влажности в закрытых помещениях может эксплуатироваться до 50 лет.

Из чего состоит ЦСП

 

Положительные стороны изделий:

1. Экологически чистые изделия в виде плит, панелей или листов разной толщины;
2. Высокая морозостойкость;
3. Пожаробезопасность и огнеустойчивость;
4. Влагостойкость и теплоизоляция делают применение изделий востребованным при отделке любых поверхностей;
5. Гидроксид кальция (Ca(OH)₂) в составе изделия предотвращает гниение, появление плесени и грибковых заболеваний;
6. Хорошая устойчивость к продольным нагрузкам и деформациям;
7. У цсп характеристики позволяют использовать плиты в одной конструкции с деревом, полимерными элементами, металлом и стеклом;
8. Легко поддается механической обработке – резке, распиливанию, сверлению;
9. Простота монтажа и экономичность при работе с материалом;
10. Универсальное применение в отделочных работах;
11. Не накапливают статическое электричество, не препятствуют прохождению электромагнитных полей естественного происхождения, по свойствам относятся к утеплителям.

Применение плит – стяжка пола второго этажа

 

 

Недостатки:

1. Тяжелый вес плит на основе цемента затрудняет их монтаж на верхних этажах без задействования спецтехники, что вызывает лишние расходы;
2. При эксплуатации на улице гарантированный срок службы уменьшается в три раза – до 15 лет.

Строительные ЦСП плиты производятся согласно требованиям ГОСТ 26816.

Размеры одной плиты, см			Масса одной плиты, кг	Площадь одной плиты, м2	Объем одной плиты, м3	Нормативный вес изделий в 1м3, тонн	Плит в м3, штук
Длина изделия	Ширина	Толщина
270	125	0.8	36.45	3,375	0.027	1,3	37.04
		1.0	45.56		0.0338		29.63
		1.2	54.68		0.0405		24.69
		1.6	72.90		0.054		18.52
		2.0	91.13		0.0675		14.81
		2.4	109.35		0.081		12.53
		3.6	164.03		0.1215		8.23
320	125	8.0	43.20	4,000	0.032	1,4	31,25
		1.0	54.00		0.04		25.0
		1.2	64.80		0.048		20.83
		1.6	86.40		0.064		15.63
		2.0	108.00		0.08		12.5
		2.4	129.60		0.096		10.42
		3.6	194.40		0.144		6.94

 

 

При оформлении индивидуального заказа на ЦСП с оригинальными характеристиками изготавливаются изделия ЦСП свободных размеров, например, длиной 3050 мм, 3780 мм и т.д. Ширина также меняется по желанию заказчика, а толщина остается стандартной, указанной в таблице размеров. Применяться в строительстве плиты, панели и листы ЦСП могут:

1. В строительстве сборного жилья;
2. Для обустройства несъемной опалубки;
3. При отделке фасадов, в том числе и вентилируемых;
4. Во внутренней отделке, в том числе для обустройства перегородок, пола и потолка;
5. В строительстве ограждений.

Сертификация плит и компоненты состава

Состав цементно-стружечных изделий

Выбирая панели на цементной основе, внимательно изучайте их характеристики и описание – параметры, которые указываются в сертификатах и сопроводительных документах, габариты листов, влагостойкость, пожаробезопасность, и прочие свойства, которые важны при том или ином применении ЦСП.  ГОСТ 26816 регламентирует следующие требования к материалу и изделиям из него:

1. В составе листа ЦСП должно быть не менее 24% древесной стружки от общего веса изделия;
2. Влажность – 8,5%;
3. Пропорции портландцемента – 65% от общей массы;
4. Не более 2,5% органических и синтетических добавок, в том числе жидкого стекла (Na₂O(SiO₂)n и/или калия K₂O(SiO₂)n) и сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃).

 

 

Пропорции компонентов в процентном соотношении должны указываться в паспорте партии плит, к нему же должен прилагаться сертификат качества продукции. Производство листов разной толщины

Самый маленький размер плит по толщине – 4 мм, соответственно, вес таких изделий позволяет использовать их в высотных зданиях. Производство сверхтонких ЦСП освоено с целью снижения себестоимости продукта, так как тонкие листы, изготовленные по современным технологиям, не нужно доводить на шлифовальном оборудовании до требуемого качества.

Также существуют тисненые плиты с гладкой поверхностью – в их состав входят мелкодисперсные вещества. Такими плитами отделывают фасады «под облицовочный кирпич» или «под натуральный камень». Тисненые листы не нужно дополнительно обрабатывать специальными веществами или грунтовками, красить или шлифовать – они готовы к установке сразу после покупки.

Параметр	Числовое значение
Удельная плотность	1250-1400 кг/м3
Влажность состава	9+/-3%
Разбухание за сутки, ≤	2%
Водопоглощение за сутки, ≤	16%
Прочность на изгиб: Толщина изделий 10,12, 16 мм ≥	12 МПа
Толщина изделий ≥ 24 мм ≥	10 МПа
Толщина изделий ≥ 36 мм ≥	9 МПа
Прочность на растяжение в перпендикулярном направлении ≥	0,4 МПа
Упругость на изгиб ≥	3500 МПа
Вязкость	9 Дж/м2
Горючесть	Г1
Морозоустойчивость после 50 циклов замораживания/оттаивания ≤	10 %
Шероховатость Rz по регламенту ГОСТ 7016-82 ≤ Для нешлифованных поверхностей	320 мм
Для шлифованных поверхностей	0 мм
Максимальные и минимальные отклонения по толщине ≤ Для шлифованных поверхностей	±0,3 мм
для нешлифованных изделий толщиной: 10 мм	±0,6 мм
12-16 мм	±0,8 мм
24 мм	±1,0 мм
36 мм	±1,4 мм
Максимальные и минимальные отклонения по длине и ширине	±3 мм
Теплопроводность	0,26 Вт/(м·К)
Линейное расширение	0,0235 или 23,5 мм/(погонный метр·С)
Паропроницаемость	0,03 мг/(м·ч·Па)

При укладке листов ЦСП на пол отделывать полученную поверхность не нужно – она будет достаточно гладкой, чтобы настилать на нее линолеум или красить. Перед покраской рекомендуется (но не обязательно) загрунтовать цементно-стружечную плиту или вскрыть ее специальным водоотталкивающим составом. Внешний вид таких плит будет соответствовать любым дизайнерским требованиям.

График несущей способности в пролетах здания

 

 

Важно провести качественный и правильный монтаж листов, чтобы во время эксплуатации они не расшатались, не покоробились и не начали шелушиться, что уменьшит срок их эксплуатации. В особенности это касается наружных условий применения ЦСП плит.

Широкая область применения ЦСП обусловлена конкурентоспособной стоимостью этого стройматериала. Несмотря на низкую цену, качество изделий не страдает, позволяя применять ЦСП в любых условиях для решения широкого спектра проблем. Так, при укладке плит ЦСП в качестве чернового пола, они послужат еще и дополнительным слоем теплоизоляции, кроме прочной и долговечной основы для декоративного напольного покрытия.

Монтаж и отделочные работы ЦСП

До использования плиты цсп в строительстве их необходимо доставить на стройплощадку, и делается это только на ребре. Хранятся листы горизонтально, к месту монтажа крепятся не менее чем в 3-х местах пресс-шайбами, под которые нужно сначала просверлить отверстия. Один из недостатков цементно-стружечных листов – хрупкость, поэтому обращаться с ними следует аккуратно.

Проще всего плиты отделывать окрашиванием силиконовыми, акриловыми красками, или красками на основе воды. При монтаже между соседними плитами нужно оставлять воздушный зазор в 2-3 мм для компенсации расширения изделий при изменении температуры и влажности воздуха. Непроницаемая для воздуха и гладкая поверхность плит позволяет наносить защитную краску без предварительного грунтования плоскости, по той стороне плиты, с которой находится слой цемента. Окрашивание листов

 

Стыки и зазоры между плитами зашпаклевывать нельзя – разрешается пользоваться герметиком, чтобы замаскировать швы, так как он не растрескивается от воздействия осадков и температуры. Также швы и стыки рекомендуется заделывать деревянными рейками или металлическими планками

Финишная отделка стен ЦСП облегчается их абсолютно гладкой нижней поверхностью. Панели, смонтированные снаружи или внутри дома, можно отделывать оштукатуриванием, окрашиванием, укладкой керамогранитной или кафельной плитки, оклеиванием обоями, укладкой линолеума, ламината, ковролинового покрытия, и т.д.

 

 

На рынке стройматериалов цементно стружечная плита технические характеристики которой конкурируют с традиционными материалами, стоит почти столько же, сколько и другие плитные изделия, зависит от габаритов, массы изделия и объема заказа. Отделка под облицовочный кирпич

Для отделки стен дома часто используют прием декорирования под красный или отделочный кирпич. Такой экстерьер частного дома придаст жилью респектабельности при минимальных денежных и трудовых вложениях.

Технические характеристики ЦСП ГОСТ 26816-86

СПРАВОЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ (ГОСТ 26816-86)

1. Модуль упругости при изгибе, МПа не менее -3500 (ГОСТ 10635-78)

2.Твердость, МПа -45 (ГОСТ 11843-76)

3.Ударная вязкость, Дж/кВ. м²,не менее — 1800 (ГОСТ 11842-76)

4.Удельное сопротивление выдергиванию шурупов из пластин, Н/м — 4 -7 (ГОСТ 10637-78)

5.Удельная теплоемкость, кДж (кг ·^оС) — 1,15

6.Теплопроводность,Вт(м^оС) — 0,26

7.Класс биостойкости — 4 (ГОСТ 17612-89)

8.Стойкость к циклическим температурно-влажностным -воздействиям: (после20 циклов воздействий) снижение прочности не более % — 30 (ГОСТ 26816-86) -разбухание по толщине не более % -5(ГОСТ 8747-83)

9.Морозостойкость (снижение прочности при изгибе после 50 циклов), % не менее -10 (ГОСТ 8748-83)

10. Группа горючести30244-94 Г1 Слабогорючие

11.Группа воспламеняемости В1 Трудновоспламеняемые (ГОСТ30402-96 )

12. Группа распространения пламени РП1 Нераспространяющие (ГОСТ30444-97)

13. Дымообразующая способность Д1 (по СНиП 21-01-97) Малая (ГОСТ12.1.044-89)

14. Класс опасности по токсичности продуктов горения (по СНиП 21-01-97 Малоопасные) (ГОСТ 12.1.044-89 Т1

15. Плотность, кг/ м³ 1100-1400

16. Влажность,% 9 ± 3

17. Разбухание по толщине за 24 ч, %, не более 2,0

18. Водопоглащение за 24 ч, %, не более 16,0

19. Прочность на изгибе, МПа, не менее, для толщин, мм 10, 12, 16 12, 0,24,10, 0,36, 9,0

20. Прочность при растяжении, перпендикулярно к пласти плиты , МПа, не менее 0,4

Линейное удлинение

Материалы, содержащие в своем составе древесину, к числу которых относятся и цементно-стружечные плиты, обладают свойством в зависимости от изменения влажности окружающей среды, изменять (увеличивать или уменьшать) свои линейные размеры. Данную особенность, ЦСП’ необходимо учитывать при проектировании и в строительной практике. С этой целью при обшивке вер­тикальных конструкций плитами между ними необходимо ос­тавлять следующие компенсационные швы (зазоры): 8мм – наружние конструкции, 4мм — внутренние конструкции. В несущих горизонтальных конструкциях (напр.полы), плиты укладываются без зазора, который образовывается затем шириной не менее 10мм по периметру помещения.

Линейные эксплуатационные изменения размеров не оказывают влияния на качество и долговечность ЦСП.

Линейные изменения ЦСП в зависимости от изменения влажности ММ/М

Относительная влажность воздуха ( % )

Теплотехнические и звукоизоляционные свойства

ЦСП, благодаря органическому соединению древесины и цемента, представляют собой практически моноли­тный, без воздушных вкраплений материал, что обес­печивает их хорошую теплопроводность. Поэтому на­ибольшее применение ЦСП находят в конструкциях, где требуется сочетание высокой прочности и низкого температурного сопро­тивления материала.

Толщина плит	Теплопроводность ВТ/мк	Температурное сопротивление м.кв/Вт
10,12	0,216	0,037
16	0,227	0,070
24	0,229	0,104
36	0,230	0,138

Звукоизоляционные свойства

Цементно-стружечные плиты обладают отличными звукоизоляционными свойствами и пригодны для обшивки легких перегородок, стен и потолков. В сочетании с теплоизоляционными материалами ЦСП можно использовать как эффективное средство защиты от шума.

Безопасность применения ЦСП

При правильном использовании плит вредные влияния на здоровье людей не возникают.

Материалы, использованные при производстве плит, находятся в связанном состоянии и не имеют естественной природной радиоактивности.

Плита является твердым монолитным материалом. Выделение пыли, газов и паров из плит невозможно в связи с минерализацией содержащихся веществ и применяемой технологии производства. При пожарах в помещениях плиты не выделяют токсичных газов и паров.

Противопожарные свойства

Как известно, требования противопожарной безо­пасности строительных объектов определяются соо­тветствующими нормами и правилами, в которых в зависимости от предназначения оговорены принципы проектирования, как объектов, так и отдельных конс­трукций, приведены конкретные требования к степени огнестойкости и противопожарным свойствам используемых строительных материалов. Огнеу­порность строительных конструкций приводится в самостоятельном каталоге. На основании этих данных по определенным методикам производится оценка противопожарной безопасности строительных конс­трукций и объектов в целом.

Справочно приводим  испытания Костромской лаборатории 2001 года  на огнестойкость материала предел  разрушения  плит ЦСП т10-12 — 0,3 часа/20мин;  т16 — 0,5 часа/30мин;  т24 – 1 час /60мин

Безопасность применения ЦСП ТАМАК подтверждена пожарными и гигиеническими сертификатами

Группа горючести Г1 Слабогорючие (ГОСТ 30244-94)

Группа воспламеняемости В1 Трудновоспламеняемые(ГОСТ 30402-96)

Группа распространения пламени РП1 Нераспространяющие(ГОСТ 30444-97)

Дымообразующая способность Д1 Малая(ГОСТ 12.1.044-89) (по СНиП 21-01-97)

Класс опасности по токсичности продуктов горения Т1 Малоопасные(ГОСТ 12.1.044-89) (по СНиП 21-01-97)

Область применения строительных конструкций определяется согласно СНиП 21-01-97 в зависимости от предела огнестойкости конструкции и степени огнестойкости здания.

Панельные дома фирмы ТАМАК 231-ой серии, с использованием ЦСП для обшивки в один слой, относятся к IV степени огнестойкости. При использовании в конструкции дополнительного второго слоя из ГКЛ (12мм) достигается III степень огнестойкости здания с пределами огнестойкости REI 60, что позволяет строить панельные дома высотой до 3-х этажей включительно.

Благодаря своим свойствам ЦСП находят широкое применение в противо­пожарных конструкциях. Согласно Строительных норм и правил 21-01-97 ЦСП имеет категорию горючести Г1 (слабогорючие), что подтверждено сертификатом пожарной безопасности №ССПБ.RU.ОП031.Н.00091.

Выдержка из ГОСТ 26816-86 « …Плиты относятся к группе трудносгораемых материалов повышенной биостойкости и предназначаются для применения в строительстве в стеновых панелях, плитах покрытий, в элементах подвесных потолков, вентиляционных коробах, при устройстве полов, а также в качестве подоконных досок, обшивок, облицовочных деталей и других строительных изделий…».

Таблица нагрузки на ЦСП «Сосредоточенная нагрузка – однопролетная балка»

Пролет, мм	Нагрузка, кН
	Толщина 10 мм	Толщина 12 мм	Толщина 16 мм	Толщина 24 мм	Толщина 36 мм
200	0,345	0,480	0,813	2,007	4,802
250	0,267	0,387	0,623	1,572	3,280
300	0,212	0,307	0,508	1,167	2,687
350	0,168	0,263	0,423	1,030	2,288
400	0,153	0,248	0,377	0,945	2,042
450	0,128	0,195	0,347	0,760	1,747
500	0,095	0,185	0,345	0,667	1,572

Концентрированная солнечная энергия (CSP) и накопление тепловой энергии — HELIOSCSP

Солнечное излучение является источником всех естественных форм энергии на Земле. Однако большая часть приходящей солнечной радиации отражается обратно в космическое пространство. Излучение, достигающее поверхности Земли, состоит из трех компонентов: видимого света, ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Около 40-45% полученного солнечного излучения находится в видимом спектре между 400-700 нм. Инфракрасное излучение в диапазоне от 700 нм до 1 мм имеет наибольшую долю (50-55%), а ультрафиолетовое излучение в диапазоне между 100-400 нм — наименьшее (5-10%).

В последнее время мы все более активно используем видимый свет с помощью солнечных батарей. Однако мы не можем отрицать, что тепловая энергия по-прежнему является доминирующим компонентом и, возможно, самым старым источником энергии. Системы концентрированной солнечной энергии (CSP) собирают тепловую энергию падающего инфракрасного излучения с помощью зеркал.

Как работает концентрированная солнечная энергия?

Все системы концентрированной солнечной энергии (CSP) работают с использованием нескольких массивов из зеркал для фокусировки большой площади рассеянного солнечного света на тепловом приемнике.Отсюда и слово «концентрированный»! В скорлупе ореха процесс сначала начинается, когда солнечный свет падает на расположение зеркал.

Затем зеркала собирают солнечный свет и отражают (перенаправляют) его на приемник в течение более длительных периодов времени. Большинство современных дневных зеркал отслеживают положение солнца, чтобы собрать максимальное количество солнечного света. Ресивер на самом деле представляет собой трубу или трубку, заполненную тем, что специалисты называют рабочей жидкостью. Следовательно, температура рабочей жидкости увеличивается до 500 градусов (или даже выше) в зависимости от типа зеркал и используемой жидкости.

Наконец, текучая среда поступает в систему выработки тепловой энергии, где тепло от текучей среды создает пар, который приводит в действие турбины, тем самым вырабатывая электричество. Термин «рабочая текучая среда» относится к текучей среде, переносящей тепло механически путем течения.

Рис. 1. Концентрированная солнечная электростанция типа Power Tower System [1]

На рис. 1 показаны зеркала, фокусирующие солнечный свет на центральный приемник — силовую опору. Более того, ожидается, что электростанции CSP будут производить практически достаточно энергии, особенно в местах с избытком солнечного света.Например, один из крупнейших в мире заводов CSP находится в Марокко. Он имеет мощность 500 МВт и обеспечивает электроэнергией 1,1 миллиона марокканцев.

Существует широкий спектр систем CSP для использования тепловой энергии солнца, а также общие коллекторные технологии [2]:

• Коллекторы с параболическими желобами
• Линейные коллекторы Френеля
• Башни на солнечной энергии или Башни на солнечных батареях
• Коллекторы параболической посуды

Я рекомендую прочитать How CSP Works: Tower, Trough, Fresnel or Dish by Solar Paces для подробного объяснения каждой из вышеперечисленных технологий.

Накопитель тепловой энергии (TES) Системы

Главный недостаток солнечной энергии — ее непостоянство в течение определенного периода времени. Например, облака, закрывающие солнечный свет, препятствуют выработке солнечной энергии. Следовательно, объединение концентрированной солнечной электростанции с системой хранения тепловой энергии — изящный трюк для решения этой проблемы.

Подобно другим большинству энергетических систем, (избыточная) тепловая энергия накапливается во время яркого солнечного света и выделяется, когда солнечная интенсивность незначительна или недоступна.

Существуют три типа систем хранения тепловой энергии:

• Явное аккумулирование тепла
• Скрытое накопление тепла
• Термохимический накопитель тепла

Явное аккумулирование тепла

Во время хранения энергии тепловая энергия накапливается за счет повышения температуры материала хранения. С другой стороны, тепло извлекается из материала за счет понижения температуры материала для выработки электричества.

Однако материал не претерпевает фазовых превращений.Другими словами, материал не проходит ни между одним из трех состояний материи — твердым, жидким и газообразным. Поскольку процесс не включает фазового перехода, инженерам нужны материалы с высокой удельной емкостью, плотностью энергии и теплопроводностью, что также является недостатком этого типа. Что еще более важно, весь процесс без каких-либо изменений химического состава хранимого материала.

Твердые материалы, используемые для аккумулирования явного тепла, обеспечивают высокую теплопроводность при невысокой стоимости (0.05-5 $ / кг). Они также обеспечивают широкий диапазон температур процесса нагрева (200 — 1200 ° C). Бетон и керамика — популярные варианты.

Хотя твердые вещества имеют свои преимущества, в отрасли преобладают материалы для хранения жидкости. Расплавленные соли, такие как солнечная соль и HitecXL, являются двумя наиболее распространенными примерами. Как следует из названия, соли, хотя и являются твердыми при комнатной температуре (25 ° C), плавятся в жидкости при воздействии повышенных температур. Кроме того, расплавленные соли не токсичны и термически стабильны.

Не упуская из виду третье состояние материи, которое должно заботиться о себе, некоторые солнечные электростанции концентрированного типа используют газообразные материалы, такие как сжатый воздух или пар. Хотя материалы экономичны и предлагают широкий диапазон рабочих температур, они обладают низкой теплопроводностью и плотностью энергии по сравнению с жидкими или твердыми материалами.

Скрытое накопление тепла

При аккумулировании скрытой теплоты тепловая энергия накапливается / извлекается, когда аккумулирующий материал претерпевает фазовые изменения при постоянной температуре.Проще говоря, когда материал плавится / затвердевает / испаряется / конденсируется, он либо выделяет, либо накапливает поданную тепловую энергию.

Как и накопление явного тепла, это также чисто физический процесс без изменения химического состава материала. Эти материалы известны как материалы с фазовым переходом (PCM). Поскольку материалы накапливаются / высвобождаются во время фазового перехода, они обеспечивают энергообмен в узком диапазоне температур и демонстрируют более высокие плотности энергии.

Однако основным недостатком является их низкая теплопроводность, приводящая к чрезвычайно медленным скоростям перехода между фазами.Чтобы решить эту проблему, дизайнеры смешивают добавки, такие как графит, для увеличения теплопроводности и варьируют в зависимости от добавленного количества.

Хотя доступны лучшие варианты, такие как материалы из металлических сплавов, они дороги. Как говорится, «бесплатного обеда не бывает!»

Термохимический накопитель тепла

В отличие от двух предыдущих систем хранения тепловой энергии, обратимая эндотермическая химическая реакция потребляет солнечную энергию. Поскольку происходит химическая реакция, новообразованные продукты накапливают солнечную энергию.Когда эти новые продукты превращаются обратно в исходные реагенты, они высвобождают накопленную солнечную энергию.

Пара фотосинтез-дыхание — отличный пример термохимического хранения тепла. С одной стороны, фотосинтез использует солнечную (но не инфракрасную) энергию для производства крахмала (пищи) и кислорода. С другой стороны, дыхание расщепляет ту же пищу в присутствии кислорода, выделяя энергию и углекислый газ. Как я уже сказал, солнце — источник всех форм энергии на Земле!

Подобно паре фотосинтез-дыхание, гидридам металлов, карбонатным системам, гидроксидным системам и т. Д.преобразовывать солнечную тепловую энергию (инфракрасный диапазон) в химическую энергию для дальнейшего использования. В зависимости от реакции продукты могут вызывать нежелательные проблемы, такие как необычно низкая скорость реакции. Более того, для выполнения некоторых реакций может потребоваться катализатор (внешний стимул).

Интеграция накопителя тепловой энергии с концентрированной солнечной энергией

Теперь, когда мы обсудили обе концепции по отдельности, в этом разделе мы увидим, как они раскрывают лучшее друг друга.В зависимости от того, могут ли складские материалы перемещаться (перемещаться), процесс интеграции в целом делится на две категории — активные и пассивные системы. Фиг.2 — это блок-схема, изображающая классификацию.

Рис 2- Классификация систем TES для интеграции

Активные системы

Ну, они активны, потому что аккумулирующий материал течет, поглощая и отводя тепло за счет конвекции. Как вы, возможно, уже догадались, материал для хранения обычно представляет собой жидкость.Газы — не популярный выбор. В активных системах есть два подразделения — прямые и косвенные системы.

• а
• б

Рис. 3 (a) Блок-схема активной системы прямой интеграции TES (b) Блок-схема активной системы косвенной интеграции TES [2]

• Прямые системы — В прямых системах носитель данных также играет роль теплопередачи жидкость (HTF) или рабочая жидкость. Во время поглощения тепла жидкость непосредственно хранится в горячем резервуаре.Во время тепловыделения и выработки энергии жидкость проходит через систему питания, которая отбирает тепло, а затем течет в охлаждающий резервуар для повторного использования. На рис. 3 (а) представлена ​​блок-схема, изображающая активную прямую систему. Хотя эта система не требует теплообменника, выбор правильного материала для хранения имеет решающее значение. Например, расплавленные соли удовлетворяют требованиям к хорошему теплоносителю, а также к хорошему хранящемуся материалу.
• Непрямые системы — В отличие от прямых систем теплоноситель и накопительный материал в непрямых системах различаются.Как показано на Рис. 3 (b), во время стадии поглощения тепла материал хранения из холодного бака течет в теплообменник для косвенного нагрева и хранится в горячем баке. Для высвобождения тепла и выработки энергии направление потока накопительного материала меняется на противоположное.

Пассивный Системы Рис. 4 — Система интрагментации пассивного накопителя тепловой энергии [2]

В отличие от активных систем, накопительный материал, часто твердый, является стационарным.Жидкий теплоноситель высвобождает / поглощает тепло от материала-хранилища (см. Рис. 4). Выбор жидкости зависит от типа системы тепловой энергии, используемой на концентрационных солнечных электростанциях. Однако всегда требуется жидкость с высокой теплопроводностью.

Заключение

В заключение, концентрированные солнечные электростанции / системы работают по двум основным принципам: сколько солнечного тепла могут улавливать внешние зеркала и сколько уловленного тепла система аккумулирования тепловой энергии может передать для выработки электроэнергии.

Следовательно, эффективная выходная энергия является произведением двух частей. Хотя технология еще не достигла зрелости, она потенциально может преобразовать засушливые регионы, где солнце является доминирующим источником энергии.

Кроме того, существуют гибридные системы, которые используют как концентрированную солнечную энергию, так и ее накопитель тепловой энергии, а также фотоэлектрические солнечные панели и аккумуляторную технологию для одновременного использования видимого и инфракрасного диапазона. Впереди захватывающие времена!

Спасибо за уделенное время!

Список литературы

[1] «Крупнейшая в мире концентрированная солнечная электростанция находится в Дубае», Helioscsp , апрель 2019 г.

[2] U.Пелай, Л. Луо, Ю. Фан, Д. Ститу, М. Руд, «Системы хранения тепловой энергии для концентрированных солнечных электростанций», Renew. Sust. Energ. Ред., 2017, 79, 82-100

Рохит Иманди

Глобальное потепление — одна из самых серьезных проблем современного мира. Я стремлюсь работать в области энергетики, разрабатывая устойчивые системы возобновляемой энергии, чтобы внести свой вклад в смягчение последствий глобального потепления.

(PDF) Накопитель тепловой энергии для CSP (Concentrating Solar Power)

ССЫЛКИ

[1] Py X., Азума Ю. и Оливес Р., «Концентрированная солнечная энергия: современные технологии,

основных инновационных проблем и применимость в странах Западной Африки», Renew. Поддерживать.

Energy Rev., 18 (2013) 306.

[2] Гил А., Медрано М., Марторелл И., Лазаро А., Доладо П., Залба Б. и Кабеза

LF, «Состояние искусство по хранению высокотемпературной тепловой энергии для производства электроэнергии.

Часть 1 — концепции, материалы и моделирование », Обновление. Поддерживать. Энергия Rev., 14 (2010) 31.

[3] Calvet N., Gomez J., Faik A., Roddatis VV, Meffre A., Glatzmaier GG,

Doppiu S. and Py X., «Совместимость пост- промышленная керамика с нитратным расплавом

солей, для использования в качестве наполнителя в системе хранения термоклина », Прил. Energy, 109

(2013) 387.

[4] Буркхардт Дж. Дж., Хит Г. и Турчи К.С., «Оценка жизненного цикла солнечной электростанции с параболическим желобом

и влияние ключевых конструктивных альтернатив»,

Environ.Sci. Technol., 45 (2011) 2457.

[5] Международное энергетическое агентство МЭА, Дорожная карта технологий: концентрация солнечной энергии

(ОЭСР / МЭА) 2010, www.iea.org/roadmaps.

[6] Пил Э., Кушнир Д., Санден Б. и Джонссон Ф., «Материальные ограничения для

, концентрирующего солнечную тепловую энергию», Energy, 44 (2012) 944.

[7] Артур О. и Карим М. А., “Исследование теплофизических и реологических свойств

наножидкостей для солнечной тепловой энергии”, Renew.Поддерживать. Energy Rev., 55

(2016) 739.

[8] Py X., Calvet N., Olives R., Meffre A., Echegut P., Bessada C., Veron E. и

Ory S. , «Вторичный материал для хранения тепловой энергии на основе ощутимого тепла, который будет использоваться

в концентрированных солнечных тепловых электростанциях», J. Sol. Energy Eng., 133 (2011) 1.

[9] Kere A., Py X., Oliv`

es R., Goetz V., Sadiki N. и Mercier-Allart E., «Высокая температура

. материал для хранения тепловой энергии от электростанции, работающей на стекловидном угле

Зола-унос », Innostock 2012, 12-я Международная конференция по хранению энергии, 16–18 мая

2012, Лерида, Испания.

[10] Меффре А., Пи X., Оливс Р., Бессада К., Верон Э. и Эчегут П., «Высокие

Материалы для хранения тепловой энергии на основе чувствительного к температуре тепла, изготовленные из керамической золы

MSWI» , Int. J. Waste Biomass Valoriz., 6 (2015) 1003.

[11] Кере А., Дежан Г., Садики Н., Оливес Р., Гетц В., Пи Х. и Мерсье-Аллар

E., «Стеклокерамические промышленные отходы как материалы для хранения тепловой энергии для высокотемпературных приложений

», WasteEng 2012, 4-я Международная конференция по проектированию отходов

и валоризации биомассы, 10–13 сентября 2012 г., Порту, Португалия.

[12] Gutierrez A., Mir´

o L., Gil A., Rodr

´

ıguez-Aseguinolaza J., Barreneche C.,

Calvet N., Py X., Fern´

andez AI, Gr´

agea M., Ushak S. и Cabeza LF,

«Достижения в области использования отходов и побочных продуктов в качестве аккумуляторов тепловой энергии

(TES)», Renew. Поддерживать. Energy Rev., 59 (2016) 763.

[13] Meffre A., Tessier-Doyen N., Py X., Huger M. и Calvet N., «Термомеханическая характеристика отходов на основе TESM

и оценка их устойчивости к термическому циклу

до 1000 ◦C», Waste Biomass Valoriz., 7 (2016) 9.

[14] Motte F., Falcoz Q. , Верон Э. и Пи X., «Тесты на совместимость между Solar Salt и

термоаккумулирующей керамикой из неорганических промышленных отходов», Appl. Energy, 155 (2015) 14.

[15] Кере А., Садики Н., Пи X. и Гетц В., «Применимость накопителя тепловой энергии

из переработанной керамики в условиях высоких температур и сжатого воздуха», Energy

Разговор.Manag., 88 (2014) 113.

[16] Lalau Y., Py X., Meffre A. and Olives R., «Сравнительная оценка жизненного цикла между текущим и

альтернативным TES на основе отходов

для CSP», Waste Biomass Valoriz ., 7 (2016) 1509.

DOI: 10.1051 /

, 00014 (2017) 71480

1

EPJ Web of Conferen ces epjconf / 201

48

LNES 2016

0014

2 (PDF) Оптические и термические свойства покрытий селективных поглотителей в условиях CSP

5.Almeco-Tinox Solar. Tinox Energy. 2010: 8. www.almeco-tinox.com.

6. Лизама-Цек Ф.И., Масиас Д.Д., Эстрелла-Гутьеррес М.А. и др. Электроосаждение и исследование

наноструктурированных покрытий селективных поглотителей из черного никеля для преобразования солнечно-тепловой энергии. J Mater Sci Mater

Электрон. Август 2014 г. doi: 10.1007 / s10854-014-2195-5.

7. D.M. Эррера-Самора, Ф. Лизама-Цек, О. Арес и Г. Оскам. Электроосаждение и определение характеристик селективных покрытий

на основе черного кобальта для преобразования солнечной энергии в тепловую.ECS Trans.

2015; 69 (31): 7-13. DOI: 10.1149 / 06931.0007ecst.

8. Паркер В.Дж., Дженкинс Р.Дж., Батлер С.П., Эбботт Г.Л. Флэш-метод определения температуропроводности, теплоемкости

,

и теплопроводности. J Appl Phys. 1961; 32 (1961): 1679-1684. DOI: 10,1063 / 1,1728417.

9. Мукаи К., Сяо Ф. Плотность сплава Ni-Cr в состояниях сосуществования жидкости и твердого тела. Mater Trans.

2002; 43 (5): 1153-1160. DOI: 10.2320 / matertrans.43.1153.

10.Лю Дж, Джу С., Дин Й, Ян Р. Влияние размера на теплопроводность ультратонких пленок полистирола. Appl Phys

Lett. 2014; 104 (15). DOI: 10.1063 / 1.4871737.

11. Johan MR, Suan MSM, Hawari NL, Ching HA. Влияние отжига на свойства тонких пленок оксида меди

, полученных методом химического осаждения. Int J Electrochem Sci. 2011; 6 (12): 6094-6104. DOI: 10.1088 / 0268-

1242/20/5/012.

12. Фромхолд АТ. формирование двухслойной оксидной пленки на элементарных металлах диффузией катионных вакансий.Тонкие твердые

Пленки. 1981; 86: 57-61.

13. Ретцер-Шайбе Х.Дж., Шульц У., Крелл Т. Влияние толщины покрытия на теплопроводность EB-PVD

Термобарьерные покрытия PYSZ. Покрытия для серфинга Technol. 2006; 200 (18-19): 5636-5644.

DOI: 10.1016 / j.surfcoat.2005.07.109.

14. Тулукян Ю.С., Пауэл Р.В. HCYKPG. Теплофизические свойства вещества. Том 1. Нью-Йорк; 1970.

DOI: 10.1017 / CBO9781107415324.004.

15.Чен З., Бострем Т., Нгуен К. Спектрально-селективные солнечные поглотители на углеродных нанотрубках. Proc EuroSun 2014

Conf. 2015; (сентябрь 2014 г.): 1-7. DOI: 10.18086 / eurosun.2014.03.05.

16. ASTM. Стандартные таблицы для эталонной солнечной спектральной освещенности: прямая нормальная и полусферическая на наклонной поверхности 37

. Am Soc Test Mater. 2013: 1-21. DOI: 10.1520 / G0173-03R12.2.

17. Даффи Дж. А., Бекман В. А.. Солнечная инженерия тепловых процессов. Третье редактирование. (Wiley & Sons J, изд.). New

Джерси: John Wiley & Sons; 2006.

18. Ли Х., Ким Дж., Ли С., Юн Х., Кан И, Пак М. Расчет оптической эффективности для первой системы солнечного концентратора

с центральным приемником в Корее. Энергетические процедуры. 2015; 69: 126-131. DOI: 10.1016 / j.egypro.2015.03.015.

19. Глатцмайер Г. Сводный отчет семинара по концентрированию солнечной энергии по хранению тепла — Новые концепции

и материалы для аккумулирования тепловой энергии и теплоносителей.Natl Renew Energy Lab. 2011 г .; (май 2011 г.).

DOI: 10.2172 / 1022291.

20. Леон М.А., Кумар С. Математическое моделирование и анализ тепловых характеристик неглазурованных прозрачных солнечных коллекторов

. Sol Energy. 2007; 81 (1): 62-75. DOI: 10.1016 / j.solener.2006.06.017.

21. Kalogirou SA. Солнечные тепловые коллекторы и их применение. Vol 30 .; 2004. DOI: 10.1016 / j.pecs.2004.02.001.

22. Рассел Ф. Анализ теплопередачи и моделирование солнечного приемника с параболическим желобом, реализованный в программе решения инженерных уравнений

.Natl Renew Energy Lab. 2003; (октябрь): 164. DOI: NREL / TP-550-34169.

23. Хо СК, Пачеко Дж. Получение метрики приведенной стоимости покрытия (LCOC) для оценки материалов селективных поглотителей солнечных батарей

. Энергетические процедуры. 2015; 69: 415-423. DOI: 10.1016 / j.egypro.2015.03.048.

24. Khamlich S, Nemraoui O, Mongwaketsi N, Mccrindle R, Cingo N, Maaza M. Черные наночастицы Cr / α-Cr2O3

на основе солнечных поглотителей. Phys B Phys Condens Matter. 2012; 407 (10): 1509-1512.

DOI: 10.1016 / j.physb.2011.09.073.

25. Бурлафингер К., Веттер А., Брабек С.Дж. Максимальное повышение общей эффективности установки концентрированной солнечной энергии (CSP) на

с использованием спектрально-селективных поглотителей при оптимальных рабочих температурах. Sol Energy. 2015; 120: 428-438.

DOI: 10.1016 / j.solener.2015.07.023.

26. Мун Дж., Кён Ким Т., ВанСадерс Б. и др. Наночастицы черного оксида как прочный поглощающий солнечный свет материал для высокотемпературной концентрирующей солнечной энергосистемы

.Sol Energy Mater Sol Cells. 2015; 134: 17-42.

DOI: 10.1016 / j.solmat.2014.12.004.

27. Нуньес С., Тейшейра В., Пратес М.Л., Баррадас Н.П., Секейра А.Д. Последовательные селективные покрытия на основе хрома

и оксинитрида титана. Тонкие твердые пленки. 2003; 442 (1-2): 173-178. DOI: 10.1016 / S0040-6090 (03) 00967-2.

120001-8

% PDF-1.7 % 496 0 объект > эндобдж xref 496 72 0000000016 00000 н. 0000002900 00000 н. 0000003219 00000 н. 0000003271 00000 н. 0000003400 00000 н. 0000003761 00000 н. 0000004187 00000 п. 0000004224 00000 н. 0000005677 00000 н. 0000005791 00000 н. 0000006269 00000 н. 0000006660 00000 н. 0000006909 00000 н. 0000007482 00000 н. 0000007731 00000 н. 0000008141 00000 п. 0000008577 00000 н. 0000008832 00000 н. 0000009312 00000 п. 0000009742 00000 н. 0000010005 00000 п. 0000010459 00000 п. 0000034083 00000 п. 0000062022 00000 п. 0000081838 00000 п. 0000096829 00000 п. 0000099479 00000 н. 0000114502 00000 н. 0000114757 00000 н. 0000115212 00000 н. 0000165727 00000 н. 0000187398 00000 н. 0000187470 00000 н. 0000187553 00000 н. 0000187643 00000 н. 0000187698 00000 н. 0000187795 00000 н. 0000187850 00000 н. 0000188060 00000 н. 0000188115 00000 н. 0000188225 00000 н. 0000188339 00000 н. 0000188571 00000 н. 0000188626 00000 н. 0000188736 00000 н. 0000188850 00000 н. 0000189020 00000 н. 0000189075 00000 н. 0000189194 00000 н. 0000189329 00000 н. 0000189384 00000 н. 0000189503 00000 н. 0000189558 00000 н. 0000189665 00000 н. 0000189720 00000 н. 0000189818 00000 н. 0000189866 00000 н. 0000189921 00000 н. 0000189976 00000 н. 00001 00000 н. 00001

00000 н. 00001

00000 н. 00001

00000 н. 00001

00000 н. 00001

00000 н. 00001 ^{00000 н. 00001 00000 н. 0000190741 00000 н. 0000190796 00000 н. 0000190851 00000 н. 0000002714 00000 н. 0000001772 00000 н. трейлер ] / Назад 1436354 / XRefStm 2714 >> startxref 0 %% EOF 567 0 объект > поток hb«b`d`e« ̀}

Солнечная соль, легированная MWCNT, как перспективный материал с высокой теплопроводностью для CSP

Солнечная соль имеет большие преимущества при выработке солнечной тепловой энергии по сравнению с другими расплавленными солями, но ее теплопроводность требует дальнейшего улучшения.Многослойные углеродные нанотрубки (MWCNT) обладают превосходными тепловыми свойствами, которые могут улучшить теплопроводность материалов в качестве добавок. В этом исследовании пять видов композитов солнечная соль / МУНТ с различным количеством легирования были приготовлены методом высокотемпературного плавления. Результаты показали, что легирование MWCNT действительно может улучшить тепловые свойства солнечной соли. Мы изучили их количественное соотношение структура-активность (QSAR), чтобы объяснить эти явления. Согласно анализу TG-DSC, практически не было изменений температуры плавления и разложения; рентгеноструктурный анализ показал, что основной объем материала все еще был NaNO ₃ и KNO ₃ , который не изменился; а по методу Архимеда плотность материалов тоже мало меняется.Теплопроводность материала измерялась методом лазерной вспышки; результаты показали, что теплопроводность образца с 0,3% легирования увеличилась на 293%, достигнув 1,65 Вт (м · К) ^-1 . Анализ XPS показал, что MWCNT были очищены, а группы примесей были в значительной степени удалены после высокотемпературного плавления. Согласно результатам лазерного рамановского анализа, частотный пик V ₃ образца с 0,3% легированием был сдвинут в красную область, а для других образцов — в синий цвет.СЭМ-изображения показали, что наиболее однородно диспергирован образец с легированием 0,3%. Когда количество легирования является подходящим, улучшение теплопроводности может быть объяснено двумя причинами: (1) MWCNT могут быть равномерно диспергированы, как показывает SEM; (2) крошечные теплопроводящие каналы могут быть сформированы на границе раздела между расплавленной солью и MWCNT, тем самым создавая граничный эффект. Этот вид композитного материала может помочь улучшить накопление и теплопередачу солнечной энергии и тем самым повысить эффективность производства солнечной тепловой энергии.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Измерение и анализ теплопроводности слоев керамических частиц для накопления солнечной тепловой энергии

Основные характеристики

•

Первое измерение теплопроводности CARBOBEAD HSP 40/70 и CP 40/100 до 700 ° C.

•

Анализ зависимости теплопроводности от температуры и давления газа.

•

Количественная оценка относительных вкладов газа, твердых контактов и излучения при различных температурах.

•

Установлено, что газовая проводимость является доминирующим механизмом.

Реферат

Систематическое исследование было выполнено для измерения эффективной теплопроводности слоев керамических частиц, многообещающей теплопередачи и среды хранения тепловой энергии для концентрации солнечной энергии (CSP).Теплопроводность слоев керамических частиц измерялась методом нестационарной термообработки (THW) в диапазоне температур от комнатной температуры до 700 ° C, целевой рабочей температуры систем CSP следующего поколения. Были исследованы два различных типа керамических частиц: (1) CARBOBEAD HSP 40/70 и (2) CARBOBEAD CP 40/100 (также известный как ACCUCAST ID 50) со средним размером частиц ~ 405 мкм и ~ 275 мкм соответственно. и теплопроводность в диапазоне от ~ 0,25 Вт · м ^-1 К ^-1 до ~ 0.50 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ от 20 ° C до 700 ° C как в воздухе, так и в газе N ₂ . Зависимость теплопроводности слоев керамических частиц от давления газа также изучалась в среде N ₂ , чтобы различать вклады газовой проводимости, твердой проводимости и излучения. Расчеты с использованием модели Ценера, Бауэра и Шлюндера (ZBS) показали хорошее согласие с измерениями. На основе модели сделан вывод, что эффективная теплопроводность слоев уплотненных частиц определяется газовой проводимостью, в то время как твердая проводимость и излучение вносят вклад примерно в 20% эффективной теплопроводности при высокой температуре.

Ключевые слова

Концентрирующая солнечная энергия

Накопитель тепловой энергии

Частичный теплообменник

Теплопроводность

Высокая температура

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2021 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Серебряные микросферы, легирующие пористый углерод, материал с устойчивой формой с фазовым переходом, с превосходными термическими свойствами: подготовка, оптимизация и механизм

Морфология поверхности

СЭМ-изображения CSP, SMS-CSP и 70% PEG / SMS-CSP показаны на рис.2. Рис. 2a, b — изображения CSP, полученные с помощью SEM. Пористый углерод CSP, полученного методом пиролиза, имел шероховатую поверхность, которая была полезна для адсорбции органических PCM. СЭМ-изображения SMS-CSP показаны на рис. 2c, d, и можно было видеть, что ионы серебра были восстановлены до серебряных микросфер, а серебряные микросферы разных размеров были распределены на поверхности CSP случайным образом. На рис. 2e-g представлены СЭМ-изображения 70% PEG / SMS-CSP, а морфология поверхности 70% PEG / SMS-CSP показала очень плотную структуру после введения PEG в поры SMS-CSP, что указывает на то, что молекулы PEG были полностью адсорбированы в SMS-CSP, что было приписано силе Ван-дер-Ваальса и капиллярной силе между PEG и SMS-CSP ²² .Чтобы непосредственно и четко наблюдать характеристики распределения серебряного элемента, было протестировано поверхностное распределение элемента 70% PEG / SMS-CSP, и на фиг. 2h показано элементное отображение EDS 70% PEG / SMS-CSP. Из рисунка видно, что распределение элемента Ag было неравномерным, а количество элемента серебра было небольшим, что было связано с малым отношением массы серебра к общей массе образца.

Рисунок 2

SEM-изображения CSP ( a , b ), SMS-CSP ( c , d ), 70% PEG / SMS-CSP ( e — g ).Анализ элементарного картирования EDS 70% PEG / SMS-CSP ( h ).

Анализ физических свойств

Диаграмма распределения пор по размерам, изотермы адсорбции и десорбции азота для CSP и SMS-CSP показаны на рис. 3. На рис. 3a показано, что распределение пор по размерам для CSP сфокусировано на 1,8–2,0 нм и 2,0– 15,1 нм. Удельная поверхность CSP составляла 344,23 м ² / г, а объем пор 0,12 см ³ / г. Из рис. 3б видно, что объем пор SMS-CSP равен 0.23 см ³ / г, а его удельная поверхность составила 509,04 м ² / г. Видно, что удельная поверхность CSP составила 344,23 м ² / г, что намного меньше, чем у SMS-CSP. По сравнению с CSP, более высокие пропорции микро / мезопор наблюдались для SMS-CSP, что оказало значительное влияние на инкапсуляцию PCM. Во время процесса фазового перехода большая пропорция микро / мезопор может предотвратить утечку органических PCM из-за сильной капиллярной силы ²³ .Следовательно, введение серебряных микросфер в CSP может увеличить его удельную площадь поверхности, что может повысить нагрузочную способность SMS-CSP для органических PCM.

Рисунок 3

( a ) N ₂ изотермы адсорбции-десорбции и распределение пор по размерам CSP ( b ) N _{2 изотермы адсорбции-десорбции} и распределение пор по размерам SMS-CSP.

Анализ химической совместимости

Химическая стабильность и химическая совместимость образцов могут быть изучены с помощью ИК-Фурье спектроскопии.На рисунке 4 представлены кривые FT-IR спектроскопии SMS-CSP, 70% PEG / SMS-CSP и PEG. Пик при 1618 см ^-1 был отнесен к валентному колебанию –OH ²⁴ . Пик поглощения при 3415 см ^-1 был отнесен к пику валентного колебания –OH ¹⁹ . Пик поглощения при 2877 см ^-1 был обусловлен симметричным растягивающим колебанием CH ₂ ²⁶ . Полоса адсорбции при 1122 см ^-1 была обусловлена ​​валентным колебанием C – O, а пик поглощения при 932 см ^–1 был деформационным колебанием в плоскости C – O ¹⁶ .Для 70% PEG / SMS-CSP все характерные пики поглощения PEG и SMS-CSP можно было найти в спектрах 70% PEG / SMS-CSP, и никаких новых пиков не появилось. Таким образом, только физическое взаимодействие при приготовлении 70% ПЭГ / SMS-CSP показало, что SMS-CSP, разработанный в этом исследовании, был идеальным носителем для иммобилизации ПЭГ, а также готовые ss-PCM с 70% ПЭГ / SMS-CSP обладал хорошей совместимостью и химической стабильностью.

Рисунок 4

FTIR-спектры SMS-CSP, 70% PEG / SMS-CSP и PEG.

XRD можно использовать для измерения химической совместимости и кристаллизационных свойств образцов. Диаграммы XRD CSP, SMS-CSP, 70% PEG / SMS-CSP и PEG показаны на рис. 5. CSP показывает относительно аморфную структуру с двумя широкими пиками, которые отражают (0 0 2) и (1 0 0) плоскости графитовых углеродных материалов примерно при 2θ = 23,40 ° и 44,20 ° соответственно ²³ . Для образца SMS-CSP и 70% PEG / SMS-CSP были обнаружены два разных дифракционных пика при 38.10 ° и 44,30 °, которые представляли кристаллическую поверхность мономера серебра. Этот результат показал, что серебряные микросферы были успешно введены в CSP. Два типичных пика в паттерне PEG появились при 19,20 ° и 23,30 °, и эти два пика также можно было найти в паттерне 70% PEG / SMS-CSP, который имел ту же форму, что указывает на то, что PEG был успешно зафиксирован в SMS-CSP. Кроме того, даже когда PEG был зафиксирован в SMS-CSP, PEG все еще мог сохранять превосходные кристаллические свойства, и его кристаллическая структура не была повреждена.Однако дифракционный пик 70% ПЭГ / SMS-CSP был значительно меньше, чем пик дифракции исходного ПЭГ, что означало, что кристалличность 70% ПЭГ / SMS-CSP была ниже, чем у исходного ПЭГ. Это может быть связано с тем, что пористая структура SMS-CSP ограничивает кристалличность молекул PEG в 70% PEG / SMS-CSP, и этот результат можно объяснить силой Ван-дер-Ваальса и капиллярной силой между молекулами SMS-CSP и PEG. . Кроме того, на рентгенограмме 70% PEG / SMS-CSP не появлялся новый пик, что указывало на отсутствие химической реакции в процессе получения 70% PEG / SMS-CSP.

Рис. 5

Диаграммы XRD для CSP, SMS-CSP, 70% PEG / SMS-CSP и PEG.

XPS-анализ

Элементный состав CSP и SMS-CSP был определен с помощью XPS. Кривые XPS для CSP и SMS-CSP показаны на рис. 6, а C, O и Ag были основными элементарными компонентами SMS-CSP. Как видно из XPS-кривой SMS-CSP, энергии связи C 1s и O 1 составляли 284,38 эВ и 533,28 эВ, соответственно. Из-за диссипации кислорода в процессе восстановления ионов серебра до серебряных микросфер, углерод-кислородное отношение CSP было снижено после введения SMS.Кроме того, по сравнению с CSP, спектр Ag 3d XPS 70% PEG / SMS-CSP показал два очевидных пика, соответствующих Ag 3d _3/2 (374,28 эВ) и Ag 3d _5/2 (368,23 эВ), что свидетельствует об успешном внедрении SMS в CSP.

Рисунок 6

Шаблоны XPS для CSP и SMS-CSP.

Испытания на утечку композитов PEG и PEG / SMS-CSP

Эксперименты на утечку, которые использовались для определения и сравнения стабильности формы чистого PEG, 50% PEG / CSP, 60% PEG / CSP, 60% PEG / SMS- CSP, 70% PEG / SMS-CSP и 80% PEG / SMS-CSP, были проведены для проверки того, будут ли они протекать, поместив их в печь для выпечки при 65 ° C на 10 минут, и результаты представлены на рис.7. Когда температура достигла 65 ° C, что было выше, чем температура плавления PEG, чистый PEG, 60% PEG / CSP и 80% PEG / SMS-CSP просочились в течение 5 минут и начали диффундировать на фильтровальной бумаге. Через 10 мин явление диффузии стало более очевидным. Однако 60% PEG / SMS-CSP, 70% PEG / SMS-CSP и 50% PEG / CSP могут сохранять свою форму даже через 10 минут без какой-либо утечки, что может быть связано с тем, что PEG фиксируется слабыми водородными связями функциональных групп. и поглощается капиллярной силой ²³ .Согласно результатам, максимальная величина загрузки PEG в PEG / CSP составляла 50%, и, однако, максимальная величина загрузки PEG в PEG / SMS-CSP могла достигать 70%. Этот результат можно объяснить тем, что, когда SMS была введена в CSP, площадь поверхности SMS-CSP была явно увеличена по сравнению с площадью CSP, что также можно было проверить по результатам исследования тестов BET. Таким образом, адсорбционная способность SMS-CSP была намного больше, чем у CSP, а пропускная способность SMS-CSP была значительно улучшена.

Рис. 7

Фотографии теста на утечку ПЭГ и различное теоретическое содержание ПЭГ в ПЭГ / CSP и PEG / SMS-CSP. ( a) Фотографии образцов при комнатной температуре; ( b ) Фотографии образцов при 65 ° C в течение 5 мин; ( c ) Фотографии образцов при 65 ° C в течение 10 мин.

Анализ термостабильности

На рис. 8 представлены термограммы ТГА ПЭГ, 50% ПЭГ / CSP и 70% ПЭГ / SMS-CSP. Согласно кривой ТГА ПЭГ, чистый ПЭГ почти не демонстрировал разложения ниже 200 ° C.Процент потери массы ПЭГ составлял около 99,79%, а остатки 0,21% могли быть вызваны ошибками при эксплуатации или примесями ПЭГ. Для образцов с 50% PEG / CSP она быстро снижалась в диапазоне температур 250–330 ° C, и общая скорость потери веса составила 49,90%. Что касается термограммы ТГА 70% ПЭГ / SMS-CSP, была небольшая потеря веса до температуры 150,00 ° C, и соответствующий процент потери веса составил 0,49%, что было связано с испарением воды, адсорбированной на поверхности 70% PEG / SMS-CSP.С повышением температуры ПЭГ в 70% ПЭГ / SMS-CSP начал испаряться и разлагаться, а масса 70% ПЭГ / SMS-CSP значительно уменьшилась при повышении температуры с 228,68 до 342,12 ° C, что было вызвано: термическое разложение ПЭГ в композите 70% ПЭГ / SMS-CSP. Общий процент потери веса 50% PEG / CSP и 70% PEG / SMS-CSP составил 49,90% и 69,99% соответственно, что было немного меньше 50% и 70,00%, и этот результат мог быть вызван ошибкой операции. Кроме того, скорость разложения ПЭГ в 70% ПЭГ / SMS-CSP была выше, чем у чистого ПЭГ.Этот результат был обусловлен более высокой теплопроводностью 70% PEG / SMS-CSP, чем у исходного PEG, что ускоряло термическое разложение PEG в 70% PEG / SMS-CSP, тем самым снижая температуру разложения PEG ²⁵ . Тем не менее, согласно результатам исследования, 70% ПЭГ / SMS-CSP по-прежнему обладали стойкостью к высоким температурам и превосходной термостабильностью.

Рисунок 8

Кривые ТГА для ПЭГ, 50% ПЭГ / CSP и 70% ПЭГ / SMS-CSP.

Анализ термических свойств

Кривые ДСК для ПЭГ, 50% ПЭГ / SMS-CSP, 60% ПЭГ / SMS-CSP и 70% ПЭГ / SMS-CSP показаны на рис.9, и эти кривые ДСК были подобны, что означало, что в процессе фазового перехода ПЭГ в основном служил в качестве материала для хранения скрытой тепловой энергии ²⁶ . В таблице 1 показаны тепловые параметры, полученные из результатов испытаний DSC, которые включают температуру замерзания (T _f ), скрытую теплоту замерзания (ΔH _f ), температуру плавления (T _m ) и скрытую теплоту плавления (ΔH _м ). Результаты исследования показали, что SMS-CSP практически не влияет на температуру фазового превращения ПЭГ.Например, температуры замерзания и плавления исходного PEG составляли 62,80 ° C и 34,00 ° C соответственно, а для 70% PEG / SMS-CSP значения составляли 60,90 ° C и 33,20 ° C, и аналогичные результаты исследования были широко упоминаются в литературе, например композитные ПКМ GO / PEG ²⁷ и SiO ₂ / PEG ²⁸ . В таблице 1 скрытая теплота замерзания и плавления ПЭГ составила 223,4 Дж / г и 207,4 Дж / г, соответственно. Кроме того, 70% ПЭГ / SMS-CSP имел энтальпии плавления и замерзания 122.9 Дж / г и 114 Дж / г соответственно. Что касается композита PEG / SMS-CSP, из-за добавления SMS-CSP процентное содержание PEG в композите снизилось, и, следовательно, энтальпии плавления и замерзания PEG / SMS-CSP были ниже, чем у чистого ПЭГ. Более того, практические энтальпии плавления и затвердевания композитов PEG / SMS-CSP были ниже их теоретических значений, что указывало на то, что характеристики кристаллизации молекул PEG в композитах PEG / SMS-CSP были ограничены, а закономерности областей кристаллических линий Молекулы ПЭГ уменьшились, а дефекты решетки увеличились, что привело к снижению практических энтальпий фазового превращения композитов ПЭГ / SMS-CSP ²⁹ .

Рисунок 9

Шаблоны DSC для 50% PEG / SMS-CSP, 60% PEG / SMS-CSP, 70% PEG / SMS-CSP и PEG.

Таблица 1 Тепловые свойства композитных ПКМ.

Температуры плавления 50% PEG / SMS-CSP, 60% PEG / SMS-CSP и 70% PEG / SMS-CSP были немного снижены по сравнению с таковой для чистого PEG. Изменения точек плавления отражали силу взаимодействия между материалами подложки и ПЭГ ³¹ . При слабом взаимодействии между пористыми материалами и органическими ПКМ температура плавления снизится, в то время как сильное взаимодействие приведет к увеличению температуры фазового перехода.Кроме того, молекулы PEG могут взаимодействовать с пористым углеродом через водородные связи и капиллярную силу, что приводит к более низкой температуре плавления ³⁰ . Значение разности T _f и T _m выражается как температура переохлаждения (ΔT) ³¹ . Как видно из фиг. 10, температура переохлаждения чистого PEG составляла 28,80 ° C, и значения композитов PEG / SMS-CSP были уменьшены. Например, температура переохлаждения 50% PEG / SMS-CSP составляла 25.00 ° C, что ниже, чем у чистого ПЭГ. Следовательно, приготовление композитов PEG / SMS-CSP могло снизить степень их переохлаждения, что было полезно для практического применения композитов PEG / SMS-CSP.

Рис. 10

Феномен переохлаждения 50% PEG / SMS-CSP, 60% PEG / SMS-CSP, 70% PEG / SMS-CSP и PEG.

Тепловая надежность

Чтобы изучить тепловую надежность PEG / SMS-CSP, DSC тестирует 50% PEG / SMS-CSP, 60% PEG / SMS-CSP и 70% PEG / SMS-CSP до и после Было проведено 100 термических циклов, результаты представлены на рис.11, 12 и 13. Результаты показали, что 100 испытаний на термический цикл мало повлияли на температуру фазового перехода 50% PEG / SMS-CSP, 60% PEG / SMS-CSP и 70% PEG / SMS-CSP. Кроме того, после 100-кратного термоциклирования энтальпии плавления 50% PEG / SMS-CSP, 60% PEG / SMS-CSP и 70% PEG / SMS-CSP снизились на 0,16 Дж / г, 2,50 Дж / г и 1,00 Дж / г. г, соответственно, и их энтальпии замерзания также снизились на 0,20 Дж / г, 1,88 Дж / г и 0,40 Дж / г соответственно. Следовательно, энтальпии композитов PEG / SMS-CSP показали небольшие изменения после 100-кратного термоциклирования, и тенденция кривых DSC осталась почти такой же.Небольшое снижение энтальпии может быть вызвано испарением небольшого количества ПЭГ. Приведенные выше результаты означают, что утечки не происходили с композитами PEG / SMS-CSP, которые обладали превосходной устойчивостью к термоциклированию. Таким образом, PEG / SMS-CSP, разработанный в этом исследовании, имел хорошую тепловую надежность и хорошие перспективы применения.

Рис. 11

Образцы ДСК 50% ПЭГ / SMS-CSP до и после испытаний на термоциклирование.

Рис. 12

Образцы ДСК 60% ПЭГ / SMS-CSP до и после испытаний на термоциклирование.

Рис. 13

Образцы ДСК 70% ПЭГ / SMS-CSP до и после испытаний на термоциклирование.

Теплопроводность

На рисунке 14 показана теплопроводность PEG, 50% PEG / SMS-CSP, 60% PEG / SMS-CSP и 70% PEG / SMS-CSP, которые составили 0,26 Вт / (мк), 0,35 Вт. / (мк), 0,53 Вт / (мк) и 0,78 Вт / (мк) соответственно. Из фиг. 14 можно видеть, что теплопроводность композитов PEG / SMS-CSP улучшается с увеличением содержания PEG. Этот результат можно объяснить углеродной структурой CSP, содержащей большое количество микро / мезопор.Во время приготовления ss-PCM с помощью вакуумной пропитки PEG мог легко адсорбироваться на поверхности и канале SMS-CSP. С увеличением содержания PEG канал SMS-CSP мог быть полностью заполнен PEG, и PEG / SMS-CSP стал более компактным. Когда содержание PEG было низким, небольшое количество PEG диспергировалось в CSP, и части канала SMS-CSP все еще были заполнены воздухом, что не способствовало образованию пути теплопроводности. Следовательно, с увеличением содержания ПЭГ теплопроводность ПЭГ / SMS-CSP увеличивается.

Рисунок 14

Теплопроводность ПЭГ, 50% ПЭГ / SMS-CSP, 60% ПЭГ / SMS-CSP и 70% ПЭГ / SMS-CSP.

Концентрация AgNO ₃ в процессе приготовления PEG / SMS-CSP оказывала очевидное влияние на теплопроводность ss-PCM, а на рис. 15 показана теплопроводность 70% PEG / SMS-CSP с разная концентрация AgNO ₃ . Когда концентрация AgNO ₃ составляла 200 мг / л, можно было видеть, что теплопроводность PEG / CSP была равна 0.42 Вт / (м · К), а когда концентрация AgNO ₃ составляла 400 мг / л, теплопроводность 70% PEG / SMS-CSP плавно увеличивалась. Когда концентрация AgNO ₃ составляла 600 мг / л, теплопроводность 70% PEG / SMS-CSP внезапно увеличивалась, что могло быть связано с тем, что, когда концентрация AgNO ₃ составляла 400 мг / л, небольшая Количество серебряных микросфер было получено восстановлением на месте при 1300 ºC, и серебряные микросферы не могли контактировать друг с другом, что приводило к ингибированию переноса электронов между частицами серебряных микросфер и приводило к снижению теплопроводности на 70%. PEG / SMS-CSP.Когда концентрация AgNO ₃ составляла 600 мг / л, можно было получить больше серебряных микросфер, а сферическая структура серебряных микросфер играла роль «связующего звена» между ПЭГ и пористым углеродом, что создавало благоприятный канал теплового потока и способствовало увеличению образование тепловой сети и привело к быстрому увеличению теплопроводности 70% ПЭГ / SMS-CSP. Когда концентрация AgNO ₃ составляла 800 мг / л, теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP могла достигать 0,78 Вт / (м · К), что было увеличено на 300% по сравнению с теплопроводностью чистого ПЭГ.Было обнаружено, что при увеличении концентрации AgNO ₃ с 600 до 800 мг / л прирост теплопроводности 70% PEG / SMS-CSP был небольшим. Причина заключалась в том, что, когда концентрация AgNO ₃ составляла 600 мг / л, количество адсорбированных ионов серебра пористым углеродом стеблей хлопка было почти насыщенным. Следовательно, когда концентрация AgNO ₃ увеличилась до 800 мг / л, прирост количества адсорбированных ионов серебра CSP был небольшим, и, следовательно, после уменьшения на месте количество серебряных микросфер на поверхности CSP немного увеличилась, что привело к небольшому увеличению теплопроводности 70% PEG / SMS-CSP, в то время как концентрация AgNO ₃ увеличилась с 600 до 800 мг / л.

Рисунок 15

Теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP при различных концентрациях AgNO ₃ .

На рисунке 16 показана теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP при различных температурах пиролиза. Из рисунка 16 видно, что теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP, полученного при 800 ° C, составляла 0,31 Вт / (м · К), а теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP, приготовленного при 1300 ° C, могла быть достигают 0,78 Вт / (м · К), что может быть связано с влиянием температуры пиролиза на структуру пористого углерода.При высокой температуре пиролиза исходная структура пучка трубок CSP была разрушена, и стенка отверстия разрушилась, образуя новые структуры каналов. Следовательно, распределение пор CSP, пиролизованного при 1300 ° C, было более равномерным, чем у CSP, пиролизованного при 800 ° C, и удельная поверхность CSP, пиролизованного при 1300 ° C, также могла быть увеличена. CSP с более равномерным распределением пор мог обеспечить больше каналов теплопередачи, и, кроме того, степень графитизации углерода увеличивалась с увеличением температуры пиролиза ³² .Следовательно, теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP увеличивалась с увеличением температуры пиролиза. В таблице 2 показано сравнение термических свойств ss-PCM, полученных в ссылках, и 70% PEG / SMS-CSP, разработанного в этом исследовании. Понятно, что теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP была самой высокой. Кроме того, сырьем для стебля хлопка, используемого для приготовления CSP, были сельскохозяйственные остатки, а внесение стебля хлопка могло полностью использовать сельскохозяйственные отходы.Таким образом, 70% ПЭГ / SMS-CSP, полученный в этой работе, обладает большим потенциалом применения.

Рисунок 16

Теплопроводность 70% ПЭГ / SMS-CSP при различных температурах пиролиза.

Таблица 2 Сравнение термических свойств 70% ПЭГ / SMS-CSP с другими материалами с фазовым переходом, полученными в предыдущих исследованиях.

Согласно результатам вышеупомянутого исследования было продемонстрировано, что неравномерно диспергированные сферические серебряные микросферы на поверхности CSP образуют теплопроводный путь в матрице, что значительно улучшает теплопроводность PEG / SMS-CSP.