3) SEM 및 유도체학
미네랄울 단열재 샘플의 구성을 조사하기 위해 표본에 대해 주사 전자현미경(SEM)을 만들었습니다. 전자현미경 이미지에서 섬유 및 수지 방울의 상태를 볼 수 있습니다. 또한 750× 확대 이미지에서 섬유의 직경을 측정했는데, 이는 Etalon(E, 그림6), 내장(B, 그림7) 및 오염(S, 그림8) 미네랄울 단열재 샘플의 섬유 사이에 차이가 없었습니다.
그림6 [Etalon(E) 미네랄울 단열재 샘플의 전자현미경 이미지, a: 50배율, b: 150배율, c: 500배율, d: 750배율]
그림7 [내장(B) 미네랄울 단열재 샘플의 전자현미경 이미지, a: 50배율, b: 150배율, c: 500배율, d: 750배율]
그림8 [오염(S) 미네랄울 단열재 샘플의 전자현미경 이미지, a: 50배율, b: 150배율, c: 500배율, d: 750배율]
섬유의 직경은 1㎛에서 25㎛ 사이로 측정되었습니다. 일반적인 직경은 미네랄울 단열재 샘플에서 약 6~8㎛인 것처럼 보입니다. 섬유는 미네랄울의 조사된 영역에서 무작위로 선정했습니다. 앞에서 논의한 자료에서 전자현미경 하에서 새롭고 열화가 없는 미네랄울 단열재 샘플을 조사했을 때, 섬유의 가시적인 표면은 폴리머 첨가제 필름으로 완전히 덮여 있었습니다.
그러나 섬유의 표면이 다른 것과 비교할 때, Etalon(E) 미네랄울 단열재 샘플에서 더 매끄럽다는 것을 알 수 있습니다. 전자현미경 이미지는 섬유 사이의 결합 수지가 Etalon(E), 내장(B)인 미네랄울 단열재 샘플에서 거의 동일하지만, 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플의 섬유 사이에 수지 양이 적다는 것을 보여주었습니다. 누락된 수지는 이러한 미네랄울 단열재 샘플의 밀도가 낮아지고 기계적 성능이 저하되는 원인이 될 수 있습니다.
수성 PF 수지를 바인더로 사용하는 경우, 경화는 에너지와 시간이 많이 소요되는 공정이며, 제조업체는 가능한 많이 에너지소비를 최적화하려고 노력하고 있기 때문에, 경화 환경(경화 역학)은 단열재 제조업체 측에서 매우 중요합니다. 그들은 가능한 지속 가능하고 에너지 효율적이기를 원하지만 경화 공정을 단축하는데는 단점이 있습니다. 그러나 바인더의 안정성을 위해서는 적절한 경화 시간 설정이 필수적입니다. 만약 바인더가 에너지절약, 너무 짧은 경화 시간 또는 생산 실패로 인해 제대로 중합되지 않는다면, 수증기(일상적인, 일상의 내장(B) 조건과 같은) 존재 하에서, 수성 PF 수지는 중합이 완료되었을 때보다 훨씬 더 많은 수준으로 연화됩니다. 따라서, 더 이상 결합 기능을 제공할 수 없으며, 미네랄울 단열재의 기계적 특성이 약해집니다.
주사 전자현미경 검사 후, 이전에 검사한 미네랄울 단열재 표본의 소량(10mg)에 대해 유도체화를 수행했습니다. 실험 과정에서 테스트된 재료는 일정한 속도로 지속적으로 가열됩니다. 열로 인해 발생하는 질량의 변화가 등록됩니다. 특정 구성 요소의 특성 온도에 도달하여 가열 공정을 수행하는 동안, 재료에서 흡열 또는 발열 화학 반응이 발생하는 경우 열 손실 또는 열 효과를 감지할 수 있습니다. 고형물의 큰 부분에 대해서는 특정 전이가 발생하는 반면, 질량 변화는 대부분 화학적 변형으로 인한 것입니다. 결합 수지의 경화 및 분해는 대부분 발열 화학 반응입니다.
실험 중에 나타난 것을 기초로, 물의 증발, 화학 반응 또는 분해를 검출하여 물질의 조성, 특정 성분의 존재 또는 부족을 식별할 수 있습니다. 그림9는 분석된 미네랄울 단열재 샘플의 DTA 곡선을 보여줍니다. 숫자 1로 표시된 DTA 곡선에서 가장 흥미로운 피크입니다. 피크 1은 앞에서 언급한 바와 같이 수성 PF 수지인 중합 수지 바인더의 분해를 보여줍니다. Etalon(E), 내장(B) 및 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플의 DTA 곡선을 함께 비교하면, 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플에는 피크 1이 거의 없음을 알 수 있으며, 이는 분해할 수지가 거의 없음을 나타냅니다.이것은 분석된 오염(S)된 미네랄울 단열재 샘플의 낮은 밀도와 열악한 압축 저항을 설명합니다.
그림9 [Etalon(E), 내장(B) 및 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플의 DTA 곡선]
그림10을 살펴보면, 또한 Etalon(E) 미네랄울 단열재 샘플은 질량의 약 53%를 잃는 반면, 내장(B) 및 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플은 모두 63% 이상이 느슨해져서 증기 처리된 샘플이 온도 상승으로 인해 더 많이 분해되는 경향이 있다는 것을 의미합니다.
그림10 [Etalon(E), 내장(B) 및 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플의 TG 곡선]
그림11은 분석된 미네랄울 단열재 샘플의 DTG 곡선을 보여줍니다. 피크1은 460℃의 DTG 곡선에서도 볼 수 있습니다. 또한 미네랄울 단열재 Etalon(E) 샘플과 내장(B) 샘플의 DTG 곡선은 피크1 온도 부근을 제외하고는 실험 중에 유사하게 개발된 반면, 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플의 DTG 곡선은 피크1 이전에도 더 많은 질량 손실을 나타냈습니다.
그림11 [Etalon(E), 내장(B) 및 오염(S) 미네랄울 단열재 샘플의 DTG 곡선]
4) 고도로 단열된 건물의 가능한 건설 기술 문제
습기로 인해 하중 지지력을 잃는 섬유질 재료를 RC 건물의 떠있는 바닥 구조에 설치하면 중첩된 층이 차증 하중으로 인해 균열 및 손상될 수 있습니다. 일반적으로 바닥 중앙보다 집중 하중이 더 빈번한 룸(room) 구석에서 이러한 오류를 경험했습니다. 이러한 기계적 실패로 인해 층의 차음 기능에 장애가 발생할 수 있습니다. 이러한 손상은 건물의 수명 주기를 단축하고 사용 중 운용 비용을 증가시킬 수 있습니다. 따라서 미네랄울 단열재의 품질관리는 에너지효율이 높은 건물에서 이러한 손상을 방지하기 위해 더욱 주의가 필요합니다.
열악한 열 및 기계적 성능 품질의 결함은 미네랄울 단열재를 구조물에 설치하기 전에 100% 상대 습도가 있는 챔버에 몇 시간 동안 소량의 샘플을 넣어 쉽게 감지할 수 있습니다. 증기 처리 이후, 미네랄울 단열재를 손가락으로 눌러서 너무 부드러우면 재료를 사용하지 않도록 결정할 수 있습니다. 미네랄울 단열재가 단단하면 좋은 품질로 신뢰할 수 있습니다.
4. 결론
이 자료에서 동일한 미네랄울 단열재 제품에서 세 가지 다른 샘플 세트를 조사했습니다. 샘플 중 두 개는 동일한 지붕에 내장되어 있습니다. 그러나 미네랄울 단열재 샘플 중 하나는 손상되어 거의 모든 기계적 성능을 상실한 반면, 다른 내장(B) 샘플은 하중 베어링 용량을 유지했습니다. 세 번째 미네랄울 단열재는 새롭고 Etalon(E)이 되었으며, 내장(B) 및 오염(S) 미네랄울 단열재와 비교하기 위해 측정되었습니다.
미네랄울 단열재 샘플의 열전도율을 측정한 결과 내장(B) 및 하중을 견디는 샘플이 새로운 Etalon(E) 미네랄울 단열배보다 더 높은 값을 갖는 반면, 오염(S)된 미네랄울 단열재 샘플은 열전도율이 낮다는 것을 발견했습니다. 열전도율은 미네랄울 단열재 표본의 밀도 및 수분 함량과 상관 관계를 보여줍니다. 미네랄울 단열재 샘플의 흡착 등온선은 내장(B) 샘플이 새로운 샘플보다 습한 공기에서 더 많은 수분을 흡수할 수 있음을 보여줍니다.
오염(S)된 미네랄울 단열재 샘플은 밀도와 열전도율이 낮았지만 압축 상태에서는 생성된 높은 변형률로 인해 열 저항이 가장 낮고 최악이었습니다. 오염(S)된 미네랄울 단열재 샘플은 주사 전자현미경 및 열 분석을 사용하여 입증된 새로운(E) 또는 내장(B) 미네랄울 단열재 샘플보다 수지 함량이 훨씬 낮았습니다(밀도가 낮아짐). 오염(S)된 미네랄울 단열재 샘플에는 100% 결합 수지가 없었기 때문에 내장(B)된 상태의 수증기 처리 하에서 연화되어 기계적 성능을 대부분 잃었습니다.
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