Минеральные ваты

Минеральные ваты (неорганические) подразделяются на стекловаты, шлаковаты и базальтовые (каменные) ваты. Все указанные ваты производятся методом расплавления исходного сырья (печью в горячем тигле или индукционными токами в холодном тигле) с последующим получением волокон пропусканием расплава либо через тонкие фильеры (толстые волокна), либо через вращающуюся или центробежную фильеру (волокна средней толщины), либо через «дутьё» — струю сжатого воздуха (тонкие волокна 10-20 мкм). Наиболее современным способом считается раздув струи расплава из центробежной фильеры (комбинированный метод ЦФД), дающий супертонкие волокна (1-10) мкм базальта и стекла соответственно. Полученные волокна покрываются смолой (при необходимости) и режутся на короткие кусочки — штапель (тоже при необходимости). Затем волокна укладываются слоем, снова смачиваются связующим веществом, например, в виде аэрозоля (при необходимости), подпресовываются (например, между движущимися конвейерными лентами), термообрабатываются (что придаёт, в частности, стекловолокну приятный теплый желтый цвет за счёт полимеризации связующего вещества), нарезаются на маты (длинные полотнища длиной до 18 м, шириной обычно 0,9-1,2 м) или плиты разного размера и отгружаются заказчику в рулонах, пачках или кипах на поддонах, зачастую в сжатом виде. Изготовленные таким образом маты и плиты имеют незначительную механическую прочность, очень мягкие, гибкие, не обладают упругостью, вследствие чего предназначены для набивки внутренних пустот и выстилания горизонтальных плоских поверхностей, но при больших толщинах (более 100 мм) могут быть закреплены на стенах (на кронштейнах — консольных стержнях или прижимах). Поэтому для придания матам и плитам свойств упругости разработаны многочисленные специальные технологии особой укладки волокон минваты, наклейки или пришивки на поверхность бумаги (картона), в том числе алюминизированной, холстов, сеток. Наиболее упругие и прочные на сжатие маты и плиты (так называемые жёсткие или прошивные) изготавливаются с применением армирующей стальной сетки (чёрной, нержавеющей, оцинкованной, кислотоустойчивой и любой иной по заказу) на одной поверхности и специального покрытия (алюминиевого, сеточного, холстяного) на другой поверхности с поперечной прошивкой (стяжкой сетки с покрытием) стальной проволокой через всю толщину мата или плиты.

Подавляющее большинство дачников знакомо с двумя наиболее дешевыми типами минваты: с мягкими матами из стекловаты в рулонах (URSA, ISOVER) и с отечественными плитами из шлаковаты старого типа (в частности, из штапельного волокна по ГОСТ 10499-95) толщиной 5 см и размером 1,0 х 0,5 м в пачках. «Жёлтая» стекловата URSA в виде мягких матов марок М-11, М-15 и М-17 со средней плотностью 11-15 и 17 кг/м³ соответственно (а также полужёстких плит П15 и П17) используется лишь в местах, где не подвергается нагрузке, например, для набивки полостей-пустот в стенах или расстилания на потолке или чёрном полу. Стекловолокно покрыто специальной эластичной синтетической лаковой плёнкой, препятствующей обламыванию волокон и их пылению. Низкая температура плавления стекла и низкая термостойкость синтетической лаковой плёнки приводит к тому, что рабочая температура стекловат не превышает 150-200°С. И хотя эти стекловаты широко используются для утепления вытяжных (дымоходных) труб бытовых газовых котлов (но не печей), следует учитывать возможность сильной тепловой усадки стекловаты и даже её расплавления.

Отечественные шлаковаты серого цвета более термоустойчивы, поскольку изготавливаются из шлакового щебня, подкисляемого базальтовыми породами. Однако отечественные шлаковаты не защищены противопылящим покрытием и из-за сильного пыления стеклянной пылью не рекомендуются в банях, особенно на потолках. Некоторая жёсткость плит отечественной шлаковаты обусловлена введением органических связующих (клеев), скрепляющих между собой волокна, а так как в качестве связующего ещё порой используется даже крахмал, то о высокой водоустойчивости и термостойкости шлаковаты говорить не приходится.

В настоящее время отечественная промышленность ускоренно переориентируются на производство базальтовых волокон, изготавливаемых из легкоплавкого вулканического камня базальта, в расплав которого для технологичности добавляют легкоплавкие плавни, в том числе и шлаки. Так уже стали привычными небольшие плиты из базальтовой ваты Rockwoll отечественного производства с удобным размером 1,0 х 0,6 м и толщинами 25, 30, 50, 75 и 100 мм. При этом в процессе производства важно получить не просто базальтовое волокно, а волокно непременно супертонкое, поскольку только супертонкое (диаметром менее 10 мкм, в 10 раз тоньше человеческого волоса) способно легко гнуться, не ломается (а, значит, и не пылит) и, кроме того, может скрепляться без связующего с другими волокнами за счёт сил естественного сцепления (адгезии). Поэтому супертонкие минеральные ваты, лишенные органических покрытий и связующих, обладают повышенной термостойкостью: стекловаты до 400 °С, а базальтовые ваты — до (700-900)°С. Такие термостойкие минеральные ваты могут использоваться для утепления металлических дымоходов печей. Так, широкоизвестная базальтовая вата Raroc (в плитах и матах) имеет рабочие температуры (700-900) °С при температуре спекания волокон более 1000 °С. В то же время, если эти базальтовые маты армируются стекловолокнистой сеткой, то максимальная рабочая температура снижается до температуры плавления стекла 250 °С, а если сетка крепится к мату легкоплавким полиэтиленом, то даже до температуры 80 °С. Например, минеральная вата Rockwoll изготовлена из базальта и имеет температуру плавления волокон более 1000°С. Однако, рабочие температуры плит из этой минваты составляют не более 250 °С только из-за того, что волокна ваты склеены в изделия нетермостойким полимерным связующим составом. Зато Rockwoll обладает за счёт связующего водоотталкивающими свойствами, позволяющими эксплуатировать материал на открытом воздухе в условиях возможных сильных воздействий дождя, например, при теплозащите теплотрасс на эстакадах.

В настоящее время выпускаются и особо термостойкие ваты — каолиновая с рабочей температурой 1100°С, муллитовая 1250°С. Эти ваты используются для защитной волокнистой футеровки топок печей в промышленности, в том числе и в виде термостойкого картона.

Общим недостатком минеральных ват является их продуваемость, вследствие чего их в обязательном порядке следует оснащать ветрозащитой, например, кашированием картонами, фольгой или бумагой, желательно накрепко закреплённой на одной из сторон плиты заводским способом. Поскольку теплопроводность воздуха растет с температурой, то и теплопроводность минеральных ват тоже растёт с температурой:

Температура, °С 10 100 200 300 400
Коэффициент теплопроводности плит Raroc, Вт/м град 0,033 0,045 0,063 0,087 0,117

 

Источник: health.totalarch.comДачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер