Вата минеральная
ВАТА МИНЕРАЛЬНАЯ ИЗ КАМНЯ
Минеральная вата - это общее название разных волокнистых неорганических материалов. По сырьевому материалу минеральная вата разделяется на подгруппы: минеральную вату из различных горных пород, стеклянную вату и шлаковую или силикатную вату. Для минеральной ваты из горных пород характерна хорошая теплостойкость, а также высокая рабочая температура. Спекание происходит при температуре около +1100вС. Разделение на волокна производится путем центрифугирования расплавленного каменного сырья при большой скорости вращения центробежных дисков, с которых расплав каменного сырья струится в камеру, затвердевая там в волокна со средней толщиной в 0,005 мм и длиной 4-5 мм. Базальтовые супертонкие волокна получают со средней толщиной 0,002 мм.
При разделении на волокна в массу вводят пластическое связующее вещество для соединения волокон между собой. Для связывания пыли и придания водоотталкивающих свойств волокнистая масса обрабатывается гидрофобными веществами.
Прочность при сжатии
Прочностные свойства различных изделий из минеральной ваты значительно варьируются в зависимости от направления, толщины и длины волокон, содержания связующего вещества, а также плотности. Плотность выпускаемых изделий колеблется в интервале от 18 до 250 кг/м3. По мере возрастания плотности и количества связующего вещества, повышается прочность на сжатие и уменьшается эластичность. В зависимости от типа изделия, эластичная сжимаемость составляет 10-20%.
Тепло- и пожаростойкость
Важным свойством минваты, как утеплителя, является то, что она выдерживает высокую температуру, не теряя своих защитных свойств.
При нагревании органическое связующее вещество начинает разлагаться и испаряется при температуре около +200'С. Достигнув температуры +250'С, связующее вещество уже полностью испаряется, в то время, как теплостойкость самой ваты остается неизменной вплоть до температуры спекания волокон.
Точка спекания минваты из горных пород (т е. температура, при которой отдельные волокна спекаются друг за другом) -+1100'С, стекловаты -+680'С.
Сами волокна горных пород являются несгораемыми, но примеси - органические добавки - сгораемы. Для объектов с ответственными пожаротехническими условиями выпускают минвату из горных пород с меньшим содержанием связующего или без него. Такую вату можно применятъ для образования пожарных перегородок и защитных или облицовочных обшивок.
Теплопроводность
Воздух является плохим проводником тепла: при 10'С его l равна 0,026 Вт/м х К. Из-за малой плотности ваты и большого содержания воздуха в ней, собственная l также мала: от 0,033 до 0,052 Вт/м х К.
Звукопоглощение
Волокнистая мягкая минеральная вата - эффективный звукоизолятор как для пола, так и для стен и потолков.
Химическая стойкость
Минеральная вата обладает высокой стойкостью к органическим веществам. Ни масла, ни растворители, ни щелочные, ни умеренно кислые среды не оказывают на нее воздействие. В условию нормальной влажности минеральная вата не вызывает коррозии, хотя и не может ее предотвратить.
Преимущества применения минераловатных изделий:
- тепловое сопротивление сохраняется неизменным в течение длительного временя;
- неорганический материал, который не разрушается;
- не образует основы для роста микроорганизмов;
- водоотталкивающий материал, водой не разрушается;
- работает в широком диапазоне температур;
- несгораемый материал с хорошими противопожарными характеристиками;
- отличные акустические свойства;
- прост в обращении, высокая прочность на сжатие, стабильность размеров.
Благодаря всем этим свойствам, материал может успешно применяться как в промышленном, так и в бытовом назначении, в том числе улучшает тепловой комфорт в жилых помещениях. Сокращает затраты при производстве и потреблении энергоресурсов. Вследствие уменьшения потребности в тепловой энергии до 50% снижаются эксплуатационные расходы строительных материалов.
Область применения теплоизоляционных материалов
Монтаж матов МТПБ на цистерны, предназначенные дан хранения и перевозки криокомпонентов;
Монтаж мягкой плиты БВТМ на бытовую электроплиту;
Применение матов М1 для теплоизоляции трубопроводов.
***ВАТА МИНЕРАЛЬНАЯ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕЕ
Минераловатные теплоизоляционные изделия являются наиболее распространёнными. По некоторым данным их доля в среди всех применяемых ТИМ составляет около 80%.
Минеральная вата представляет собой тонкие и гибкие волокна, полученные при охлаждении предварительно раздробленного в капли и вытянутого в нити минерального расплава.
В зависимости от вида сырья минеральная вата делится на каменную и шлаковую. Сырьем для производства каменной ваты служат горные породы - диабаз, базальт, известняк, доломит, и др. Шлаковую вату получают из шлаков чёрной и цветной металлургии.
Ведущие мировые производители в качестве сырья используют исключительно горные породы, что позволяет получать минеральную вату высокого качества с длительным сроком эксплуатации. Именно её рекомендуется применять для ответственных конструкций - в случае, когда требуется их многолетняя надежная работа.
На качество минераловатных ТИМ в значительной мере влияет связующее. Для строительных целей предпочтительно использовать изделия на фенольном связующем, поскольку карбамидное связующее менее водостойкое. Бояться выделения фенола не стоит. При строгом следовании технологическому процессу производства происходит полная нейтрализация и поликонденсация фенола.
Итак, говоря о свойствах изделий из минеральной ваты, мы будем иметь в виду только высококачественную минеральную вату на основе горных пород и на синтетических (фенольных) связующих.
Основным свойством минеральной ваты, отличающим ее от многих других ТИМ, является негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью. К тому же минераловатные ТИМ обладают устойчивостью к температурным деформациям, негигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и легкостью выполнения монтажа.
Минераловатные теплоизоляционные изделия имеют наиболее широкую (по сравнению с другими ТИМ) область применения в строительстве.
Ниже приведён перечень основных приложений, рассмотренных в данном издании:
- в фасадных системах наружного утепления "мокрого" типа (см. раздел Системы наружной теплоизоляции "мокрого" типа);
- в качестве теплоизоляционного слоя в навесных вентилируемых фасадах (см. раздел Навесные вентилируемые фасады);
- в наружных стенах с утеплителем с внутренней стороны стен (см. раздел Теплоизоляционные материалы для стен);
- в наружных стенах с утеплителем внутри стен (слоистая кладка, трехслойные бетонные или железобетонные панели, трехслойные "сэндвич-панели" с металлическими обшивками) (см. раздел Теплоизоляционные материалы для стен);
- в качестве основания под рулонные и мастичные кровли (см. раздел Мягкая кровля);
- в конструкциях скатных кровель и мансард (см. Мансарды);
- в конструкциях перекрытий и полов, в частности, полов по грунту и сопряжений наружных стен и перекрытий (см. раздел Крыши, Перекрытия, Полы).
Широкая область применения определяет широкую номенклатуру минераловатных изделий, выпускаемых ведущими производителями, которая включает в себя:
- плиты для тепловой изоляции металлических, кирпичных и бетонных частей здания. Как правило, их запрессовывают между соответствующими элементами конструкции;
- маты для утепления стропильных и подпольных конструкций. Данные изделия должны быть защищены от увлажнения путём установки пароизоляции с "теплой" стороны;
- специальные ветрозащитные плиты, которые рекомендуется применять как ветрозащиту над мягкими плитами в стеновых и стропильных конструкциях. Специально для "вентилируемых" фасадов разработаны готовые двухслойные теплоизоляционные плиты со слоями разной плотности. Их устанавливают таким образом, чтобы более плотная часть находилась снаружи (со стороны вентиляционного зазора), а менее плотная - примыкала к стене (основанию), рис. 1.
- полужесткие плиты, выдерживающие механические нагрузки до 5 кН/м2. Такие плиты применяют, например железобетонных трехслойных панелях (конструкции типа "сэндвич"). Часто такие плиты имеют специальные канавки для отвода конденсата (рис.2). Это особенно важно там, где не представляется возможным устройство вентиляционных воздушных зазоров. Например, в тех же железобетонных трехслойных панелях, тем более что наружная облицовка имеет низкую паропроницаемость.
- жесткие плиты, выдерживающие нагрузку до 12 кН/м2;
- плиты повышенной жесткости, предназначенные для изоляции плоской кровли и являющиеся основанием под рулонную и мастичную кровли. Разработаны специальные плиты, которые при использовании их в качестве верхнего слоя (при двухслойном утеплении кровли) придают кровле необходимый уклон.
По требованиям пожарной безопасности изделия из минеральной ваты относятся к классу негорючих материалов (НГ). Более того, они эффективно препятствуют распространению пламени и применяются в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты. волокон влияет не только на теплопроводность, но и на прочностные характеристики минераловатных изделий. Прочность на сжатие у них возрастает с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Таким образом, чем выше процент вертикально ориентированных волокон, тем более низкой плотности минеральную плиту можно применять для обеспечения заданной прочности на сжатие. Поэтому технологии формования минераловатных плит, обеспечивающие высокий процент вертикально ориентированных волокон, являются наиболее прогрессивными.
Теплопроводность минераловатных изделий складывается из трех составляющих: теплопроводности волокон, теплопроводности воздушной среды и влаги, находящихся между волокнами, а также передачи тепла лучеиспусканием. Теплопроводность твердой основы как основная составляющая общей теплопроводности зависит от геометрии и ориентации волокон в пространстве. При заданной плотности наиболее эффективным теплоизолятором является минеральная вата с хаотически расположенными и беспорядочно ориентированными волокнами.
Ориентация
Важное свойство минераловатных материалов - ничтожно малая усадка (в том числе термическая) и сохранение своих геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации здания. Это гарантирует отсутствие "мостиков холода", которые в противном случае неизбежно возникли бы на стыках изоляционных плит.
Минеральная вата обладает чрезвычайно низкой гигроскопичностью: содержание влаги в изделиях из нее при нормальных условиях эксплуатации составляет 0,5% по объему. Однако хранение на строительной площадке и монтаж теплоизоляции часто происходят во влажных условиях (например, во время дождя). Чтобы минимизировать водопоглощение, минеральную вату, как правило, пропитывают специальными водоотталкивающими составами (кремний-органическими соединениями или специальными маслами).
Изоляционные материалы из минеральной ваты отличаются высокой химической стойкостью. Более того, минеральная вата является химически пассивной средой и не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов. Теплоизоляционные и механические свойства изделий из минеральной ваты сохраняются на первоначальном уровне в течение десятков лет.
Применение минеральной ваты позволяет обеспечить не только тепло-, но и звукоизоляцию стен. Минеральная вата значительно снижает риск возникновения стоячих звуковых волн внутри ограждающей конструкции, тем самым, увеличивая изоляцию от воздушного шума. Звукопоглощающие свойства материала увеличивают затухание акустических волн и значительно снижают звуковой уровень помещения.
Достоинства минераловатных материалов дополняет легкость выполнения монтажа. Мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные - ножовкой.
В зависимости от области применения и технических характеристик, фирмы-производители выпускают теплоизоляционные материалы из минеральной ваты различных марок.
Мягкие плиты и маты, как правило, применяются в каркасных конструкциях. Жесткие и полужесткие плиты из минеральной ваты предназначены для применения на объектах, где изоляция подвергается механическим нагрузкам либо в процессе выполнения монтажных работ, либо при эксплуатации. Прочность на сжатие жестких изделий напрямую зависит от плотности теплоизоляционного материала и содержания связующего.
*** МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА - теплоизоляционный строительный материал, получаемый переработкой расплавов металлургических (главным образом доменных) шлаков или некоторых горных пород (напр., известково-глинистых сланцев) в стекловидное волокно. Применяют обычно в виде готовых изделий (плит, матов, скорлуп), изготовляемых на синтетической или битумной связке.