Неорганические теплоизоляционные материалы

Минеральная вата и изделия из нее

Минеральная вата представляет собой теплоизоляционный материал, состоящий из отдельных волокон, которые получают из расплавов горных пород или металлургических шлаков.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Сырьем для производства минеральной ваты служат мергели, сланцы, смеси известняков и доломитов с глинистыми и кремнеземистыми породами, а также шлаки (преимущественно доменные). Материал, полученный из горных пород, часто называют минеральной ватой, а из шлаков — шлаковой ватой.

Производство минеральной ваты состоит из двух основных процессов: 1) расплавление сырьевой смеси, 2) превращение расплава в волокно.

Сырье расплавляется обычно в шахтных печах (вагранках), имеющих высоту от 3 до 6 ж и внутренний диаметр 0,75-1,5 м.

Расплав, вытекающий из нижней части печи через отверстия размером 20-30 мм, разбрызгивается давлением струи пара или сжатого воздуха на отдельные капли, которые, пролетая вдоль камеры вблокнообразования, вытягиваются в тонкие волокна диаметром от 2 до 12 мк и длиной от 2 до 60 мм. Охлаждаясь, волокна падают на пол камеры, который представляет собой транспортер, движущийся с определенной скоростью.

Рис. 1. Схема установки для получения минеральной ваты:
1 — вагонетка для засыпки кокса и сырья, 2 — паровой котел, 3 — вагранка, 4 — форсунка, 5 — камера распыления и сбора ваты, 6 — вата, осевшая на ленту транспортера

форму шариков, жгутиков. Такие включения носят название корольков. Корольки увеличивают объемный вес и коэффициент теплопроводности минеральной ваты, поэтому содержание их не должно быть более 25%.

По объемному весу, который зависит от толщины волокон, степени уплотнения и количества корольков, минеральная вата делится на три марки: 150; 200; 250. Коэффициент теплопроводности ее колеблется в пределах 0,04-0,06 ккал/м ч град. Минеральная вата не горит, обладает морозостойкостью и малой гигроскопичностью.

Этот процесс протекает в грануляторах, состоящих из двух зубчатых валков, ниже которых расположены барабанные сита. Проходя между вращающимися валками, вата разрывается на кусочки размером 15-25 мм; последние попадают на сита, где скатываются в комки.

При грануляции из минеральной ваты отсеиваются корольки, что улучшает ее качество.

К наиболее распространенным изделиям из минеральной ваты относятся минеральный войлок, минеральные маты и минеральная пробка.

Предлагаем ознакомиться  Течет бачок в туалете как починить

Минеральный войлок представляет собой рулонный или листовой материал, полученный при уплотнении минеральной ваты, пропитанной битумом или синтетическими смолами.

Для изготовления минерального войлока применяют расплавленный нефтяной битум марки БН-IV или раствор фенолформальдегидных смол, которыми опрыскивают волокна минеральной ваты в момент их образования (в камере волок-нообразования); при этом волокна обволакиваются тонкой пленкой вяжущего. При выходе из камеры слой войлока, движущийся на транспортере, уплотняется валками.

После этого войлок на битумной связке охлаждается, а затем дисковыми пилами разрезается на листы нужного размера. Войлок на синтетических смолах поступает сначала в сушильные камеры, где его обогревают горячим воздухом, температура которого 150-160°. Под действием тепла смола затвердевает и склеивает волокна.

Размеры листов минерального войлока: длина 1000 — 3000 мм, ширина 375-{amp}lt;1200 мм, толщина 20, 40 и 60 мм. Показатели основных физико-механических свойств войлока из минеральной ваты приведены в табл. 22.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseen-GB

Содержание связующего в войлоке на битуме 2-5%, на синтетической смоле 4-8%.

Минеральный войлок применяется для теплоизоляции ограждающих конструкций (стены, чердачные перекрытия), трубопроводов, а также технологического оборудования промышленных предприятий.

Минераловатные маты получают, прошивая нитками слой минеральной ваты, покрытой с одной или двух сторон битумизированной бумагой. Прошивают вату на специальных прошивочных машинах параллельно длинной стороне мата не менее чем в шесть рядов.

Размеры матов: длина 1000-3000 мм, ширина 500-1000 мм, толщина 30 и 50 мм. По длине маты могут быть изготовлены любых размеров; в этом случае их скатывают в рулоны.

Объемный вес матов из минеральной ваты — не выше 250 кг/м3, коэффициент теплопроводности — не более 0,06 ккал/м чград, предельная температура применения 1000°. Маты применяются для теплоизоляции ограждающих конструкций жилых и промышленных зданий, технологического оборудования и трубопроводов.

Минеральная пробка представляет собой жесткие минераловатные плитыкоторые получают, смешивая минеральную вату с битумной эмульсией или искусственными смолами, при последующем формовании и прессовании полученной массы. Минеральная пробка выпускается следующих размеров: длина 500 и 1000 мм; ширина 500 мм, толщина 40 и 50 мм, объемный вес 300-400 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,06-0,07 ккал/м ч град, предел прочности при изгибе не менее 1,5 кг/см2.

Минеральная пробка водостойка и малогигроскопична. Плиты, изготовленные на синтетических смолах, можно применять при температуре до 130°, плиты на битумной эмульсии — не выше 70°. Минеральная пробка заменяет дорогую натуральную пробку и применяется для теплоизоляции холодильников и тепло-звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и промышленных зданий. В настоящее время минеральная вата и изделия из нее являются наиболее эффективными теплоизоляционными материалами.

Стеклянная вата и изделия из нее

Предлагаем ознакомиться  Материалы для облицовки стен в ванной

Стеклянная вата представляет собой волокнистый материал, состоящий из тонких и гибких стеклянных нитей, которые получают из расплавленной стекломассы.

Для изготовления стеклянной ваты используют стеклянный бой или сырье, служащее для производства обычного стекла: кварцевый песок, кальцинированную соду и сульфат натрия.

Стеклянный бой или сырьевую смесь расплавляют в стекловаренных печах, а затем из расплава через небольшие отверстия-фильтры вытягивают тонкие нити, которые наматываются на быстровращающийся барабан (фильерный способ). По этому способу можно получить очень длинные и тонкие (до 0,1 мк) нити.

Расщепляя расплав струей пара или горячего газа высокого давления (дутьевой способ), получают более грубое волокно небольшой длины. Для получения, стеклянного волокна применяют также штабиковый способ, по которому стеклянные па-лочки-штабики подогревают до расплавления специальными горелками. При этом капля стекла, падая вниз, тянет за собой тонкие стеклянные волокна, которые наматываются на вращающийся барабан.

Объемный вес стеклянной ваты в рыхлом состоянии — не более 150 кг/м3, коэффициент теплопроводности — не выше 0,045 ккал/м ч град. Стеклянная вата имеет значительно большую длину волокон, чем минеральная, и отличается большой химической стойкостью, но меньшей теплопроводностью. При высоких температурах и во влажных условиях стеклянное волокно быстро разрушается.

Для теплоизоляционных целей применяются главным образом изделия из минеральной ваты: маты у полосы, плиты, скорлупы и различные фасонные изделия в проволочной сетке. Наибольшее распространение получили маты и полосы, которые изготовляют, прошивая стеклянную вату, покрытую сверху и снизу проклеенным слоем стеклянных волокон (корочкой) толщиной 1,5 мм.

Корочка скрепляет волокна наружных слоев изделия и предохраняет его от повреждений при транспорте и монтажных работах. Прошивают маты и полосы асбестовыми нитями или нитями из стеклянного волокна. Изделия, предназначенные для изоляции поверхностей с температурой до 100°, можно прошивать хлопчатобумажной нитью.

Предлагаем ознакомиться  Практические советы по выбору душевой кабины

Выпускают также непрошитые маты; в этом случае требуемая форма и прочность изделий достигается за счет использования вяжущих веществ (крахмала, синтетических смол). Маты и полосы из стеклянной ваты применяются для теплоизоляции наиболее ответственного промышленного оборудования, тепловых установок и трубопроводов, если температура изолируемых поверхностей доходит до 450°. В жилищном строительстве они используются в качестве теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrighten-GB

Ячеистое стекло (газостекло)

Ячеистым называется стекло, имеющее пористую (ячеистую) структуру.

Этот материал получают, смешивая стекло с газообразователем, а затем расплавляя и охлаждая смесь. Для изготовления газостекла используют чаще всего стеклянный бой и газообразователи (молотый известняк, уголь). Температура разложения газообразователя должна быть на 150-200° выше температуры расплавления стекла.

Тонкоизмельченный стеклянный бой тщательно смешивают с газообразователем; смесь засыпают в формы и нагревают. По мере повышения температуры сначала расплавляются частицы стекла, а затем происходит разложение газообразователя, выделяющиеся при этом газы вспучивают стекломассу и образуют большое количество пор. При охлаждении массы получается прочный материал ячеистой структуры.

Основные изделия из ячеистого стекла — блоки и плиты. Объемный вес ячеистого стекла 150-600 кг/м3. Коэффициент теплопроводности зависит от объемного веса и колеблется в пределах от 0,05 до 0,11 ккал/м- ч- град.

Характерной особенностью ячеистого стекла по сравнению с другими теплоизоляционными материалами является высокая прочность — предел прочности при сжатии 20-150 кг/см2. Ячеистое стекло является водостойким, морозостойким и несгораемым материалом и легко поддается механической обработке — пилится, режется, сверлится и гвоздится. Вводя в стекломассу минеральные красители, можно получать ячеистое стекло различной окраски.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Ячеистое стекло — высокоэффективный тепло- и звукоизоляционный материал. Применяется для изоляции стен и перекрытий, утепления полов и кровель промышленных и гражданских зданий. Ячеистым стеклом изолируют камеры холодильников и горячие поверхности отопительных устройств.