Каменная вата характеристики и свойства: характеристики, отзывы, достоинства и недостатки

Содержание

характеристики, отзывы, достоинства и недостатки

Для утепления дома используются теплоизоляционные материалы. Среди них особенный интерес ввиду своей популярности вызывает каменная вата. Ее нередко применяют для утепления промышленных зданий, квартир, домов в частном секторе. Но далеко не все понимают, что это такое. В этой статье описаны разновидности каменной ваты, ее характеристики, а также приведены лучшие производители, гарантирующие надежность и высокое качество.

Что такое каменная вата?

Каменная вата делается из вулканической горной породы. В естественном виде это твердый материал, чтобы он приобрел «ватную» форму, его плавят и разделяют на волокна. В зависимости от производителя для этой процедуры может использоваться та или иная технология (центробежная или фильерная вытяжка, выдувание, валкование). Обработанный таким образом базальт становится сыпучим, а чтобы он не рассыпался, и дабы можно было сформировать из него определенную форму, волокна обрабатывают клейким веществом.

Фенолформальдегидная смола – это и есть то самое клеящее вещество, во всяком случае, ее используют чаще аналогов. Она склеивает волокна, благодаря чему делают пласты необходимой толщины. Затем каменную вату обрабатывают специальным маслом, чтобы придать ей водоотталкивающее свойства. Последние этапы производства – резка и упаковка утеплителя.

Фото утепление фасада каменной ватой

Разновидности каменной ваты

Ознакомьтесь также с этими статьями

Каменная вата бывает разного типа. В основном она делится на виды по плотности.

  • Мягкая вата, она же рулонный утеплитель. Ее плотность колеблется в пределах 10-50 кг/м. куб. Коэффициент теплопроводности 0,033 Вт/м*С. Используется в совершенствовании трубопроводов, каркасов, перекрытий, перегородок.
  • Полужесткая плита может иметь плотность от 60 до 80 кг/м. куб. Коэффициент теплопроводности 0,039 Вт/м*С. Ее часто применяют для фасада, кровли, укладывают на потолки или в сэндвич панели.
  • Жесткая плита имеет плотность 90-175 кг/м. куб. Коэффициент теплопроводности 0,046 Вт/м*С. Этот утеплитель используется для поверхностей, которые поддаются значительной механической нагрузке. Это может быть пол, крыша, фундамент, трубопроводы подземные и т. д.

Во время покупки плотность материала всегда обозначается в виде буквенной маркировки. Мягкая каменная вата – ПМ, жесткая – ПЖ, а полужесткая – ПП. Цифры, что пишут рядом с этими буквами через дефис обозначают саму плотность. Чаще всего в продаже встречаются: ПМ-40, ПМ-50, ПП-70, ПП-80, ПЖ-100 и ПЖ-120.

В плане геометрических характеристик единой классификации нет, потому как разные производители могут предлагать совершенно разную продукцию. Тут многие зависит от того, куда именно утеплитель будут укладывать. А вот толщина каменной ваты у разных производителей идентичная. Продается она толщиной 50, 100, 150 и 200 мм.

Фото каменной ваты в рулоне и плитами

Существует и еще одна классификация по типу упаковки.

  • Каменная вата рулонная бывает обычная или с фольгой с одной стороны для повышения теплоотражающих свойств. Длина такого материала в рулоне может быть от 3 до 50 метров, а ширина 0,6-1,5 метра.
  • В плитах – типичный вариант, используемый для фасада. Плиты выпускаются шириной 60-120 см и длиной 120-150 см.
  • Фасонная – это та, что имеет круглую оболочку. Она используется для изоляции трубопроводов.

Свойства и характеристики каменной ваты

Каменная вата часто сравнивается с другими типами подобного материала. А именно со стекловатой, шлаковатой и минеральной ватой. Ниже приведены сравнительные характеристики, позволяющие сориентироваться в том или ином параметре всех видов.

Параметр Каменная вата Минеральная вата Стекловата Шлаковата
Средний диаметр волокон (мкм) 5-15 4-12 4-12 4-12
Длина волокон 20-50 16 15-50 16
Теплопроводность (Вт/м2*к) 0,033-0,046 0,077-0,12 0,038-0,046 0,46-0,48
Температура использования От -190 до +700°C От -60 до +600°C от -60 до +450°C От -60 до +250

 

Температура спекания 700-1000 600 450-500 250-300
Теплоемкость 500-800 1050 1050 1000
Сжимаемость (%) До 40 40 60 60
Упругость 71 60 55 50
Класс горючести НГ- негорючее НГ- негорючее НГ- негорючее НГ- негорючее
Звукопоглощение 0,87-0,95 0,75-0,95 0,8-0,92 0,75-0,82
Вибростойкость Нет Нет Нет Нет
Связующее вещество (%) От 2,5 до 10 От 2,5 до 10 От 2,5 до 10 От 2,5 до 10
Увлажнение за сутки (%) 0,035 0,095 1,7 1,9
Химическая стойкость к воде 1,6 4,5 6,2 7,8
Хим. устойчивость к щелочной среде 2,75 6,4 6 7
Хим. устойчивость к кислой среде 22 24 38,9 68,7
Выделение вредных веществ Да, если есть вредные связующие Да Да Да
Необходимость в связующих
Да Да Да Да
Колкость Нет Нет Да Да

Достоинства и недостатки

Советуем к прочтению другие наши статьи

Специалисты отмечают как достоинства, так и недостатки каменной ваты, так что перед тем как ее покупать для утепления необходимо взвесить все за и против. Какие же достоинства у каменной ваты?

  • Материал легкий, что позволяет без усилий его переносить и укладывать во время утепления помещения.
  • Это проверенный временем утеплитель.
  • Высокие изоляционные свойства.
  • Каменная вата не боится перепадов температур. Вне зависимости от погоды она не расширяется и не сжимается, держит форму и сохраняет свои свойства.
  • Базовые характеристики одинаковые вне зависимости от производителя. Так что, например, утеплитель от Rockwool и Изобокс имеют схожие параметры и качества, но отличаются в плане цены, дополнительного сырья используемого для производства и иных деталей. Отсюда и разница в цене.
  • Материал не горючий.
  • В зависимости от качества утеплителя паропроницаемость может колебаться в значениях от 0,3 до 0,55 мг/м чПа. Чем выше показатель, тем лучше выражено это свойство.
  • Укладывать каменную вату довольно просто, даже не имея практики.

Теперь о недостатках каменной ваты.

  • Она вопреки заблуждениям не отпугивает грызунов. Мыши и крысы не боятся ее и могут спокойно в ней жить.
  • Экологичность каменной ваты часто ставится под сомнение из-за того, что волокна скрепляют во время производства смолами. Производители редко объясняют что это за смолы, их точный состав и вредны ли они, так что вопрос остается открытым.
  • Во время укладки каменной ваты появляется пыль, которую настоятельно рекомендуется не вдыхать. Поэтому работать с ней можно только в респираторе.

Фото каменной ваты Технониколь и Rockwool

Где используется каменная вата?

С XX века каменная вата получила широкое распространение. Ввиду того, что это на 95% натуральный материал, его используют для утепления самых различных типов зданий.

  • Стены. Как утеплитель для фасада этот материал очень популярен. Теплоизоляционные свойства позволяют предотвращать потерю тепла зимой и сохранять прохладу летом.
  • Полы часто им утепляют. Он позволяет делать стяжки, обеспечивает звукоизоляцию.
  • Кровли (плоские и скатные) частично изолируют этим утеплителем. Правда применять только каменную вату не рекомендуется, но как часть защиты она годится.
  • Перегородки внутри комнат нередко делают при участии этого материала. Он обеспечивает дополнительную звукоизоляцию.
  • Несущие балки и колонны, ж/б перекрытия, транзитные воздуховоды, кабельные и трубные проходы можно делать при использовании каменной ваты. Это обеспечивает огнезащиту и дополнительную безопасность жителям помещения.

Лучшие производители каменной ваты

Каменная вата выпускается многими производителями, но далеко не все они гарантируют качество и долговечность. Чтобы не пожалеть в будущем о покупке, стоит ориентироваться на ведущих производителей.

  • Технониколь – известный производитель. Каменная вата Технониколь выходит по сериям. Например, Роклайт – плиты, стоят от 12 долларов за метр кубический. Теплоролл – рулон, ценой до 23 долларов за метр кубический. Техноакустик – обладает превосходными звукоизолирующими свойствами. Цена от 45 долларов.
  • Isover – французский производитель. Известные линии – Isover Classic, Isover KL-37 и Isover KT-37. Цена зависит от типа продукции и количества, но в среднем можно найти продукцию от 13 долларов и выше.
  • Изобокс – не дорогой вид каменной ваты от отечественного производителя. Продукция выпускается сериями («Лайт», «Инсайд», «Фасад», «РУФ», «Экстралайт») в автоматическом режиме.
  • Ursa – известная компания, материал которой используется для утепления как жилых, частных домов, квартир, так и промышленных комплексов. Эта компания предлагает новый вариант каменной ваты – Pure One, отличающийся экологичностью и высокими характеристиками. Один рулон обойдется в 23 доллара в среднем. Есть также продукция в плитах примерно по той же стоимости.
  • Rockwool – наиболее популярный бренд. О нем много кто слышал и это не удивительно. Производитель работает на качество и долговечность. Известные линейки каменной ваты – Руф Баттс и Кавити Баттс. Средняя стоимость упаковки или рулона 15-23 доллара.
  • Knauf выпускает каменную вату самых разнообразных видов. Термо Плита 0,37 – хороший выбор для пола, для фасада, перегородок. В упаковке 12-24 плиты. Примерная стоимость 15-22 доллара. Тормо Ролл – аналог в виде рулона. Рекомендуется для утепления любых вертикальных и горизонтальных поверхностей. Стоимость одного рулона от 18 долларов. Есть также продукция с фольгированием, их цена начинается с 15 долларов и выше.

Фото утепления стен каменной ватой

Отзывы о каменной вате

Нельзя говорить, что любая каменная вата хороша в эксплуатации и долговечна. Есть как положительные, так и негативные отзывы покупателей.

  • Михаил Павлов: «Для утепления дома в прошлом году потребовалась каменная вата. Выбор пал на Технониколь. Это относительно недорогой вид, так что в общей сложности можно сказать что сэкономил. Использовалась вата быстро, без проблем. Из недостатков могу отметить, что она очень рыхлая, хотя брал средней плотности. Так что при выборе стоит быть внимательней. Что до качеств, то дом стал теплее, это отметили уже в первый год после утепления».
  • Дмитрий Зайцев: «Rockwool – известный бренд, выпускающий каменную вату. И действительно материал качественный, очень хороший. После утепления в доме тепло, уютно, нет сквозняков, и даже сырость пропала. Однако всем кто планирует покупать этот продукт стоит также закупить пару защитных костюмов для работы. Это действительно опасный утеплитель. На коже вызывал раздражения, покраснения, зуд, постоянное чихание, затрудненное дыхание. В общем, ничего хорошего – без защиты с ним работать нельзя!».
  • Елена Александрова: «Каменная вата Изобокс – наш выбор для утепления дома. На протяжении всего лета занималась утеплением дома как внутри, так и снаружи. Есть у этого утеплителя и достоинства и недостатки. Он действительно хорошо изолирует звук, сохраняет тепло, да и цена доступная. Что до проблем, то с плит летит много пыли, которая вызывают раздражение, поэтому лучше использовать респиратор. Минус и в том, что в утеплителе неравномерная плотность по всей поверхности. Он сильно крошится, ломается и я уверенна, что это скажется на сроке эксплуатации».

Что такое каменная вата и хороший ли это утеплитель? Подробный обзор

Утеплитель для дома справедливо называют его «шубой». Когда жарко, он позволяет держать внутри помещений комфортный микроклимат, когда холодно – сохраняет ценное тепло. И когда приходит время выбирать такую  «шубу», то приходится расставлять приоритеты: цена или качество? Практичность или безопасность? Довериться мнению соседа или рекламе? Давайте рассмотрим утеплитель, который умудряется удовлетворять даже самых требовательных покупателей.

Так, современная каменная вата – один из самых экологичных и надежных теплоизоляторов. Весь ее секрет в воздухе, который находится в неподвижном состоянии между тесно переплетенными волокнами. Которые ко всему еще и сделаны из самого настоящего камня! Как вообще такое может быть?

Сейчас мы раскроем вам все секреты! Из этой статьи вы узнаете: что такое каменная вата и чем она ценна в качестве утеплителя, как ее использовать и о каких особенностях следует знать. Ведь насчет ее практичности и экологичности споры не утихают до сих пор, а все дело – только в используемом сырье.

Сам метод изготовления базальтовой ваты, как говорится, позаимствован у природы. Когда ученые изучали извержение вулкана на Гавайских островах, то заметили образование тонких нитей, которые собирались в структуры, как у ваты. Этот материал назвали довольно забавно  – «волосы Пеле», и попытались повторить этот же процесс в современном строительстве.

Вот так в специальных печах заводы сегодня имитируют извержение вулкана: температура достигает отметки 1500°С, отчего горная порода расплавляется. Затем породы просто вытягивают в волокна, а их уже соединяют связующими компонентами в вату нужной консистенции и формы. И чаще всего такие связующие – синтетические.

После этого спрессованные волокна помещают в камеру полимеризации. Там волокна при температуре 200°С затвердевают и формируют уже конечный продукт, который нарезают на рулоны, плиты и маты. Далее их упаковывают в специальную термоусадочную пленку:

Благодаря всему этому современная каменная вата – это теплоизоляционный материал с хаотичной волокнистой структурой. Такое направление волокнам придает маятниковый раскладчик, который укладывает волокна в несколько разнонаправленных слоев. После этого материал подают в гофрировщик, а он уже прессует вату в некий ковер, с четко измеримой плотностью.

В итоге получившийся теплоизолятор обладает такими свойствами:

Базальтовая вата пользовалась спросом всегда, даже в самое кризисное время. Из года в год ее продажи увеличиваются на 7-9%. При этом конкуренция между компаниями-производителями достаточно жесткая, и многие предприятия, чтобы удержать свой продукт на рынке, начинают укрупняться (хороший пример – Изорок).

Лидирует пока Технониколь, на долю которого приходится около 20% и Роквул, с долей 20%. Всего в России на сегодняшний день действует около полусотни заводов, которую производят утеплитель в виде каменной ваты.

Давайте рассмотрим те основные свойства каменной ваты, которые ее делают уникальным продуктом.

Пожаробезопасность и надежность

Как мы уже говорили, изготавливают каменную вату сегодня из габбро-базальтовой группы, которая абсолютно негорючая. Ведь температура плавления таких волокон – в пределах 1000°С. Именно при этой температуре плавится камень, и найти такую даже при сильном пожаре – та еще задача. Такой уровень нагрева бывает только у жерла вулкана. А поэтому именно каменной ватой изолируют самые пожароопасные места.

Мало того, что каменная вата не горит, так она еще и останавливает жар от огня, чем защищает собой внутренние строительные конструкции дома. Не только от того, чтобы те не сгорели, но и чтобы не деформировались, не рушились и не падали на спасающихся людей.

Все это нередко дает дополнительное ценное время для эвакуации. Если вы слышали о пожарах, когда крепкий с виду дом вспыхивал, как спичка, и складывался, как карточный домик – именно там не было вот таких защитных элементов в стенах.

Как вы видите, почти все формы каменной ваты относятся к группе негорючих:

Еще один немаловажный момент – даже при высокой температуре каменная вата не выделяет отравляющих веществ. Это тоже имеет значение, ведь нередко пожар опасен не столько высокой температурой, сколько токсичным воздухом, который обычно быстро распространяется по помещениям. И чем больше в жилом доме находится того, что горит легко, плавится и воняет, тем хуже.

Базальтовая вата настолько пожаробезопасна, что ее применяют даже для устройства теплого пола:

Паропроницаемость и «дышащие» стены

Сегодня все чаще владельцы собственных домов задаются существенным вопросом: насколько экологично и безопасно наше собственное жилье? Комфортен ли в нем микроклимат, не будет ли страшна плесень?

И в этом плане сегодня уже развились две тенденции подхода к этому вопросу. Первое состоит в том, что дом должен быть подобен термосу, а внутренний воздухообмен организуется при помощи системы приточной вентиляции. Второе – в том, что конструкции жилой постройки должны быть «дышащими», чтобы дом сам по себе «дышал», но не за счет сквозняков негерметичной конструкции, а за счет паропроницаемости стен (в основном это относится к деревянным постройкам).

Так вот, каменная вата ко всему еще и полностью паропроницаема. Водяные пары в виде молекул легко проходят через минеральную теплоизоляцию и не конденсируются при этом на волокнах. Благодаря этому каменный утеплитель совсем не намокает. Вот почему такое утеплителей идеально подходит для обустройства бань из древесины, стены которых по всем правилам должны «дышать», а не быть глухим термосом.

Ведь от того, «дышут» ли стены, зависит весь микроклимат даже в жилом доме. Ведь помните, что в нашей стране естественный приток воздуха в то время, когда форточка закрыта, происходит за счет легкого сквозняка от окон и дверей, тогда как за рубежом зачастую для этой цели устанавливают специальную приточную вентиляцию.

В любом случае, если окажется что таковой недостаточно, или же новое пластиковое окно окажется вполне герметичным и перекроет и так скудные микропотоки воздуха, тогда сырости некуда будет деваться. В итоге появится плесень и затхлый запах в доме.

Вот почему приверженцы экологичности жилого дома говорят о «дышащих» стенах. Для этого каменной вате у серьезных производителей выдается специальный сертификат, который позволяет ее использовать для утепления любого помещения в доме, включая детскую. Микроклимат в таких помещениях должен быть комфортным и безопасным. А пар – легко выходить через отделку и не задерживаться при этом в утеплителе:

Долговечность и противостояние нагрузкам

Усадка у каменной ваты настолько незначительна, что вообще никак не влияет на долговечность теплоизоляции. Так, геометрические размеры плит сохраняются на протяжении всего срока службы, а потому не возникает никаких мостиков холода.

Кроме того, у минеральных плит низкая гигроскопичность – всего 0,5% от объема. На всякий случай сегодня каменную вату дополнительно пропитывают специальными водоотталкивающими составами – гидрофобизаторами. Это масла или кремнийорганические соединения.

Необходимо это для того, чтобы сохранить вату в нужном состоянии в процессе ее монтажа. Ведь нередко важные строительные работы производятся в сырую погоду, и даже когда идет дождь.

И, наконец, каменная вата обладает высокой химической стойкостью и не вызывает коррозии у металла.

Споры об экологичности

Каменная вата по праву считается одной из самых экологичной, причем продукция у некоторых производителей даже имеет сертификат экологичной безопасности Eco Material Green.

Но здесь добавим немного дегтя. Существуют исследования, что базальтовая вата может быть небезопасной. Еще в 1995 году в проспектах некоторых компаний была отметка о том, что базальтовые волокна склеиваются синтетической смолой, которую получают путем конденсации фенола и муравьиного альдегида. А смола по своим качествам значительно отличается от самих волокон. Так, в печи те не плавятся до температуры выше 1000 градусов, а смола – уже при 200. Опасна и сама пыль от ваты.

Сами же производители утверждают, что то фенолформальдегидное связующее, которое они используют в процессе изготовления ваты, в ней самой совсем немного и никакой угрозы для здоровья человека это представлять не может. Но еще в 1997 году Европейский Союз опубликовал классификацию изоляционных материалов, где минеральная вата была признана потенциально опасной в зависимости от содержания в ней щелочноземельных металлов и щелочных оксидов.

К сожалению, сегодня некоторые производители изготавливают вату на основе такого связующего, как фенолформальдегид. А это уже – опасные летучие соединения, ядовитые, ко всему относящиеся ко второму классу опасности.

Наверняка вы знаете, что формальдегид обладает высокотоксичным, аллергенным, мутагенным и канцерогенным действием. А в плитах из каменной ваты связующего вещества обычно содержится от 3 до 6%. Кроме того, этого вещества достаточно много в окружающем пространстве, даже в уличном воздухе, и особенно в некачественной мебели, т.е. оно накапливается.

Производители действительно говорят о том, что при температуре 250°С начинает гореть связующее вещество, но при этом структура минеральной ваты не окисляется и не меняется. Вот почему, если для вас важна экологичность используемых отделочных материалов, посмотрите документы на выбранный вариант каменной ваты: какое именно связующее вещество там используется? Смола или крахмал?

Еще один важный момент. В отличие от стекловаты базальтовая не выпускает в воздух тысячи мелких иголок, в чем и есть отличие каменной ваты от стеклянной – но с ней тоже следует работать осторожно! Заметьте, что за рубежом ею утепляют стены работники в защитной одежде и маске, хотя у нас домашние мастера любят и стекловату брать руками. Ведь от базальтового волокна есть мелкая пыль, особенно при встряхивании плит.

К слову, Технониколь в свое время проводила достаточно интересное исследование ожиданий покупателя. И оказалось, что для 87% опрошенных главным критерием выбора строительных и отделочных материалов оказалось экологичность.

Именно с такой целью был разработан утеплитель GreenGuard, который сегодня называют чем-то вроде эко-прорывом в современном строительстве. Мы о нем вам расскажем немного позже.

Сегодня многие полагают, что чем больше плотность каменной ваты – тем она практичнее. На самом деле это не так. У плотности есть свои четкие показатели для применения в разных условиях.

Так, каменная вата с плотностью:

  • до 35 кг/м3 идеально подходит для ненагруженных поверхностей, как скаты кровли. Она легко устанавливается между стропилами и хорошо между ними держится за счет того, что ее не тянет вниз собственный вес;
  • плиты плотностью от 35 до 75 кг/м3 применяют для пола, потолка и внутренних стен дома;
  • каменную вату с плотностью от 75 до 125 кг/м3, достаточно тяжелую, используют для фасадных систем.

У каждого современного производителя каменной ваты для этого есть отдельная линия продукции, со своей четкой плотностью:

В общем-то теплопроводность материала зависит от плотности ваты. А плотность – от упорядоченности волокон. Так, чем больше в ваше вертикально расположенных волокон, тем лучше сама теплоизоляция, и тем выше прочность на сжатие у плиты.

Этот момент заметили производители и сегодня стараются сделать вату менее плотной и тяжелой, но при этом такой же теплоизолирующей и противоусадочной. Одним словом, сама плотность каменной ваты связана с ее прочностью не линейно. Так, чем менее плотная вата при той же прочности – тем изначально технологический процесс ее изготовления был качественным.

Кроме того, существует далеко не один спектр прочности: на растяжение, на сжатие, на соответствие поставленной задачи. Так, кровельные утеплители на плоских крышах и полы под стяжку всегда работают на сжатие. Но этот же параметр практически не имеет никакого значения, когда речь идет об утеплении вентилируемых фасадов. Ведь здесь уже важна прочность ваты на отрыв слоев! И никакого сжатия здесь нет.

А вот если же речь идет о слоистой кирпичной кладке, теплоизоляция должна быть одновременно и легкой, и прочной, как у плит Rockwool Лайт Баттс Экстра. У них плотность находится в пределах 40-50 кг/м3 и прочность на растяжение 8 кПа.

Ввиду постоянного соревнования за свое место под солнцем производители постоянно улучшают качество своей продукции или придумывают новинки, которые не могут не заинтересовать потенциальных покупателей.

Отметим отдельно популярную новинку от Роклайт – Роклайт Mini. Это плиты из каменной ваты размером всего 800х600, по сравнению с более распространенными 1200х600 мм. Такой формат позволяет более точно рассчитывать нужное количество утеплителя, избегать ошибок и более удобно доставлять плиты в собственном легковом автомобиле.

Быстро становится известным экологичный утеплитель GreenGuard, разработанный по технологии GEOlife, от Технониколь. Особенность технологии в тому, что здесь используются исключительно натуральные компоненты: только горные породы габробазальтовой группы и биополимерные связующие органического, а не синтетического происхождения. Этот вид породы отличается высокой тугоплавкостью, а потому вата достаточно огнеупорна. Поэтому материалу присвоен максимальный класс пожаробезопасности.

Такое утепление не только не горит и не меняет форму, но еще и служит определенным барьером для огня. И при этом не будет ни отравляющих газов, ни ядовитых веществ, ведь смол здесь вообще нет. В качестве связующего здесь используются модифицированный крахмал и органический сгуститель. Те же вещества сегодня используются в пищевой, парфюмерной промышленности и для изготовления подгузников.

А теперь мы вам расскажем, как правильно устанавливать каменную вату в качестве утеплителя, чтобы она служила вам верой и правдой достаточно долго. Ведь измениться теплоизоляционные свойства каменной ваты могут только в том случае, если она будет находиться в постоянной сырости, а это уже говорит о нарушении технологии монтажа.

Доставить ее на место стройки у вас не составит никакого труда, ведь ту существенно сжимают еще на заводе. Вот раскрывают общую упаковку. Впечатляюще, не правда ли?

А теперь распаковывают уже саму вату, которая прямо на глазах увеличивается вдвое, или даже втрое. Абсолютно то же самое наблюдают обладателя утеплителя, которые вскрывают упаковку уже дома и очень удивляются, как можно было сжать столько материала? Весь секрет – в особой гибкой структуре базальтовых волокон:

Сама современная минеральная вата очень удобна в применении. Для ее закрепления вам не понадобятся специальные инструменты или особый крепеж, при этом с работой легко справятся 1-2 человека.

Но, подготавливая пространство для укладки учитывайте, что она выпускается стандартного размера, и подгонять ее под уже существующий проем довольно сложно. Будет много отходов, да и резать вату – то еще удовольствие. Поэтому сначала выберите утеплитель, узнайте его точные параметры и только тогда набейте рейки – так, чтобы между ними было на 1 см меньше, чем ширина рулона. Это нужно для того, чтобы вата держалась в стене за счет своей упругости, враспор, если говорить простым языком.

После укладки ватный материал распрямится и у мостиков холода не будет ни единого шанса:

Враспор каменные плиты нужно устанавливать и на потолке:

Особенно ценят базальтовый утеплитель при обустройстве жилой мансарды. Маты достаточно жесткие и легко укладываются как горизонтально, так и вертикально. Благодаря всем этому удобно «срезать» ненужные углы мансарды и защищать от их холода:

Каменной ватой хорошо утеплить парапет балкона, причем технология такая же, как и при обычном вертикальном утеплении:

При утеплении стен в бане каменная вата подходит как нельзя лучше. Для защиты утеплителя от лишнего пара между ней и обшивкой оставляют небольшой зазор. Иногда также укладывают фольгированную пароизоляцию для лучшего эффекта.

Нравится ли вам этот вид утеплители и доверяете ли ему? Поделитесь вашими соображениями!

Утеплитель каменная вата: характеристики, достоинства, особенности выбора

Каменная вата в качестве утеплителя имеет высокий спрос на рынке строительных материалов. Существует множество производителей каменной ваты. Предлагаем рассмотреть особенности, преимущества и рекомендации по выбору данного материала.

Оглавление:

  1. Каменная вата: происхождение и процесс изготовления
  2. Каменная вата характеристики и преимущества
  3. Сфера использования утеплителя каменной ваты
  4. Рекомендации по выбору каменной ваты
  5. Разновидности минеральной ваты в соотношении с ее маркой
  6. Обзор производителей каменной ваты

Каменная вата: происхождение и процесс изготовления

Происхождение каменной ваты связывают с природным процессом извержения вулкана. Когда расплавленная лава катится вниз, она разделяется на волокна и ветер, попадая на нее создает волокнистую структуру. Данный материал обладает высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками.

Основным компонентом, из которого производят каменную вату выступают горные породы базальтового, метаморфичного или мергелевого происхождения. Самым важным показателем высококачественной каменной ваты является свойство кислотности, которое показывает количество кислых и основных окислов в составе ваты.

Самая высококачественная каменная вата производится из породы базальтового типа, в которую вводятся добавки карбоната, регулирующие ее кислотность.

Высокий уровень кислотности каменной ваты повышает ее водоустойчивость, а значит, делает вату более прочной и долговечной. Еще одним элементом, который входит в состав каменной ваты является связующее вещество. Его основной функцией является связывание и скрепление волокон, и придание изделию определенной формы и консистенции. В качестве связующих элементов выступает:

  • связующие на основе битума;
  • связующие синтетического происхождения;
  • комбинированные вещества, в состав которых входит несколько компонентов;
  • связующие бентонитового типа.

Самым популярным связующим элементом каменной ваты, который чаще всего применяется в процессе ее производства выступает синтетический материал в составе которого присутствуют фенолформальдегидные смолы и гидрофибизующие пластифицирующие добавки.

Материал, который стал основой для изготовления каменной ваты называют “Волосами Пеле”. Он имел вид тонкой нити, которая образовалась из вулканической горной породы. Современный этап производства каменной ваты напоминает процесс извержения вулкана. Горные породы отправляются в печь, температура в которых достигает полторы тысячи градусов Цельсия. Они расплавляются и подвергаются процессу разделения на волокна. Существует несколько способов произведения данного процесса:

  • метод дутья с помощью вентиляторов;
  • центробежный и валковый методы;
  • метод дутья и центробежности;
  • комбинация центробежного дутьевого и фильерного способа;
  • другие методы.

Когда порода разделена на волокна, далее следует процесс введения связующих веществ и придания ей формы. Этот процесс включает распыление связующего, которое вводится в ватную массу или полив массы данным веществом. Каменноватный ковер отправляется на процесс термической обработки, в ходе которого связующее вещество начинает выполнять свои функции. Содержание связующего составляет около трех процентов. Затем каменная вата разрезается в соответствии с заранее установленными размерами, упаковывается и готовится к продаже.

Каменная вата характеристики и преимущества

Первым и самым главным свойством каменной ваты, которое определяет ее использование в качестве теплоизолятора выступает ее высокая теплоизолирующая способность. Благодаря этому она хорошо справляется с процессом регуляции температуры в помещении. В зимнее время года, каменная вата не пропускает холод, а летом — жару. Данное свойство зависит от расчетного коэффициента, так как различные материалы характеризуются разным уровнем теплопроводности. Даже при высокой температуре каменная вата не теряет своих свойств и по-прежнему выполняет свои функции. Поэтому каменная вата не поддается горению, не воспламеняется и защищает утепленные конструкции от возгорания.

Температура более тысячи градусов Цельсия не влияет на характеристики каменной ваты. Даже при такой высокой температуре она не плавится, не горит и выполняет свои функции должным образом. Хотя испарение связующего элемента происходит при температуре превышающей двести градусов. Благодаря наличию пожаробезопасных свойств, каменная вата помогает избежать пожара и разрушение конструкции здания при его возникновении. Поэтому каменная вата имеет довольно широкую сферу применения, ее используют для теплоизоляции как многоэтажных, так и одноэтажных зданий, школ, офисов, частных домов, коттеджей и т.д.

Практически все время использования, связующее вещество, если оно высококачественное, обеспечивает отсутствие усадки и постоянную форму ваты. Данное свойство помогает вате противостоять механическим воздействиям. Ведь она используется не только для теплоизоляции стен, но и полов, которые находятся под постоянным воздействием и нагрузкой. Если в качестве связующего вещества для каменной ваты использованы материалы низкого качества, она со временем теряет форму и не выполняет свои функции.

Из-за того, что волокна каменной ваты пересекаются хаотично, каменная вата является отличным звукоизолятором, который оберегает помещение от воздействия посторонних звуков и уличного шума. Межкомнатные стены, для теплоизоляции которых использована каменная вата, характеризуются наличием сниженного звукового уровня по отношению к соседним помещениям.

Еще одной функцией связующего вещества выступает устойчивость перед воздействием влаги и паронепроницаемость. Данные характеристики позволяют регулировать уровень влажности в помещении, при этом лишняя влага не впитывается в слой утеплителя, тем самым нарушая его структуру, а выводится наружу. Климат, в помещении становится комфортным и благоприятным для проживания. Сухое состояние каменной ваты приводит к тому, что в ней не образуются плесень, грибок и не разводятся другие микроорганизмы.

Каменная вата — экологичный материал, при производстве которого используются природные материалы, не оказывающие негативного влияния на окружающую среду. Использование каменной ваты позволяет обеспечить значительную экономию электроэнергии, тем самым улучшая экологию и сохраняя электричество.

Сфера использования утеплителя каменной ваты

Среди утеплителей на основе каменной ваты самой распространенной является каменная вата из базальтовых пород. Она имеет самые высокие водоотталкивающие свойства, поэтому находит применение при утеплении бассейнов, бань или саун. Она позволяет осуществить теплоизоляцию трубопроводных систем и других коммуникаций инженерного назначения.

Благодаря хаотичному распространению волокон в каменной вате, она способна выдержать самые большие нагрузки. Поэтому используется при утеплении фундаментов и полов.

В соотношении с прочностью каменная вата бывает жесткой и более эластичной. Каменная вата мягкой структуры применяется на ненагруженных участках строительных конструкций, а также при укладке колодцев и вентилируемых фасадов, которые имеют небольшую скорость потока воздуха и средний вентиляционный зазор.

Применение каменной ваты полужесткого типа связано с системами вентилируемого фасада, которые имеют неограниченный воздушный поток. Она подходит для многоэтажных конструкций. Такой тип ваты хорошо устанавливать в воздуховодных конструкциях, там она обеспечивает их тепло-, звукоизоляцию и пожаробезопасность.

Каменная вата сегментного, цилиндрического или полуцилиндрического типа используется при теплоизоляции трубопроводных систем.

Жесткая базальтовая вата подходящий вариант для конструкций, которые подвергаются большой нагрузке.

Покрытие каменной ваты бывает:

  • стекловолокнистым;
  • фольгированным;
  • проволочным.

Изучая о каменной вате отзывы, предлагаем рассмотреть основные отрасли ее использования:

1. Изоляция конструкций строительного назначения — каменная вата позволяет соорудить термическую, звуковую и пожаробезопасную изоляцию в зданиях практически любого назначения. Каменная вата улучшает теплоизоляционные качества стен, фасадов, потолков, полов, дымоходов и перекрытий.

2. При выполнении технической изоляции использование каменной ваты позволяет оборудовать системы вентиляции, кондиционирования или удаления дыма.

3. При оборудовании систем огнезащитного назначения каменная вата повышает огнеустойчивость строительных элементов, таких как перекрытия или металлические конструкции. Использование каменной ваты позволяет повысить уровень пожарной безопасности всего здания.

4. В промышленности судостроительного назначения каменная вата обеспечивает теплоизоляцию суден и их отдельных частей.

Рекомендации по выбору каменной ваты

Перед тем как каменную вату купить, следует четко определить ее функциональную нагрузку и объем площади, которую нужно теплоизолировать.

На утеплитель каменную вату цена зависит от таких факторов:

  • производитель;
  • плотность материала;
  • тип связующего вещества, используемый при производстве;
  • тип породы, из которого изготовлена каменная вата;
  • количество материала;
  • наличие дополнительного слоя покрытия.

Каменная вата для фасада должна быть прочной и плотной, так как данная часть здания подвергается воздействию окружающей среды.

Раньше качество минеральной ваты определяли исходя из ее плотности, но это утверждение сейчас не актуально. Так как современные производители каменной ваты разрабатывают материал, который несмотря на небольшую плотность, хорошо противостоит перед механическими воздействиями.

Поэтому, выбирая каменную вату, обращайте внимание на соотношение характеристик прочности к разрыву или к сжатию к эксплуатационным особенностям использования утеплителя.

При выборе материала, внимательно изучите рекомендации производителя по ее применению. В большинстве инструкций указана сфера использования ваты. Каменная вата является открытопористым утеплителем, который требует наличия дополнительного слоя, защищающего ее от влияния влаги и воды.

Обратите внимание на марку производителя, наиболее качественной считается каменная вата “Роквул”, “Урса”, “Технониколь”. Если стоит выбор между немецким производителем и другой компанией, лучше отдать предпочтение первому, так как каменная вата, изготовленная именно в Германии, имеет наивысшее качество, из-за того, что органы сертификации данной страны самые придирчивые к данной продукции.

Учтите, что от плотности материала зависит ее стоимость, поэтому не следует выбирать слишком плотную вату, там где будет достаточно материала средней или малой плотности.

Не следует выбирать каменную вату, исходя из ее низкой стоимости, лучше купить продукцию подороже. Так как дешевый материал через несколько лет потеряет свои свойства, а переделывать фасад здания или пол, намного дороже, чем купить каменную вату более высокой стоимости.

Обратите внимание на расположение волокон, бывают три вида минеральной ваты, определяющиеся по данному критерию:

  • вертикальное,
  • горизонтальное,
  • хаотичное расположение волокон.

Первый и второй вариант повышают устойчивость минеральной ваты перед механическими воздействиями, а третий — положительно влияет на ее теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства.

Разновидности минеральной ваты в соотношении с ее маркой

В соотношении с плотностью каменную вату разделяют на:

1. Марку П — 75 — используют для теплоизоляции ненагруженных горизонтальных поверхностей, например чердачных помещений, иногда кровель. Данный материал уместен при утеплении нефте-, трубо- и газопроводов.

2. Марку П — 125 — используют при теплоизоляции ненагруженных площадей, расположенных как вертикально, так и горизонтально. С помощью такой ваты строят внутренние перегородки, утепляют полы и потолки. Они подходят для установки в трехслойную кирпичную, газобетонную, керамзитобетонную систему.

3. Каменная вата ПЖ — 175 — подходит для теплоизоляции стен, основой которых выступает металлический профилированный лист или железобетон в котором отсутствует бетонная стяжка.

4. ППЖ — 200 — плиты повышенной жесткости, которые повышают огнеустойчивость сооружений инженерного и строительного назначения.

В соотношении с каменной ваты размерами, они зависят от производителя. Возможен вариант заказа индивидуальных размеров рулона или плит каменной ваты.

Обзор производителей каменной ваты

1. “Роквул” (Дания) — каменная вата, которая отличается высокой популярностью и имеет большое количество преимуществ. Особенности каменной ваты “Роквул”:

  • хаотичное расположение волокон;
  • высокая пожаробезопасность и огнеустойчивость;
  • влагоустойчивость;
  • звукоизоляция;
  • обеспечение экономии электричества;
  • большой ассортимент продукции;
  • широкий спектр применения;
  • использование каменной ваты “Роквул” обеспечивает помещение здоровым и комфортным микроклиматом;
  • высокий уровень прочности и устойчивости перед механическими воздействиями;
  • длительность эксплуатации составляет более пятидесяти лет.

2. “Технониколь” — производит каменную вату на основе базальта. Особенности данной продукции:

  • высокие теплосберегающие характеристики;
  • пожаробезопастность;
  • хорошее шумопоглащение;
  • отсутствие усадки на протяжении длительного срока использования;
  • применение каменной ваты “Технониколь” позволяет снизить затраты на сооружение дополнительного слоя из кирпича или дерева;
  • небольшой вес продукции обеспечивает удобство в работе и ее легкую транспортировку.

3. Каменная вата “Кнауф” — отличается высокой устойчивостью перед влагой, химическими и биологическими организмами. Каменная вата выпускается в форме цилиндров, плит, рулонов, рулонных ламелей, фасадных ламелей. Большой ассортимент продукции открывает перед покупателем выбор того вида каменной ваты, который необходим при утеплении определенного участка. Существует вид каменной ваты, который имеет прошивку с помощью оцинкованной сетки. В качестве связующего вещества стандартных утеплительных плит используется синтетическая смола. Материал в виде рулонных ламелей, состоит из полос, которые соединены между собой слоем алюминиевой фольги.

4. Каменная вата “Урса” — отличается легкостью и эластичностью. Материал легко транспортируется, благодаря наличию специальной упаковки. Отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками. Существуют варианты ваты, которая не содержит формальдегидов, а поэтому является абсолютно безопасной и рекомендуется для применения в школах, детских садах или заведениях медицинского назначения.

Видео каменная вата:

 

Технические характеристики базальтовой (каменной) ваты

Минеральный базальтовый утеплитель — ничто иное, как каменная вата. Материал заметно превосходит разновидности минеральной ваты — стекловату и шлаковату, как в отношении эксплуатационных свойств, так и по характеристикам. Утеплитель безопасен для человека, просто монтируется, отличается продолжительным сроком службы.

Как получают базальтовый утеплитель?

Процесс изготовления базальтовой ваты аналогичен процессу создания материала в природных условиях. На идею разработки и внедрения технологии человека натолкнули вулканы. После их извержения на земле оставались лава, позднее преобразующаяся в прочные волокна под влиянием ветра. Именно эти волокна сегодня являются основной каменной ваты для утепления.

Так же, как и в природных условиях, базальтовые породы плавят в печи при температуре от 1500 градусов Цельсия, после чего остужают в специальных вращающихся барабанах мощной воздушной струей. Готовая базальтовая вата в зависимости от размеров представляет собой волокна с толщиной до 7 микрон и длиной до 5 см.

Для повышения прочности и упругости волокон, производитель добавляет связующие компоненты, после чего повторно нагревает материал до 300 градусов с последующим двукратным прессованием.

О свойствах минерального утеплителя

Минеральная базальтовая вата — современный, высокотехнологичный материал, представленный в разных размерах с набором качественных характеристик, отличных от других изоляторов. К ним относят:

  • низкую теплопроводность;
  • устойчивость к влаге;
  • паропроницаемость;
  • шумопоглощение;
  • пожаростойкость;
  • устойчивость к воздействию биологической и химической сред;
  • экологичность;
  • продолжительность срока службы.

Каждое из этих свойств делает утеплитель практически универсальным, а главное — практичным и безопасным.

Уровень теплопроводности на высоте

Даже самый бюджетный базальтовый утеплитель отличается особым расположением волокон, влияющим на структуру материала. Готовый утеплитель воздушный с многочисленными прослойками между волокнами отлично справляется с сохранением тепла. Именно этим объясняется минимальный коэффициент теплопроводности материала, который колеблется в пределах от 0,032 до 0,048 ватта на метр на Кельвин. Чтобы понимать, что это означает, можно отметить, что базальтовая вата по свойствам аналогична пробке вспененного пенополистирола или каучука.

При сравнении характеристик утеплителя на основе базальтовой ваты с характеристиками других материалов, преимущества первого становятся очевидными.

Так, например, заменить мат толщиной 10 см и плотностью 100 кг на метр кубический сможет керамическая кирпичная стена толщиной в 117 см.

Глиняный кирпич должен иметь толщину в 160 см, только в этом случае он сможет «догнать» базальтовый утеплитель в отношении способности сохранять тепло. Чтобы добиться таких же показателей от силикатного кирпича понадобится выложить стену толщиной в два метра, а деревянные конструкции должны иметь толщину не менее 25,5 сантиметров.

Стойкость к влаге — вне конкуренции

Как самая дорогая, так и более доступная по цене базальтовая вата не впитывают влагу, являясь полностью гидрофобным материалом. Попадая на утеплитель из минваты, жидкость не проникает во внутреннюю часть, тем самым не нарушает функционал.

Обычная минеральная вата таким же свойством похвастать не может. В список технических характеристик шлаковаты и стекловаты — производных минеральной ваты не входит устойчивость к влаге, поэтому материалы не допускаются для устройства теплоизоляции в помещениях с повышенной влажностью.

В то же время базальтовый утеплитель отлично выдерживает испытания влагой на протяжении всего срока службы, может использоваться для изоляции помещений бассейнов и сауны. При контакте с волокнами материала из минеральной каменной ваты, жидкость их обтекает и выходит наружу в виде пара.

Паропроницаемость — для расширения области применения

Традиционно базальтовая вата обладает отличными показателями паропроницаемости. Это свойство является одним из основных преимуществ материала для изоляции. За счет него удается свести риск образования конденсата внутри материала к нулю, что опять же важно для устройства слоя теплоизоляции в помещениях с повышенной влажностью.

Устойчивость к высоким температурам

Помимо минимальной теплопроводности в отношении технических характеристик базальтовая теплоизоляция имеет еще одно преимущество — материал способен противостоять высоким температурам и открытому огню причем с одинаковой интенсивностью как в начале срока службы, так и спустя несколько десятков лет активной эксплуатации.

Материал отвечает требованиям пожаробезопасности, относится к группе негорючих, может использоваться в помещениях с риском воспламенения. Производители каменной ваты заявляют о температуре плавления в 1114 градусов Цельсия, что значительно расширяет область применения материала.

Нужно принимать во внимание, что базальтовая теплоизоляция выпускается не всегда в соответствии с нормами. Некоторые производители, желая снизить себестоимость материала, в избытке добавляют синтетические связующие, что значительно понижает температуру плавления в некоторых случаях вплоть до 450 градусов Цельсия.

Делая выбор в пользу дешевой каменной ваты для теплоизоляции, нужно понимать, что пострадает не только способность к теплопроводности материала, снизятся и уровень его стойкости к высоким температурам.

Дополнительным преимуществом каменной ваты помимо низкой теплопроводности может считаться способность не допускать распространения открытого огня, что позволяет использовать материал для теплоизоляции оборудования, работающего при высоких температурах.

Звукопоглощение — акустика выше среднего

Такой показатель, как плотность базальтовой ваты влияет на вес материала, но не зависит от размеров и тем более не влияет на способность поглощать шум. Плиты независимо от параметров одинаково хорошо справляются с шумопоглощением, изолируя звуковые волны, независимо от типа и источника.

Отличный уровень звукопоглощения в списке технических характеристик минеральной ваты позволяет сделать заключение о возможности использования материала для звукоизоляции помещений.

Прочностные характеристики — о показателях утеплителя

Особенность теплоизоляции на основе каменной ваты — особое расположение волокон внутри в хаотичном порядке, частично в вертикальном положении. За счет этого минеральные утеплители способны справляться с ощутимыми нагрузками.

Например, в случае 10% деформации каменной ваты, изолятор демонстрирует пределы прочности на сжатие до 80 килопаскалей. На итоговые показатели влияет плотность материала. В целом же, можно отметить, что за счет особых прочностных характеристик каменной ваты, срок службы ее продлевается до 50 лет с сохранением геометрической формы, а соответственно и функционала.

Устойчивость к агрессивным средам — важный параметр

Значимая способность минеральной ваты для устройства теплоизоляции — сохранять стойкость к воздействию агрессивных сред на протяжении всего срока службы. Даже при контакте минваты с металлическими поверхностями можно не опасаться появления коррозии, равно как не стоит опасаться и появления плесени, грибка и прочих микроорганизмов, способны разрушить структуры.

Утеплители не только обладают минимальными коэффициентами теплопроводности, но и не гниют, не становятся пристанищем для размножения грызунов. Все эти свойства минеральной каменной ваты позволяют использовать ее для изоляции конструкций и сооружений, эксплуатируемых в особых условиях.

Экологичность и безопасность — вне сомнений

Как уже упоминалось, для изготовления каменной ваты используется в основном натуральное сырье в совокупности с формальдегидными смолами для связки волокон. Дополнительные компоненты нужны для улучшения прочностных характеристик, а то минимальное количество, в котором они включены в лучшие марки утеплителя из минваты, не представляет риска для здоровья.

Если сравнить каменную вату с аналогичными материалами для утепления с0 стекловатой или шлаковатой, то безопасность первой покажется еще более очевидной. Материал не колется, не раздражает кожу и слизистые, может монтироваться без использования защитных средств.

Область применения утеплителя: когда уместны плиты и маты

Теплоизоляцию на основе каменной ваты используют для утепления вертикальных и горизонтальных поверхностей, считая коэффициент теплопроводности наиболее подходящим для создания качественной изоляции.

Кроме того материал применяют для повышения звукоизоляционных свойств помещений, утепляя стены, потолок и пол, для изоляции трубопроводов, помещений и оборудования с особыми требованиями к пожаробезопасности.

Одинаково эффективной будет теплоизоляция из каменной ваты для наружной и внутренней стены дома, фундамента и перегородок, пола и кровли, мансард и чердаков. Для удобства монтажа производители предлагают использовать материал в виде:

  • плит;
  • цилиндров;
  • рулонов с оптимальными размерами.

Первые идеальны для теплоизоляции стен, пола. Матами удобно утеплять фасады, кровлю, мансарды, перегородки, цилиндрами — трубопроводы.

Каменная вата. Характеристики.Применение. Обзор.

Каменная вата производится из горных пород и представляет собой волокнистый материал, состоящий из множества каменных нитей. Базальтовая порода раскаляется и под воздействием высокого давления воздуха, растягивается в тонкие, каменные волосяные нити. Не вдаваясь в сложный процесс приготовления, уверены, нам достаточно знаний, понять, что такое каменная вата. Каменная вата чаще именуется как базальтовая.

Изделия на основе базальтовой ваты обладают отличными теплоизоляционными характеристиками, большим сроком службы, выносливостью к разнообразным негативным воздействиям. За горную составляющую, базальтовую вату часто называют как — каменная. 

Каменная вата, а точнее супертонкое волокно имеет химически нейтральный состав, поэтому оно не разлагается со временем, не вступает в химическое взаимодействие с агрессивными веществами и не выделяет токсичных компонентов. Это безопасный для человека и окружающей среды утеплитель.

Потребители стали практичнее подходить к выбору утепляющих материалов, одним из первых требований в списке, стоит забота о своем здоровье. Так как каменная вата имеет природную основу, она совершенна безопасна для здоровья человека. Покупать и использовать базальтовое волокно можно без опаски даже в учреждениях с повышенными санитарными нормами. Подробнее о безопасности базальтовой ваты нам расскажут в видео обзоре:

Каменная вата, область применения

Каменную вату из базальтового волокна широко применяют в самых разных отраслях промышленности и строительства. Этот материал не боится высоких температур, является огнеупорным и способен сохранять свою форму при длительном воздействии огня, защищая здание от быстрого распространения пожара. Утепленные минеральной ватой конструкции приобретают высокий класс огнестойкости.

Основные варианты применения каменной ваты – это утепление наружных стен, кровель, перекрытий и перегородок, теплоизоляция промышленных установок, труб водоснабжения и отопления. Из качественной базальтовой ваты изготавливают долговечные, прочные и пожаробезопасные сэндвич-панели.

В производстве котлового оборудования, каменная вата применяется для печей с целью обезопасить потребителя от ожогов и повысить КПД агрегатов, за счет сбережения тепловой энергии.

Скорее всего каменная вата обладает, как и любой материал, своими плюсами и минусами. Тем не менее, широкая сфера применения минераловатных утеплителей обусловлена уникальными свойствами базальтового супертонкого волокна. Приведем в качестве доказательств основные характеристики и преимущества материала. 

Низкая теплопроводность базальтовой ваты

Благодаря волокнистой структуре внутри базальтовой ваты содержится много воздуха, заключенного между хаотично переплетенными нитями. Теплопроводность самого воздуха очень низкая, а поскольку он заключен в микропустотах и находится в неподвижном состоянии, конвекция отсутствует, что и обуславливает хорошие теплоизоляционные свойства изделия.

Пожаробезопасность

Это, пожалуй, главное преимущество базальтовой минеральной ваты перед другими утеплителями. Каменная основа ваты не горит и не расплавляется при температурах до 1400 градусов. Следует учесть, что в составе минваты содержатся синтетические смолы, склеивающие волокна друг с другом. При нагреве до 250 градусов смолы улетучиваются, но волокна сохраняют свое положение при отсутствии механических нагрузок.За счет этого минераловатные жесткие плиты и мягкие маты сохраняют свою геометрию, препятствуя распространению огня внутри здания.

Такой огнеупорный утеплитель используется для теплоизоляции объектов, требующих соблюдения особых правил пожарной безопасности. Каменная вата не горит и не поддерживает горение. Часто волокно используют для создания огненного барьера в химической промышленности.

Стабильность формы и размеров

Минеральная вата из базальтового волокна не слеживается и не подвергается усадке благодаря упругости волокон. В зависимости от концентрации связующих смол различают минераловатные изделия средней и высокой жесткости (плиты), а также мягкие изделия (рулоны, гранулы, маты). Жесткие плиты не деформируются под собственным весом и могут быть установлены на вертикальные конструкции.

Благодаря способности плит сохранять первоначальную форму предотвращается образование щелей в теплоизоляционном слое. Мягкие утеплители, укладываемые на горизонтальные поверхности, плотно примыкают к конструкциям, не образуя щелей на стыках между ними. При механических нагрузках такие материалы сжимаются, а затем расправляются, возвращая прежний объем. Это позволяет заполнять каменной ватой труднодоступные и полые участки зданий.

Хорошие шумоизоляционные показатели

Благодаря хаотичному расположению нитей внутри минеральной ваты происходит подавление звуковых и ударных колебаний. Одним из производителей, изготовляющих звукоизоляционные плиты, где основой служит каменная вата, является компания Технониколь. Используя такой материал для утепления наружных стен, можно защитить помещения от уличного шума.

Если материал укладывается на межэтажные перекрытия или внутренние перегородки, это позволяет эффективно звукоизолировать соседние помещения. Стены лоджии, где утеплителем стала каменная вата, интенсивнее поглощают уличный шум, сохраняя покой в квартире.

Паропроницаемость

Каменную вату обрабатывают гидрофобизаторами, которые предотвращают прилипание капелек влаги к микроскопическим волокнам. Пары влаги проходят между нитями, не конденсируясь на их поверхности, поэтому при естественном паровом давлении в направлении от жилых помещений наружу происходит удаление лишней влаги. За счет этого процесса утепленные минеральной ватой конструкции остаются сухими. В помещениях утепленного дома снижается вероятность образования сырости и плесени, воздух становится чище.

Так как молекулы газов проходят через всю толщу минеральной ваты, их непрерывная циркуляция приводит к частичному очищению атмосферы в доме. Углекислый газ выходит наружу, а внутрь здания поступает чистый воздух. Благодаря этому улучшается микроклимат, в жилых помещениях становится более комфортно.

Это справедливо, если ваш дом утепленный базальтовой ватой не имеет интенсивной эксплуатации зимой. Если ваше жилище постоянно отапливается, то в зимний период, когда на улице сильные отрицательные температуры, возможна конденсация паров на стыке теплой внутренней поверхности стены и ее холодной наружной. Так называемая “точка росы” образуется именно в утеплителе. Несмотря на то, что разрушениям каменная вата подвергается с большим сопротивлением, настоятельно советуем вам не скупиться и использовать пароизоляционные мембраны.

Каменная вата минусы

  • необходима пароизоляция и ветрозащита – Каменная вата нуждается в собственной защите. Сберечь утеплитель поможет пароизоляционная пленка, защищающая его со стороны помещения. Ветрозащита сбережет от выдувания материала и попадания на него влаги дождя или снега.
  • высокая теплопроводность – по теплоизоляционным свойствам каменная вата проигрывает такому материалу как экструдированный пенополистирол. Владельцу придется увеличить толщину утеплителя с базальтовым волокном, чтобы сравнять характеристики. .
  • крошится – в процессе монтажа волокно незначительно разрушается, в следствии чего, в помещение попадают малые частицы создавая каменную пыль. Обеспечеть защиту сотрудников поможет обычный распиратор, но работать в таких условиях всетоки не приятно. В малых количествах эффект образования частиц пыли может возникать в процессе эксплуатации. Как вывод, требуется изоляция самого материала и работа с применением защитных средств.

  • слеживается – каменная вата имеет значительный вес и при долгом хранении уплотняется под собственным весом. Слеживание приводит в потере теплопроводности. Более того, слежавшаяся базальтовая вата легче подвержена разрушительным процессам. Еще один отрицательный момент, слежавшуюся каменную вату придется укреплять прибегая к дополнительным крепежным элементам, что приведет к удорожанию монтажных работ.

Экономическая выгода от применения базальтовой теплоизоляции заключается в том, что в процессе эксплуатации здания снижаются тепловые потери и, как следствие, уменьшаются затраты на отопление. Основные конструкции приобретают хорошую защиту от промерзания и температурных перепадов, поэтому они не требуют больших расходов на ремонт и становятся долговечнее. Производители заявляют о 50 – летней гарантии на материал.

Жесткость материала.

Мы привыкли видеть на прилавках жесткие плиты каменного волокна. Однако часто каменная вата бывает мягкой и упаковывается в рулоны. Мягкая каменная вата используется в местах где нет сильной механической нагрузки. Мягкий вариант отлично подойдет для колодцевой кладки. Часто строители утепляют мягкой базальтовой ватой вентилируемые фасады, не превышающие четырех этажей.

Минеральная вата – плюсы и минусы, технические характеристики, монтаж

Минвату используют для теплоизоляции зданий всех типов, тепломагистралей, трубопроводов. Материал производят на основе натуральных компонентов – горных пород с добавлением синтетического вяжущего. Утеплитель отличается высокой прочностью, низкой теплопроводностью, простым монтажом. Ниже приведены подробное описание и характеристики минеральной ваты для утепления.

Минеральная вата – это теплоизоляционный материал с волокнистой структурой, который производят из минерального сырья из недр земли с применением синтетического связующего. В качестве сырьевых материалов выступают расплавы горных пород.

Минеральная вата имеет следующие разновидности:

  • Базальтовая вата (каменная) – изготовленная из расплавов изверженных пород
  • Шлаковая – изготовленная из расплава доменного шлака
  • Стеклянная – изготовленная из расплава стекла

Другие названия материала – минвата, минераловатный утеплитель.

Состав и технология производства минваты

В состав утеплителя минеральной ваты входят силикатные расплавы доменных шлаков, изверженных и осадочных горных пород. Материалы из земной коры составляют до 80% его состава. Сочетание и процент вхождения того или иного сырья зависит от вида минваты.

Каменная вата в своем составе содержит габбро или диабаз, доменные шлаки, шихту. Минеральные компоненты – глину, доломит, известняк – добавляют в нее в качестве примесей для повышения текучести материала. Их содержание достигает 35%. Связующим выступает вещество на основе формальдегидной смолы, которого в составе намного меньше – 2,5-10%.

Шлаковата также имеет волокнистую структуру. Ее производят из доменных шлаков – отходов металлургической промышленности при выплавке чугуна в домнах. Волокна материала имеют малый размер – толщину 4-12 микрон, длину до 16 мм.

Сырьем для производства стекловаты являются песок, доломит, сода, известняк, бура, стеклянный бой.

Процентное соотношение исходных материалов подбирается так, чтобы обеспечить максимальное качество будущего волокна – гидрофобность, химическую нейтральность, долговечность, высокие теплоизоляционные показатели, сопротивляемость нагрузкам.

Производство минеральных утеплителей начинается с расплавления смеси сырьевых материалов. Для этого их загружают в ванные, вагранки или шахтные плавильные печи. Строго соблюдается температура плавления, которая находится в пределах 1400-1500 С, так как от степени вязкости расплава зависит длина и ширина волокон, следовательно – технические и теплоизоляционные свойства минваты.

Смесь, доведенная до нужной степени вязкости, затем помещается в центрифуги с валками, вращающимися на скорости более 7000 оборотов в минуту. Они разрывают ее на тонкие волокна. В центрифуге волокна покрываются связующим компонентом. После этого мощный поток воздуха забрасывает их в специальную камеру, в которой они образуют ковер нужных размеров.

Далее материал поступает на гофрировочную или ламельную машину, где ему придается необходимая форма и объем. После этого он подвергается высокотемпературному воздействию в термокамере. При этом связующие вещества проходят полимеризацию, и вата приобретает окончательные объем и форму. Завершающая термическая обработка формирует прочностные характеристики утеплителя. Готовую минвату разрезают на блоки и упаковывают.

Понятие «минеральная вата» и материалы, относящиеся к ней, определены в ГОСТ 31913-2011 (международный стандарт ISO 9229:2007).

Маркировка и форма выпуска

Классификация и маркировка минеральной ваты производят на основании ее плотности. В соответствии с этим параметром выделяют следующие марки утеплителя:

  • П-75. Это вата с плотностью 75 кг/куб. м. Ее используют для изоляции горизонтальных ненагруженных поверхностей – чердаков, кровли, а также для утепления трубопроводов теплосетей, нефте- и газопроводов
  • П-125. Плотность ваты этой марки – 125 кг/куб. м. Ее используют для изоляции ненагруженных поверхностей любого положения в пространстве, а также полов и потолков, в качестве среднего слоя в трехслойных стенах зданий малой этажности из керамзитбетона, кирпича, газобетона
  • ПЖ-175. Ватой этой марки изолируют стены и перекрытия из железобетона и профилированного металлического листа
  • ППЖ-200. Область применения идентична предыдущей марке, плюс повышение огнестойкости инженерных и строительных сооружений

Производители минеральной ваты для утепления предлагают потребителям различные формы этого материала, которые имеют некоторые отличия в характеристиках и сфере применения:

  • Плиты на базальтовой основе имеют наибольшую плотность. Их можно использовать под бетонными стяжками и в местах, где утеплитель подвергнется высоким нагрузкам
  • Рулоны и маты имеют небольшую плотность, поэтому предназначены для утепления ненагруженных конструкций – межэтажных перекрытий, стен, кровли и т.д. Маты прошивные теплоизоляционные из минеральной ваты используют для изоляции поверхностей производственного оборудования и труб, имеющих температуру до 400 С.

Цилиндры с отверстием внутри считаются лучшим вариантом для изоляции труб

Характеристики минеральной ваты

  • Прочность. 0,08-06 кг/кв. см в зависимости от марки материала.
  • Плотность минеральной ваты. 35-100 кг/куб. м в зависимости от плотности материала. Плиты утеплителя имеют средний размер 0,6 кв. м, поэтому имеют небольшой вес, что облегчает монтаж.
  • Усадка минваты ничтожно мала и составляет доли процента. Благодаря этому даже при длительной эксплуатации ее свойства, такие как огнестойкость и звукопоглощение, не ухудшаются.
  • Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности минеральной ваты зависит от плотности и составляет 0,036-0,060 Вт/мГрад. Теплопроводность утеплителя уступает только материалам из пенополистирола. Нужно учитывать, что за первые годы эксплуатации вследствие поглощения влаги теплопроводность увеличивается в среднем на 50%.
  • Морозостойкость. Точные значения не заданы ГОСТами и ТУ. У разных производителей показатели могут отличаться.
  • Водопоглощение. Гидрофобизированная вата имеет показатель 6-30% при полном погружении в воду. Влажность сухого материала – 1%
  • Паропроницаемость. При отсутствии пароизоляции равна 1.
  • Огнестойкость. Материал относится к негорючим и применяется для изоляции поверхностей с температурой до +400 С. Волокна минеральной ваты начинают плавиться только после 2-часвого воздействия температуры в 1000 С.
  • Стоимость. В зависимости от формы выпуска определяется за кв. м или куб. м. Цена плиты из минеральной ваты зависит от многих факторов – толщины, используемого сырья, плотности и т.д. Магазины также назначают цену за упаковку.
  • Звукоизоляция. Утеплитель применяют в качестве шумоизоляции. Коэффициент звкопоглощения специальных акустических плит из минваты составляет 0,7-09.
  • Токсичность. Результаты последних исследований показывают, что минеральная вата вред для здоровья не представляет. Согласно классификации МАИР, он относится к 3-ей группе канцерогенных веществ, к которой также относятся такие продукты, как кофе и чай.
  • Срок службы. Заявленный производителями срок – 50 лет.

Преимущества и недостатки минваты

К преимуществам относятся:

  • Низкая теплопроводность, что делает ее отличным утеплителем
  • Пожаробезопасность
  • Устойчивость к перепадам температур. Материал не деформируется при нагревании/охлаждении
  • Химическая и биологическая устойчивость
  • Отличная паропроницаемость, благодаря чему материал «дышит»
  • Простота монтажа

Недостатки:

  • Требует обработки водоотталкивающими средствами, чтобы снизить влагопоглощение. При впитывании влаги понижаются теплоизолирующие свойства, образуются мостики холода
  • Большая масса по сравнению с пенопластом, что повышает стоимость доставки материала

Сферы применения

Минвату применяют для тепло- и звукоизоляции зданий и сооружений, а также конструкций и трубопроводов. Конкретные способы применения:

  • Теплоизоляция стен и потолков бань
  • Ненагруженная изоляция ограждающих конструкций любого пространственного положения всех видов зданий
  • Теплоизоляция навесных вентилируемых фасадов
  • Утепление в системах мокрого фасада
  • Изоляция промышленного оборудования, сетей и магистралей
  • Теплозвукоизоляция кровель

Способы монтажа

Плиты из минваты монтируются двумя способами: сухим и мокрым. Первый подразумевает укладку плит в промежуток между стеной и обшивкой. Для этого создается деревянный или металлический каркас. Утеплитель прокладывается в промежутках между профилями. Мокрый способ – это наклеивание плит на поверхность стены с последующим несением грунтовки и армированием сеткой. Монтаж минераловатных цилиндров производят с помощью самоклеящейся ленты или тонкой проволоки.

технические характеристики плит теплоизоляции, применение утеплителя и цена

Среди теплоизоляторов, присутствующих в настоящее время на российском рынке, одним из самых востребованных является каменная вата. Её популярность обусловлена, главным образом, преимуществами этого материала. Она устойчива к открытому огню, монтаж материала легок и прост, ценник на каменную вату приемлемый.

Каменная вата — название группы материалов, которую составляют несколько разновидностей утеплителей. Один из них — базальтовый теплоизоляционный материал. Его технические характеристики определяются сферой его применения. Одним из главных его достоинств является экологическая безопасность. Поэтому его можно использовать при утеплении жилищ и при этом не опасаться за свое здоровье.

Вата из базальта

Этот тип утеплителя представляет собой одну из разновидностей минеральной ваты. У него есть несколько названий, под которыми он предлагается на рынке — базальтовая или каменная вата. В сравнении с другими видами минеральной ваты он обладает более высокими прочностными характеристиками. В сравнении с утеплителями на основе минерального волокна, изготавливаемой из шлаков металлургического производства, этот материал абсолютно безопасен с экологической точки зрения. Помимо этого его легко резать, а сложностей при его монтаже не возникает. Также необходимо отметить его долговечность, из-за чего цена на него завышена.

В структуре базальтовой плиты присутствуют волокна, которые представляют собой породы габбро-базальта в расплавленном виде. Они образуют тонкие волокна, которые составляет основу базальтовой ваты. По сути, это стекловолокно, только оно изготавливается не из обычного кварца, а из базальта. Появился этот уникальный утеплитель благодаря гавайцам. После очередного извержения вулкана жители островов обнаружили лаву, в которой после остывания они нашли удивительные волокна. Они отличались значительно длиной и были невероятно прочными. Позднее уникальные волокна, созданные природой, смогли повторить люди путем изобретения технологии производства базальтовых волокон.

Технология производства базальтовой плиты

Чтобы получить базальтовые волокна, берут горную породу и измельчают ее. Потом ее необходимо расплавить. Во время процесса плавления в специальной печи, куда помещается исходное сырье, температура доходит до 1500 градусов. Расплавленная масса затем поступает на специальные барабаны, где она вращается и обдувается струей воздуха. В результате получаются волокна, упругими и прочными волокна делает особый состав, который добавляется к ним. Посредством его обеспечивается связывание волокон. Далее масса нагревается до температуры 300 градусов, после чего пропускается два раза через пресс.

Технические характеристики базальтовой ваты

Базальтовая вата — уникальный материал с большим набором характеристик. О самых важных характеристиках базальтовых утеплителей мы расскажем далее.

Низкая теплопроводность

Строгой ориентации располагающиеся в базальтовой плите волокна не имеют. Их характеризует хаотичное размещение, поэтому воздушной и получается структура этого материала. Между каменными волокнами небольшой толщины присутствует множество прослоек воздуха. В результате образуется отличный теплоизолятор. Именно этим и объясняется тот факт, что у этой плиты коэффициент теплопроводности один из самых низких среди всех теплоизоляционных материалов. Этот показатель у него варьируется от 0,032 до 0,048 ватта на метр на Кельвин.

Влагопроницаемость стремится к нулю

Для этой плиты характерно такое свойство, как гидрофобность. Попадая на поверхность базальтовой ваты, вода не может проникнуть внутрь. Благодаря этому изоляционные свойства базальтовой плиты не меняются даже при постоянном воздействии влаги. А если такой же эксперимент провести с обычной минеральной ватой, то она впитает в себя большое количество воды.

Большинство знает, что намоченная минвата не будет держать тепло, поскольку вода, попадая в поры, увеличивает теплопроводность этого утеплителя. Поэтому, если у вас возникла необходимость в утеплении помещения, в котором преобладает повышенный уровень влажности, например, сауны или бани, то лучший выбор теплоизолятора — базальтовая стекловата. Если говорить об этом показателе по объему, то у такой плиты он не превышает 2%.

Отличная способность пропускать пар

Вне зависимости от своей плотности базальтовое волокно обладает таким качеством, как паропроницаемость. Содержащаяся в воздухе влага легко проникает в утеплитель, при этом образования конденсата не происходит. Для бани и сауны это крайне важно. Намокание под воздействием влаги этой плиты исключено. Таким образом, базальтовая вата отлично сохраняет тепло. Поэтому, если помещение утеплено этим материалом, то температура в нем комфортная, а уровень влажности оптимальный. Показатель паропроницаемости у базальтовой плиты составляет 0,3 мг/(м•ч•Па).

Высокая сопротивляемость огню

Если отталкиваться от тех требований, которые к материалам для теплоизоляции предъявляют пожарники, то базальтовая плита относится к группе негорючих. Однако на этом все не заканчивается. Она может стать преградой на пути открытого огня. Максимальная температура, которую в состоянии выдержать этот теплоизоляционный материал, не достигнув точки плавления, составляет 1114 С. Благодаря этому важному качеству использовать этот материал можно для изоляции приборов, работа которых происходит в условиях высоких температур.

Хорошая звукоизоляция

Если говорить об акустических свойствах этого материала, то они у него находится на довольно высоком уровне. Поэтому цена на него оправдана. Его использование для изоляции поверхности обеспечивает защиту от вертикальных звуковых волн, которые идут внутри стен. Поэтому, применяя его, можно не только утеплить здание, но и обеспечить ему защиту от внешних шумов. Материал хорошо поглощает звуковые волны, при этом уменьшает время реверберации. Это обеспечивает защиту от шума как самого помещения, которое изолировано этим теплоизоляционным материалом, так и соседних комнат.

Прочность материала

В структуре этого материала волокна базальта расположены хаотичным образом. Часть из них находится в вертикальном направлении. Этим и обеспечивается способность базальтовой ваты выдерживать значительные нагрузки. Так, при величине деформации в 10% этот материал имеет предел прочности на сжатие, который варьируется от 5 до 80 килопаскалей. От плотности, которые присущи этому материалу, во многом зависит значение этого показателя. Благодаря этому качеству можно быть уверенным в длительном сроке службы этого материала без изменения своих размеров и формы, хотя цена него довольно высока.

Биологическая и химическая активность — низкие

Базальтовая вата является химически инертным материалом. В этом состоит одно из важных его достоинств. Если изолировать этим утеплителем металлические конструкции, то это исключает появление на них ржавчины. Спокойно этот материал относится и к агрессивным биологическим средам. Процессам гниения и плесени он не подвержен.

Не поражается он и вредными микроорганизмами. Даже при нашествии в жилище мышей можно не сомневаться в том, что они не заведут гнездышко в этом утеплителе. А все потому, что грызунам каменная вата не по зубам. Так как этот материал обладает высокой стойкостью к воздействию агрессивных веществ, то его часто используют для изоляции технических сооружений, работа которых осуществляется в сложных условиях.

Безопасность в норме

Минералы базальта выступают в качестве основного сырья для производства каменной ваты. Волокна во время технологического процесса соединяются при помощи формальдегидной смолы. Она обеспечивает материалу необходимую прочность, а помимо этого делает его плотным. Хотя и распространено мнение, что фенол — опасное вещество, но только не в этом случае. Пары этого состава не проникают на поверхность утеплителя. Даже во время технологического процесса испарения этого вещества крайне низкие. Они находятся на уровне, меньше допустимого — 0,05 миллиграмма на м2/час.

Где используют базальтовые утеплители?

Материал имеет самое широкое применение:

  • его можно использовать при строительстве различных конструкций;
  • при устройстве кровли этот материал применяется для её теплоизоляции;
  • также им изолируют перекрытия и перегородки в строениях;
  • стены не обходятся без утепления этим материалом.

Наиболее выгодно применять его:

  • в помещениях, в которых преобладает высокий уровень влажности;
  • для утепления фасадов, а также фасадных систем;
  • для теплоизоляции стен из МДФ-панелей;
  • выполнять работы по теплоизоляции трубопроводов различного диаметра и условий эксплуатации.

Минусы базальтового утеплителя

Как у любого другого теплоизолятора, у базальтовых утеплителей имеются как свои плюсы, так и недостатки. О преимуществах мы уже поговорили. Теперь стоит сказать о недостатках этого материала.

  • Цена — самый серьезный минус базальтовых утеплителей. По карману этот материал не каждому. Хотя он и натуральный, и достаточно прочный. Если вы решительно настроены на выполнение утепление таким теплоизолятором, сразу нужно готовиться к большим финансовым затратам.
  • При проведении работ с использованием базальтовых утеплителей от них могут открываться небольшие кусочки. Это приводит к тому, что в воздух поднимается столб базальтовой пыли. Вдыхать ее — не слишком приятное занятие. Это точно положительно не отразится на вашем здоровье. Поэтому при проведении работ в качестве меры безопасности необходимо одевать респиратор.
  • Хотя базальтовые утеплители обладают высокой паропроницаемостью, но использование его в некоторых случаях является нецелесообразным. Лучше выбрать другой – например, пенополистирол, цена на который выше. Каменная вата не подходит для работ по утеплению цокольного этажа или когда возникает задача по теплоизоляции фундамента дома.

Заключение

Без теплоизоляции в наши дни просто не обойтись. Чтобы в доме было тепло, необходимо наличие на стенах, крыше и иных конструкциях слоя теплоизоляции. Если требуется создать долговечную эффективную конструкцию утепления, то в этом случае лучший выбор — базальтовая вата, даже несмотря на ее высокую цену. Хотя базальтовая теплоизоляция и стоит дорого, но обладает большим набором прекрасных характеристик, которые позволяют жить в комфортной атмосфере в своем жилище и долгие годы не беспокоиться об обновлении этой теплоизоляционной конструкции.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Центр CE — Библиотека Центра CE

Все курсыТемаСтатьиМультимедиаВебинарыНано кредитыСпонсорыПодкасты

31 августа 2021 г., 14:00 EDT

7 сентября 2021 г., 14:00 EDT

Модернизация салона кабины в крупных проектах

9 сентября 2021 г., 14:00 EDT

9 сентября 2021 г., 14:00 EDT

14 сентября 2021 г., 14:00 EDT

15 сентября 2021 г., 14:00 EDT

16 сентября 2021 г., 14:00 EDT

22 сентября 2021 г., 13:00 EDT

22 сентября 2021 г., 11:00 EDT

23 сентября 2021 г., 14:30 EDT

Проектирование освещения и управления в здравоохранении

23 сентября 2021 г., 14:00 EDT

30 сентября 2021 г., 14:00 EDT

Как кожа и отделка делают металлические композитные материалы визуально и функционально прочными

5 октября 2021 г., 14:00 EDT

Освоение физического движения элементов Земли вокруг искусственной среды

Эти проекты используют доступ к природе как часть процесса исцеления

Свойства каменной ваты

На этом сайте используется javascript, некоторые функции и контент не работают, если javascript отключен.

Идея производства каменной ваты зародилась на Гавайях в начале прошлого века.Во время извержения вулкана из выброшенной в воздух лавы образуются волокна. Таким образом, каменная вата является исключительно натуральным продуктом, который сочетает в себе прочность камня и теплоизоляционные характеристики, присущие вате. Волокна каменной ваты являются основным материалом, используемым при производстве всей продукции Rockwool.

Пожарная безопасность

Одним из важнейших свойств каменной ваты является ее способность выдерживать температуры выше 1000 ° C.При правильном применении каменная вата Rockwool служит пожаробезопасным слоем, который обеспечивает бесценные минуты, которые могут оказаться необходимыми для спасения человеческих жизней. Здания, утепленные каменной ватой, защищены от возгорания, так как каменная вата предотвращает разрушение и распространение огня.

Теплоизоляция

Каменная вата имеет очень низкий коэффициент теплопроводности, что делает ее одним из лучших теплоизоляционных материалов.
Каменная вата Rockwool — отличный теплоизоляционный материал, обеспечивающий защиту от холода и жары.Системы теплоизоляции из каменной ваты позволяют максимально экономить энергию на отопление и охлаждение, а также улучшают микроклимат и комфорт в зданиях.

Звукоизоляция

Энергия акустических колебаний проходит через структуру каменной ваты и преобразуется в тепло. Структура каменной ваты с ее переплетенными волокнами просто устраняет и поглощает колебания в воздухе. Такая волокнистая структура делает каменную вату одним из самых надежных строительных материалов для звукоизоляции.

Водоотталкивающие свойства

Каменная вата Rockwool может казаться влажной под воздействием воды или дождя. Вода просто остается на поверхности, потому что волокна каменной ваты Rockwool обладают водоотталкивающими свойствами. Пропитка из волокон каменной ваты применяется по всей структуре изделия, а не только на поверхности. В частности, по этой причине вода не может проникать во внутренние слои продукта.

Паропроницаемость

Каменная вата Rockwool является паропроницаемой, что делает утепленное здание очень удобным для жизни или работы, поскольку влага не удерживается внутри здания.

Стабильность размеров

Размеры каменной ваты Rockwool не меняются при повышении или понижении температуры окружающей среды. Неоднородная ориентация волокон каменной ваты в продуктах Rockwool обеспечивает им превосходные механические свойства и постоянную стабильность размеров.

Каменная вата | Изоляция из каменной ваты

Эффективная изоляция необходима в любом строительном и техническом сооружении для обеспечения максимального комфорта и снижения затрат.Изоляционные материалы из каменной ваты, разработанные, используемые и улучшенные на протяжении многих лет компанией ISOVER , сочетают в себе механическую стойкость с превосходными тепловыми характеристиками, пожаробезопасностью и пригодностью для высоких температур.

Что такое каменная вата?

Также известная как минеральная вата, каменная вата создается путем вращения расплавленной струи горной породы, шлака сталеплавильных печей и переработанных материалов. Сделанный в основном из вулканических пород, он на 70% состоит из природного сырья, включая базальт, доломит и аналогичные породы, которые обычно плавятся в вагранке с углеродсодержащим источником энергии с использованием оптимальных систем рекуперации энергии и защиты окружающей среды.

Почему стоит выбрать изоляцию из каменной ваты? Каменная вата

ISOVER сочетает в себе множество преимуществ в одном решении, включая высокие уровни механической прочности, влагостойкости, отличные тепло- и звукоизоляционные характеристики и превосходную пассивную противопожарную защиту.


Вся наша продукция из каменной ваты бывает разной толщины, специально разработанной для индивидуальных применений
  • Эффективная противопожарная защита
    Каменная вата (или минеральная вата) обеспечивает отличную пассивную защиту от огня: это негорючий материал, способный выдерживать температуру выше 1000 ° C, не вызывая разжигания огня или распространения пламени.

  • Превосходное звукопоглощение
    Негорючая и легкая каменная вата обладает отличными звукоизоляционными свойствами. Каменная вата особенно полезна, когда требуются превосходная огнестойкость и акустические характеристики.

  • Высокий уровень теплоизоляции
    Крошечные карманы воздуха, заключенные в физической структуре каменной ваты, уменьшают воздушный и тепловой поток. Каменная вата сохраняет свою форму и плотность с течением времени, обеспечивая длительные тепловые характеристики на протяжении всего срока службы здания или технического объекта.

  • Экологичность
    Мы постоянно стремимся сократить использование ресурсов и выбросы, выделяемые в процессе производства и цепочки поставок. Каменная вата состоит на 50% из вторичного сырья и имеет положительный энергетический баланс и баланс CO2 через 3 месяца.

Каменная вата | Свойства, цена и применение

О каменной вате

Каменная вата, также известная как минеральная вата, основана на природных минералах, присутствующих в больших количествах по всей Земле, например.грамм. вулканическая порода, обычно базальт или доломит. Наряду с сырьем в процесс может быть добавлена ​​также переработанная минеральная вата, а также остатки шлака от металлургической промышленности. Он сочетает в себе механическую стойкость с хорошими тепловыми характеристиками, пожаробезопасностью и пригодностью для высоких температур.

Сводка

Имя Каменная вата
Фаза на STP цельный
Плотность 20 кг / м3
Предел прочности на разрыв 0.02 МПа
Предел текучести НЕТ
Модуль упругости Юнга НЕТ
Твердость по Бринеллю НЕТ
Точка плавления 997 ° С
Теплопроводность 0,03 Вт / м · К
Тепловая мощность 700 Дж / г К
Цена 3 $ / кг

Состав из каменной ваты

Стекловата и каменная вата производятся из минеральных волокон и поэтому часто называются «минеральной ватой».Минеральная вата — это общее название волокнистых материалов, которые образуются путем прядения или вытягивания расплавленных минералов. Каменная вата представляет собой продукт печи из расплавленной породы при температуре около 1600 ° C, через которую проходит поток воздуха или пара. Более совершенные производственные технологии основаны на прядении расплавленной породы в высокоскоростных прядильных головках, чем-то напоминающем процесс, используемый для производства сахарной ваты.

40%

25%

15%

Применение каменной ваты

Применение каменной ваты включает структурную изоляцию труб, изоляцию, фильтрацию, звукоизоляцию и гидропонную среду для выращивания.Каменная вата — универсальный материал, который можно использовать для утепления стен, крыш и полов. Во время укладки каменной ваты ее следует постоянно держать в сухом состоянии, так как увеличение содержания влаги приводит к значительному увеличению теплопроводности.

Механические свойства каменной ваты

Прочность каменной ваты

В механике материалов сила материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам, и сохранять свою первоначальную форму.

Прочность материала — это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.Что касается растягивающего напряжения, способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. В случае растягивающего напряжения однородного стержня (кривая «напряжение-деформация»), закон Гука описывает поведение стержня в упругой области.Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение.

См. Также: Сопротивление материалов

Предел прочности каменной ваты на растяжение

Предел прочности каменной ваты на разрыв 0,02 МПа.

Предел текучести каменной ваты

Предел текучести каменной ваты — N / A.

Модуль упругости каменной ваты

Модуль упругости каменной ваты Юнга равен N / A.

Твердость каменной ваты

В материаловедении твердость — это способность противостоять поверхностному вдавливанию ( локализованная пластическая деформация ) и царапинам . Испытание на твердость по Бринеллю — это одно из испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. При испытаниях по Бринеллю твердый сферический индентор под определенной нагрузкой вдавливается в поверхность испытываемого металла.

Число твердости по Бринеллю (HB) — это нагрузка, деленная на площадь поверхности вдавливания.Диаметр слепка измеряют с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю рассчитывается по формуле:

Твердость каменной ваты по Бринеллю составляет приблизительно N / A.

См. Также: твердость материалов

Сопротивление материалов

Упругость материалов

Твердость материалов

Тепловые свойства каменной ваты

Каменная вата — точка плавления

Температура плавления каменной ваты 997 ° C .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением. В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой фазы в жидкую. Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут находиться в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, поскольку они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.

Каменная вата — теплопроводность

Коэффициент теплопроводности каменной ваты составляет 0,03 Вт / (м · К) .

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) . Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Каменная вата — удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость каменной ваты 7 00 Дж / г · K .

Удельная теплоемкость, или удельная теплоемкость, — это свойство, связанное с внутренней энергией , которое очень важно в термодинамике. Интенсивные свойства c v и c p определены для чистых простых сжимаемых веществ как частные производные внутренней энергии u (T, v) и энтальпии ч. (Т, п) , соответственно:

, где индексы v и p обозначают переменные, фиксированные во время дифференцирования.Свойства c v и c p упоминаются как удельная теплоемкость (или теплоемкость ), потому что при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавляемой за счет теплопередача. Их единицы СИ: Дж / кг K или Дж / моль K .

Температура плавления материалов

Теплопроводность материалов

Теплоемкость материалов

Свойства и цены на другие материалы

таблица материалов в разрешении 8k

Каменная вата

— это экологически чистый способ контролировать температуру в наших домах

В строении зданий, в которых мы живем каждый день, есть ряд вещей, которые мы часто принимаем как должное.Среди них и, пожалуй, наиболее важен скрытый слой изоляции, который защищает нас от перепадов температуры снаружи. Изоляция, которая является главным элементом конструкции деревянных зданий, особенно защищает нас от звукового загрязнения и часто является неоценимым барьером от пожара и повреждения водой. Стекловолокно было предпочтительным материалом в игре с изоляцией (этот розовый материал, напоминающий застывшую сахарную вату), но теперь архитекторы обращаются к каменной вате как более эффективной и экологически чистой альтернативе.

Каменная вата, также известная как минеральная вата, изготавливается из природного базальта и переработанного шлака (минеральный побочный продукт плавленой руды). Он обладает рядом уникальных характеристик, которые делают его ценным и экологически безопасным строительным материалом, включая способность противостоять плесени, огню и воде. Он также не выделяет токсичных газов, когда огонь вступает в контакт с его волокнами. Более того, каменная вата, кажется, обеспечивает более высокую теплоизоляцию и звукопоглощение, чем традиционное стекловолокно. Это универсальный эффективный репеллент, сделанный из одного из самых распространенных минералов на Земле.

Одна компания, в частности, лидирует в области теплоизоляции из каменной ваты. Компания Rockwool, расположенная в Онтарио, Канада, продвигает эту инновацию, чтобы она стала стандартной практикой при строительстве домов и офисов изнутри.

С точки зрения огнестойкости каменная вата может значительно препятствовать распространению огня внутри стен зданий, и во время такой чрезвычайной ситуации каждая секунда на счету. Изоляция Rockwool негорючая и выдерживает температуру до 1177ºC.Что касается повреждений из-за влаги, этот материал представляет собой суровую среду для роста бактерий, поэтому плесень и гниль практически не могут распространяться, что способствует более здоровому жилому пространству для людей внутри. По этой же причине каменная вата со временем не провиснет и не потеряет форму. Плотность волокон каменной ваты препятствует прохождению воздуха, а также в значительной степени снижает передачу звука.

Еще одним преимуществом является долговременный эффект исключительной теплоизоляции каменной ваты. Помогая домам оставаться в тепле в холодное время года и прохладнее летом, каменная вата может сэкономить на расходах на кондиционирование воздуха, что в долгосрочной перспективе немного облегчит экологию здания.

Потребность в улучшении сопротивления элементам во всех зданиях привлекает все большее внимание для защиты тех, кто использует и занимает построенные конструкции по всему миру. Изоляция из каменной ваты с ее выгодными свойствами и экологической природой выходит на первый план, когда речь идет о комплексной защите наших жилых и рабочих помещений.

(PDF) МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНО-КАМЕННЫХ ВОЛОКН НА ОСНОВЕ СМЕСИ ПЕЧИ И ДИАБАЗЫ

ISSN: 2320-5407 Int.J. Adv. Res. 7 (4), 1408-1413

1413

По результатам исследования формирования минераловатных волокон на основе доменного шлака

можно сделать вывод о возможности использования смесей, приготовленных БФСД. для производства минеральных волокон.

Использование доменного шлака в качестве доминирующего компонента при производстве каменной ваты требует всестороннего анализа

с точки зрения качества и должно быть экологически и экономически оправдано.

Выводы: —

1. Минеральная вата — один из наиболее часто используемых изоляционных материалов.

2. Использование доменного шлака в производстве каменной ваты снижает потребление природных минералов.

3. Процесс формирования первичного слоя минеральной ваты исследован экспериментально на модельной прядильной машине

с минеральной смесью на основе доменного шлака.

4. Химический состав смеси существенно влияет на вязкость расплава и механические свойства первичного слоя волокна

.

5. Исследование механических свойств первичного слоя на основе смеси доменного шлака и диабаза показывает

, что доменный шлак может быть использован для производства минеральной ваты.

6. Использование доменного шлака в качестве доминирующего компонента при производстве каменной ваты требует комплексного анализа

с точки зрения качества минеральной ваты.

Благодарности: —

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку Министерству науки и образования БиГ.

Литература: —

1. Широк Б., Благоевич Б., Буллен ПР: Минеральная вата: производство и свойства. Кембридж: Woodhead Publishing

Limited, 2008.

2. Широк Б., Бизьян Б., Орбанич А., Байкар Т.: волокнообразование из расплава минеральной ваты на прядильном колесе. Сделки

Учреждение инженеров-химиков. Часть A, Химические инженерные исследования и разработки, 2014 г .; 92 (1): 80-90.

3. Крашевец Б., Бизьян Б., Широк Б. Формирование слоя стекловаты в коллекторе, Glass Technol., Евро. J. Glass Sci.

Technol. А, 2017; 58 (1): 1–7.

4. Аллиберт М., Гей Х. и др.: Атлас шлаков. Дюссельдорф: Verlag Stahleisen GmbH, 1995, стр. 616.

5. Zhao D, Zhang Z, Liu L, Wang X: Новая кинематическая модель фибрирования расплавленного шлака. Cermaics International,

2015; 41, 5677-5687.

6. Ган Л., Синь Дж., Чжоу Ю.: Точный расчет вязкости расплавов в системах SiO2 – Al2O3 – CaO – MgO. ISIJ International,

2017; 57 (8), 1303–1312.

7. Донг Дж., Чжан Д., Ган Л.: Эмпирическая формула для точного расчета температуры ликвидуса доменного шлака

в системе SiO2 – Al2O3 – CaO – MgO. Производство чугуна и стали; 2017: DOI: 10.1080 / 03019233.2017.1340545

8. Jang K, Ma X, Zhu J, Xu H, Wang G, Zhao B: Фазовые равновесия в системе «FeO» –CaO – SiO2 – Al2O3 – MgO с

CaO / SiO2 1.3. ISIJ International; 2017, 48 (3), 1547-1560.

9. Эль-Монейм А.А., Юссог И.М., Шоаиб М.М.: Предсказание и корреляция модулей упругости в стеклах на основе SiO2.Материалы

Химия и физика. 1998; 52, 258-262.

10. Tiegel M, Hosseinabadi R, Kuhn S, Herrmann A, Rüssel C: Модуль Юнга, твердость по Виккерсу и вдавливание

Вязкость разрушения алюмосиликатных стекол: 2015.

11. Проект: Осуществление производства и качество bazi supstitucije prirodnih sirovina », Federalno

ministarstvo obrazovanja i nauke, Univezitet Zenica, Zenica, BiH Projekat FMON 2017.

12. Чен Дж., Мрвар П., Широк Б., Бизьян Б. Динамика адгезии пленки расплава на вращающихся колесах. Стекольная технология; 2018.

13. Бизьян Б., Петернель М., Широк Б. Формирование первичного слоя минеральной ваты в сборной камере. Journal of Mechanical

Engineering 62, 2016; 3: 181-188.DOI: 10.5545 / sv-jme.2015.2995

14. Du PP, Lang Y, Li ZH, Zhang YZ, Влияние коэффициента кислотности расплавленного шлака на свойства шлака. Guocheng

Gongcheng Xuebao / Китайский журнал технологического проектирования, 2015; 15/3: 518-523.

15. Имамович А., Йованович М., Хаджалич М., Оруч М.: Перспектива использования высокой скорости движения за пределы природы

минеральным агрегатом у технологии производства камня вуне. 4. Međunarodna naučna konferencija, COMETa

2018, Jahorina 27-20.novembar 2018.

16. Беркович Э. Трехгранная алмазная пирамида для исследования микротвердости методом вдавливания. Заводская лаборатория.

1950; 13, 345-352.

17. Бан Х, Карки П., Ким Ю.Р .: Тест на наноиндентирование, интегрированный с численным моделированием, для определения механических свойств

горных материалов.Журнал тестирования и оценки, 2014 г .; 42, 3: 1-10.

Моделирование механических свойств плит из минеральной ваты для теплоизоляции наружных стен

Плиты из минеральной ваты (RWB) широко используются во всем мире при строительстве внешней изоляции. Диаметр волокна, объемная доля твердого вещества (SVF) и степень контакта между волокнами существенно влияют на физические свойства RWB. Здесь влияние этих факторов на механические свойства RWB было исследовано с помощью программного обеспечения GeoDict.Во-первых, процесс образования волокон привел к уменьшению диаметра волокна, и SVF RWB увеличивался с уменьшением размеров пор. Кроме того, как диаметр волокна, так и SVF существенно влияют на сопротивление сдвигу RWB. Кроме того, в соответствии с китайскими стандартами прочности на сжатие, растяжение и сдвиг SVF RWB с диаметром волокна 10,5 мкм м не превышал 4,72%, 4,04% и 5,4% соответственно. Предлагаемый здесь новый метод может быть использован для оптимизации производственного процесса RWB.

1. Введение

В качестве изоляционного материала плита из минеральной ваты (RWB) широко используется для внешней изоляции. За последние несколько десятилетий требования к теплопроводности, механическим и физическим характеристикам этого материала были значительно улучшены. Однако подробное исследование механических свойств волокнистых изделий со сложной мезоструктурой сталкивается с большими проблемами, поскольку традиционный макроскопический тест не может точно предсказать деформационное поведение волокнистых изделий или рекомендовать оптимизированные мезоскопические структурные параметры (такие как плотность волокна, длина, диаметр и точка контакта. ) [1].

RWB состоит из волокон разного размера, соединенных простым перекрытием. Связь между волокнами и влияние смолы на прочность и жесткость RWB значительны [2]. Разрыв связи между волокнами и трение также сильно влияют на деформацию и повреждение RWB, что экспериментально наблюдали Liu et al. и Wilbrink et al. [3, 4]. RWB со временем ухудшается, и точка соединения между RWB и внешним штукатурным слоем была недействительной, что привело к отслаиванию покровного слоя.Из-за большого отрицательного ветрового давления [5, 6] изоляция внешних стен здания (рис. 1) может отвалиться или даже повредить системы внешней изоляции. Поэтому к механическим свойствам RWB предъявляются разные требования в зависимости от предполагаемого использования.


Для практического применения RWB требует разной прочности, чтобы противостоять силам окружающей среды и собственному воздействию. В области композитных изоляционных плит для наружных стен сдвиговые и растягивающие напряжения промежуточных слоев RWB были относительно большими из-за внешней среды, что существенно повлияло на прочностные характеристики RWB при взаимно перпендикулярных поперечных нагрузках [7].Прочность на сжатие и другие механические свойства изделий из минеральной ваты зависели от распределения волокон в структуре, а также от направления действия нагрузки и плотности изделия [8]. Когда волокнистый продукт подвергается нагрузке и местная деформация неоднородна, может произойти локальное повреждение [9]. Однако о его механических свойствах сообщалось мало. В некоторых исследованиях использовалось численное моделирование для изучения взаимосвязи между мезоструктурой RWB и макроскопическими характеристиками.Исследование и дизайн композитной мезоструктуры играет ключевую роль в дизайне материалов [10–12].

Для изучения корреляции между мезоструктурой и механическими свойствами RWB, механические свойства различных мезоструктурированных RWB могут быть рассчитаны путем численного моделирования [13]. Рентгеновская томография (КТ) [14–16] использовалась для получения сканированных изображений волоконных продуктов, которые впоследствии были импортированы в программу GeoDict для определения реальной структуры волоконных продуктов, расчета способности к макроскопической деформации [17, 18] и прогнозировать механические свойства [19] изделий из волокна.Оснащенный улучшенным алгоритмом [20, 21] для создания трехмерной модели структуры волокна непрерывных длинных и коротких волокон, была изучена взаимосвязь между длиной волокна, диаметром, плотностью и ориентацией.

Прочность RWB на сжатие, растяжение и сдвиг были также испытаны с использованием универсальной электронной испытательной машины с микроконтроллером WDW3030 (UTM; Kexin Testing Instrument Co. Ltd., WDW3030, Чанчунь, Китай). В сочетании с программным подходом были рассчитаны прочности на сжатие, растяжение и сдвиг RWB с различными диаметрами волокон, объемными отношениями твердых тел и степенями контакта.Диаметр волокна составлял 3–10,5 мкм м, объемная доля твердого вещества 3,70–6,08%. Также была определена формула оптимизации индекса прочности RWB. Это исследование закладывает основу для оптимизации структурного проектирования RWB и оптимизации промышленного производства.

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

RWB был продуктом из неорганического стекловолокна [22] на основе природных горных пород (таких как базальт) в качестве основного сырья, содержащего определенное количество примесей.Ряд процессов, включая плавление при высокой температуре [23, 24] (Рисунок 2 (a)), высокоскоростное центрифужное прядение с четырьмя валками [25, 26] (Рисунок 2 (b)), волокнообразование [23], постобработка и другие процессы были выполнены, а химический состав приведен в таблице 1.

.1. Элементный анализ

Основными составляющими элементами волокна были Si, Al, Ca и Mg, которые составляют примерно 82,08% от общего содержания. Кроме того, было обнаружено небольшое количество Na, P, K, Ti, Mn и Fe. Поскольку Si 4+ и Al 3+ были основными компонентами сети, образующей волокна, которые вместе составляли каркас, высокое содержание оксидов, таких как SiO 2 и Al 2 O 3 , способствовало увеличению улучшенная стабильность волокна [22].Кроме того, оксиды, такие как MgO и CaO, действуют как ионы с модифицированной сеткой, а заполненная волокнистая структура и ионы, образующие сетку, составляют стекловидную структуру.

2.2. Вычислительные методы
2.2.1. Эксперимент

(1) Модуль упругости . Электронная машина для измерения прочности одиночных волокон YG005E (Fangyuan Instrument Co., Ltd., YG005E, Вэньчжоу, Китай) использовалась для измерения прочности на разрыв отдельных волокон. Машина для определения прочности одного волокна имела диапазон 50 сН и значение градуировки 0.01 cN. Верхняя и нижняя губки машины были установлены на расстоянии 50 мм, а скорость растяжения составляла 5,0 мм / мин. Средняя прочность на разрыв волокон была измерена, как показано в таблице 2, и модуль упругости одиночного волокна составил 61,4 ГПа: где σ — предел прочности моноволокна на разрыв, МПа; F — усилие разрыва моноволокна, сН; и D — средний диаметр, мкм м.

901 901 9040 O 901 9040 P 901 9040 P 9040

Состав SiO 2 Al 2 O 3 603 M CaO TFe 2 O 3 K 2 O

Содержание (%) 37.37 13,08 10,13 21,50 6,63 1,42
Состав Na 2 O TiO 2 ИТОГО
Содержание (%) 2,96 2,42 0,32 0,20 2,96 98,72

907 Волокно

Диаметр ( мкм м) Разрывное усилие (сН) Прочность (МПа) Стандартное отклонение (%)
9.867 8,17 1068,50 3,7

(2) Механические свойства . С учетом требований Китая к прочности были изготовлены образцы RWB. Образцы имели размеры 100 мм × 100 мм × 30 мм и 200 мм × 100 мм × 30 мм, а значения SVF составляли 3,70%, 4,04%, 4,38%, 4,72%, 5,06%, 5,4%, 5,74% и 6,08% соответственно. Образцы сушили до постоянного веса в струйной сушке с постоянной температурой типа 101-1 при температуре приблизительно 105 ° C, а затем извлекали и помещали в среду (23 ± 5) ° C на 6 часов.Впоследствии каждое указанное значение прочности было средним для трех образцов. Прочность проверяли с помощью электронного микроконтроллера WDW3030 UTM (Kexin Testing Instrument Co., Ltd., Чанчунь, Китай).

Для измерения прочности на сжатие RWB был установлен на прессе, и было приложено предварительное давление 250 Па с постоянной скоростью 0,1 д / мин (± 25% или меньше) до тех пор, пока образец не сдался или не сжался до 10% деформации до получить прочность на сжатие.

Предел прочности на разрыв измеряли, когда образец наклеивали на две жесткие пластины с помощью мраморного клея и отвердителя.Затем образец был установлен на крепление испытательной машины и нагружен с постоянной скоростью (10 ± 1) мм / мин до тех пор, пока он не был разрушен для достижения его прочности на разрыв.

Для измерения прочности на сдвиг образец был прикреплен к приспособлению с помощью мраморного клея и отвердителя, приспособление было закреплено на UTM и нагружено со скоростью (3 ± 0,5) мм / мин по длине, параллельной длине. образец. Жесткая опорная пластина передавала на образец напряжение сдвига, позволяя сдвигать образец до тех пор, пока он не сломался, чтобы получить прочность на сдвиг.

Из-за сложности изделий из волокна было невозможно количественно проанализировать влияние диаметра волокна на механические свойства в лабораторных испытаниях. Поэтому для качественного анализа с целью изучения влияния диаметра волокна на механические свойства RWB были выбраны два RWB (рис. 3) с различным распределением диаметров с SVF 4,72%.

2.2.2. Численное моделирование

(1) КТ-сканирование . Исследуемый RWB представлял собой куб с длиной стороны 2 мм.Образец сканировали с использованием CT с нанотомами (phoenix nanotom m CT, Zeiss, Германия) с мощной нанофокусной рентгеновской трубкой 180 кВ / 15 Вт и детектируемостью до 200 нм. Были сфотографированы КТ изображения, SVF составил 4,72%. Регулярное распределение волокон было аналогичным в трех направлениях (часть 2 в дополнительном материале).

(2) Метод моделирования . Диаметр RWB был извлечен модулем FiberGuess и соответствовал распределению Гаусса со средним диаметром 10.5 мкм м. Исходная модель была создана модулем импорта в программном обеспечении. Чтобы упростить расчет, модуль FiberGeo был использован на основе исходной модели для ввода основных параметров (SVF, длина волокна, диаметр, форма поперечного сечения и метод перекрытия волокон), которые могут напрямую представлять геометрические характеристики материала для определения упрощенная модель RWB. Наконец, модуль ElastoDict был использован для расчета механических свойств RWB с различными мезоструктурами (Рисунок 4).


2.3. Программное обеспечение Theory

GeoDict было использовано для анализа механических свойств RWB из-за его сложных силовых характеристик. Соответствующий размер элемента представительного объема (RVE) [27, 28] был выбран, чтобы представить фактическое поведение мезоструктуры, построенной с использованием экспериментальных данных длины, диаметра и ориентации волокна. После создания механической модели было получено основное уравнение решения. Эквивалентный модуль упругости был получен с помощью периодического условия Грина и математического преобразования.

Применение уравнения L-S на основе метода БПФ позволяет точно рассчитать локальное напряжение и деформацию в оптоволоконной сети. Таким образом, численное моделирование использовало уравнение LS, основанное на периодической функции Грина БПФ, для расчета механического индекса модели RWB следующим образом: где ε ( x ) относится к деформации модели на Ω, в которой Ω — единичное тело, являющееся граничным условием; E — постоянная деформация; и относится к оператору Грина, который определяется как; и — остаточное напряжение, и,, C 0 описывает начальную жесткость, и — местная жесткость.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Проверка и анализ модели

На рис. 5 (а) показано поперечное сечение исходной модели, в которой круглое сечение представляет собой шлаковый шар, а точечное или линейное сечение — волокно. Рисунок 5 (б) представляет собой исходную модель размером 2 мм × 2 мм × 2 мм. На рисунке 5 (c) показана упрощенная идеальная модель. Чтобы более четко показать упрощенное волокно, размер модели, показанный на Рисунке 5 (c), составляет 0,3 мм × 0,3 мм × 0,3 мм. Из рисунка 5 (b) видно, что волокна в RWB были равномерно распределены и перекрывались или раздваивались.Идеальная модель на рисунке 5 (c) не учитывала влияние шлакового шара и приравнивала его к волокну. Предполагалось, что волокна были распределены случайным образом (часть 3 в дополнительном материале) и перекрывались.

3.2. Прочность на сжатие RWB

На рисунке 6 показаны измеренные значения прочности на сжатие RWB и результаты численного моделирования для различных SVF. Относительная ошибка между численными и измеренными значениями была большой для волокон со средним диаметром 5.9 и 12 мкм м. Поскольку SVF изменился в системе с диаметром волокна 10,5 мкм, м, тенденция измеренных значений соответствовала моделированию. Таким образом, была проверена рациональность расчета на основе уравнения Л-С. Однако для численного моделирования были сделаны предположения относительно шлакового шара и связующего из смолы в RWB, а влияние скручивания волокон не учитывалось, что привело к снижению прочности на сжатие при численном моделировании.


На механические свойства RWB в основном влияют геометрические параметры, включая ориентацию волокна [29], длину [30], SVF, диаметр [31] и степень контакта между волокнами.На основании изменения геометрических параметров RWB было изучено влияние SVF, диаметра волокна и степени контакта на механические свойства.

3.3. Построение теоретической модели

Вероятность распределения диаметров двух RWB показана на Рисунке 7.

Рисунки 7 (a) –7 (d) показывают, что различные распределения диаметров RWBs со значением SVF 4,72%. На рисунках 7 (a) и 7 (c) показаны основные характеристики RWB I, а на рисунках 7 (b) и 7 (d) представлены RWB II.Рисунки 7 (c) и 7 (d) показывают, что средний диаметр RWB I составлял 10,5 мкм м, а диаметр RWB II был 5,9 мкм м. Рисунки 7 (а) и 7 (б) отражают характеристики распределения волокон разного диаметра. С увеличением диаметра волокна количество волокон в RWB непрерывно уменьшается. Размер пор между волокнами увеличился, а степень контакта между волокнами уменьшилась, что ослабило связи между волокнами, что может повлиять на механические свойства RWB. Рисунки 7 (a) –7 (d) показывают, что диаметр волокна уменьшался с увеличением скорости вращения валка во время процесса волокнообразования, что приводило к более высокому SVF RWB и меньшему размеру пор между волокнами.

3.4. Анализ влияния диаметра волокна

Следует убедиться, что модель может сохранять основную информацию о реальном RWB на 4,72% от SVF. Рисунок 8 (а) показывает, что прочность RWB уменьшалась с увеличением диаметра волокна. Когда диаметр волокна составлял от 5 до 7 мкм м, механические свойства RWB заметно ухудшались. Прочность на сжатие, растяжение и сдвиг снизились на 45,4%, 67,6% и 81,77% соответственно при увеличении диаметра волокна с 3 до 10.5 мкм м. Понятно, что изменение диаметра существенно повлияло на прочность RWB на сдвиг.

Рисунок 9 показывает, что количество волокон вместе с размером пор среди волокон увеличивается с увеличением диаметра волокна. Одновременно поверхность контакта между волокнами была уменьшена, что ослабило связи между волокнами (рис. 8 (b)), что является основным механизмом уменьшения прочности RWB. Кроме того, прочность RWB на сдвиг тесно связана с площадью трения между волокнами.По мере увеличения диаметра волокна степень контакта между волокнами уменьшалась, что приводило к более низкому коэффициенту трения между волокнами. Когда RWB подвергался сдвигу, структурные повреждения были признаны недействительными, и прочность постепенно снижалась до полного разрушения, что в основном происходило из-за фрикционного скольжения из-за ослабленных связей между волокнами [32–35]. Следовательно, меньшая прочность на сдвиг наблюдалась при увеличении диаметра волокна.

Эти эксперименты также показали отрицательную корреляцию между диаметром волокна и прочностью RWB, как показано в таблице 3.Когда диаметр волокна уменьшился на 4,6 мкм м, прочность на сжатие RWB увеличилась на 15,64 кПа, поскольку размер пор уменьшался с уменьшением диаметра волокна. Кроме того, увеличивалось перекрытие между волокнами, что увеличивало прочность связи между волокнами. Таким образом, была проверена возможность моделирования на основе уравнения L-S.

0 I

Средний диаметр ( мкм м) Прочность на сжатие (кПа)

5 52,73
RWB II 5,9 68,37

3.5. Анализ влияния SVF

Для распределения диаметров при моделировании было установлено гауссово распределение, аналогичное реальному RWB, со средним диаметром 10,5 мкм м. Рисунок 10 (а) показывает, что сила RWB увеличивалась с увеличением SVF [36]. Механические свойства RWB были значительно улучшены с 4.От 04% до 4,72% SVF. Прочность на сжатие, растяжение и сдвиг увеличились на 37,5%, 156,4% и 218,6% соответственно при увеличении SVF с 3,70% до 6,08%. Понятно, что изменение SVF существенно повлияло на прочность RWB на сдвиг.

Рисунок 11 показывает, что количество волокон увеличивалось, а размер пор уменьшался с увеличением SVF. Одновременно увеличилась контактная поверхность (рис. 10 (b)), что указывает на увеличение прочности RWB из-за улучшенных связей между волокнами.Точно так же прочность на сдвиг RWB была тесно связана с поверхностью трения. Прочность RWB в первую очередь контролировалась его плотностью и прочностью связи между волокнами. Более высокие значения SVF привели к увеличению прочности связи между волокнами [37]. Для срезанной RWB трение между волокнами меньше. Прочность на сдвиг RWB увеличивалась относительно быстрее, чем прочность на сжатие и растяжение. Площадь трения на рисунке 11 (c) больше, чем на рисунке 11 (a), и RWB показал максимальное значение прочности на сдвиг на уровне 6.08% SVF.

На рис. 12 показана взаимосвязь между экспериментально измеренной силой RWB и SVF. Прочность на сжатие, растяжение и сдвиг RWB положительно коррелировали с SVF. Когда SVF RWB составлял 3,70–6,08%, диапазон прочности на сжатие составлял 46,57–67,80 кПа; диапазон прочности на разрыв 9,68–21,06 кПа; диапазон прочности на сдвиг 13,6–34,5 кПа. Механические показатели увеличивались с увеличением SVF RWB.


3.6. Влияние диаметра и SVF

Рисунки 13 (a) –13 (c) показывают, что диаметр волокна отрицательно коррелировал с прочностью RWB при постоянном SVF.Когда диаметр волокна поддерживался постоянным, SVF приблизительно положительно коррелировал с прочностью RWB.

Из рисунков 13 (a) –13 (c) видно, что прочность на сжатие, растяжение и сдвиг RWB увеличивалась от нижнего левого угла к верхнему правому. Как показано на Рисунке 13 (а), когда диаметр волокна составлял 10,5 мкм м и SVF составлял 3,70%, прочность на сжатие RWB составляла не менее 34,69 кПа. При диаметре волокна 3 мкм м и SVF 6,08%, максимальная прочность на сжатие была достигнута при 84.14 кПа. SVF должен составлять ≤4,72% при диаметре волокна модели RWB 10,5 мкм м, что соответствует китайскому стандарту 40 кПа для прочности на сжатие при использовании RWB для теплоизоляции [38].

Как показано на рисунке 13 (b), когда диаметр волокна составлял 10,5 мкм м и SVF составлял 3,70%, предел прочности на разрыв RWB составлял 5,73 кПа. Когда диаметр волокна составлял 3 мкм, м и SVF составлял 6,08%, предел прочности на разрыв RWB достигал 33,36 кПа. SVF должен составлять ≤4,04%, когда диаметр волокна модели RWB равен 10.5 мкм м, что превышает китайский стандарт 7,5 кПа.

Наконец, как показано на рисунке 13 (c), когда диаметр волокна составлял 10,5 мкм м и SVF составлял 3,70%, прочность на сдвиг RWB составляла не менее 5,59 кПа. Когда диаметр волокна составлял 3 мкм, м и SVF составлял 6,08%, прочность на сдвиг RWB достигала 75,24 кПа. Поскольку китайский стандарт составляет 20 кПа, SVF должен составлять ≤5,4% в RWB волокна диаметром 10,5 мкм и диаметром м.

Таким образом, диаметром волокна можно управлять с помощью скорости вращения четырехвалковой высокоскоростной центрифуги и вязкости расплава во время обработки минеральной ваты.В зависимости от толщины слоя и степени гофрирования SVF RWB можно контролировать для получения RWB с разной прочностью, а связанные модели могут использоваться для руководства фактическими приложениями инженерного производства.

4. Выводы

Сильные стороны RWB в основном зависят от его мезоструктуры. Согласно экспериментальным данным и данным моделирования, соответствующие механические свойства были оценены на основе анализа с использованием уравнения L-S с использованием программного обеспечения GeoDict. Основные результаты можно резюмировать следующим образом: (1) Была создана и упрощена 3-мерная модель компьютерного сканирования, основанная на уравнении Липпмана-Швингера для изучения влияния различных диаметров волокон и значений SVF на механические показатели.Численное моделирование показало, что разница между прочностью на сжатие и соответствующими экспериментально измеренными значениями составляет 5%. Это подтверждает точность прогнозирования механических свойств RWB с использованием этого метода. (2) Наблюдения SEM и распределение диаметров волокон показали, что по мере увеличения диаметра волокна в RWB количество волокон уменьшается, а размер пор увеличивается (3). ) При увеличении диаметра волокна с 3 до 10,5 мкм м механические свойства (прочность на сжатие, растяжение и сдвиг) RWB снизились на 45.4%, 67,6% и 81,77% соответственно. Следовательно, в соответствии с нашими предположениями, диаметр волокна оказал наибольшее влияние на прочность на сдвиг. (4) Когда SVF составлял от 3,70% до 6,08%, механические свойства (прочность на сжатие, растяжение и сдвиг) RWB увеличивались на 37,5%, 156,4% и 218,6% соответственно. Таким образом, SVF показал наибольшее влияние на прочность на сдвиг, что согласуется с гипотезой. (5) Были изучены механические характеристики RWB с различными диаметрами волокон и значениями SVF.Согласно китайским стандартам прочности на сжатие, растяжение и сдвиг SVF должен составлять ≤4,72%, ≤4,04% и ≤5,4% соответственно. При среднем диаметре волокна 10,5 мкм м могут быть выполнены все требования к механическим характеристикам изоляционных материалов.

В полевых условиях диаметр волокна можно регулировать скоростью вращения центрифуги и вязкостью расплава, тогда как SVF можно регулировать толщиной слоя. Следовательно, можно проектировать RWB с различной механической прочностью, регулируя SVF и диаметр волокна в соответствии с различными требованиями.

Доступность данных

Данные, необходимые для воспроизведения этих результатов, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Выражение признательности

Работа выполнена при финансовой поддержке Фонда фундаментальных исследований для центральных университетов (№ 310828152016) и Проекта координации и инноваций в области науки и технологий провинции Шэньси (№2013KTCG02-02).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *