Минвата состав: Состав и особенности производства минеральной ваты

Содержание

разновидности, характеристики, плюсы и минусы

Тепло- и звукоизоляция является важным шагом в процессе строительства дома. Конечно можно установить камин, кучу обогревателей, но это не спасет от звуков улицы и будет требовать больших финансовых вложений как на покупку самих обогревателей, так и на оплату счетов за электроэнергию.

Оптимальным вариантом утепления и звукоизоляции дома является минвата. Она состоит преимущественно из природных материалов и помимо всего прочего позволяет также увеличить пожаробезопасность дома. Также она довольно легко и быстро монтируется, служит долго и стоит не так дорого. Рассмотрим особенности этого утеплителя.

Состав минваты

Минвата отличается своими характеристиками плотности и составом. Ее основа (90% минеральной ваты) состоит из разных горных пород, например, габбро-базальтовых или карбонатных. Это побочные продукты, которые остаются в процессе металлопроизводства. Оставшиеся 10% приходятся на добавки.

Для объединения волокон материала применяются вяжущие вещества. Чаще всего их роль выполняет смола на основе фенола. Верхний слой минваты – это крафт-бумага с добавлением частиц алюминия или полиэтилена.

Эксплуатационные характеристики

Так как минвата способна справляться с повышенными нагрузками, ее используют при строительстве типовых сооружений, а также в том случае если выполняется монтаж утеплителя с последующим изготовлением тяжелой бетонной стяжки (в этом случае рекомендуется выбирать прочные плиты высотой 5-20 см).

Полезно! Срок службы утеплителя составляет 20-30 лет.

Если говорить о плотности материала, то она зависит от формы минваты:

  • минимальная плотность у легких плит и рыхлой ваты – 30-40 кг/м3;
  • чуть больше у мягких плит – 50-75 кг/м3;
  • у матов этот показатель составляет 50-85 кг/м3;
  • плиты полужесткого типа – 75-125 кг/м3;
  • самая высокая плотность у цилиндров – 200 кг/м3.

Материал не горючий, а вот предельная температура также зависит от формы изделия. У матов она составляет +700 градусов, у цилиндров, легких, мягких и полужестких плит этот показатель составляет +400 градусов. У жестких плит +100, а у рыхлой ваты предел доходит до +600.

Минвата обладает высокой плотностью и теплоизоляционными характеристиками. Они могут отличаться в зависимости от конкретного вида материала.

Стекловата

Это самый доступный и дешевый вид материала. Судя из названия несложно догадаться, что эта минвата изготавливается из переработанного стекла. Дополнительно в ней присутствует песок, известь и некоторые химически агрессивные реагенты. Толщина волокон материала – от 5 до 15 микрометра, а длина 15-50 мм.

Но стоит уточнить несколько важных особенностей стекловаты. Во-первых, в ее составе есть формальдегид. В связи с этим ее допускается использовать только для нежилых сооружений (например, промышленного цеха, мастерской или складского помещения). Во-вторых, стеклянные волокна очень хрупкие. Они легко могут попасть в глаза, на кожу и даже в легкие. Поэтому во время работы с материалом требуется защитная одежда.

Если говорить о характеристиках, то коэффициент проводимости тепла у стекловаты находится в пределах от 0,030 до 0,052 Вт/м·К. Материал способен выдерживать от -60 до +450 градусов. Стекловата характеризуется низкой гигроскопичностью.

Шлаковата

Этот утеплитель изготавливают из доменных шлаков, которые в свою очередь являются отходами металлургии. Из-за этого шлаковата отличается остаточной кислотностью, поэтому если утеплитель будет контактировать с металлом, то со временем начнется процесс окисления. Также этот материал отличается достаточно высокой гигроскопичностью, поэтому в процессе стройки придется продумать качественную гидроизоляцию.

Полезно! Шлаковата очень колючая, что усложняет процесс ее укладки. Она не подходит для обработки труб, а также фасадов. Это довольно хрупкий материал, поэтому непременно нужно использовать защитную одежду, очки, перчатки и прочее.

Толщина волокон шлаковаты составляет 4-12 мкм, а длина доходит до 16 мм. Теплопроводность в пределах от 0,460 до 0,480 Вт/м·К. Температурный режим варьируется от -50 до +300 градусов.

Каменная вата

Материал этого производится на основе волокон габбро и диабаза. Это оптимальный по своим характеристикам вариант утеплителя. Каменная вата не обладает недостатками предыдущих типов. Она прочна на разрыв, не хрупкая, не колючая, не дает усадки и способна выдерживать температуры от -45 до +600 градусов. Длина волокон утеплителя составляет 16 мм, а толщина 5-12 микрометра. Показатели проводимости тепла на уровне 0,048 – 0, 077 Вт/м·К.

Кроме этого материал плохо впитывает жидкость. Благодаря всему этому ее можно без опасений применять для жилых помещений и отапливаемых комнат. В процессе работ также не придется прибегать к средствам защиты для глаз, кожи, дыхательных путей. Листы ваты легко гнутся и не ломаются.

Базальтовая вата

По своему составу она схожа с каменной ватой. Правда волокна чуть больше. Их толщина составляет от 5 до 15 мкм, при длине до 50 мм. Также в отличие от других типов ваты, в базальтовом материале нет склеивающих присадок или минеральных компонентов. Благодаря этому такой утеплитель способен выдерживать от -190 до +1000 градусов.

Кроме этого, базальтовая вата является наиболее устойчивой к влаге. Уровень проводимости тепла базальтового материала колеблется от 0,035 до 0,039 Вт/м·К. Также базальтовая вата способна обеспечить отличную защиту от шума, в пределах 0,9-99 дБ.

Полезно! Если срок стекловаты составляет до 30 лет, то базальтовый состав способен прослужить до 80 лет.

Таким образом для жилого помещения оптимальным вариантом будет выбрать базальтовую или каменную вату. Но стоит также обратить внимание и на маркировку материала.

Марки минваты

Характеристики утеплителя можно определить по маркировке:

  • П-75. Это гибкий материал плотностью 75 кг/м3. Минвату П-75 как правило используют для поверхностей горизонтального расположения, которые не планируется нагружать, а также для конструкций и коммуникаций с совсем небольшим наклоном. Этот тип материала подойдет для кровли, потолка, чердака, труб отопления и вентиляции.
  • П-125. Плотность такого состава 125 кг/м3. Минвата этого типа отличается от предыдущей тем, что она обладает улучшенной звукоизоляцией. Также П-125 более гибкая минеральная вата. Она считается лучшим решением, если дом строится из газо- или пеноблоков. П-125 используют для утепления фасада, балконов, межкомнатных перегородок.
  • ПЖ-175. Эта минвата отличается самой высокой жесткостью. Благодаря этому она отлично подходит для нагруженных, а также вертикальных конструкций. Плотность ПЖ-175 составляет 175 кг/м3. Минеральная вата отвечает минимальным требованиям пожарной безопасности и отлично защищает от шумов. Как правило, материал укладывается на поверхности из дерева, бетона или стали.
  • ППЖ-200. У этого материала самая высокая плотность – 200 кг/м3. Кроме этого ППЖ-200 является негорючим составом, поэтому его допускается использовать при строительстве торговых отделов, складских помещений и других объектов. Однако монтаж возможен исключительно на плоские поверхности, на которые будут оказываться только статические нагрузки. Этот материал не гибкий, так как в нем присутствует внутренний армирующий слой.

Также при выборе лучшего материала стоит обратить внимание и на его жесткость.

Выбор минеральной ваты

Если ориентироваться по жесткости состава, то стоит обратить внимание на следующие нюансы:

  • Мягкий утеплитель лучше всего подойдет для изоляции труб, дымоходов, а также кровельного «пирога».
  • Полужесткая минеральная вата чаще применяется для утепления фасадов. Также минвата этого типа нередко укладывается между сэндвич-панелей.
  • Жесткие составы оптимальны для плоских поверхностей из металла или дерева.

Показатель теплопроводности подбирается в соответствии с температурными показателями в зимнее время. Также стоит учесть теплопроводность и самих стен здания. Как правило, минвату покупают с небольшим запасом по «температурной устойчивости», чтобы быть готовым к любым погодным условиям. Но слишком усердствовать тоже не стоит, так как в этом случае материал будет стоить дороже.

Также не стоит экономить на производителе. Лучше отдавать предпочтение фирмам Ursa, Rockwool, Paroc, а также Isover. В Германии самые строгие требования к утеплителям, поэтому и качество у них значительно выше.

Недостатки и преимущества минеральной ваты

Минеральную вату можно подобрать для любого проекта (как жилого здания, так и складского помещения). Кроме этого минвата отличается:

  • Устойчивостью к химически агрессивным компонентам.
  • Возможностью не менять своих свойств за весь эксплуатационный период.
  • Низкими показателями усадки. Многое зависит от плотности состава, но как правило усадка никогда не превышает показателей в 5%.
  • Простотой обработки.
  • Паропроницаемостью. Это означает, что не будет происходить накопление конденсата, что убережет поверхности от преждевременного износа.

Если говорить о недостатках минваты, то многие отмечают высокую гигроскопичность. Но далеко не все составы впитывают воду, есть и очень устойчивые к влаге. Также стоит обращать внимание и на наличие формальдегида в дешевых составах. При нагреве будет происходить испарение опасных для организма соединений.

И еще один минус, некоторые виды минеральной ваты очень хрупкие. Их волокна не должны попасть в легкие или глаза человека.

Какую минеральную вату выбрать для утепления

Чтобы утеплить дом, в вашем распоряжении множество вариантов. Вы будете руководствоваться разными соображениями, когда начнете выбирать теплоизоляцию для фундамента, пола, стен или кровли: в каждом случае к материалу будут свои требования. Здесь мы рассмотрим две разновидности универсального традиционного материала – минеральной ваты. Вы узнаете, чем эти варианты отличаются друг от друга, и сможете определить, что из двух вариантов лучше подойдет для конкретной конструкции или зоны вашего дома.

Требования к теплоизоляции прямо указаны или вытекают из строительных норм и правил. Главный, но далеко не единственный документ – СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». С помощью СНиП определяются допустимые материалы, толщина утепляющего слоя, требования к тому, как материал поглощает воду и насколько он воздухо- и паропроницаем. Вообще утеплитель для любой зоны дома стоит оценивать по следующим параметрам:

  • Теплопроводность: самое низкое значение параметра в природе имеет инертный газ криптон. Современные утеплители из инновационных материалов имеют теплопроводность в пределах 0,032 – 0,045 Вт/(м*К). В любом случае, величина, которую указывают на упаковке, не должна превышать 0,050 Вт/(м*К).
  • Удельная плотность: параметр важен, когда вы утепляете кровлю или межкомнатные перегородки. Чем выше удельная плотность, тем больше масса материала и тем сильнее нагружается опорная конструкция.
  • Диапазон рабочей температуры: идеальный утеплитель фундамента выдержит промерзание в суровом климате, а теплоизоляция кровли, кроме того, еще и устойчива к нагреванию.
  • Устойчивость к внешним воздействиям: химически активным соединениям, которые содержатся в грунтовых водах, плесени и грибкам, которые заводятся в местах и материалах, где скапливается влага. Идеально, если утеплитель покажется невкусным грызунам и насекомым.
  • Низкое поглощение влаги: кроме того, что в сырости размножаются нежелательные организмы, теплопроводность намокшей изоляции падает. Стены дома, фундамента, части кровельной конструкции, перекрытия могут намокнуть вслед за утеплителем и начать постепенно разрушаться.
  • Паропроницаемость: внутри помещения вода постоянно испаряется. В доме стирают белье, моют полы, принимают ванну или душ. Испарения теплого воздуха поднимаются вверх. Если преграда на пути наружу непроницаема, пар оседает в виде конденсата на стенах и опорах, задерживается внутри слоя утеплителя. Влага застаивается, наносит ущерб конструкциям. Может появляться неприятный запах и пятна плесени и грибка. Чем выше паропроницаемость, тем надежнее утепление. Максимальный показатель – 0,7 мг/м*ч*Па – у минеральной ваты.
  • Долговечность: срок службы монолитного строения – 150 лет. В идеале срок службы утеплителя должен бы совпадать с продолжительностью жизни дома. Но пока таких материалов рынок не предлагает, поэтому лучше выбирать теплоизоляцию, которая обещает прожить 50 лет.
  • Экологическая безопасность: вся теплоизоляция, которую вы захотите разместить в жилых помещениях, не должна содержать токсичных ингредиентов и оставаться в воздухе после монтажа. Материал также не должен выделять токсины, когда он разлагается – намокая, нагреваясь или сгорая.
  • Негорючесть: все материалы делятся по ГОСТу на группы горючести: от НГ – веществ, которые гореть не умеют, до Г4 – тех материалов, которые быстро сгорают, или вообще воспламеняются сами. Отдавайте предпочтение группам НГ и Г1 – так вы позаботитесь о пожарной безопасности.
  • Удобство монтажа: теплоизоляция может быть гибкой и в рулонах, либо в плитах, которые оснащены системой «паз-шип», а может быть крайне неудобной в работе.

Исходя из этих критериев, один из лучших утеплителей – минеральная вата. Она делится на несколько разновидностей согласно ГОСТ 31913-2011 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения»: шлаковата, стеклянная и каменная вата.

Если вы строите и планируете утеплять частный дом, от шлаковаты имеет смысл отказаться. Ее делают из расплава доменных шлаков – остатков плавильного производства. В итоге получается материал с низкой теплопроводностью, которую он сохраняет лишь до температуры 3000°C. Если материал нагреется до этой отметки, волокна полностью распадутся. Такая вата прекрасно впитывает воду и именно поэтому не подойдет, чтобы утеплить фундамент, фасады или кровлю. А для утепления внутренних конструкций шлаковата не годится, потому что при малейшем контакте с водой шлаки образуют кислоты, которые разъедают и металл, и бетон несущих элементов. Кроме того, материал может излучать радиацию.

Минеральная вата может производиться на основе стекловолокна. Расплавленное стекло, а иногда смесь стеклянного боя и песка, раздувают раскаленным газом, в итоге образуются волокна длиной до 50 мм, толщиной до 15 микрон. После чего волокна формуют в блоки нужного размера и плотности, и снова обрабатывают горячим воздухом, чтобы с помощью специальных смол соединить волокна между собой.

Этот утеплитель имеет ряд преимуществ, и еще лет двадцать назад вы бы сочли его, скорее всего, единственно возможным вариантом. Стекловолокно имеет один из самых низких показателей теплопроводности среди многообразия теплоизоляционных материалов: 0,040 Вт(м/К). Удельная плотность этого вида минеральной ваты – от 11 до ~200 кг/м3.

Паропроницаемость – 0,7 мг/м*ч*Па, и это тоже один из лучших показателей для материалов-теплоизоляторов. Именно поэтому стекловолокном традиционно утепляют стены деревянных домов снаружи: пар, который выходит сквозь деревянные стены, не задерживается и в утеплителе. Грызуны, насекомые и бактерии не смогут найти в этой вате ни грамма пищи. Ее удобно перевозить, резать и монтировать. Стоимость материала ниже стоимости базальтовой ваты и других инновационных утеплителей.

Вата на базе стеклоштапельного волокна сама по себе – негорючее вещество. Однако при нагревании до 300-4000°C в воздух начнут выделяться токсичные продукты разложения смол, которыми связываются волокна. Предельная температура, при которой стекловолокно еще сохраняет свои свойства – -600°C. Когда вы будете работать с этим материалом, на всякий случай стоит защищать кожу и органы дыхания. В советскую эпоху стекловата была весьма опасным материалом – если надышаться осколками, можно было заработать приступ аллергии или даже астмы.

К сегодняшнему дню технологии позволяют исключить традиционные минусы, при этом воспользовавшись всеми плюсами материала. Крупные производители минеральной стекловолоконной ваты заботятся о безопасности продуктов. Стеклянное штапельное волокно Knauf Insulation производят по новой запатентованной технологии Ecose. Веществом, которое связывает волокна, выступает не фенолформальдегидная смола, а нефтяной состав. Сами волокна не так сильно пылят и ломаются. Производитель заявляет о 50-летнем сроке службы материала.

Минеральная вата Isover производится из натуральных природных материалов – песка, соды, известняка, в производстве этой ваты не используют стеклянный бой. Ей утепляют перекрытия холодных чердаков и подвалов, подвесные потолки, и используют для теплоизоляции пола по лагам. Объем материала в упаковке в шесть раз меньше реального, и его очень удобно перевозить. Когда вы будете укладывать рулон, он не потребует дополнительной фиксации слоя – вата расправится и плотно прижмется к конструкциям.

Если вы выбираете сертифицированную, технологически улучшенную вату на основе стеклоштапельного волокна, можно не опасаться ее традиционных недостатков. Это уже не та стекловата, знакомая вам с прежних времен, к которой было страшно подойти без специального скафандра. Потребуется только тщательно соблюдать порядок работы и учитывать рекомендации производителей.

Базальтовая или каменная вата – еще одна разновидность минеральной ваты, которая подходит для утепления жилых строений и внутренних конструкций. Ее делают из расплавленного базальта, иногда добавляют шихту и известняк. Волокна связываются между собой с помощью фенолформальдегидных смол.

У базальтовой ваты отличная теплопроводность, она практически не поглощает влагу. Коэффициент водопоглощения – 1,5%. Материал выпускают в плитах, и есть вариант, когда базальтовое волокно без связующих составов упаковывается в маты. В этом случае можно не бояться токсинов. Сам по себе базальт нейтрален к агрессивным химическим соединениям, не боится ультрафиолета, нагревания до 7000°C. Кроме того, базальтовая вата – отличный материал для звукоизоляции.

Оборотная сторона прочности и способности держать форму базальтового утеплителя – невысокая гибкость и низкая паропроницаемость. Чем выше плотность ваты и меньше воздуха между волокнами, тем выше теплопроводность такой теплоизоляции.

Среди марок базальтовой ваты стоит отметить Rockwool – продукция датского производителя, который специализируется именно на минеральной вате. Это номер один в мире среди производителей экологически чистых и безопасных минеральных утеплителей. Rockwoll предлагает линейку продуктов для различных нужд: «Лайт Баттс» для скатных крыш и внутренних перегородок, «Венти» и «Фасад» для «мокрых», вентилируемых или обычных оштукатуренных фасадов, и даже «Акустик» – плиты, которые решают прежде всего проблему шумопоглощения.

Среди отечественных предложений обратите внимание на продукцию компании Технониколь. Компания выпускает множество утеплителей на основе базальта для разных рабочих условий.

Еще один вариант каменной ваты, которая производится в России – Isoroc. Вместе с утеплителем компания предлагает гидро- и пароизоляционные пленки и герметичные самоклеящиеся ленты, чтобы фиксировать все слои изоляции.

В приведенной таблице рассмотрены основные параметры видов минеральной ваты.

Утеплитель

Теплопро-водность,

Вт/(м*К)

Паропро-

ницаемость,

мг/(м.ч.Па)

Поглощение влаги

Рабочие температуры, °C

Срок службы

На основе стекловолокна

0,034-0,043

0,4-0,7

До 15%

От -60 до +450

20-50 лет

На основе базальтового волокна

0,033-0,049

До 0,3

Менее 1,5%

От -180 до +700

50 лет

О минеральной вате любого вида стоит знать, что крошечный диаметр волокон не позволяет сохранять и проводить тепло. Чем меньше диаметр волокна, тем ниже показатель теплопроводности ваты, и тем лучшим теплоизолятором она служит. Кроме того, между волокнами имеется множество зазоров разной формы, что мешает распространяться лучевому теплоизлучению.

Если волокна в структуре ваты ориентированы вертикально, такой материал обладает прочностью на сжатие, а значит, выдерживает динамические нагрузки и не деформируется. Если волокна расположены хаотично, теплопроводность ваты будет заметно лучше, чем у более прочного варианта с вертикальным направлением волокон.

Исходя из стоимости и основных параметров минеральной ваты, стоит иметь в виду: для утепления крыши чердака или мансарды, особенно сложной формы – с выступами, изгибами и перепадами высоты, лучше выбирать вату на основе штапельного стекловолокна в рулонах плотностью 11-15 кг/м3. Тогда вы сможете создать непрерывный тепловой контур, а материал вы просто подрежете под нужную форму, и он будет плотно прилегать даже на самых сложных участках. Для этих целей можно взять Isover “Теплая крыша”.

Для утепления стен внутри помещений можно брать стекловолокно той же плотности, но в плитах. Для балконов и лоджий выбирайте материал поплотнее – 20-30 кг/м3 – например, Isover “Теплые стены”.

Вообще, минеральная вата на стеклянной основе отлично подойдет, чтобы утеплить любое помещение или конструкцию, главное – чтобы ей не грозила сырость, и чтобы наружная отделка полностью защищала материал. Тогда он не попадет в глаза и на кожу, и его не будет выдувать ветром из щелей в фасадных панелях.

Вам точно стоит остановить выбор именно на базальтовой вате, если вы собираетесь утеплять помещения с высокой влажностью – бани или сауны. «Мокрый» или вентилируемый фасад также чувствителен к способности материала поглощать или отталкивать воду, здесь базальтовый утеплитель – лучшее решение. Специальный фасадный утеплитель Rockwool “Фасад Баттс”. Он подойдет и для стен из «сэндвич»-панелей, участков сильно нагревающихся трубопроводов, вентиляционных труб и каналов.

Выбирать базальтовую вату имеет смысл по плотности. Самые легкие и «воздушные» марки ваты подходят, чтобы утеплить горизонтальные конструкции, которые не несут нагрузки – плоские крыши, полы первых этажей, мансард. Такую вату хорошо использовать, чтобы изолировать трубы. Подходящий вариант – Технолайт.

Более плотная базальтовая вата с плотностью 100-150 кг/м3 подойдет там, где утепляются не сильно нагруженные перегородки, полы, потолки. Ей можно утеплять внутренние полости кирпичных и блочных стен.

Жесткая вата в плитах плотностью от 150 кг/м3 используется, чтобы утеплить железобетонные или металлические стены и перекрытия. Если плотность базальтовой ваты составляет 200 кг/м3, она послужит еще и огнеупорным противопожарным материалом. Вообще, вата в плитах идеально подходит, чтобы изолировать вертикальные конструкции.

Там, где используется вата на базальтовой основе, можно подобрать вариант материала из стекловолокна. При аналогичных параметрах теплопроводности стекловолокно будет иметь меньшую плотность, а со своей обязанностью – пресекать теплопотери – справится не хуже.

Если вы планируете утеплять фундамент или цоколь, или вы не уверены в том, что удастся полностью изолировать слой утеплителя от влаги и ветра, рассмотрите альтернативные варианты. В любом случае, стоит учитывать рекомендации производителей и соблюдать технологию работы с материалом.

Наполнитель сэндвич-панелей: сравниваем и выбираем

Содержание:

Трёхслойные сэндвич-панели (ТСП) ― это стройматериал, из которого делают:

  • крыши ― для этого выбирают кровельные ТСП, т. к. у них более рельефные и жёсткие облицовки;
  • стены, перегородки внутри помещений, потолки, легкосбрасываемые конструкции ― для них используют стеновые сэндвич-панели;
  • перегородки и потолки в стерильно чистых помещениях ― для этого выбирают сэндвич-панели Sterilium®.

У ТСП разные покрытия, форма облицовок и замков, однако конструктивно все они схожи. Любая сэндвич-панель состоит из двух стальных облицовок и утеплителя между ними. Слой теплоизоляции называют наполнителем, или сердечником.

Наполнитель для трёхслойных сэндвич-панелей «Металл Профиль» бывает двух видов: из минеральной ваты и из пенополиизоцианурата. Расскажем подробно о каждом материале, а вы решите, какой вариант вам подходит.

Вы узнаете:

  • как выглядят минеральная вата и пенополиизоцианурат;
  • из чего они сделаны;
  • какие у них преимущества;
  • какая у них толщина;
  • в каком случае какой материал оптимален.

Минеральная вата

Состав

Минеральная вата ― натуральный экологичный материал. Она может состоять из расплава базальта или кварца.

В трёхслойных сэндвич-панелях используют каменную вату на основе расплава базальта. Этот твёрдый минерал плавят в печи и вытягивают в тонкие нити. Потом волокна укладывают в формы, спрессовывают и запекают. Получается плотный материал, состоящий из микроволокон.

Преимущества сэндвич-панелей с наполнителем из минваты

  • Огнестойкость (группа горючести ― НГ). Каменная вата пожаробезопасна. Она не горит даже при контакте с открытым огнём, а плавится только при температуре более 1450 оС. Это определяет её сферу применения, но об этом чуть позже.
    Трёхслойные сэндвич-панели с наполнителем из минеральной ваты выдерживают воздействие огня до 3 ч и не меняют свои эксплуатационные свойства.
  • Высокое теплосбережение. ТСП с наполнителем из каменной ваты отлично сохраняют тепло. Для сравнения: сэндвич-панель с каменной ватой толщиной 8 см сохранит столько же тепла, сколько кирпичная кладка толщиной 1,15 м.
    Это значит, на отопление придётся тратить меньше денег ― вы не будете обогревать здание впустую.
  • Высокая несущая способность. Каменная вата ― довольно жёсткий материал, поэтому ТСП с таким наполнителем выдерживают высокие нагрузки. Рассмотрим пример.
    • Толщина наполнителя ― 150 мм.
    • Плотность минеральной ваты ― 105 кг/м2 и выше.
    • Толщина стальных облицовок ― 0,7 мм.
    • Длина сэндвич-панели ― 6 м.
    Предельная нагрузка для такой ТСП ― 145 кг/м2.
    Высокая несущая способность позволяет использовать трёхслойные сэндвич-панели с наполнителем из минеральной ваты в любых регионах, даже сейсмоопасных.
  • Неприхотливость к климатическим условиям. Трёхслойные сэндвич-панели с наполнителем из минеральной ваты не реагируют на перепады температур. Их можно использовать в любых климатических условиях. Они не поменяют рабочие свойства в ходе эксплуатации.
  • Возможность производства по ГОСТу. Все этапы изготовления ТСП тщательно контролируются. Благодаря этому мы можем получить высококачественный продукт ― трёхслойные сэндвич-панели с наполнителем из минеральной ваты, которые соответствуют ГОСТ 32603-2012.
  • Экологичность. Каменная вата ― натуральный материал, безопасный для здоровья человека. Это подтверждено исследованиями. Она не относится к канцерогенным материалам, не раздражает кожу, не образует токсичных испарений. Вам не придётся беспокоиться о здоровье домочадцев.
  • Шумоизоляция. Любой звук ― это волна, колебания воздуха. Когда эта волна проходит через слой каменной ваты, она запутывается в хаотично расположенных волокнах и гаснет.
    В здании, облицованном трёхслойными сэндвич-панелями с наполнителем из минеральной ваты, будет тихо.
  • Выверенная геометрия. У ТСП с минватой точная геометрия ― замки герметично стыкуются. Целостность панелей не нарушается, что влияет на срок их хранения и службы, они не промерзают. Материал легко и надёжно стыкуется, эстетично выглядит.

Сферы применения

Главное преимущество каменной ваты ― её пожаробезопасность. Этот материал используют на любых объектах с высокими требованиями к пожарной безопасности, в том числе промышленных, спортивных, гражданских и др. Из трёхслойных сэндвич-панелей с наполнителем из минеральной ваты возводят противопожарные перекрытия, стены, крыши.

В случае возгорания ТСП с минватой будут препятствовать распространению пожара. Люди успеют покинуть здание, а у пожарных будет дополнительное время, чтобы потушить огонь.

Материал не зря используют для крупных объектов ― его быстро и легко монтировать. Если монтаж простой, он, как правило, недорогой, а значит, вы сэкономите деньги. Также здание можно будет быстрее возвести и сдать в эксплуатацию.

Толщина

Толщина трёхслойных сэндвич-панелей с наполнителем из каменной ваты составляет 50, 80, 100, 120, 150, 200, 250, 300 мм.

Толщину сэндвич-панелей выбирают специалисты. Она зависит от особенностей объекта, климатических условий и др. Также на толщину панелей влияет сфера применения ТСП ― для внутренних перегородок можно взять более тонкий материал, а для стен или крыши выбирают потолще.

Пенополиизоцианурат

Состав

Пенополиизоцианурат (ППИ, PIR) ― синтетический материал. Он представляет собой плотную пену, которая состоит из множества крошечных ячеек. Они заполнены пентаном ― это инертный газ, который практически не проводит тепло.

Преимущества сэндвич-панелей с наполнителем из пенополиизоцианурата

  • Водонепроницаемость. ППИ практически не впитывает влагу. Коэффициент водопоглощения не превышает 1%.
  • Отличное теплосбережение. Пенополиизоцианурат примерно в 2 раза теплее минеральной ваты. За счёт этого вы можете выбрать более тонкие (по сравнению с каменной ватой) ТСП. Это важно, когда полезная площадь дома ограничена.
  • Устойчивость к агрессивным средам. Пенополиизоцианурат не боится щелочей, кислот, хлоридов, фосфатов и др.
  • Биостойкость. В наполнителе из ППИ не заводится плесень.
  • Пожарная безопасность. Пенополиизоцианурат ― самозатухающий материал с группой горючести Г1 (слабогорючий). Без контакта с открытым огнём он не горит.
    Также стальные облицовки ТСП дополнительно защищают наполнитель от огня.
  • Лёгкость. Вес трёхслойных сэндвич-панелей с наполнителем из ППИ примерно на 40% меньше, чем у ТСП с наполнителем из каменной ваты. Это связано со структурой материала. Пенополиизоцианурат состоит из ячеек, заполненных газом.
    Такие ТСП не создают лишней нагрузки, а значит, позволяют сэкономить на фундаменте и каркасе дома. Доставка лёгких материалов также обойдётся дешевле.
  • Устойчивость к деформации. Сэндвич-панели с наполнителем из ППИ и стальными облицовками способны выдержать серьёзные механические воздействия. Для примера возьмём материал со следующими характеристиками:
    • Толщина наполнителя ― 150 мм.
    • Толщина стальных облицовок ― 0,7 мм.
    • Длина панели ― 6 м.
    Предельная нагрузка для таких сэндвич-панелей ― 134 кг/м2.
    Также наполнитель не усаживается, а значит, он не будет уменьшаться в размерах. Между наполнителем и облицовкой не появятся щели, через которые сможет пройти холод.
  • Температурная стойкость. ППИ не меняет размеры под воздействием высоких и низких температур. Он подходит для любого климатического пояса.
  • Шумоизоляция. Пенополиизоцианурат эффективно защищает от сторонних звуков.
  • Экологичность. ППИ не вызывает аллергию и не выделяет токсичных веществ (даже при нагревании). Он абсолютно безопасен для здоровья человека.

Сферы применения

Пенополиизоцианурат устойчив к влаге, а значит, он оптимален для помещений с высоким уровнем влажности. ТСП с таким наполнителем используют для внешней и внутренней отделки складов, морозильных камер и др.

Также пенополиизоцианурат устойчив к химии, поэтому его выбирают для сельскохозяйственных объектов с агрессивной средой ― птицеферм, коровников, овощехранилищ и др. ТСП с таким наполнителем невосприимчивы к воздействию аммиачно-фосфатных удобрений и отходов жизнедеятельности животных и птиц.

Толщина

Толщина трёхслойных сэндвич-панелей с наполнителем из ППИ составляет 30, 50, 60, 80, 100, 120, 150, 200, 220 мм.

Толщина сэндвич-панелей зависит от многих факторов: климата, особенностей проекта и др. Для внешних стен и кровли обычно выбирают толстые панели, для потолков или внутренних перегородок подойдут более тонкие.

Точную толщину ТСП вам поможет выбрать специалист.

Вывод

Каменная вата и пенополиизоцианурат ― современные технологичные материалы. Они безопасные и экологически чистые, хорошо выдерживают нагрузки и отлично защищают от холода и шума. Их можно использовать в любых климатических условиях.

Они отличаются тем, что ППИ более тёплый, влагостойкий, устойчивый к агрессивным средам и лёгкий, а минвата ― более огнеупорная (хотя ППИ тоже пожаробезопасен).

Также у них разная сфера применения:

  • для помещений с агрессивной средой и высокой влажностью выбирайте ТСП с наполнителем из ППИ;
  • на объектах с высокими требованиями к пожарной безопасности рекомендуем использовать трёхслойные сэндвич-панели с наполнителем из минеральной ваты.

Толщину сердечника не рекомендуем выбирать самостоятельно ― поручите эту задачу специалистам. Они подскажут оптимальный вариант для вашего проекта.

Из чего состоит минеральная вата и ее разновидности

Для создания комфорта в доме он должен иметь приемлемую температуру и согревать в зимнее время года, когда на улице холодно. А вот для того, чтобы тратить энергоресурсы зря, важно создать теплоизоляцию, используя при этом минеральную вату.

Минеральная вата это

Но что представляет собой этот материал? Все просто: он волокнистый, и получают его из шлаков или расплавляя горную руду. Но в это понятие входят четыре различные ее виды, поскольку минеральная вата бывает:

  • каменной;
  • базальтовой;
  • шлаковатой;
  • стеклянным волокном.

Во всех четырех типах материала состав примерно одинаков, а толщина волокон, как и длина отличаются. Через волокна, которые имеют разное строение, разные и свойства минеральной ваты. Она может иметь различные показатели по проводимости тепла и устойчивости к механическому воздействию, влагостойкости и другие.

Но какой бы тип бы ваты не применялся, утеплитель из нее считают надежным и, что немаловажно – безопасным.

Из чего состоит минеральная вата

Важно понимать, что в составе минеральной ваты могут быть различные компоненты в зависимости от производителя, также отличается и плотность материала. Но все же, в любом случае, основа ее – это горные породы. Отрасль металлопроизводства предоставляет для этого побочный продукт карбонатных пород или габбро-базальтовых, они считаются отличным сырьем для стекловаты и составляют до девяносто процентов материала. Еще десять – необходимые добавки.

Вяжущее вещество важна для плотности волокон и взаимодействия их друг с другом. В этом качестве может применяться фенол, также используют бентонитовых глин.

Верхний слой минеральной ваты – бумага, чаще всего применяют крафт-бумага, имеющая в составе алюминий или полиэтилен.

Это основные компоненты минеральной ваты, но для того, чтобы узнать что именно входит в ее состав, необходимо осмотреть перечень конкретного производителя, он указан на упаковке.

Подробнее о видах минваты

Стоимость каждого типа минваты разная, но самый бюджетный считаются шлаковата или стекловата. Если же проект бюджета не дешевый, используют базальтовую или каменную вату.

Стекловата

Она считается наиболее востребованной для утепления среди других. Ее волокна имеют длину до пяти сантиметров, а толщина их – не более пятнадцати микрометров. Эти характеристики придают материалу упругости и прочности, но при работе с ними важна внимательность:

  1. Стеклянные волокна, повреждаясь, сильно повреждают кожу.
  2. Пиж вдохе части волокна способны попасть даже в легкие.
  3. Маленький вес волокон позволяет им улетать на большие расстояния, поэтому слизистую также необходимо защищать.

Щоб уникнути травм, будівельники, що використовують цей тип мінвати, надягають респіратор, окуляри й рукавички, захисний костюм.

Шлаковата

Чтобы избежать травм, строители, использующие этот тип минваты, надевают респиратор, очки и перчатки, защитный костюм.

  1. Обладает остаточной кислотностью, это значит, что металл при взаимодействии с минватой будет окисляться.
  2. Впитывания влаги, не позволяет использовать его как обшивку труб или помещения.
  3. Колкость, что доставляет неудобства при работе.
Каменная вата

Она создается из диабаза или сырьем может стать габбро, и параметры волокна ее мало отличаются от шлаковаты. Их свойства также похожие, но каменная вата НЕ колется и способность поглощать влагу у нее гораздо меньше. Это дает возможность использовать ее, как утеплитель для помещения.

Базальтовая вата

Этот тип также создается из диабаза или габбро, однако к ним добавляются шлаки и другие вещества, среди которых могут быть известняк и доломит. Базальтовая вата реализуется в рулонах, и в этом состоянии он не может испортиться. Хорошей свойством такой ваты является ее противостояние возгоранию: при воздействии огня волокно плавится, но не горит.

Реализуется минеральная вата от Eos в форме плиты, рулона или мата, используется даже для поверхности нестандартной формы. Она может отличаться плотностью, определяется ее марками.

При необходимости создать утепления и зная свойства ваты, сможете выбрать ее максимально правильно.

опасный утеплитель Строительство коттеджей, загородных домов, дач по современной канадской технологии SIP

Результаты многочисленных исследований материалов, используемых в строительстве, показывают: минеральная вата – один из самых вредных для здоровья.

На сегодняшний день минвата в малоэтажном строительстве используется повсеместно: для утепления стен дома (снаружи и изнутри), фасадов, потолка, чердака, мансарды, а также для звукоизоляции и шумоизоляции. В тоже время входящие в ее состав компоненты – минеральные волокна и связующие их смолы – вызывают у людей серьезные заболевания дыхательных путей, глаз, кожи.

Однако зарубежные, да и многие российские строительные компании отказываются от утепления минватой своих объектов. Во-первых, из-за широкого распространения и удешевления утеплителей-конкурентов (силикатное волокно, вспененный пенополистирол, пенополиуретан, пенополиэтилен и др., а также изоляции на основе растительного сырья), а во-вторых, из-за серьезного вреда, наносимого минеральной ватой экологии и здоровью людей.

Ранее считалось, что минвата как утеплитель вполне безопасная, экологичная и негорючая. Последние медицинские исследования показали: в состав волокон входят канцерогенные составляющие, а связующим материалом является фенолформальдегидная или меламиноформальдегидная смола, выделяющая свободный формальдегид, а также фенол – высокотоксичные вещества.

Фенол очень быстро впитывается даже в неповреждённые участки кожи тела человека. Даже мизерные доли этого компонента вызывают у человек кашель, головную боль, тошноту, упадок сил. Более серьезное отравление может привести к обморокам, нечувствительности роговицы, судорогам, онкологическим заболеваниям. У людей, долгое время проживающих рядом с источником фенола, могут рождаться дети с физическими и умственными недостатками.

Что касается формальдегида, то по данным некоторых исследований, минвата выделяет 0,02 мг этого компонента на квадратный метр поверхности плиты в час. С учетом того, что в жилом помещении достаточно много других источников этого высокотоксического вещества, а также поступление его из уличного воздуха, предельно допустимая концентрация (0,05 мг/м) формальдегида превышается в несколько раз.

Исследованием смертельных свойств минеральной ваты занималось и Международное агентство по изучению рака (МАИР) (International Agency for Research on Cancer (IARC)). В ходе исследований выявлена чрезвычайная опасность этого стройматериала. В опубликованном отчете МАИР минвата называется серьезным источником онкологических заболеваний: http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol81/mono81.pdf.

Особую угрозу минеральная вата несет дыхательным органам человека: волоконная пыль, попадая в легкие и задерживаясь там, может стать причиной онкологических заболеваний. Все зависит от размера и формы волокон. Наибольшую опасность имеют частицы толщиной менее 3 и длиной более 5 микрон. Кстати, это касается не только минваты, но и асбестового волокна, в меньшей степени стекловолокна – источников мельчайших крупиц, попадающих в дыхательные пути и не выталкивающихся обратно потоками выдыхаемого воздуха.

Ситуацию усугубляет то, что минеральная вата обладает высокой влаговпитываемостью. Если использовать этот материал в районах повышенной влажности и значительных перепадов температур, то теплоизоляционная эффективность минваты серьезно падает. Через два-три сезона – сильного намокания, замерзания, высыхания – волокна ломаются и превращаются в труху, выдуваемую ветрами как внутрь помещения, так и наружу.

Согласно последним исследованиям, при длительной эксплуатации плит, матов, сэндвич панелей из минваты плотностью 74 кг/м2 теплопроводность увеличивается в 2,8 раза, плотностью 156 кг/м2 – в 1,9 раза. Таким образом, коэффициент теплопроводности минваты зависит от срока ее эксплуатации. Перечисленные свойства и характеристики минваты также приводят к тому, что внутри стен образуется благоприятная среда для грызунов, плесени, грибков, гнилостных бактерий.

Более того, до недавнего времени производители минеральной ваты утверждали, что их продукция негорючая, поэтому безопасна. Сами минеральные волокна не горят, но в плитах используются связующие вещества – легковоспламеняемые формальдегидные смолы. Более того, огонь разжигают потоки кислорода, проникающие между волокнами к очагу воспламенения. Свидетели таких пожаров утверждают, что стекловата и минвата горят как солома, создавая такую высокую температуру, что струи воды из пожарных бранзбойдов испаряются в воздухе, не долетая до огня.

Проблема опасности минеральной ваты, применяемой в качестве утеплителя при строительстве жилых и офисных помещений, вызывает серьезное беспокойство в западных странах. Рабочих, имеющих дело с этим утеплителем, техника безопасности обязывает использовать герметичную спецодежду, включающую респираторы, очки и перчатки. Многие зарубежные экологи выступают за то, чтобы вообще запретить производство и использование минваты.

В России же эта проблема замалчивается. Государственные органы полагают, что требования о прекращении выпуска данного теплоизолятора слишком преувеличены и необоснованны.

Полезная информация

характеристики и свойства, плотность и варианты для теплоизоляции

На чтение 8 мин Просмотров 44 Опубликовано Обновлено

Минеральная вата – это натуральный изоляционный материал, который имеет свойство сохранять тепло внутри помещения, а также поддерживать прохладу в жаркое время года. Имеется три вида утеплителя минваты, характеристики которых отличаются. Это обычная, каменная и стеклянная минеральная смесь. В зависимости от назначения строительного материала, можно выбрать наиболее подходящие свойства.

Состав и технология минваты

Минеральную вату производят в рулонах и плитах

Минераловатный утеплитель (каменная вата) производится из расплавленных горных пород по определенной методике: сначала порода плавится, затем ее превращают в длинные нити, которые затем остывают. Их прессуют с помощью связующего вещества и нарезают по нужным размерам. В зависимости от цели назначения плотность утеплителя может варьироваться от 10 до 400 кг/метр кубический. Для внутренних работ подходит материал с меньшей плотностью, для наружных – с большей.

Для производства стекловаты используют не горную породу, а отходы стекольной промышленности или песок. Процесс производства схож: сырье плавится, затем из центрифуги вылетают расплавленные капли стекла, которые под воздействием пара превращается в нитевидные волокна. По сравнению с минватой из породы стекловата имеет более высокие показатели упругости и прочности.

Шлаковая вата – еще одна разновидность минеральных утеплителей, сырьем для которой служит отходы металлургической промышленности – доменный шлак. Материал мягче двух предыдущих разновидностей, поэтому имеет преимущества для утепления округлых объектов. Есть и недостатки, но при правильном целевом использовании служит не менее 50 лет без потери свойств.

Характеристики минеральной ваты

Характеристики минеральной ваты в зависимости от типа изготовления

Самой используемой и прочной является базальтовая разновидность минваты, произведенной из вулканического вещества. У данного материала меньше всего недостатков, а цена позволяет использовать его для любых работ:

  • утепление фасада здания;
  • для закладки под пол для сохранения тепла;
  • для утепления кровли;
  • для звукоизоляции между комнатами при тонких перегородках из гипсокартона.

Есть минвата для утепления с фольгированной стороной и нефольгированная.

Прочность и плотность

Прочность или сопротивление динамическим нагрузкам зависит от количества вертикальных волокон. Чем выше плотность, тем больше прочность и тем большие нагрузки на 1 квадратный метр способен выдерживать материал. Например, при плотности в 300 кг/метр кубический, вата выдерживает давление до 700 кг/метр квадратный.

Плотность – это количество волокон на определенной площади. При повышении плотности увеличивается вес плиты. Более плотные образцы применяются для наружных работ и под бетонные стяжки, так как они должны выдерживать условия окружающей среды. Чем выше плотность, тем дольше материал сохранят свою первоначальную форму даже при резком изменении температурного режима.

Усадка

Степень усадки минерального материала – базальтовых плит или стекловаты – ничтожно мала, поэтому их успешно применяют для герметизации труб – водопроводных, газовых. С течением времени швы остаются на своем месте и не пропускают воду, холод, обеспечивая циркуляцию транспортируемого вещества.

Степень усадки зависит от температуры плавления – не горения, так как материал не горит, а только плавится, – но добиться температуры в 1500 градусов практически невозможно. Для стекловаты этот показатель ниже – всего 500 градусов. Для шлаковаты – 300.

Теплопроводность

Пористая структура с воздушными пузырьками внутри препятствует быстрому прохождению тепла через базальтовую плиту. То же самое касается стекловаты и шлаковаты. Чем выше плотность плиты, тем больше степень изоляции от жары или холода. В процессе эксплуатации теплопроводность минваты способна увеличиться на 50% из-за поглощения влаги.

Есть только один материал, который составляет конкуренцию минвате по данной характеристике – это пенополистирол. Преимущество ваты в том, что состоит она из натуральных компонентов и стоит дешевле.

Слой минваты в 13 см способен заменить кладку кирпича в 1,5 м, поэтому с данным материалом выгодно экономить на строительстве и расходах на теплоносители.

Морозостойкость

В документах ГОСТ не указаны показатели морозостойкости, которые должны соблюдать производители, но известно, что стекловату не рекомендуется охлаждать ниже 60 градусов, что соответствует природным условиям крайнего севера. Для каменной ваты этот показатель гораздо выше: охлаждение до минус 190 градусов нисколько не вредит материалу.

Звукоизоляция

С помощью минеральной ваты можно снизить показатели шума в помещении. Благодаря пористой структуре звуковые волны не распространяются с обычной скоростью, а замедляют ее при проходе через волокнистую структуру, где скорость и сила звука существенно падают.

Токсичность

Из-за наличия связующего вещества фенолформальдегидной смолы ранее считалось, что минвата способна вызывать проблемы со здоровьем при испарении фенола. Последние исследования доказывают, что фенол не испаряется при обычных температурах. Утеплитель минеральная вата получил 3 степень канцерогенности, в которую также входит кофе и чай, ежедневно употребляемые людьми.

Огнестойкость

Результаты испытаний на огнестойкость

Все виды минеральной ваты относятся к негорючим материалам, но температура плавления у них разная. Самой стойкой является базальтовая вата – ее волокна начинают плавиться после 2 часов воздействия температурой в 1000 градусов. После такого нагревания материал утрачивает свойства и подлежит замене, так как волокна спекаются и дают усадку.

Водопоглощение и паропроницаемость

Базальтовые плиты и другие виды минеральной ваты выбирают за низкую исходную влажность материала, которая содержит 1% воды. Есть гидрофобизированные специально обработанные материалы, которые при полном погружении в воду способны впитать не более 6% жидкости. Обычные виды впитывают до 30%.

Через утеплитель-вату свободно проникает пар, поэтому при использовании ее для внутренних работ можно не переживать за наличие конденсата на стенах.

Преимущества и недостатки

Преимущества минеральной ваты

Как любой строительный материал минеральная вата имеет преимущества и недостатки. К плюсам относят:

  • пожаробезопасность;
  • отсутствие деформаций при перепадах температур длительное время – до 50 лет;
  • низкая теплопроводность, сохранение температуры в помещении с утепленными стенами;
  • устойчивость к химическим веществам;
  • простой монтаж, доступный одному человеку;
  • свободное прохождение пара.

Вопреки мнению, что внутри не селятся грызуны и прочие вредители, в минеральной вате они хорошо себя чувствуют. Это является еще одним доказательством, что материал безопасен с точки зрения экологии.

Недостатки:

  • По сравнению с пенопластом, который также используется для утепления фасадов, вата имеет больший вес, поэтому обходится дороже.
  • Необходимо дополнительно обрабатывать материал против накопления влаги, но сейчас промышленность уже выпускает гидрофобные разновидности, которые стоят немного дороже обычных.

Чаще всего недостатки строительного материала проявляются, если его неправильно подобрать, не учтя все критерии эксплуатации объекта. Например, если купить стекловату для утепления дымохода, который сильно нагревается в отопительный сезон.

Способы монтажа

Утепление пола минеральной ватой

Существует два способа укладки изолирующего материала – сухой и мокрый. В первом случае монтируется каркас, затем в промежутки закладывается минвата. Во втором наносится штукатурка и к ней приклеивается плита. При мокром способе также применяют специальные клеящие средства. Для утепления труб используют минераловатные цилиндры, состоящие из двух частей, так называемой скорлупы. Скрепляют две половинки с помощью скотча или обматывают проволокой.

Минвата для утепления пола

Процесс утепления пола выглядит следующим образом:

  1. Выравнивание поверхности – замазка сколов и трещин.
  2. Укладка гидроизоляции.
  3. Монтаж утеплителя. Крепить к полу не обязательно.
  4. Пароизолирующий материал, чтобы молекулы воды могли свободно проходить и не задерживаться между утеплителем и бетоном.
  5. Финальная стяжка.

Поле заливки можно приступать к декоративному обустройству пола. Используются плотные марки минваты, способные выдержать давление бетонной стяжки.

Для утепления стен

Для внутренних и внешних работ выбирают материал с разной степенью плотности. Утепление стен снаружи минватой проводится в следующей последовательности:

  1. Рассчитывается теплопроводность материала стен, его характеристики для конкретного региона.
  2. Выбирается подходящий утеплитель по плотности и толщине.
  3. Деревянные стены перед монтажом утеплителя покрываются растворами против микроорганизмов, бетонные очищаются от старой штукатурки. Необходимо также снять все крепежные материалы, которые могут повредить базальтовую плиту.
  4. На стены укладывается паропроницаемая пленка пористой стороной к стене, гладкой – наружу.
  5. Устанавливается профиль, в пазы которого будет уложена минвата. По толщине пазы должны соответствовать толщине утеплителя.
  6. Дополнительно плиты крепятся дюбелями с широкими шляпками, которые располагают между стыками.
  7. Сверху утеплителя кладется слой пленки, которая отводит пар изнутри.
  8. На пленку устанавливаются профили для организации вентилируемого фасада. На них будет крепиться отделка.

Если планируется штукатурка, минвату лучше не использовать, а заменить ее экструдированным полистиролом, на который хорошо ложится состав.

Популярные производители минеральной ваты

Производители минваты

На рынок строительных материалов поступает продукция как отечественных, так и зарубежных производителей. Они отличаются по составу, свойствам и цене.

Кнауф

В ассортименте компании большой выбор утеплителей, отличающихся по целевому назначению – акустических, теплоизоляционных, гидрофобных. Кнауф выпускает плиты и рулоны разного размера, что упрощает монтаж. В составе нет таких веществ, как фенол или акрил, поэтому материал считается абсолютно безопасным, может применяться в больницах и детских учреждениях. Компания выпускает только один вид – стекловату.

Технониколь Роклайт

Предприятие Технониколь Роклайт занимается изготовлением базальтовых плит из изверженных пород. Этот материал более устойчив к воздействию окружающей среды, что важно для строительства домов в средней полосе.

Урса

Компания Урса производит теплоизоляционные материалы с использованием песка, то есть стекловату. Основное отличие – гидрофобная обработка плит и рулонных материалов. Имеются отдельные разновидности для повышения звукоизоляции, а также материалы, приспособленные для укладки под кровлю, пол, стены. Перед продажей вся продукция проходит химический и радиологический контроль.

Размеры минеральной ваты

Размеры минеральной ваты 

Минеральная вата – это вид теплоизоляционного материала, в состав которого входят неорганические волокна, скрепленные между собой синтетическим клеем. Материал представлен в двух видах рулоны и маты.

Минвата бывает трех видов, различаясь при этом по типу сырья: стеклянная, шлаковая и базальтовая (каменная). Покупая строительный материал убедитесь в его качестве и соответствии стандартам ISO.

Основные свойства минваты

Данный теплоизоляционный материал имеет низкую теплопроводность, он огнеупорный. Низкую теплопроводность материал приобретает благодаря воздушным микропорам, которые образуются между переплетеннными волокнами.

Минеральная вата обладает низкой плотностью, в отличии от других строительных материалов, но в ней содержится большое количество воздуха. Совокупность этих факторов обеспечивает низкую теплопроводность базальтовой ваты. Благодаря неорганическому составу она отвечает всем требования пожарной безопасности. Вата на плавление выдерживает температуру до 700 С.

Рекомендации по выбору утеплителя

Минеральная вата активно используется в строительстве. Оправдано это уникальными свойствами материала и большим разнообразием его размеров.

Минвата является хорошим звуковым и теплоизоляционным изолятором, применяется для утепления стен и отопительных магистралей, используется при утеплении кровли. Использовать материал очень удобно, поскольку на рынке представлен огромный спектр видоразмеров теплоизоляционного материала. Вата отличается плотностью, толщиной и метражом. Мастер вам поможет выбрать то, что лучше всего подойдет для того или иного вида работ.

Листы минеральной ваты

При выборе утеплителя сразу же определитесь с необходимыми габаритами. Минеральная вата в рулонах производится на заводе в виде большой заготовки, которая на складах уже нарезается и комплектуется. Размер материала можно найти на упаковке, при этом нужно помнить о том, что размеры в зависимости от производителя могут слегка отличаться, поскольку они используют разные упаковки. Выбирая строительный материал ознакомьтесь с его свойствами, нужную информацию Вы найдете в описании. Обратите внимание на количество листов в упаковке и на размеры листа, которые обозначаются в виде: 1000х500х50мм.

 

Рулонный материал

Если мастер, занимающийся утеплением вашего дома, желает сам разрезать материал на необходимые размеры, купите рулонную минеральную вату. Обычно рулонный материал несколько дешевле, поскольку на него устанавливается оптовая цена. Мастер способен раскроить материал так, что у Вас практически все уйдет в дело, что существенно сэкономит ваши финансы. Обычно оптовые покупки совершаются для теплоизоляции больших площадей. Этот вариант удобный и выгодный с материальной точки зрения. Только учитывайте, что для утепления одной стены лучше купить листы, поскольку в рулонах материала довольно много и столько вам может не понадобиться.

 

Минеральная вата в цилиндрах

На рынке Минвата также представлена в виде цилиндров, которые предназначены для утепления различных гидравличеких магистралей. Также для этих целей используется пенополиуретан. Минеральная вата данного типа имеет нескольких слоев: фольгу, стеклосетку и базальт. Благодаря уникальному составу теплоизоляционные цилиндры можно использовать в системах с температурой до 250 С. Размеры цилиндров также варьируются. Всю необходимую информацию о свойствах и размерах также можно прочитать на упаковке.

Минеральная вата нашла самое широкое применение для гидро- и термоизоляции разных типов объектов, используется и в жилых и в общественных зданий. А разнообразие форм и размеров материала значительно облегчает работу мастеров при утеплении необходимых конструкций.

 

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ. Обзор стандарта воздействия ВМС США на промышленные стекловолокна

вата (шлаковая и каменная вата) и огнеупорные керамические волокна. Производственные процессы и химический состав каждого класса волокон различаются в зависимости от их конкретного конечного использования; однако распределение волокон по этим классам не учитывает разнообразие волокон в каждом классе или различные потенциальные опасности, связанные с каждым классом.

В последние несколько лет наблюдается увеличение использования MVF в различных изоляционных и других промышленных применениях, включая использование в военно-морском флоте, чаще всего в качестве замены асбеста. В документации ВМФ по MVF их производство и использование обсуждаются только в общих чертах. Военно-морской флот не указывает каких-либо конкретных применений, кроме ссылки на использование волокон в термопластической арматуре для корпусов самолетов и морских судов (NEHC 1997a). Последующая информация о мониторинге воздействия, проведенном военно-морским флотом, неофициально полученная от Центра гигиены окружающей среды ВМФ, показала, что военно-морской флот использует волокнистое стекло и шерсть в основном в качестве изоляции, а непрерывное волокнистое стекло – в современных композитных материалах в качестве армирования (P.Кревоник, Центр гигиены окружающей среды ВМФ, личное сообщение, 7 октября 1999 г.). Данные мониторинга предполагают наличие MVF в конструкциях лодок, трубопроводах, акустических панелях и обшивке, хотя эта информация не была включена в исходную документацию ВМФ. Отсутствие информации о конкретных материалах, содержащих MVF, и количествах, используемых ВМФ, вызывает озабоченность у подкомитета; это затрудняет определение степени потенциального воздействия на персонал ВМФ. Эти стандарты воздействия распространяются на весь военно-морской гражданский и военный персонал, но не распространяются на подрядчиков ВМФ, деятельность которых регулируется Управлением по охране труда или соответствующими государственными регулирующими органами.

Военно-морской флот представляет обзор химического состава классов волокон. показан химический состав различных классов волокон, выраженный в процентах. Из видно, что все MVF содержат кремнезем (SiO 2 ), но они сильно различаются по другим компонентам как между классами волокон, так и внутри них. Следует отметить, что хотя ВМФ кратко упоминает об использовании волокон специального назначения, он не включает никакой информации об их составе или размерах или о том, что отличает их от других МВФ.Производственные процессы и состав каждого типа волокна обсуждаются ниже.

ТАБЛИЦА 2-1

Типичный химический состав некоторых коммерческих MVF .

СТЕКЛОВОЛОКНО

Основным ингредиентом стеклянных волокон является природный диоксид кремния; он также содержит небольшое количество других минералов. Перестановки производятся путем добавления других веществ, таких как оксиды алюминия, титана и цинка в качестве стабилизаторов и оксиды магния, лития, бария, кальция, натрия и калия в качестве модификаторов.Варьируя количество и типы стабилизаторов и модификаторов, можно изменять физические свойства стеклянных волокон. Стабилизаторы способствуют химической стойкости; предполагаемое использование определяет количество добавляемого стабилизатора.

Стекловолокно производится путем смешивания и плавления сырья в высокотемпературных печах с последующей его обработкой различными способами, в зависимости от конечного продукта. Процесс непрерывной нити используется для текстильных волокон, процесс ротационного распыления для стекловаты и процесс гашения пламени для изготовления стекловолокна специального назначения.

При производстве текстильных волокон расплавленное стекло непрерывно вытягивается из плавильного котла через втулки. Этот процесс допускает небольшое изменение заданного среднего диаметра волокна, который обычно находится в диапазоне от 3 до 25 мкм мкм. Эти непрерывные стеклянные нити используются в различных областях, в том числе в производстве текстиля, а также в качестве армирующих материалов для пластиковых композитов, таких как корпуса лодок и детали кузова автомобилей.

Стекловата производится с помощью ротационного процесса, который заключается в заливке расплавленного стекла через центрифугу, которая превращает стекло в прерывистые волокна.Диаметры волокон сильно различаются: некоторые из них составляют всего 1 мкм мкм, а в среднем 3-15 мкм мкм. Волокна стекловаты связываются вместе с такими агентами, как мочевино-фенольные смолы, которые подвергаются процессу термического отверждения, который превращает связующие вещества в нерастворимые полимеры. Другие агенты, такие как смазочные материалы, антистатические и смачивающие агенты, могут быть добавлены в процессе производства. Стекловата используется в промышленных и коммерческих изоляционных материалах, таких как войлок, одеяла и вата, а также для воздуховодов, потолочных панелей и акустических панелей.

Стекловолокно специального назначения производится с использованием процесса гашения пламени. Горячее расплавленное стекло выливается перед высокотемпературным газовым пламенем; это приводит к волокнам со средним диаметром менее 3 мкм мкм. В процессе могут быть добавлены различные типы связующих, в зависимости от предполагаемого конечного применения. Стекловолокна специального назначения обычно используются в приложениях, требующих высокой тепло- и звукоизоляции, например, в авиационной промышленности, а также для фильтрующих сред.

МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА

В США при производстве большей части минеральной ваты (шлаковаты и минеральной ваты) в качестве сырья используется шлак. Шлак образуется при восстановлении железной руды до чугуна. Современная шлаковая вата состоит из силикатов кальция, магния и алюминия со следовыми количествами других оксидов; сырье, включая глину, песок и известняк, можно добавлять в коксовую вагранку или плавить в электрической или газовой печи. Минеральная вата производится с помощью того же процесса с базальтовой породой, известняком, глиной и полевым шпатом, а также с небольшим количеством других добавок.Производство шлаковой ваты и минеральной ваты включает в себя процесс центрифуги с колесом, в результате которого получают прерывистые волокна со средним диаметром 3,5-7 мкм мкм. Как и в случае с волокнистым стеклом, в процессе производства производятся волокна разного диаметра, в том числе пригодные для дыхания. Добавление мочевино-фенольной смолы дает связанную вату, которая обычно используется для изоляционных войлоков, плит, одеял и покрытия труб. Несвязанная минеральная вата используется в качестве утеплителя или в производстве потолочной плитки.

ОГНЕУПОРНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

RCF составляют 1-2% мирового производства MVF и используются в специальных высокотемпературных приложениях. RCF используются в качестве сыпучих волокон, одеял, картона, бумаги и текстильных изделий. Их получают плавлением и прядением или продувкой прокаленного каолина или смеси глинозема и оксидов циркония, бора или титана. Средний диаметр РКФ составляет 1-5 мкм м. RCF уникальны тем, что, хотя они изначально аморфны, они могут быть частично преобразованы в кристаллическую форму, такую ​​как муллит или кристобалит, при нагревании до температуры выше 1800°F.

ВЫВОДЫ

Каждая из трех категорий волокон содержит волокна с разным химическим составом и разными размерами. Исследования на животных и людях, направленные на изучение потенциальных последствий воздействия МВФ на здоровье, должны основываться на знании химических и размерных характеристик исследуемых волокон.

Обзор ВМФ производства, использования, химических и физических свойств MVF охватывает технологии только до 1993 года. Особую озабоченность у подкомитета вызывает понимание ВМФ влияния времени и температуры на состав MVF.ВМФ действительно указывает в разделе «Химические и физические свойства» в Искусственный Стекловидное волокно, , что MVF имеют высокие температуры плавления, что делает их хорошими кандидатами для некоторых применений, таких как высокотемпературная изоляция, но в нем не упоминаются какие-либо исследования износа этих волокон и того, что с ними происходит, когда они подвергаются воздействию высокие температуры. Поскольку предполагаемое воздействие на военно-морской персонал в первую очередь связано с изношенными волокнами, подкомитет считает, что было бы полезно, если бы военно-морской флот включил какие-либо соответствующие ссылки по этой теме или указал, что соответствующие данные недоступны.

Из-за динамического характера разработки «новых» волокон, которые используются во множестве приложений, можно ожидать, что MVF в будущем будет отличаться от тех, которые используются или производятся сегодня. Следовательно, военно-морской флот должен будет знать об этих различиях как в отношении текущего и будущего использования, так и, что не менее важно, в отношении «вырывания» и замены старых волокон. Более поздние достижения в производстве МВФ не включены в документацию ВМФ (Максим и др.1999б). Новые виды использования MVF и свойства волокон могут оказать существенное влияние на типы облучения, которые могут ожидаться для персонала ВМФ в настоящее время и в будущем.

EUCEB – Дом

EUCEB (Европейский совет по сертификации продуктов из минеральной ваты) был создан в 2000 году с целью повышения уверенности властей, клиентов и потребителей в безопасности минеральной ваты путем предоставления информации, связанной с ее неклассификацией в соответствии с европейским регламентом.EUCEB является некоммерческой ассоциацией в соответствии с законодательством Люксембурга, общей целью которой является добровольная сертификация того, что химический состав изготовленных волокон находится в пределах реабилитированных эталонных волокон, которые были протестированы в соответствии с европейскими протоколами и показали соответствовать примечанию Q к Регламенту (ЕС) № 1272/2008.

Читать далее

МАРКА, НА КОТОРУЮ МОЖНО ПОЛОЖИТЬСЯ

Изделия из минеральной ваты с товарным знаком EUCEB не классифицируются как канцерогенные.Разработчики спецификаций, монтажники, владельцы зданий и общественность могут быть полностью уверены в продуктах из минеральной ваты, имеющих товарный знак EUCEB .

Читать далее

Безопасность

Все изоляционные материалы из минеральной ваты, произведенные членами EUCEB , безопасны в использовании. Они изготовлены из волокон, соответствующих критериям Note Q правил Европейского Союза по классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей ( EC № 1272/2008 ) и поэтому не классифицируются как опасные.

ПОЧЕМУ ЕВСЕБ?

EUCEB является добровольной инициативой производителей минеральной ваты. EUCEB назначил независимый орган по сертификации, который контролирует применение правил EUCEB и устраняет несоответствия).

Читать далее

НЕЗАВИСИМЫЙ

Чтобы убедиться, что волокна соответствуют критериям освобождения от ответственности, все испытания и надзор процедуры проводятся независимыми и квалифицированными экспертами и учреждениями .

Цели EUCEB

EUCEB был основан в июне 2000 года. Цель EUCEB – добиться и поддерживать сертификацию всех аффилированных членов и заводов.

Подробнее безопасны в использовании. Они изготовлены из волокон, соответствующих критериям Note Q правил Европейского Союза по классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей (EC № 1272/2008), и поэтому не классифицируются как опасные.

Распознать продукт

Нажмите здесь, чтобы узнать, как распознать продукт, сертифицированный EUCEB

Сертифицированные компании

Щелкните здесь для просмотра полного списка сертифицированных компаний и заводов

Изоляция

ICA.com – Минеральная вата 1200 MSDS

Раздел II. Идентификация опасностей

Идентифицируемые компоненты:
КАС# OSHA PEL ACGIH TLV
Нет Н/Д Н/Д Н/Д


Рейтинг ИСУЗ Рейтинг NFPA
Здоровье 1 1
Воспламеняемость 0 0
Реактивность 0 0

Раздел III.Состав/Информация об ингредиентах

Общее название
Химическое название КАС# Вес.%
Минеральная вата Минеральное волокно 65997-17-3 95-99
Отвержденное связующее Смола на основе мочевины фенолформальдегидная 25104-55-6 1-5

Раздел IV.Меры первой помощи

Основной путь(ы) поступления: Вдыхание (вдыхание пыли и волокон), попадание на кожу и в глаза.

Вдыхание: Вдыхание чрезмерного количества пыли, образующейся при изготовлении, резке или других механических изменениях продукта, может вызвать временное раздражение верхних дыхательных путей и/или застой. Вдыхание большого количества пыли или волокон этого продукта может привести к хроническим последствиям для здоровья, как описано в Разделе 11 данного паспорта безопасности.

Кожа: Может возникнуть временное раздражение (зуд) или покраснение.

Проглатывание: Проглатывание этого материала маловероятно. При попадании внутрь может вызвать временное раздражение желудочно-кишечного (пищеварительного) тракта.

Вдыхание: Выйдите на свежий воздух. Обратитесь за медицинской помощью, если раздражение не проходит.

Контакт с глазами: Не трите и не царапайте глаза. Частицы пыли могут поцарапать глаза.Промыть глаза проточной водой не менее 15 минут. Обратитесь за медицинской помощью, если раздражение не проходит.

Контакт с кожей: Промыть мягким мылом и проточной водой. Используйте мочалку, чтобы удалить волокна. Чтобы избежать дальнейшего раздражения, не трите и не царапайте раздраженные участки. Растирание или царапание может привести к тому, что волокно вонзится в кожу. Обратитесь за медицинской помощью, если раздражение не проходит.

Проглатывание: Проглатывание этого материала маловероятно. Если это произошло, прополощите рот водой, чтобы удалить пыль и волокна, и выпейте много воды, чтобы уменьшить раздражение.Если раздражение не проходит, обратиться к врачу.

Раздел V. Меры пожаротушения

Температура вспышки, °C, метод испытаний: нет
Температура самовоспламенения: нет данных
Верхний предел воспламеняемости (UFL): неприменимо
нижний предел воспламенения (LFL): неприменимо

Общая пожароопасность: Нет возможности самопроизвольного возгорания или взрыва. Волокна неорганической минеральной ваты по своей природе негорючи и негорючи. Органическое связующее может термически разлагаться при повышенных температурах.

Средства пожаротушения: Двуокись углерода (CO2), вода, водяной туман, сухой химикат.

Инструкции по пожаротушению: Для этого продукта не требуется никаких специальных процедур. Следует соблюдать обычные процедуры пожаротушения, чтобы избежать вдыхания дыма и газов. Используйте автономный дыхательный аппарат при продолжительном пожаре.

Раздел VI. Меры по предотвращению случайного выброса

Процедуры очистки: Соберите большие куски.Вакуумная пыль. Поместите в закрывающийся контейнер для утилизации.

Раздел VII. Обращение и хранение

Для этого материала не требуется специальных процедур хранения или обращения.

Рабочая/гигиеническая практика: Стирайте рабочую одежду отдельно. Немедленно промойте открытые участки кожи теплой водой с мылом.

Раздел VIII. Контроль воздействия / средства индивидуальной защиты

Ингредиент
OSHA PEL ACGIH TLV
Стекловолокно 15 мг/м3 TWA (общее количество твердых частиц)
5 мг/м3 TWA (вдыхаемые твердые частицы)
10 мг/м3 TWA (вдыхаемые частицы)
3 мг/м3 TWA (вдыхаемые частицы)
Отвержденное связующее Нет Нет

Защита органов дыхания: при работе с данным продуктом используйте респиратор 3M модели 8210, 8710, 9900 (в условиях высокой влажности или высокой температуры) или аналогичный, сертифицированный NIOSH противопылевой респиратор с рейтингом эффективности N95 или выше (в соответствии с 42 CFR 84).

Защита кожи: свободная одежда с длинными рукавами и перчатки.

Защита глаз: защитные очки или лицевой щиток.

Технический контроль: общая вентиляция с разбавлением и/или местная вытяжная вентиляция должны быть обеспечены по мере необходимости для поддержания воздействия ниже нормативных пределов. Системы пылеулавливания следует использовать при операциях, связанных с резкой или механической обработкой, и они могут потребоваться при операциях с использованием электроинструментов.

Раздел IX.Физические и химические свойства

Температура кипения, °C: NA
Давление паров, мм рт.ст. при 20°C: NA
Плотность паров (воздух=1): NA
Растворимость в воде: Нерастворим

(фунт/галлон): 0
Внешний вид и запах: Коричневая изоляция – может иметь слабый запах смолы.
Удельный вес (h3O=1): Неизвестно
Летучие объемные %: 0
Скорость испарения (н-Bu.Ac.=1): NA
pH: Около 7
Вязкость: NA

Раздел X. Информация о стабильности и реакционной способности

Стабильность: _ Нестабильная X Стабильная
Несовместимость (материал, которого следует избегать): Плавиковая кислота.
Опасная полимеризация: _ Произойдет X Не произойдет
Фотохимическая реактивность: _ Да X Нет
Опасные продукты разложения: Продукты разложения этого материала – это те, которые можно ожидать от любого органического (углеродсодержащего) материала, и в основном получают в результате пиролиза или сжигания смолы.Эти продукты разложения могут включать монооксид углерода, диоксид углерода и аммиак.

Раздел XI. Токсикологическая информация

Компонент Канцерогенность: Минеральная вата:
IARC: Группа 3 (не классифицируется)
NTP: Не указано
OSHA: Не указано
ACGIH: 5

Медицинские состояния, усугубляемые воздействием: Хронические заболевания дыхательных путей или кожи могут временно ухудшиться из-за воздействия этих продуктов.

Раздел XII. Экологическая информация

Этот продукт не должен оказывать никакого воздействия на окружающую среду.

Раздел XIII. Рекомендации по утилизации

Реагирование на разлив:
Разлив на земле: Соберите или пропылесосьте материал и поместите в подходящий контейнер для утилизации как неопасных отходов.
Разлив воды: Этот материал будет тонуть и рассеиваться по дну водоемов и прудов.Его нелегко удалить после нанесения на водную основу; однако материал не опасен в воде.
Высвобождение воздуха: Этот материал оседает на воздухе. Затем его можно собрать или пропылесосить для утилизации как неопасные отходы.

Класс опасности RCRA: Неопасный

Инструкции по утилизации: Утилизируйте отходы в соответствии с местными, государственными, федеральными и провинциальными экологическими нормами.

Раздел XIV.Транспортная информация

Точка правильная доставка Имя доставки: не регулируется

9
идентификационный номер: none
точка классификация: Незаваривая
9
Метка требуется: NOTE
Требования к упаковке: Нет
RQ: NOTE
MAX. Количество нетто в одной упаковке: Нет
Описание доставки IATA/ICAO: Не регулируется
Описание доставки IMO: Не регулируется.

Раздел XV.Нормативная информация

TSCA: 9002 TSCA: Все компоненты перечислены на TSCA Inventory: 4 x Да _ Нет
Sara Title Iii: Опасность Категории:

9 Острое здоровье:
Да
Хроническое здоровье: Да
9
Опасность пожара:
Опасность давления: NO
Опасность реактивности: Без реакционной способности.65:
_ Да X Нет
Постановление штата Калифорния 65: Содержание формальдегида в этом продукте ниже SARA 313 0,1% регистрируемого количества. Формальдегид указан как химическое вещество, известное в штате Калифорния как вызывающее рак.

Раздел XVI. Другая информация

Заменено: 31 января 2013 г.
Пересмотрено: 29 декабря 2014 г.

Информация в данном документе представлена ​​добросовестно и считается точной на указанную дату вступления в силу.Однако никаких явных или подразумеваемых гарантий не дается. Покупатель несет ответственность за обеспечение того, чтобы его деятельность соответствовала федеральным, государственным или провинциальным и местным законам.

Дата выпуска: 26 января 2016 г.

Постдокторант по молекулярному моделированию растворения минеральной ваты (изоляция) (Технический университет Дании)

 

Исследовательский центр CHEC при кафедре химической и биохимической инженерии приглашает соискателей на постдокторскую должность в области молекулярно-динамического моделирования свойств растворения минеральной ваты.

Постдокторская должность является частью проекта, спонсируемого ROCKWOOL International A/S, общей целью которого является разработка прогностической модели того, как материал из минеральной ваты ведет себя при контакте с раствором в зависимости от состава волокна, состава раствора, pH и температура. Одной из задач устойчивой энергетики будущего является производство изоляции, которая была бы эффективной, прочной, долговечной, экологически чистой и безопасной. Модель поможет понять стабильность продукта в различных ситуациях, а также характеристики биорастворимости волокон минеральной ваты.Вклад молекулярного моделирования заключается в предоставлении ключевых параметров фундаментальных поверхностных процессов, которые влияют на общее поведение растворения, которые нелегко получить в ходе экспериментов.
Обязанности и задачи

Постдоктор будет создавать объемные и поверхностные модели материала из минеральной ваты и использовать молекулярную динамику для моделирования процессов растворения на границе твердого раствора. Для моделирования фундаментального процесса растворения в зависимости от

необходимо несколько моделей поверхности.
  • pH в растворе
  • состав раствора
  • волокнистая композиция
Помимо этой должности постдока, команда будет состоять из аспиранта, выполняющего расчеты теории функционала плотности, постдока, собирающего данные спектроскопии поверхности для поддержки моделирования, и аспиранта из Австралии, который также будет использовать молекулярную динамику для моделирования процессов растворения на поверхности волокон. .Другие исследователи также примут участие в обсуждениях. Персонал группы ROCKWOOL будет активно участвовать в проекте, как посредством дополнительных экспериментов, так и в рамках общего научного взаимодействия. Проект требует тесного сотрудничества внутри исследовательской группы и ежемесячных встреч с коллегами из ROCKWOOL. Сильные навыки межличностного общения и знание английского языка важны. Мотивация,

Квалификация
Кандидаты должны иметь степень доктора философии или ее эквивалент в области физики, химии, химического машиностроения, науки о стекле, материаловедении или аналогичной количественной дисциплине.Опыт работы в молекулярной динамике обязателен.
Мы предлагаем DTU стать ведущим техническим университетом, всемирно признанным за превосходство в исследованиях, образовании, инновациях и научных консультациях. Мы предлагаем вознаграждаемую и сложную работу в международной среде. Мы стремимся к академическому превосходству в среде, характеризующейся коллегиальным уважением и академической свободой, смягченной ответственностью. Заработная плата и условия найма

Назначение будет основано на коллективном договоре с Датской конфедерацией профессиональных ассоциаций.Надбавка согласовывается с соответствующим профсоюзом. Срок трудоустройства 2 года.

Подробнее о возможностях карьерного роста в DTU можно прочитать здесь.

Оценка
Заявки будут оцениваться комитетом, состоящим из наиболее активно вовлеченных в проект. Кандидаты из шорт-листа пройдут собеседование по скайпу, и наиболее интересные кандидаты могут быть приглашены для визита на место и дальнейшего обсуждения. Мы ожидаем, что успешный кандидат приступит к работе в сентябре, но дата начала может быть скорректирована с учетом индивидуальных обстоятельств.Пожалуйста, укажите желаемую дату начала в сопроводительном письме.

Дополнительная информация
Дополнительную информацию можно получить у доцента Мартина Андерссона, тел.: +45 4525 2957, [email protected]

Подробнее о DTU Chemical Engineering можно узнать на www.kt.dtu.dk .

Процедура подачи заявки

Пожалуйста, подайте онлайн-заявку не позднее 30 июня 2019 года (по местному времени). Заявки должны быть представлены в виде одного PDF-файла, содержащего все материалы для рассмотрения.Чтобы подать заявку, откройте ссылку «Подать заявку онлайн», заполните форму онлайн-заявки и прикрепите все свои материалы на английском языке в одном файле PDF. Файл должен содержать:

  • Заявление (сопроводительное письмо)
  • Резюме
  • Диплом (MSc/PhD)
  • Список публикаций

Неполные заявки и заявки или вложения, полученные после установленного срока, рассматриваться не будут.

Все заинтересованные кандидаты независимо от возраста, пола, инвалидности, расы, религии или этнического происхождения.
DTU — технический университет, предоставляющий ведущие международные исследования, образование, инновации и научные консультации. Наш штат из 6000 человек продвигает науку и технологии для создания инновационных решений, отвечающих требованиям общества, а наши 11 200 студентов получают образование для решения технологических задач будущего. DTU — независимый университет, сотрудничающий по всему миру с бизнесом, промышленностью, государственными и общественными учреждениями.


В своем заявлении, пожалуйста, обратитесь к Политехническим позициям.ком

Стеклянный порошок в производстве каменной/минеральной ваты

Каталожные номера

1          P. H. Parkin et al. , Акустика, шум и здания , Faber and Faber, Лондон, 1979

2          J. A. Schaeffer, Ind. Eng. хим. , 1935 , 27, 1298

3          R. Gellert, Неорганические минеральные материалы для утепления зданий , в: M.R.Зал (ред.) Материалы для повышения энергоэффективности и теплового комфорта в зданиях , CRC Press, Бостон, 2010 г.

4          Павлушкина Т.К., Кисиленко Н.Г., Стекло и керамика , 2011 , 68, 5

5          R. Farel et al. , Сохранение ресурсов. Переработка , 2013 , 74, 54

6          Онищук В.И. и др. , Стекло и керамика , 1999 , 56, 5

7          Стр.W. Johnson and J.A. Barclay, Экономические исследования использования стеклянных фракций отходов муниципальных мусоросжигательных заводов , Горное управление, Министерство внутренних дел США, Вашингтон, округ Колумбия, 1973

8          R. K. Collings et al. , Исследования по утилизации минеральных отходов , в: Четвертый симпозиум по утилизации минеральных отходов , Чикаго, 1974

9          K. Sonsakul and W. Boongsood, IOP Conf. Сер.: Матер. Sci. англ. 2017, 273, 12006

10        Н.Семь и др. , Критерии прекращения отходов для стеклобоя: технические предложения , JRC-IPTS, Европейская комиссия, Севилья, 2011 г.

11        Стекло для Европы, Переработка стекла из отходов строительства и сноса , Европейская комиссия, Люксембург, 2005 г.

12        Министерство энергетики США (онлайн), Insulation Materials , по состоянию на 16 марта 2020 г., https://www.energy.gov/energysaver/weatherize/insulation/insulation-materials

13        М.Пелино и др., . Междунар. J. Минеральный процесс. , 1998 , 53, 121

14        M. Vacula et al. , Доп. Матер. Рез. , 2014 , 923, 195

15        П. Борисюк и др. , Евро. Дж. Вуд и Вуд Прод. , 2011 , 69, 337

16        A. Tugnoli et al. , Междунар. J. Термальные науки. , 2019 , 136, 107

17        А. К. Бозе и М.Р. К. Рао, Огнеупоры с волокнистой изоляцией в нагревательных печах, в: Proc. Indian Ceramic Soc , Джамшедпур, Индия, 1978 г.

18        C. Sonneveld and G.W.H. Welles, Plant and Soil , 1988 , 111, 37

Минеральная вата в промышленной изоляции

Одним из наиболее распространенных типов традиционной изоляции является минеральная вата. Хотя он имеет много общего со стекловолокном, есть некоторые важные отличия, в основном его состав.Минеральная вата изготавливается из натуральных материалов, а не из стекла. Наиболее известные минеральные ваты – это минеральная вата и шлаковая вата. Первый состоит из каменных волокон, второй — из железной руды. Вне зависимости от конкретных материалов, минеральная вата может продаваться в виде войлока или насыпного наполнителя. Этот утеплитель обладает многими ценными качествами, поэтому неудивительно, что он и по сей день остается одним из самых популярных видов утеплителя в Европе и Северной Америке.

Превосходный термоконтроль

Основное применение изоляции — поддержание температуры и прекращение теплообмена.Это работает для сохранения выходной энергии. Это не только снижает расходы на электроэнергию, но и способствует борьбе с изменением климата. Минеральная вата отлично справляется с этой задачей, противодействуя естественной тенденции тепла к более холодным поверхностям. Он делает это, удерживая неподвижный воздух внутри своих волокон. Неподвижный воздух является отличным изолятором.

Влагоотведение

Минеральная вата гидрофобна, что означает, что повреждение изоляции водой больше не является проблемой. Другие типы изоляции, такие как стекловолокно или целлюлоза, промокают и сбиваются в комки.Это компенсирует любую изоляционную ценность, которую изначально имели эти материалы. Минеральная вата просто не промокает. Вода будет просто скатываться по поверхности.

Акустический барьер

Коммерческие и промышленные помещения требуют отличного акустического контроля. Шумовое загрязнение от машин может привести к повреждению слуха, если оно превышает 65 децибел. Громкие, повторяющиеся звуки могут причинить работникам ненужные страдания. Минеральная вата обеспечивает высокоэффективный звуковой барьер. Благодаря звукопоглощению и шумоизоляции изоляция из минеральной ваты одновременно препятствует распространению шума из одного помещения в другое.

Пожарная безопасность

Огнезащита – чрезвычайно важное качество минеральной ваты. Промышленные применения могут быть невероятно горячими, но минеральная вата может выдерживать температуры до 1000°C. В случае пожара это означает, что у рабочих будет больше времени, чтобы безопасно покинуть здание, так как минеральная вата эффективно затормозит пламя. Эти огнестойкие качества делают минеральную вату очевидным выбором для областей применения с повышенным риском, таких как нефтехимические заводы и нефтяные вышки.

Соображения

Как и в случае с любой изоляцией, при работе с минеральной ватой необходимо учитывать некоторые аспекты. Для установки требуется защитное снаряжение, так как осколки могут легко попасть на кожу или даже вдохнуть. По этой причине важно, чтобы монтаж выполнялся профессионалами, такими как специалисты Westcal Insulation, которые знакомы с изоляцией из минеральной ваты.

Изоляция из минеральной ваты может быть прекрасным инструментом во многих промышленных и коммерческих структурах.Если вам интересно, как минеральная вата может принести пользу вашим промышленным предприятиям, свяжитесь с нами сегодня!

Моделирование исследования механических свойств плит из минеральной ваты для теплоизоляции наружных стен

Плиты из минеральной ваты (RWB) широко используются в строительстве наружной изоляции во всем мире. 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 превышала 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 плиты из минеральной ваты (RWB) широко используются для наружной 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 перехлестом. 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 различной 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 локальная 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 мезоструктурных RWB могут быть рассчитаны с помощью численного моделирования [13]. Рентгеновская томография (КТ) [14–16] использовалась для получения сканированных изображений волоконных продуктов, которые впоследствии были импортированы в программное обеспечение GeoDict для определения реальной структуры волоконных продуктов, расчета способности к макроскопической деформации [17, 18] и прогнозировать механические свойства [19] волокнистых изделий.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 на сжатие, растяжение и сдвиг RWB также была испытана с использованием электронной универсальной испытательной машины с микроконтролем WDW3030 (UTM; Kexin Testing Instrument Co. Ltd., WDW3030, Чанчунь, Китай). В сочетании с программным подходом были рассчитаны прочность 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, а объемная доля твердого вещества составляла 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 представлял собой изделие из неорганического стекловолокна [22] на основе природных горных пород (например, базальта) в качестве основного сырья, содержащее определенное количество примесей.Ряд процессов, включая плавление при высокой температуре [23, 24] (рис. 2(а)), четырехвалковое высокоскоростное центрифужное прядение [25, 26] (рис. 2(б)), обработку волокном [23], Проводится постобработка, а другие процессы были выполнены, а химический состав перечислены в таблице 1.

O Na 2 O

7 P 2 O 5

Композиция SIO 2 0

7 AL 2 O 3
MgO TFE TFE 2 O 3 3 3 O

Контент (%) 37.37 13.08 13.08 10.13 21.50 6.63 1.42
TIO 2 MNO Loi Всего
Содержание (%) 2.96 2.42 0.32 0.32 0.320130 2,92 98.72

92 2.1.1. Элементный анализ

Основными составляющими элементами волокна были Si, Al, Ca и Mg, на долю которых приходится 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 сетки, образующей волокна, которые вместе составляли скелет, высокое содержание оксидов, таких как SiO 2 и Al 2 O 3 , способствовало 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 волокон на растяжение была измерена, как показано в таблице 2, и модуль упругости одиночного волокна составил 61,4 ГПа: где σ – предел прочности мононити на растяжение, МПа; F – усилие разрыва мононити, сН; D – средний диаметр, µ м.

90 Механические свойства 3.7 900 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 окружающую среду с температурой (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 устанавливали на пресс и прикладывали предварительное давление 250 Па с постоянной скоростью 0,1 d/мин (±25% или меньше) до тех пор, пока образец не поддавался деформации или не сжимался до 10% деформации до получить прочность на сжатие.

Прочность на растяжение измеряли с образцом, наклеенным на две жесткие пластины с мраморным клеем и отвердителем.Затем образец устанавливали на приспособление испытательной машины и нагружали 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 прикрепляли к приспособлению мраморным клеем и отвердителем, приспособление закрепляли на УТМ и нагружали со скоростью (3 ± 0,5) мм/мин по длине, параллельной 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 ходе лабораторных испытаний. 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 изображения КТ, 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  мк 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. Теория

Программное обеспечение GeoDict использовалось 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. Поэтому при численном моделировании использовалось 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 – единичное тело, являющееся граничным условием; E – постоянная деформация; и относится к оператору Грина, который определяется как; – остаточное напряжение, , , C 0 описывает начальную жесткость, – местная жесткость.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Проверка и анализ модели

На рис. 5(а) показано поперечное сечение исходной модели, где круглое сечение представляет собой шлаковый шар, а точечное или линейное сечение представляет собой 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 шарика шлака 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  мк м. Поскольку SVF изменилась в системе с диаметром волокна 10,5  мкм м, тенденция измеренного значения соответствовала моделированию. Таким образом, была проверена рациональность расчета по уравнению 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 основе 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.

На рисунках 7(a)–7(d) показано, что различные распределения диаметров RWB 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.На рисунках 7(c) и 7(d) показано, что средний диаметр RWB I составил 10,5  µ м, а RWB II – 5,9  µ 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

Необходимо убедиться, что модель может сохранить основную информацию о реальном RWB при 4,72% SVF. Рисунок 8 (а) показывает, что прочность RWB уменьшалась с увеличением диаметра волокна. При изменении диаметра волокна от 5 до 7  мкм м механические свойства RWB заметно снижаются. 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  мк м. Понятно, что изменение диаметра существенно повлияло на прочность RWB на сдвиг.

Рисунок 9 показывает, что количество волокон наряду 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 уменьшился с меньшим диаметром волокна. Кроме того, увеличивалось перекрытие между волокнами, что увеличивало прочность связи между волокнами. Таким образом, была проверена возможность моделирования на основе уравнения L-S.


Диаметр ( μ м) разрушающее усилие (сН) Прочность (МПа) Стандартное отклонение (%)

Волокно 9.867 8.17 1068.50 3.7


средний диаметр ( мкм м) Прочность на сжатие (KPA)


RWB I 10.5 52.73 52.73
RWB II 5.9 68.37 68.37


3.5. Анализ влияния SVF

Распределение диаметров в моделировании было задано как распределение Гаусса, аналогичное реальному RWB, со средним диаметром 10,5  µ 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.

На рис. 11 показано, что количество волокон увеличивается, а размер пор уменьшается 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; и диапазон прочности на сдвиг 13,6–34,5 кПа. Механические показатели увеличивались с увеличением SVF RWB.


3.6. Влияние диаметра и SVF

На рисунках 13(a)–13(c) показано, что диаметр волокна имеет отрицательную корреляцию с прочностью RWB при постоянном SVF.Когда диаметр волокна поддерживался постоянным, SVF приблизительно положительно коррелировал с сильными сторонами RWB.

На рисунках 13(а)-13(с) видно, что прочность на сжатие, растяжение и сдвиг RWB увеличивается от левого нижнего угла к правому верхнему. Как показано на рисунке 13(а), при диаметре волокна 10,5  мкм м и SVF 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 достигалась при 84.14 кПа. SVF должен быть ≤4,72%, когда диаметр волокна модели RWB составлял 10,5  мкм м, что соответствует китайскому стандарту 40 кПа для прочности на сжатие при использовании RWB для теплоизоляции [38].

Как показано на рис. 13(b), при диаметре волокна 10,5  мкм и SVF 3,70% предел прочности при растяжении RWB составлял 5,73 кПа. При диаметре волокна 3  мкм м и SVF 6,08% предел прочности при растяжении RWB достигал 33,36 кПа. SVF должен быть ≤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), при диаметре волокна 10,5  мкм м и SVF 3,70% прочность на сдвиг RWB составляла не менее 5,59 кПа. При диаметре волокна 3  мкм м и SVF 6,08% прочность на сдвиг RWB достигала 75,24 кПа. Поскольку китайский стандарт составляет 20 кПа, SVF должна быть ≤5,4% для волокна RWB диаметром 10,5  мкм и м.

Таким образом, диаметр волокна можно контролировать с помощью скорости вращения четырехвалковой высокоскоростной центрифуги и вязкости расплава во время обработки минеральной ваты.В соответствии с различной толщиной слоя и степенью 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 СЭМ 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 оказывает наибольшее влияние на прочность на сдвиг. (4) Когда SVF находится в диапазоне от 3,70% до 6,08%, механические свойства (прочность на сжатие, растяжение и сдвиг) RWB увеличиваются 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 различным диаметром волокна 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 мкм все требования к механическим характеристикам изоляционных материалов могут быть удовлетворены.

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.

Благодарности

Эта работа выполнена при финансовой поддержке фондов фундаментальных исследований центральных университетов (№ 310828152016) и Проекта по координации науки и технологий провинции Шэньси и инноваций (№ 310828152016).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *