Базальтовый утеплитель характеристики и области применения: Страница не найдена —

Содержание

Базальтовый утеплитель: характеристики и виды

Базальтовый уплотнитель находит широкое применение в строительной отрасли, в промышленном производстве, в ЖКХ, в бытовой сфере. С помощью материала можно создать надежный заслон на пути проникновения шума и посторонних звуков, сделать качественную теплоизоляцию в здании или сооружении. Особая ценность базальтового состава состоит в его способности выдерживать воздействие открытого пламени и тепловых потоков. Изделие отличается высокими эксплуатационными характеристиками и способно сохранять свои рабочие свойства в течение десятилетий. 

Содержание:
Базальтовый утеплитель: виды
Преимущества и недостатки базальтового материала
Базальтовый утеплитель: размеры
Технические характеристики базальтового утеплителя
  ✎ Плотность базальтового утеплителя
  ✎ Толщина базальтового утеплителя
  ✎ Теплопроводность базальтового утеплителя
Срок службы базальтового утеплителя
Эковата или базальтовый утеплитель: что лучше?

Базальтовый утеплитель: виды

Существует несколько видов базальтового утеплителя. В зависимости от ситуации и особенностей решаемой задачи используются те или иные формы изделий из базальтового волокна. Среди наиболее распространенных видов минерального состава можно выделить следующие материалы:

1. Изделие из базальтового волокна на твердой основе. Чаще всего используются фольгированный базальтовый утеплитель или базальтовый утеплитель на стеклоткани. В этом случае нетканое полотно из минеральной ваты прошивается с помощью прочных базальтовых или иных негорючих нитей и укрепляется каркасным материалом. Фольга или стеклоткань не только выполняют фиксирующую функцию, но и оказывают отражающее воздействие на источник тепла или пламя пожара. Кроме того, эти материалы являются негорючими. Укладка фольги или стеклоткани производится с одной или двух сторон.

2. Рулонные мягкие материалы из базальтового волокна. Так называемая базальтовая вата относится к группе эффективных минераловатных составов, способных обеспечить надежную изоляцию от воздействия холода, тепла, ветра и воздушных потоков, а также пожара. Изделие удобно в применении, но требует укрытия от внешнего воздействия. Причиной тому является слабая структура поверхности ваты и неустойчивость к механическому воздействию на разрыв.

3. Твердые базальтовые плиты. По своему составу эти изделия являются прессованной ватой из минеральных волокон. Материал более устойчив к механическому воздействию. Чаще всего используется при проведении строительных работ, удобен при монтаже на плоские поверхности, обладающие большой площадью. Кроме того, может применяться при защите технологического оборудования, например, коробов вентиляции и дымоотводов, отопительных котлов. Также требует внешней защиты от механического воздействия.

4. Прессованные или жесткие плиты на минеральной основе. Устойчивы к механическим повреждениям, могут иметь различные конфигурации. Созданы из спрессованного базальтового волокна. Используются в строительной отрасли, в промышленном производстве, в малой энергетике. Материал имеет высокие эксплуатационные характеристики, но и стоит заметно дороже остальных изделий из минерального волокна.

Преимущества и недостатки базальтового материала

В числе основных преимуществ изделия следует выделить:

1. Низкая теплопроводность. Базальтовая вата обладает выдающимися теплоизоляционными свойствами. Теплопроводность изделий на минераловатной основе в два с половиной раза превосходит дерево и в одиннадцать раз керамический кирпич. В сочетании с низким удельным весом это качество ставит базальтовый утеплитель в разряд лучших материалов подобного назначения.
2. Устойчивость к воздействию влаги. Выдающиеся гидрофобные свойства материала допускают его использование в различных условиях и на объектах, подверженных влиянию влажной среды. Базальтовый утеплитель почти не впитывает влагу из воздуха и поверхности укрываемого материала. Это дает возможность его применения в подвальных помещениях, банях, внешних сооружениях.

3. Звукоизолирующие качества. Базальтовая вата является идеальным решением для создания препятствия на пути посторонних звуков, уличного шума, грохота технологического оборудования. Материал используется в строительной отрасли, в том числе и как изолятор звука.
4. Высокая степень паропроницаемости. Базальтовый утеплитель беспрепятственно пропускает воздух сквозь пористую ватную структуру. Проходя сквозь материал, воздух не оставляет влаги на поверхности базальтового волокна и не нарушает его теплоизоляционных качеств.
5. Устойчивость к термическому воздействию. Базальтовое волокно выдерживает влияние температурного фактора, создаваемого открытым пламенем пожара. Волокна способны выдерживать температуру воздействия до 1000°С и более.
6. Невосприимчивость к факторам биологического воздействия. В структуре базальтовой ваты не заводятся вредоносные микроорганизмы, включая плесень, водоросли, бактерии. Крысы и мыши не рассматривают базальтовое волокно в качестве среды обитания и не делают там гнезд.
7. Устойчивость к воздействию агрессивной среды. Минеральные утеплители не подвержены разрушительному влиянию паров щелочи и кислот. На них не действует соседство с химически активными веществами. Структура утеплителя не подвержена влиянию нефтепродуктов, включая бензин и растворители.
8. Невосприимчивость к динамическому воздействию. Базальтовая вата не меняет свои характеристики под влиянием сжатия. После прекращения нагрузки материал принимает свою изначальную форму. Происходит это благодаря особенности строения и расположения минеральных волокон.
9. Продолжительный срок эксплуатации. Как и все минеральные составы, базальтовый утеплитель способен долгие годы сохранять свои рабочие характеристики. По своим изначальным качествам базальт является разновидностью природного камня.
10. Безопасность. Материал совершенно безопасен и не влияет на состояние экологии и окружающей среды. Базальтовые утеплители не оказывают неблагоприятного воздействия на здоровье домашних животных и людей. В отличие от материалов из стеклоткани волокна из базальта не создают дискомфорта для кожи и органов чувств человека при производстве монтажных работ.

Базальтовый утеплитель: размеры

Размерность изделий из базальта зависит от ряда факторов, включая вид материала из минерального волокна, производителя, выпускающего товар, область применения. Среди видов утеплителя, представленного на рынке строительных материалов, существуют варианты от «Технониколь», «Кнауф», «Роквул».
Производитель Размеры (ШхДхВ)
«Технониколь» 600х1200х50/100 см

«Кнауф»
600х1200х60/20 см
200х1000х20 см
500х1000х20 см
«Роквул» 600х1000х50/100 см

Технические характеристики базальтового утеплителя

Плиты из минерального волокна обладают рядом характеристик, влияющих на их эксплуатационные свойства. К числу основных следует отнести плотность структуры изделия, толщину, теплопроводность материала. От значения этих показателей зависит устойчивость защищаемой конструкции к воздействию огня, его способность удерживать тепло, создавать надежное препятствие на пути постороннего шума и звуков.

Некоторые характеристики базальтового утеплителя соответствуют и его достоинствам. Кроме того, имеются технические параметры, влияющие на практическое использование материала и расчетные нормы при осуществлении монтажных работ. Здесь должны учитываться теплопроводность изделия, его способность к влагопоглощению, удельный вес, паропроницаемость, степень пожарной безопасности изделия.

✎ Плотность базальтового утеплителя

Характеристика плотности базальтового утеплителя напрямую влияет на его рабочие свойства и качества. Главным фактором, влияющим на степень плотности материала, является прессовочная нагрузка, применяемая при производстве изделия. Чем выше плотность материала, тем больше вес минеральной плиты и тем выше ее защитные и изоляционные возможности.

Вместе с тем, использование плиты той или иной плотности зависит от особенностей конкретного объекта. Например, если главным условием применения утеплителя является пароизолирующая способность, то используется менее плотный вид материала.

По показателям плотности утеплитель варьируется от 35 до 200 кг/м³. В зависимости от плотности материала меняется и его цена. Производство плотных сортов требует больших затрат базальтовых волокон, применяемых для изготовления ваты.

✎ Толщина базальтового утеплителя

Производители выпускают широкую товарную линейку изделий, различающихся по толщине. Причиной тому являются условия монтажа материала и необходимость наиболее полного укрытия защищаемой конструкции. Наибольшее распространение получили изделия, толщина которых составляет 50 мм. Общий перечень размеров, предлагаемых вниманию потребителя, варьируется от 20 до 200 мм. При монтаже изделия учитывается требуемая толщина панели и производится подбор нужного материала по размеру.

✎ Теплопроводность базальтового утеплителя

Среди современных утеплителей, созданных на минеральной основе, изделия из базальта входят в число наиболее устойчивых к воздействию температурного фактора. Теплопроводность материала позволяет эффективно решать задачи, связанные с огнезащитой, утеплением зданий и сооружений, термоизоляцией.

Низкую теплопроводность изделия обеспечивает пористая структура материала, содержащая множество воздушных включений в толще минеральных плит. Нужно помнить, что чем более рыхлая структура базальтового утеплителя, тем лучшими изолирующими способностями он обладает. Отрицательным моментом является способность материала слеживаться с сопутствующей потерей рабочих характеристик.

На теплопроводность утеплителя влияет толщина слоя, особенности конструкции, качество изготовления. Общепринятый коэффициент теплопроводности базальтового материала составляет от 0,3 до 0,48 м/К.

Срок службы базальтового утеплителя

Изделие способно сохранять рабочие характеристики в течение длительного срока. По заявлению производителей базальтовый утеплитель способен выполнять свои функции в течение 50 лет. По другим источникам этот срок сокращается до 35 лет, что в любом случае является достаточно длительным временем, заметно превосходящим период службы большинства материалов с аналогичными функциями.

Основным недостатком материала является использование в его составе полимерных соединений. Со временем они разлагаются и перестают выполнять свои связующие функции. С этого момента минераловатные волокна начинают осыпаться вследствие разрушения структуры плиты.

Дольше всего сохраняет свои качества утеплитель с высокой плотностью структуры. Несмотря на большую стоимость и высокие показатели теплопроводности, этот материал предпочтительней при создании термоизоляции. После начала процесса разрушения полотно необходимо заменить на новое.

Эковата или базальтовый утеплитель: что лучше?

По ряду сравнительных характеристик эти материалы сопоставимы и способны заменить друг друга. Минусом ваты является ее подверженность процессу горения.

По степени теплопроводности изделия сопоставимы, а по влагопоглощению несомненное преимущество остается за базальтом, являющимся одним из лидеров среди утеплителей.

Еще одним преимуществом базальта является его малый удельный вес. Эковата превосходит базальт по паропроницаемости почти в два раза.

В числе основных достоинств ваты можно отметить удобство проведения монтажных работ и плотность покрытия поверхности. С помощью этого материала можно создать идеально ровную поверхность без зазоров, щелей, пустот.

По остальным рабочим характеристикам преимущество остается за базальтовым утеплителем. На окончательный выбор материала влияют индивидуальные особенности каждого объекта и характер выполняемой задачи.

Добавлено: 06.08.2020

описание, характеристики, размеры, сфера использования

Из огромного ассортимента теплоизоляции особо выделяется каменная или базальтовая вата – самый востребованный и экологически чистый утеплитель. Он устойчив к воздействию открытого огня, высокоэффективен и прост в монтаже. Отличные эксплуатационные характеристики материала позволяют создавать с его помощью вполне комфортную обстановку в жилых и производственных помещениях, расположенных в самых разных климатических условиях. Установке быстрой, качественной и недорогой изоляции с применением этого утеплителя способствует многообразие его форм и размеров, а также вполне приемлемая стоимость.

Оглавление:

  1. Характерные особенности
  2. Технические параметры утеплителя
  3. Сфера использования
  4. Габариты и советы по выбору
  5. Какие есть плюсы и минусы?

Этот материал изготовлен на основе природного минерального сырья – вулканических горных пород группы габбро-базальтов. Дробленый щебень расплавляют при температуре выше 1500 °C, до тех пор, пока он не превратится в жесткое волокнистое вещество с гибкой структурой. Полученную субстанцию продувают под напором воздуха, формируя из нее небольшие «отрезки» длиной до 700 мм и толщиной около 5–7 микрон. Промышленность выпускает каменную вату двух видов – из тонкого (БТВ) и сверхтонкого (БСТВ) волокна. По своему внешнему виду он напоминает обычную вату серо-коричневого оттенка. В продажу утеплитель поступает в виде полотна, нарезанного на плиты или маты, которые сворачиваются в рулон.

Особенности материала

Характеристики теплоизоляции из каменной ваты:

1. Низкий коэффициент теплопроводности. Повышает термоизоляционные параметры материала и значительно снижает его расход.

2. Звукоизоляционные и вибродемпфирующие свойства. Позволяют существенно уменьшить уровень шума и вибрации в помещении.

3. Гидрофобность. Водоотталкивающие способности базальтовой теплоизоляции препятствуют проникновению атмосферной влаги и повышают защитные характеристики материала.

4. Высокая химическая и биологическая стойкость. Обеспечивает долговечность утеплителя, предотвращает гниение, образование плесени, грибка или коррозии на элементах строительной конструкции.

5. Паропроницаемость. Предупреждает образование конденсата на стенах, потолках и других изолированных перекрытиях, поддерживает здоровый микроклимат.

6. Устойчивость к возгоранию. Позволяет применять утеплители из базальта для изоляции помещений и коммуникаций с высокими требованиями к пожарной безопасности.

7. Стойкость к механическому воздействию. Предотвращает усадку, деформацию и потерю упругости, препятствует возникновению «мостов холода».

8. Экологическая чистота. Каменная вата может применяться для теплоизоляции жилых помещений.

9. Приемлемая стоимость. Соотношение цены и качества утеплителя делают его очень востребованным и позволяют купить материал без особого ущерба для бюджета.

10. Базальтовая вата отличается широким температурным диапазоном применения – от -270 до +900 °C.

Технические характеристики

Плотность материала, применяемого для внутренних работ, может составлять от 30 до 50 кг/м3, а для наружных – от 100 до 400 кг/м3. Остальные технические характеристики базальтового утеплителя представлены в виде таблицы:

Параметры БТВ БСТВ
прочность при деформации (кПа) 5–80 5–80
коэфф. паропроницаемости (мг/м*ч*Па) 0,6 0,4
пористость (%) 75 70
толщина волокон (мкм) 4–15 1–3
длина волокон (мм) 25–50 55–70
диапазон температуры эксплуатации (°C) от -270 до + 700 °C от -190 до +900 °C
теплоемкость (Дж/кг*К) 550–850 850–1000
коэфф. теплопроводности (Вт/м2*К) 0,038–0, 045 0,033–0,039
связующее вещество (%) от 2,5 до 10 0
горючесть (класс) Г 1 НГ
температура спекания (°C) 750–1000 1100–1550
сжимаемость (%) 40 31,3
упругость (%) 70 75,5
коэфф. звукопоглощения 0,8–95 0,95–99
сорбционное увлажнение (% за сутки) менее 0,04 менее 0,025
токсичность нет нет

Область применения

Можно долго перечислять сферы человеческой жизнедеятельности, в которых используется утеплитель на базальтовой основе, отметим лишь самые важные из них:

  • Промышленное и гражданское строительство. Теплоизоляция стен, полов, потолков, фасадов внутри и снаружи построек любого назначения. Утепление веранд, балконов, мансард и чердачных помещений, а также канализационных, газовых или водопроводных сетей, колодцев и септиков.
  • Энергетика. Теплоизоляция установок и оборудования.
  • Нефтеперерабатывающая и химическая промышленность. Термическая защита производственных резервуаров и трубопроводов.
  • Самолетостроение, ракето-, судостроение, космонавтика. Теплоизоляция переборок корпуса, повышение стойкости конструкции к перепаду температур.

Каменная вата используется в автомобилестроении, где ей наполняют глушители выхлопных систем, а само вещество добавляют в состав накладок к тормозным колодкам.

Основные размеры и критерии выбора

Перед тем как рассмотреть особенности применения минерального утеплителя из базальтового волокна, нужно узнать, какие стандартные габариты имеют основные формы выпуска этого материала:

Размеры Плита Рулон
Длина, мм 1000; 1200 1000; 2000; 3000; 4750; 6000
Ширина, мм 500; 600 600; 1000; 1200; 2500; 4000
Толщина, мм 20; 40; 50; 100; 200; 220 50; 100; 200

Высокоэффективная базальтовая теплоизоляция применяется в основном для утепления строительных конструкций, перекрытий и фасадов. Именно для этих нужд производитель и выпускает мягкие плиты или рулоны (маты), которые могут армироваться металлической сеткой и покрываться алюминиевой фольгой. В качестве специального утеплителя для трубопроводов, дымоходов и воздуховодов чаще используют жесткие цилиндры.

Очередным критерием подбора материала является плотность, которая рассчитывается в зависимости от нагрузки на покрытие, а также температурного и влажностного режима эксплуатации.

  • Каменную вату с наименьшими показателями от 25 до 45 кг/м3 можно использовать, утепляя внутренние стены, перекрытия и перегородки разных размеров, системы вентиляции и кондиционирования, бани и сауны.
  • Утеплитель из базальта плотностью 45–165 кг/м3 применяют для термоизоляции элементов конструкции, расположенных снаружи здания (навесных и мокрых фасадов, внешних трубопроводов).

Также им очень часто пользуются, оборудуя кровли, мансарды, чердачные помещения и устанавливая камины.

Преимущества и недостатки

Базальтовый негорючий утеплитель помимо всех достоинств, выраженных в его высоких эксплуатационных характеристиках, имеет и другие свойства, увеличивающие его ценность:

1. Оптимальная плотность и структура базальтового волокна. Позволяет стенам, полам и потолкам помещения «дышать», поддерживая комфортный микроклимат и уровень влажности.

2. Долговечность. Срок службы теплоизоляции из базальтовых пород составляет более 70 лет и слабо зависит от среды, в которой он эксплуатируется.

3. Нейтральное воздействие на кожу. В отличие от стекловолокна, каменная вата не вызывает раздражения и не колется.

4. Отсутствие реакций при контакте с агрессивными средами и химически активными веществами. Металлические конструкции, изолированные утеплителем на базальтовой основе, не подвергаются коррозии, а сам материал не окисляется, не разлагается и не гниет.

5. Экологичность. Применение высококачественной каменной ваты исключает любой вред для здоровья человека, так как в ее составе полностью отсутствуют токсичные вещества.

Несмотря на довольно внушительный перечень достоинств, утеплитель из базальтовой породы имеет и свои минусы:

  • Монтаж теплоизоляции из этого материала подразумевает образование швов в местах стыка плит или рулонов, которые могут со временем привести к разгерметизации покрытия.
  • Утеплитель, установленный снаружи здания, чрезвычайно подвержен длительному воздействию воды и ультрафиолетовых лучей.
  • При работе с термоизолятором на базальтовой основе образуется мельчайшая пыль, которая может оседать на легких, поэтому его монтаж необходимо выполнять в респираторе.
  • Каменную вату нельзя использовать при теплоизоляции фундаментов, цокольных этажей и других конструкций, для которых способность материала хорошо пропускать пар может нанести лишь вред.

Специалисты отмечают вредность базальтовой ваты, выпущенной недобросовестными производителями, использующими в качестве связующих компонентов токсичные вещества на основе формальдегидов. Этот факт может и не сыграть особой роли, если утеплитель установлен снаружи, но при выборе материала для внутренней отделки, необходимо отдавать предпочтение только известным маркам.

Расценки

Цена формируется в зависимости от его плотности, размеров и некоторых дополнительных характеристик:

  • наличия армирования или покрытия из фольги;
  • состава и качества связующего материала;
  • формы изделия.

Приблизительные расценки, по которым можно купить продукцию самых популярных производителей базальтовой теплоизоляции, представлены в таблице:

Марка утеплителя

Толщина, мм Стоимость 1 м2, рубли Цена упаковки, рубли
PAROC 50 85–95 850–950
PAROC 100 165–185 900–1000
ROCKWOOL 50 90–100 550–650
ISOROC 50 90–110 350–450
ТЕХНОНИКОЛЬ 50 75–85 650–750

Каменная или базальтовая вата для стен, полов, потолков, фасадов и коммуникаций сегодня пользуется большим спросом на отечественном строительном рынке. Материал по праву заслужил положительные отзывы от тех, кому уже пришлось с ним познакомиться.

Дата: 31 марта 2016

Рассматриваем со всех сторон базальтовый утеплитель

Базальтовый утеплитель 1000х500х50 мм. Фото Теплоконтакт

Есть целый ряд вопросов, на которые мы решили скопом ответить в этой статье. Получится на первый взгляд сумбурно, но мы надеемся, что ответы будут годные, полезные, а потому оно того стоит.

Плюсы и минусы базальтового утеплителя

Мы всегда говорим, что подобное выясняется в сравнении. Плюсы и минусы базальтового утеплителя выясняются, скажем, на фоне стекловаты или шлаковаты.

Достоинства: не колется, как стекловата, не способствует ржавлению, как шлаковата, имеет существенно большую, чем они рабочую температуру.

Утеплитель Изба Лайт Супер 50 мм. Фото Леруа Мерлен

Недостатки: связующие на основе органических смол вредны для здоровья человека, мыши спокойно поселяются в каменной вате, связующее со временем испаряется, а волокна после этого оседают (плохо для вертикальных расположений).

Базальтовый утеплитель: экологичность и вред для здоровья

Так как мы уже упомянули органические смолы, скажем так: все производители, которые выпускают сертифицированную продукцию, должны доказать, что испарение фенола и формальдегида не превышает нормы ПДК. А нормы ПДК как раз и отвечают за экологичность базальтового утеплителя и отсутствие вреда для здоровья в названных там пределах.

Однако существуют ситуации, когда испарение оказывается выше обычного. Это происходит там, где в помещениях повышенная температура, например, в парилках бань. Поэтому для парилок выпускается особая каменная вата.

Базальтовый утеплитель без фенола и формальдегида

А вот это, кстати, вопрос, который мы не смогли прояснить до конца: да, в продаже есть каменная вата, которую допустимо использовать для утепления парных помещений бань, однако действительно ли этот базальтовый утеплитель без фенола и формальдегида — мы не знаем. Возможно, там просто концентрация смол снижена.

Мы полагаем, что если бы была найдена адекватная по цене и качеству замена вредным смолам, то каменную вату стали бы делать всю с таким связующим, а не только для бань.

Реальное отсутствие связующего вещества возможно только там, где в нем нет необходимости — в прошивных матах. А они есть на рынке.

Виды

В каком виде базальтовая вата может встретиться вам в продаже и для каких целей она предназначена?

Утеплитель насыпной базальтовый

Любое производство стремится стать безотходным. И когда остаются обрезки, их тоже пускают в дело — рубят на кусочки не больше 5 см и продают эти комки как «утеплитель насыпной базальтовый».

Базальтовая крошка. Фото Тимвул

Впрочем, нет, не сразу продают, а сначала подвергают действию высокой температуры, которая испаряет фенол и формальдегид — для насыпного материала связка волокон не нужна, к тому же они после испарения или выгорания связующего становятся больше по объему, распушаются.

Применение он может найти при утеплении горизонтальных поверхностей, например, чердачных или межэтажных перекрытий.

Плотность в среднем 60 кг на кубометр.

Утеплитель в матах базальтовый

Кстати, именно производство матов и дает обрезки, которые идут на создание насыпного утеплителя.

Базальтовый утеплитель в матах — это плиты разной плотности и твердости, более того, разных размеров, так что единственное, что можно сказать с определенностью — маты и плиты однозначно короче рулонов 🙂 Все прочее — вариативно.

Мат базальтовый прошивной. Фото ПРОМСТРОЙКОМПЛЕКТ

Толщина мата может быть от 40 до 200 мм. Ширина… тут еще сложнее. Скажем, на слуху то, что в среднем ширина 600 мм, на практике она может быть меньше на несколько см, больше на несколько см. Длина варьируется точно так же: в среднем это 1200 мм, а конкретно может быть плюс-минус что-то другое.

Поэтому всегда рекомендуется определяться с маркой и габаритами утеплителя до того, как сделана обрешетка под него.

Базальтовый утеплитель в рулонах

Базальтовый утеплитель в рулонах обычно не превышает по толщине 50-100 мм, а плотность его такая, что не мешает сворачивать материал в рулон.

Рулонный базальтовый утеплитель. Фото Леруа Мерлен

Зато ширина рулона часто бывает удвоенной — 1200 мм против средних 600 мм ширины у мата, а также длина может быть и 10 метров, однако тут есть один нюанс: длина тем больше, чем меньше плотность утеплителя. Хотя… те же 30-35 кг на кубометр можно найти значительно короче, например, 4 метра в рулоне.

СИП панели с базальтовым утеплителем

Напомним, что «СИП панели с базальтовым утеплителем» — это не вполне правомерное словосочетание. Правильнее говорить все-таки «сэндвич-панели с базальтовым утеплителем», потому что СИП — это когда между ОСП находится либо пенопласт, либо пенополиуретан.

Сэндвич-панели в этом плане демократичнее — там что угодно может быть между чем угодно.

Так вот, СИП панели плохи тем, что горят хорошо и ядовито, а если в качестве утеплителя в сэндвиче использовать базальтовую вату, то горючесть и ядовитость сразу сводятся к сгоранию деревянных «оболочек» и выгоранию в вате фенола и формальдегида. А это не то же самое, что горящий пенопласт!

Применение таких панелей возможно и в жилом строительстве, и в промышленном, и при возведении подсобных и хозяйственных построек.

Вопрос в другом: зачем нужны панели, если есть отлаженная и хорошо зарекомендовавшая себя технология строительства каркасных сооружений?

Суть похожа как две капли воды, только в каркасном строительстве используется не готовая трехслойная панель, а каждый слой делается целиком на всю стену — сначала возводится каркас, потом зашивается деревом одна из его сторон, потом по правилам крепится минвата, потом все зашивается с другой стороны деревом (фанерой, вагонкой, ОСП). Возможно, строительство из панелей быстрее.

Плотность вариативна, но для вертикальных плоскостей не рекомендуется менее 75 кг на кубометр.

Базальтовый утеплитель с фольгой (рулонный и плитный)

Поиски снижения теплопроводности неизбежно наводят на мысль об использовании фольги как отражателя инфракрасного излучения. И если с одной стороны будет материал с низкой теплопроводностью, а с другой — зеркало для инфракрасных лучей, то утепленное таким образом помещение превратится… в термос.

Собственно, «термосами» и называют банные парилки, где использовалась фольга. Но далеко не всегда в помещениях нагнетается температура под сто градусов, верно?

Поэтому базальтовый утеплитель с фольгой вполне может сослужить хорошую службу в помещениях с обычной температурой, которую фольга и базальт совместными усилиями не выпустят на улицу.

Важно знать, что фольга не должна ни с чем соприкасаться, иначе из отражателя она превратится в проводник тепла. Оставляйте перед ней вентзазор в несколько сантиметров. Разумеется, сторона фольги должна «смотреть» в сторону источника тепла.

Форма выпуска — в виде рулонов и плит различного размера и плотности.

Базальтовый утеплитель: характеристики и области применения

Существует прямая зависимость между характеристиками и областями применениями базальтового утеплителя. Прежде всего это касается его плотностиот нее зависит место применения. Но не только.

Состав базальтового утеплителя

Состав утеплителя на основе базальтового волокна очень простой: это само базальтовое волокно, которое получается из расплава каменной шихты, плюс связующее вещество, которое упоминалось выше — органические смолы, в основном — фенол и формальдегид.

Базальтовая вата в форме плиты. Фото Леруа Мерлен

Свойства базальтового волокна сказываются, к примеру, на виброустойчивости материала, если волокна короткие, а вот связующее вещество, как уже говорилось, не годится для бань и саун.

Плотность базальтового утеплителя и вес базальтового утеплителя 1 м3

Напомним, что плотность — это отношение массы к объему. А по-простому можно сказать, что это вес 1 м3 базальтового утеплителя.

Плотность утеплителя из базальта — это количество базальтовых волокон на единицу объема. Чем их меньше, тем пушистее вата, тем меньше она весит. Чем их больше, тем плотнее они расположены, тем тверже мат.

Промышленность выпускает вату разной плотности под разные нужды и сферы применения, рассмотрим каждую из них.

Для стен

Плотность базальтового утеплителя для стен начинается с 75 кг на кубометр.

Утеплитель Технониколь для стен 50 мм. 12 плит 600х1200 мм. Фото Леруа Мерлен

Для пола

Чтобы утеплитель не сминался под тяжестью стяжки, его делают особенно плотным. Плотность матов для пола от 125 до 200 кг на кубометр.

Каменная вата Технониколь для пола 8 плит 1200х600х30 мм. Фото Леруа Мерлен

Для потолка

А вот потолок такой тяжести не выдержит, его желательно утеплять ватой попушистее, чтобы кубометр весил в пределах от 40 до 75 кг. Причем это распространяется на потолок подшивной, а если он у кого-то настильный, то там желательно использовать вату с плотностью 15 кг на куб, то есть даже насыпной, описанный выше — это много.

Для кровли и мансардных помещений

Кровля тоже утепляется пушистой ватой, плотность от 25 до 55 кг на куб, а для мансарды нижний порог чуть повыше, он начинается с 35 кг на кубометр.

Утеплитель Технониколь GreenGuard Универал 50 мм 8 плит 600х1200 мм. Фото Леруа Мерлен

Для фасадов

Фасады утепляются довольно плотными матами — от 80 до 125 кг на кубометр. Если же вы собираетесь класть поверх утепления слой штукатурки, а не вентфасад, то маты должны быть еще тверже и плотнее — в диапазоне 130-160 кг на куб.

Базальтовая вата Rockwool Рокфасад 1000х600х50мм. Фото Максидом

Характеристики утеплителя из базальта: размеры

Толщина базальтового утеплителя

Хотелось бы прояснить один момент: что внутри помещений, скажем, внутри перегородок базальтовая вата используется уже не столько для сохранения тепла, сколько для шумоизоляции. И этот момент стоит различать, потому что толщины для защиты от холода или звука могут существенно различаться в суровом климате.

Базальтовый утеплитель 30 мм

На самом деле это несерьезная такая величина — базальтовый утеплитель 30 мм. Такой толщины обычно бывает огнезащита, а не теплозащита. Да и то, потому что у огнезащиты нет связующего, поэтому толщина одного мата не может быть большой — иначе он просто рассыплется. Но с тех пор, как из базальта стали делать и нитки тоже, прошивные маты перестали быть проблемой, а с ними — и толщина огнезащиты.

Базальтовая вата фольгированная Rockwool Камин Баттс 1000х600х30 мм. Фото Печник

Вообще, конечно, голословные утверждения по поводу минимальной толщины теплозащиты недопустимы. Все решает теплотехнический расчет. Но мы продолжаем сильно сомневаться, что там, где хватит трехсантиметрового слоя ваты, стоит вообще затеваться с дополнительным утеплением.

Может быть, такой толщины хватит, чтобы трубу горячую обвернуть или на что-то аналогичное.

Базальтовый утеплитель 50 мм

Можем заявить без тени сомнений, что в стеновых перегородках, где нужно решать проблему звукоизоляции, в большинстве случаев используется базальтовый утеплитель именно 50 мм.

Заметьте, что толщина ничего не говорит о плотности. Поэтому следует добавить, что если использовать базальтовую вату для шумоизоляции, то, во-первых, можно брать материал с соответствующей маркировкой, во-вторых, плотность его будет 30-70 кг на куб, но это уже как конкретный производитель решит, что лучше.

Утеплитель Rockwool Standart 50 мм. Фото Леруа Мерлен

Для утепления стен такая толщина тоже используется, причем и сама по себе, и в качестве слоя — когда надо помешать возникновению мостиков холода, маты кладут слоями со сдвигом шва на половину ширины мата.

Что касается плотности не для шумоизоляции, то тут она может быть вообще любой.

Базальтовый утеплитель 100 мм

Тоже ходовая толщина базальтового утеплителя — 100 мм. Бывает, что общая толщина достигает 200 мм, и там 100 мм идет как раз в два слоя со сдвигом. А в других случаях достаточно одного слоя. Причем это касается не только стен, но и пола, и межэтажных перекрытий, и фасадов и др. На самом деле все, как уже было сказано, решается теплотехническим расчетом.

Теплоизоляция PAROC eXtra Smart 1200х600х100 мм. Фото Максидом

Размеры базальтового утеплителя в плитах и рулонах

Выше мы уже назвали некоторые типичные размеры базальтового утеплителя в плитах и рулонах, если вам нужны именно они, полистайте статью вверх.

Теплопроводность базальтового утеплителя

Теплопроводность — это способность любого материального объекта передавать теплоту в том направлении, где холоднее. Предполагается что-то вроде сэндвича, где с одной стороны горячо, с другой холодно, а посредине исследуемое тело. Предмет исследования — с какой скоростью оно справится с передачей тепла.

А для того, чтобы не делать это каждый раз, было введено понятие коэффициента теплопроводности, замеренного раз и навсегда для идеального образца интересующего материала.

Коэффициент теплопроводности базальтового утеплителя

Первое, что нужно о нем знать — это то, что он никак не зависит от толщины.

Второе — что он все-таки зависит от плотности, но для ваты этот момент, скорее всего, указывается в справочниках в виде диапазона значений, характерных для этого материала. Все-таки самая плотная вата весит не больше 300-350 кг на кубометр, а куб базальта весил бы под три тонны (где-то 2700 кг), так что сравнивать вату с камнем нецелесообразно, она все-таки ближе к воздуху.

Каменная вата ISOROC Супер Теплый. Фото Теплострой

Итак, коэффициент теплопроводности базальтового утеплителя равен 0,034—0,039 Вт/(м·K).

Срок службы базальтового утеплителя

Что касается срока службы базальтового утеплителя, то производители вам скажут, что он измеряется десятилетиями и пообещают до полувека.

Конечно, каменное волокно и за полвека, может быть, и не испортилось бы (а чему там портиться?), но вы же помните, что в вате есть еще связующее, и оно потихоньку испаряется. А нужно связующее для того, чтобы толстый слой ваты держал форму, не осыпался.

Следовательно, если убрать со временем связующее, то волокна ничего держать не будет, и они под действием гравитации просядут.

Рулон огнезащитного базальтового материала. Фото Максидом

Через сколько это произойдет? А это зависит от скорости испарения. Например, в сэндвич-трубе дымохода это происходит быстро. Там, где солнышко регулярно будет прогревать изоляцию или отопление — не так быстро, как в трубе дымохода, но быстрее, чем без этих факторов.

Второй важный момент, влияющий на срок службы: влажность. Сама по себе вата, может быть, далеко не исчерпала своего ресурса, но если она намокла, то теплоизоляция, считайте, накрылась. А сушить вату сложно. Поэтому, с одной стороны, заботятся о том, чтобы правильно делать паро- и гидроизоляцию, с другой — оставляют вентзазоры.

Вата может намокнуть из-за неправильного теплотехнического расчета, когда точка росы попадет внутрь утеплителя, поэтому утепляют обычно снаружи и не пренебрегая инженерной частью.

Мыши в базальтовом утеплителе: едят ли мыши базальтовый утеплитель

То, что мыши в базальтовом утеплителе легко прокладывают ходы — это мы знали. И что могут натаскать вату для гнезд — тоже. А по поводу еды твердо были уверены в том, что надо быть человеком, чтобы добровольно вредить своему организму.

И тут мы узнаем (внимание, информация все-таки не проверенная!), что мыши едят базальтовый утеплитель, если в него добавлена доломитовая мука, потому что она нужна мышам… для укрепления и роста костной ткани…

Ну, вы понимаете, да, что после такой новости мыши резко потеряли наше уважение, если оно и было. Это как же им мела не хватает, если они готовы есть камень с запахом ДСП!

Технология производства базальтового утеплителя

Что это такое

Начнем с простого: вот что это такое — базальтовый утеплитель с точки зрения технологии? Самая близкая аналогия — сахарная вата. Кто знает, как ее делает — поймет. Кто не знает — читайте дальше 🙂

Утеплитель из базальтового волокна

Как сделать из камня вату? Для начала камень надо измельчить. Потом добавить немного других измельченных камней, чтобы состав улучшился. Полученную шихту нужно нагреть — где-то до температуры в 1200 градусов.

При нагревании получится жидкость. Далее она подается на быстро вращающиеся валки, которые энергично разбрызгивают, а так как у нас не совсем жидкость, а расплав, то брызги в полете образуют те самые нити-волокна.

Далее технология производства утеплителя из базальтового волокна предполагает сбор и осаждение этих волокон, укладку их ковром, пропитку ковра связующим, уплотнение, а потом нарезку и упаковку.

Переработка утеплителя на основе базальтового волокна

Интересно, что вопрос производства ваты обсуждается гораздо чаще, чем вопрос ее переработки и утилизации. Почему так? Наверное, потому что это не слишком удобный вопрос.

В самом деле, что вы сделаете, когда придет время менять вату? Отнесете ее на мусорку, правильно? И мы не видим в этом криминала. Потому что фенолформальдегида в ней уже и нет, скорее всего. А базальтовое волокно без связующего вполне себе экологично (если им не питаться).

Но разовый выброс не сравнится с отходами производства — вот кто кровно заинтересован в технологиях переработки базальтового утеплителя. И хорошая новость: такие технологии есть!

Назовем всего две, хотя их, наверное, гораздо больше. Итак, бывает, что обрезки ковра не стоит возвращать в цикл, потому что они ухудшают качество готовой продукции. Для исправления этого недостатка нужен качественный измельчитель — как только его встраивают в цепочку, отходы исчезают.

Второй вариант борьбы с отходами — это использование их в бетонных смесях. Тут не все так просто и понятно — мы несколько раз просмотрели ролик, но так и не уяснили назначение тех мелких столбиков, которые формируются вибропрессом. Возможно, вы поймете из ролика больше:

 

Утепление базальтовым утеплителем

Вроде бы «масло масляное», да? Утепление базальтовым утеплителем — а что еще им можно делать? Но мы уже знаем, что можно делать шумоизоляцию. Хотя монтируется она идентично утеплению.

Монтаж базальтового утеплителя

Главное, что нужно знать, следующее:

  1. Для жилых помещений обязателен теплотехнический расчет.
  2. Если нет особых показаний, утепление жилых зданий делается снаружи, нежилые — как угодно.
  3. При монтаже базальтового утеплителя обязательной является паро- и гидроизоляция, так как он склонен намокать и терять теплоизоляционные свойства при намокании.

Поясним. Если делать утепление изнутри, то со стороны помещения делается пароизоляция — это слой паронепроницаемого материала, чаще всего полиэтиленовой пленки, но можно и фольги, в общем, главное требование к пароизоляции — герметичность стыков и неспособность материала пропускать водяные пары.

Базальтовый утеплитель. Фото Теплоконтакт

Пароизолирующий слой не применяется при изоляции снаружи, потому что существует требование нарастающей паропроницаемости стеновых материалов изнутри наружу.

А та сторона утеплителя, которая обращена на улицу, закрывается гидроизоляцией. Лучшая гидроизоляция — это мембрана, которая выпускает водяные пары из утеплителя, но в обратную сторону не пускает атмосферную влагу.

Клей для базальтового утеплителя

Хороший вопрос: а чем крепить маты на вертикальные поверхности? Вариантов достаточно — это и обрешетка, и крепление на «грибки» — пластиковые гвозди с широкой шляпкой, а еще можно использовать специальный клей для базальтового утеплителя.

Что он собой представляет? Ну… это цементно-полимерная смесь, точнее сказать не можем. К ней добавляются пластификаторы и еще некоторые добавки, но основа — цемент.

Дюбель для теплоизоляции Tech-Krep, 10×90 мм, полипропилен. Фото Леруа Мерлен

Вариантов в продаже полно, разных производителей, разных объемов и составов. Мы никого не рекламируем, поэтому не станем привлекать ваше внимание к каким-то определенным клеям.

Чем резать базальтовый утеплитель?

Резать базальтовый утеплитель лучше всего новым строительным (линолеумным) ножом.

Где купить

Ознакомиться с выбором базальтового утеплителя, предлагаемого поставщиками, возможно в соответствующем разделе нашего сайта.

Базальтовый утеплитель: характеристики, размеры и цены.

Современное строительство невозможно представить без использования качественных и эффективных теплоизоляционных материалов, одним из которых является базальтовый утеплитель, обладающий отличными изоляционными, огнестойкими и другими качествами.

Содержание этой статьи

При этом область его применения максимально широка: он используется для утепления жилых и общественных зданий, а также различных строительных конструкций.

По данной теме есть похожая статья – Утепление ППУ: напыляемый утеплитель для стен из пенополиуретана.

Особенности производства базальтового утеплителя

Для базальтового утеплителя часто применяется общее видовое название «минеральная вата», под которым выпускаются также стекловата и шлаковата.

Отличия между ними заключаются, прежде всего, в исходном сырье, которое для каждого из материалов разное.

Базальтовая, или каменная, вата изготавливается из расплавленной горной породы габбро-базальта, для производства стекловаты используется кварц, а шлакоматериалы производятся из отходов горно-обогатительных и металлургических предприятий – доменного шлака.

Основу каменной ваты составляют тонкие базальтовые волокна, которые могут быть расположены горизонтально в виде слоев, вертикально, структурно-гофрированно или хаотично.

Для получения таких тонких волокон базальтовую породу расплавляют при температуре более 1500 °C и вытягивают на специальных барабанах для получения тонких нитей толщиной не более 7 мкм и длиной до 50 мм.

По толщине волокна утеплители из базальта получают специальную маркировку: БТВ – материалы из тонкой нити, а БСТВ – из сверхтонкой.

Для получения теплоизоляционного материала волокна склеиваются между собой с использованием арболо-карбамидных смол, безопасных для здоровья и не содержащих формальдегидов, после чего происходит формование изделий, которые выпускаются промышленностью в виде плит, матов или цилиндров.

При этом важно учитывать, что виды изделий при равной толщине могут иметь разную плотность, которая определяет такие параметры материала, как вес, устойчивость к слеживанию и теплопроводность.

Поэтому при выборе утеплителя следует учитывать эту характеристику и использовать материалы, рекомендованные для теплоизоляции конкретных конструктивных элементов.

Изделия из базальтовой ваты могут отличаться также наличием или отсутствием армирования и фольгированного слоя.

Характеристики базальтового утеплителя

Основной характеристикой, которая учитывается при выборе теплоизоляции, естественно, является коэффициент теплопроводности: чем он ниже, тем лучше будет материал справляться со своей задачей.

Но к утеплителям предъявляются и другие требования, которые также следует учесть до того, как определитесь с видом материала.

И прежде всего следует обратить внимание на экологичность изделия, его способность или неспособность выделять опасные соединения или частицы пыли, вдыхая которые человек постепенно вредит своему здоровью.

Базальтовая вата по этому критерию занимает лидирующие позиции, так как является природным материалом, а доля содержания синтетических смол слишком мала и, кроме того, их состав абсолютно безопасен.

Но при выборе материала следует отдавать предпочтение проверенным брендам, производители которых не рискуют своей репутацией и не используют более дешевые аналоги клеящих смол.

Изделия с малоизвестной историей не всегда отвечают этому критерию, поэтому следует внимательно изучать маркировку товара, а также сопроводительную информацию к нему.

При использовании базальтового утеплителя внутри помещений особенно важно провести обшивку стены или потолка, чтобы полностью исключить попадание в воздух мелких частиц материала.

По этой же причине рекомендуется использовать респираторные маски при монтаже.

Несмотря на то что пыль от утеплителя не представляет аллергенной или токсичной опасности, не исключается механическое раздражение верхних дыхательных путей.

Теплопроводность

Утеплитель из базальта считается материалом с очень низкой теплопроводностью, коэффициент которой может отличаться у разных изделий, в зависимости от их толщины и вида, и находится в пределах 0,30-0,48 Вт/(м∙К).

Отличные теплоизоляционные характеристики обеспечиваются волокнистой структурой материала – между слоями образуются маленькие воздушные камеры, которые и служат теплоизолятором.

При этом надо учитывать, что плотность базальтового утеплителя может быть разной: чем она выше, тем для достижения нужного эффекта требуется материал с большей толщиной, и наоборот.

Казалось бы, все в этом случае однозначно – следует покупать более рыхлый и тонкий утеплитель, но не всегда это правило работает, так как для производства различных видов работ требуются изделия, обладающие и определенными рабочими характеристиками, основными из которых являются прочность и устойчивость к слеживанию в процессе эксплуатации.

Именно от этих характеристик зависит теплоизоляционная способность материала на протяжении всего срока эксплуатации.

Если сравнивать разные материалы по способности сохранять тепло, то всего 10 см толщины базальтового утеплителя со средней плотностью сопоставима по этому параметру с кирпичной кладкой в 1,5 м и стены из ячеистого бетона в 2 м, а также с 30 см деревянного сруба.

Базальтовый утеплитель. Видео:

Пароизоляционные способности утеплителя из базальта

Существенным недостатком многих теплоизоляционных материалов является их низкая способность отводить влагу из утепленных помещений.

В результате требуется решение вопроса об устройстве мощной и эффективной системы вентиляции или в качестве альтернативы придется мириться с вечно мокрыми стенами и цветущими на них плесенью и грибком.

Изделия из минеральной ваты обладают отличной паропроницаемостью, что исключает появление конденсата в помещениях.

Эта особенность материала не зависит ни от его плотности, ни от толщины изделия: водяные пары легко проникают через его структуру и выводятся во внешнюю среду.

Именно эта характеристика утеплителя является основной при выборе теплоизоляционного материала для жилых помещений и особенно для бани или сауны, в которых с целью максимального сохранения тепла применяются фольгированные изделия, обладающие способностью отражать тепловые лучи.

Используемые для строительства и отделки сауны или бани материалы должны также обладать высокой огнестойкостью и пожаробезопасностью.

Огнестойкость

Так как для производства базальтового утеплителя используется горная порода, имеющая отличную огнестойкость, эта способность полностью сохраняется и для материалов, изготовленных из нее.

По ГОСТ базальтовые утеплители относятся к негорючим материалам и маркируются буквами НГ.

Температура плавления породы составляет от 1100 °C и выше, соответственно, использование базальтовой ваты возможно не только с целью обеспечения пожарной безопасности строений, но также для изготовления изоляционного слоя в различных приборах, механизмах, рабочий цикл которых происходит при достаточно высоких температурах.

Нередко теплоизоляционные материалы из каменной ваты применяются специально для создания огнезащиты, например, в различных хранилищах или помещений, в которых расположены опасные или ценные производственные комплексы, ценности и т. д.

Гидрофобность

Для некоторых утеплителей, относящихся к минераловатным изделиям, влага может представлять временную опасность.

При намокании такой утеплитель резко снижает свои теплоизоляционные способности, которые, впрочем, восстанавливаются после его высыхания.

Для базальтовых изделий это нехарактерно, так как они обладают гидрофобностью, то есть способностью отталкивать влагу, не пропуская ее в структуру материала.

Даже в помещениях с высоким уровнем влаги, впитываемость не превысит 1-2 %, что не сказывается на свойствах утеплителя. По этой причине, а также и указанным выше этот материал можно смело использовать для бани и сауны, а также утеплять с его помощью подвалы, даже подвергающиеся периодическому воздействию грунтовых вод.

Единственное ограничение при использовании материала для утепления фундаментов или подвалов – это высокая паропроницаемость, которая не позволяет создание герметичной конструкции: в таких случаях базальтовые изделия не применяются.

Сохраняем тепло и бережем уши и другие преимущества базальтового утеплителя

Утеплители, используемые по своему прямому назначению, одновременно обладают и звукоизоляционными и шумопоглощающими способностями.

У базальтовой ваты эти характеристики находятся на достаточно высоком уровне и широко используются не только для защиты помещений от внешних звуков мегаполиса, но также и для устранения структурных шумов, например, способом утепления плит перекрытия с использованием технологии «плавающих полов».

Если применяется базальтовый утеплитель для стен, то одновременно с их утеплением решается и проблема распространения в доме звуковых волн, источником которых могут быть работающий лифт, трубопроводы и т. д.

Изделия из каменной ваты отличаются и высокими прочностными характеристиками, и в зависимости от вида способны выдерживать значительные статические и динамические нагрузки.

Поэтому сфера применения материала не ограничивается утеплением только вертикальных поверхностей: этот утеплитель пользуется популярностью и при устройстве полов, например, в деревянных или каркасных домах.

Утеплитель из базальта может считаться полностью инертным материалом к химическим веществам и агрессивным средам.

Кроме того, следует учитывать и биологическую инертность, поэтому на поверхности материала не появится колоний грибков или плесени, хотя более крупная фауна, например, мыши, вполне могут использовать плиты из базальта для устройства теплых «домиков».

Базальтовая вата или минеральная? Сравнение утеплителей. Видео:

Сферы и способы применения базальтовой ваты

Утеплитель из каменной ваты может считаться универсальным теплоизоляционным материалом, монтаж которого может производиться как сухим, так и мокрым способом.

В первом случае он используется в качестве изоляционного слоя в вентилируемых навесных фасадах, при устройстве кровельного пирога, утепления пола и плит перекрытий в частных домах и общественных зданиях и т. д.

Применяется для работ как с наружной стороны строений, так и внутри помещений. Каменная вата широко используется и при устройстве утепления зданий по технологии мокрый фасад, при которой для внешней защиты утеплителя производится оштукатуривание поверхности.

Из-за высокой огнестойкости материала он часто используется и в качестве элемента пассивной пожарной защиты – как отсекатель огня.

В гражданском строительстве, в том числе и индивидуальном, каменная вата используется для утепления горизонтальных и вертикальных, нагружаемых и не нагружаемых конструкций и элементов зданий.

Широко применяется для каркасного и деревянного строительства из-за высокой пожаробезопасности материала.

Наиболее часто утеплитель из базальтовой ваты в жилом строительстве используется для:

  • устройства кровельного пирога плоских крыш, а также для утепления стропильных конструкций;

  • теплоизоляции межэтажных перекрытий и устройства основания пола;

  • в качестве внутреннего или наружного утепления вертикальных и наклонных поверхностей, не несущих нагрузки;

  • теплоизоляции и утепления дымоходов;

  • для утепления наружных стен домов с использованием технологий «мокрого фасада» и устройства вентилируемых навесных систем;

  • устройства каминов в доме;

  • монтажа отопительного и другого нагревательного оборудования;

  • для изготовления сэндвич-панелей, используемых в каркасном строительстве и т. д.

Изделия из базальтовой ваты могут использоваться и для изоляции внутренних стен и перегородок, но в этом случае в основном используются их высокие звукоизоляционные характеристики, благодаря которым удается создать комфортные условия для жизни и работы.

Базальтовый утеплитель размеры и производители

Утеплители из базальта выпускаются производителями в виде:

  • рулонных изделий, размеры которых могут отличаться у разных производителей, но самыми распространенными являются следующие: 1000×4000×50, 3000×1000×200, 6000×1000×200, 4750×1000×200, 2000×1200×40-200 и 1000×2500×20-100 мм;
  • плит со следующими размерами: 600×1000×50-100, 600×1200×20-200, 600×1200×50-100 мм;
  • матов, цилиндров и других изделий, размеры которых существенно варьируются в зависимости от производителя.

Среди наиболее известных брендов, представленных на рынке, следует отметить:

Какой утеплитель для стен внутри дома на даче лучше выбрать? – здесь больше полезной информации.

1. Rockwool, который на рынке представляет несколько серий продукции. «Руф Баттс» для утепления кровли, «Кавити Баттс» используется для утепления фасадов в качестве промежуточного слоя и «Фасад Баттс», применяемый как для устройства навесных систем, так и для «мокрого фасада».

2. «Технониколь» предлагает серию «Технофас», которая специально создана для утепления домов по технологии «мокрый фасад», а для теплоизоляции кирпичных кладок стен деревянных домов можно выбрать «Техноблок Стандарт».

Вас заинтересует эта статья – Как выбрать керамогранит для пола? Как резать и укладывать?

3. Isoroc предлагает «Изоруф-НЛ» для устройства кровельного пирога плоских крыш.

Для внутреннего утепления помещений в домах можно выбрать Rockwool «Лайт Баттс», Izovol Ст-50, GREENGUARD Универсал, «Технолайт Экстра» от «Технониколь» и другие материалы.

В сауне и бане можно использовать материал в виде плит «Сауна Баттс» с фольгированным слоем от Rockwool.

При выборе утеплителя важно учитывать не только эксплуатационные характеристики материала и его стоимость, а также принимать во внимание и климатические особенности региона, а также технические параметры самой конструкции, для которой и будет использоваться теплоизоляция.

Базальтовый утеплитель – характеристики и размеры

Минеральная вата применяется в утеплении строительных конструкций и других сооружений достаточно давно, но среди её разновидностей особое место занимает вата из такого минерала, как базальт. Неужели есть разница, из какого камня вить утеплитель? Оказывается, есть. Но при этом необходимо знать, где именно эта плита будет использована.

Производство базальтовой ваты

Базальтовый утеплитель относится к группе минеральных утеплителей, а это значит, что к экологии материала вопросов быть не может. Кроме того, что базальтовый изолятор совершенно безопасен для здоровья, он ещё и прочнее многих своих минеральных конкурентов.

К примеру, минвата, которая выполнена из отходов металлургического производства, базальтовый имеет схожие показатели по теплопроводности с пробковым деревом, экструдированным пенополистиролом и пенопластом. Минвата и дешевле, но не может показать такую прочность, как базальтовый материал. Он и служит дольше, монтируется проще и быстрее, да и работает эффективнее.

Несмотря на прочность исходной вулканической породы, она может плавиться не только в кратере вулкана, но и в специальной печи. Там она проходит определённую подготовку и под воздействием центробежной силы, 1500-градусной температуры и подаваемого под давлением воздуха, из породы получают прочные каменные нити. Толщина каждой из них не более 8 микрон, а в длину нить может быть до 6 см. Но и это не все. Нити нужно как-то связать. Для этого применяются специальные вяжущие составы, после чего вата подаётся на пресс и прогревается до 350 градусов снова. После повторной прогонки под прессом, вата упаковывается и отправляется в продажу.

Характеристики базальтового утеплителя, теплопроводность

Самым важным для нас показателем эффективности изолятора будет его теплопроводность. А самый лучший в природе изолятор — это воздух, заключенный в закрытый объем. В этом материале, точнее, в его структуре, мы видим практически идеальную картину — хаотически переплетенные волокна базальта создают немыслимое количество камер для воздуха, который и будет сохранять тепло в нашем доме, а нити просто удерживают его в постоянном объёме. Так работает любой утеплитель, а базальтовый имеет схожие показатели по теплопроводности с пробковым деревом, экструдированным пенополистиролом и пенопластом.

Сравнивать, так сравнивать. К примеру, 100-миллиметровый базальтовый утеплительный мат с плотностью 100 кг/м3, имеет такую же теплопроводность, как и стена из обычного кирпича толщиной в 1,175 м. Если кирпич будет силикатным, то стена должна иметь двухметровую толщину, а массив дерева может показать такую теплопроводность при толщине в 255 мм.

Свойства базальтового утеплителя

Кроме теплопроводности, необходимо, чтобы утеплитель имел ещё целый ряд показателей:

  1. Гидрофобность. Если вода попадает внутрь утеплителя, его теплотехнические показатели стремительно падают. Именно так ведёт себя обычная минвата, она вбирает воду, а чтобы этого не случилось, необходимо применять качественную гидроизоляцию, что серьёзно повлияет на конечную стоимость конструкции. Базальтовый утеплитель не впитывает воду и отлично подходит для влажных помещений.
  2. Паропроницаемость. Этот показатель также важен, поскольку пары влаги, которые не выветриваются из утеплителя, неизменно оседают в качестве конденсата, что крайне нежелательно. Базальтовый материал полностью паропроницаем, поэтому выпадение конденсата исключается.
  3. Огнеупорность. Кроме того, что материал не горит по умолчанию, потому что камень, так он ещё и может препятствовать распространению открытого огня в случае пожара. Да, он плавится, но для этого необходима температура больше тысячи градусов. Кстати, фольгированный базальтовый утеплитель может применяться для изоляции тепловых приборов, каминов, дымоходов.
  4. Шумоизоляция. Материал имеет отличные звукоизоляционные показатели благодаря способности приглушать вертикальные звуковые волны. Это позволяет не просто изолировать от шумов одно помещение, но и препятствовать распространение шумов по всему дому.
  5. Экологичность. Вредность разных утеплителей обсуждается годами, поскольку в их составе все же есть некоторые компоненты, не дающие право быть изолятору стопроцентно экологичным. Базальтовый утеплитель тоже не святой, поскольку связующим материалом выступает формальдегидная смола. Однако фенол в этом случае нейтрализован ещё в процессе изготовления, поэтому материал можно считать полностью безопасным.

Применение базальтовой ваты

В принципе, этот материал может использоваться в любых отраслях строительства. Нет никаких ограничений ни по форме поверхности, ни по её размерам, а также по санитарно-гигиеническим номам. Кроме этого, существуют такие условия, где применить другой утеплитель практически невозможно. Особенную ценность этот материал представляет при утеплении:

  • влажных помещений;
  • вентилируемых фасадов;
  • сип панелей с базальтовым утеплителем;
  • в судостроительной отрасли;
  • при утеплении бытовых и промышленных трубопроводов с огромными перепадами температур;
  • в огнезащитных конструкциях.

Словом, применение базальтовой ваты оправдано практически везде, однако довольно высокая цена и невозможность утепления цоколей и фундаментов в силу высокой паропроницаемости, устанавливают некоторые границы его применения. Удачной всем работы и правильного выбора утеплителя!

Оценка тепловых и акустических характеристик новых изоляционных панелей из базальтового волокна для зданий Текст научной работы на тему «Материаловедение»

КроссМарк

Доступно на сайте www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Energy Procedia 78 (2015) 303 – 308

6-я Международная конференция по строительной физике, IBPC 2015

Оценка тепловых и акустических характеристик нового базальтового волокна

теплоизоляционные панели для зданий

Чинция Бураттиа, Элиза Мореттиа*, Элиза Беллония, Фабрицио Агостиб

Инженерный факультет Университета Перуджи, улица Виа Г.Duranti 93, 06125 Перуджа (PG), Италия b Agosti Nanotherm s.r.l., Via San Giacomo 23, 39055 Laives (BZ), Италия

Аннотация

Теплоизоляция ограждающих конструкций очень важна для энергосбережения: растущий интерес сосредоточен на использовании изоляционных переработанных и экологически чистых материалов. Исследованы тепловые и акустические свойства инновационных теплоизоляционных панелей из базальтового натурального волокна. Теплопроводность оценивалась с помощью прибора «Тепловой расходомер»: она включена в 0.Диапазон 030-0,034 Вт/мК. Коэффициент звукопоглощения измеряли с помощью трубки Кундта. Результаты сравнивались с традиционными растворами с аналогичным химическим составом, но меньшей механической стойкостью. Простое применение этого решения может быть полезно, особенно для реконструкции.

© 2015 Авторы. Опубликовано ElsevierLtd. Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.Org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Экспертная оценка под ответственность CENTRO CONGRESSI INTERNAZIONALE SRL

Ключевые слова: теплоизоляционные панели из базальтового волокна; тепловые характеристики; акустическое исполнение; трубка Кунда; ремонт зданий

1.Введение

Теплоизоляция в зданиях способствует уменьшению размера систем кондиционирования воздуха и годового потребления энергии. Периоды теплового комфорта могут быть продлены без зависимости от механических систем кондиционирования воздуха, особенно в межсезонье [1]. В Италии не менее 90% зданий были построены до 1991 года и большая часть не соответствует требованиям законодательства (последние нормы датированы 2006 годом). Применение инновационных решений может стать полезным инструментом для реконструкции существующих зданий, снижения тепловых потерь ограждающих конструкций.Оптические, тепловые и акустические свойства инновационных изоляционных систем для зданий имеют

* Автор, ответственный за переписку. Тел.: +39-075-585-3694; факс: +39-075-585-3697 адрес электронной почты: [email protected]

1876-6102 © 2015 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd. Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Рецензирование под ответственность CENTRO CONGRESSI INTERNAZIONALE SRL doi:10.1016/j.egypro.2015.11.648

исследуется в Университете Перуджи с 2003 г. как с помощью экспериментальных кампаний, так и с помощью кодов моделирования [2, 3, 4]. Применение инновационных изоляционных систем, состоящих из натуральных волокон базальта, может стать разумным решением для снижения теплопотерь. Базальтовое волокно сочетает в себе экологическую безопасность, природную долговечность и многие другие свойства, такие как механическая прочность и теплоизоляционные характеристики. Это не новый материал, но его применение, безусловно, является инновационным во многих областях промышленности, в частности, для зданий, сооружений и энергоэффективности.Настоящее исследование посвящено тепловым и акустическим характеристикам изоляционных панелей, состоящих из натуральных базальтовых волокон. Были исследованы три панели, отличающиеся плотностью (145, 175 и 200 кг/м3) и толщиной (9 мм, 18 мм и 27 мм). Теплопроводность измеряли с помощью прибора для измерения теплового потока в лабораториях компании Agosti Nanotherm. Испытания по оценке акустических коэффициентов нормального падения проводились в лаборатории строительной физики Университета Перуджи.

2. Современные теплоизоляционные панели из базальтового волокна

2.1. Материалы и приложения

Базальт

— это разновидность вулканической породы, особенно известная своей устойчивостью к высоким температурам, прочностью и долговечностью. Он подходит для применений, требующих устойчивости к высоким температурам, изоляционных свойств, устойчивости к кислотам и растворителям, долговечности, механической прочности, низкого водопоглощения и т. д. В частности, базальтовые волокна могут использоваться для противопожарных целей; это также экологически чистый материал, характеризующийся более легкой переработкой по сравнению с каменным или стеклянным волокном.Кроме того, технология производства базальтового волокна аналогична технологии производства стекловолокна, но требует меньше энергии. Большая доступность сырья во всем мире позволяет снизить затраты по сравнению со стекловолокном. Базальтовые волокна получают из базальтовых пород с использованием однокомпонентного сырья, а также путем вытягивания и намотки волокон из расплава. После того, как базальтовые волокна произведены, они перерабатываются в подходящую форму для конкретных применений [5].

Статья посвящена теплоизоляционным панелям из базальтового волокна как инновационным материалам для повышения энергоэффективности зданий (рис.1). Химический состав исследованных образцов показывает высокое содержание глинозема; полностью состоит из натуральных волокон, без добавок. При этом, в частности, все минеральные волокна, используемые для изготовления панелей, на 100% перерабатываются. Эти системы обладают высокой механической прочностью, отличными тепловыми и акустическими свойствами, а также хорошими воздухопроницаемыми свойствами. Они бывают разной плотности и толщины. Обычно их можно применять в качестве внутренних покрытий, их можно наклеивать на поверхность стены и штукатурить штукатурками или красками, без использования армирующей сетки.

Рис. 1. Теплоизоляционные панели из базальтового волокна.

2.2. Описание образцов

квадратных образца были изготовлены для термической характеристики. Они были собраны с внешними размерами 300 х 300 мм (размеры экспериментальной установки). Были исследованы три разные по плотности панели (145, 175 и 200 кг/м3). Наименования испытанных образцов и их характеристики приведены в табл. 1: тестировались только панели общей толщиной 9 мм с учетом трех различных плотностей (BF_9_a, BF_9_b и BF_9_c).

Для акустических испытаний изготовлены цилиндрические образцы диаметром 29 и 100 мм. Были исследованы три образца разной толщины (9 мм, 18 мм и 27 мм): плотности этих образцов неравномерны

и варьируются в диапазоне 145-200 кг/м3. Контроль плотности в процессе изготовления панелей большой толщины (18-27 мм) очень сложен. Более того, только для образца BF_9 были исследованы три различные плотности панелей, чтобы проанализировать влияние веса.На рис. 2 показаны образцы, испытанные с помощью трубки Кундта.

Таблица 1. Описание образцов для тепловых и акустических измерений.

Наименование образца Общая толщина (мм) Плотность (кг/м3) Характеристика

BF_9_a 145 Акустические и тепловые

BF_9_b 9 175 Акустические и тепловые

BF_9_c 200 Акустические и тепловые

BF_18 18 175 Акустика

BF_27 27 200 Акустическая

Рис.2. Образцы базальтового волокна для акустической экспериментальной кампании.

3. Методология

3.1. Тепловые измерения

Прибор Hot Plate устанавливает стационарный одномерный тепловой поток через испытуемый образец между двумя параллельными пластинами при постоянных, но разных температурах. Закон Фурье для теплопроводности используется для расчета теплового сопротивления и теплопроводности. Основным оборудованием, используемым в лаборатории Nanotherm, является прибор Fox 314 HFM [4], который измеряет стационарную теплопередачу через плоские материалы в соответствии со стандартом ASTM C518 (2003) [6] и EN ISO 12667 [7].Образец помещают между двумя плоскими пластинами, поддерживая заданную постоянную температуру. Термопары, закрепленные на пластинах, измеряют падение температуры на образце, а беспроводные измерители теплового потока (HFM), встроенные в каждую пластину, измеряют тепловой поток через образец.

Теплопроводность

(X в Вт/(м-K)) рассчитывается с помощью теплового потока, разности температур на образце и толщины образца.

3.2. Акустическая характеристика

Коэффициент поглощения при нормальном падении измеряли с помощью двухмикрофонной импедансной трубки (Bruel & Kjffir, модель 4206) методом передаточной функции и цилиндрических образцов диаметром 29 и 100 мм (суммарная частота от 50 до 6400 Гц), согласно стандарту ISO 10534-2 [8]. Коэффициент звукопоглощения при нормальном падении указывает на часть акустической энергии падающей волны, которая поглощается испытуемым образцом в определенной конфигурации; непоглощенная часть отражается обратно в сторону источника.л

Рис. 3. Образцы, помещенные в экспериментальную установку: прибор для измерения теплового потока (слева) и трубка Кундта (справа). 4. Результаты и обсуждение

4.1. Тепловые характеристики

Образцы БФ_9_а, БФ_9_б и БФ_9_в (Табл.1) были испытаны как на тепловые, так и на акустические характеристики с помощью прибора для измерения теплового потока и рассчитана теплопроводность образцов. Полученные значения равны 0,0320, 0,0335 и 0.0345 Вт/мК соответственно для образцов BF_9_a, BF_9_b и BF_9_C. Были испытаны и другие образцы с меньшей плотностью (115 и 130 кг/м3): были найдены значения теплопроводности соответственно 0,0305 и 0,0315 Вт/мК, но результаты не учитываются из-за их недостаточной механической прочности. В целом наблюдалось небольшое увеличение X с плотностью.

4.2. Акустические свойства

Были протестированы три образца для каждого типа панели (BF_9a, BF_9b, BF_9c, BF_18 и BF_27) (три для большой трубы и три для маленькой) и проанализирована средняя тенденция.Также было проведено несколько измерений для того же диска, изменяя положение образца внутри трубки. На рис. 4 показан тренд коэффициента поглощения среднего нормального падения (комбинация измерений большой и малой трубок, 100–5000 Гц). Как правило, коэффициент поглощения при нормальном падении увеличивается при увеличении как плотности, так и толщины; тем не менее для частот выше 1600 Гц более высокие значения, чем BF_27 (рис. 4 (а)) были обнаружены для BF_18.

Кроме того, при увеличении как толщины, так и плотности наибольший сдвиг приходится на низкие частоты, согласно литературным данным [9,10].На рис. 4 (б) показан средний коэффициент нормального падения образца БФ_9 для различных плотностей (145, 175 и 200 кг/м3): чем больше плотность, тем больше коэффициент поглощения.

Рис. 4. Коэффициент поглощения при нормальном падении: (а) сравнение между BF_9_b, BF_9_c, BF_18 и BF_27; (б) BF_9a, b и c,

с учетом трех плотностей.

5. Сравнение с традиционными решениями и анализ преимуществ

Инновационные теплоизоляционные панели из базальтового волокна могут быть эффективным решением по сравнению с традиционными, такими как панели из минеральной ваты и стекловаты.Преимуществом является возможность их использования при небольшой толщине (< 3 см), в то время как толщина панелей из минеральной ваты и стекловаты варьируется в диапазоне 3-10 см.

Для того, чтобы оценить эффективность предлагаемого материала на месте, предполагалось, что различные существующие здания будут отремонтированы с использованием панелей: Таб. 2 показано снижение коэффициента теплопередачи различных типов стен из-за внутреннего применения новых изоляционных панелей (X = 0,032 Вт/м·К) трех различных толщин (9, 18 и 27 мм, с финишным покрытием). около 1-2 мм).Их сравнивают с такими же стенами с применением минеральной ваты. Можно заметить, что инновационная панель очень эффективна для каменной стены толщиной около 60 см (тип 1) (U = 2,14 Вт/м2К). При применении панели из базальтового волокна толщиной всего 9 мм коэффициент теплопередачи стены становится равным 1,34 Вт/м2К (U-ред. около 38%), при увеличении толщины (As) всего 1,6%; сопоставимые результаты (U-ред. около 63 – 64%) получаются для той же стены при применении панели из базальтового волокна толщиной 27 мм (sbf = 0.027 м) или 30 мм каменной ваты (sRW = 0,030 м), но увеличение мощности составляет около 4,8-4,9%. Такую же тенденцию следует наблюдать и для кирпичной стены, и для пустотелой стены. Кроме того, для панелей из минеральной ваты необходима опорная конструкция, в то время как панели из базальтового волокна можно приклеивать непосредственно на стену любой толщины благодаря их более высокой механической прочности.

Прочность на растяжение панелей из базальтового волокна составляет около 350 кПа, в то время как у панелей из минеральной ваты высокой плотности (около 120 кг/м3) всего 10-20 кПа.

Наконец, на рис. 5 было проанализировано сравнение тренда акустического коэффициента панели из базальтового волокна BF_27 (200 кг/м3, s=27 мм) и значений, полученных для панели из минеральной ваты толщиной 4 см с тремя различными плотностями ( RW_40_a, RW_40_b и RW_40_c). Обнаружена аналогичная тенденция, но значения для минеральной ваты на 0,1-0,2 выше, чем для базальтовых волокон для всех частот, за счет большей толщины [11, 12]. Будущие исследования будут сосредоточены на анализе характеристик потерь при передаче панелей, чтобы оценить свойства снижения шума.

Стоимость панелей из базальтового волокна колеблется в пределах 27 – 30 €/м2 (s = 9 мм) и не сильно отличается от стоимости панелей из минеральной ваты толщиной 40 – 60 мм. Ожидается, что цена нового материала снизится за счет значительного в настоящее время снижения транспортных расходов (китайские фабрики): целевое значение составляет около 16

.

€/м2.

Таблица 2. Значения коэффициента теплопередачи различных типов обычных стен до и после ремонта с использованием различных изоляционных материалов.

До После ремонта После ремонта

ремонт (панели из базальтового волокна) (панели Rook Wool)

Тип стены и описание s TOT U s s TOT U U – As S RW U U – As

(м) (Вт/м2К) BF(м) (м) (Вт/м2К) красный. (%) (%) (м) (Вт/м2К) красн.(%) (%)

1 – Каменная стена (s = 600 мм), внутри и снаружи оштукатуренная известью 0,009 0,64 1,34 38 1,6

(s = 15 мм) 0.63 2,14 0,018 0,027 0,65 0,66 0,97 0,76 55 64 3,2 4,8 0,03 0,80 63 4,9

2 – Кирпичная стена (s = 300 мм), внутри и снаружи оштукатуренная известью 0,009 0,33 1,11 31 3,1

(s = 15 мм) 0,32 1,61 0,018 0,027 0,34 0,35 0,84 0,68 48 58 6,2 9,4 0,03 0,71 56 9,5

3 – Полая стена (s = 250 мм) (воздушная кирпичная стена 120 мм + 50 мм воздух 0,009 0,29 0,84 24 3,6

зазор + стена из воздушного кирпича 80 мм), внутренняя и наружная оштукатурены известью 0.28 1,10 0,018 0,30 0,68 38 7,1 0,03 0,59 43 10,8

(s = 15 мм) 0,027 0,31 0,57 48 10,7

…………

— RW_40_b (140 кг/куб.см)

……RW 40 c< 160 кг/м3)

……BF27 (2()0 кг·м )

частота |ll/|

Рис. 5. Коэффициент поглощения при нормальном падении: сравнение базальтовых волокон и панелей из минеральной ваты [11].6. Выводы

Эффективные изоляционные материалы способствуют снижению потерь тепла зданиями и позволяют экономить энергию и деньги на обогрев и охлаждение. В последнее время на рынке появилось много инновационных изоляционных продуктов, в том числе благодаря хорошей механической прочности и акустическим свойствам. В связи с этим были исследованы тепловые и акустические свойства инновационной изоляционной системы, состоящей из натуральных базальтовых волокон. Экологичность панели имеет коэффициент теплопроводности, входящий в 0.030 – диапазон 0,034 Вт/м·К, что ниже, чем у панелей из минеральной ваты; при реконструкции здания теплопроводность стен может быть снижена на 20-40 % (в зависимости от существующего типа стен) с использованием панелей очень малой толщины (9 мм). Акустические характеристики инновационного изоляционного материала оценивались с точки зрения коэффициента звукопоглощения при нормальном падении: панели имеют высокие значения коэффициента звукопоглощения (которые увеличиваются при увеличении толщины или плотности), а характеристики сопоставимы с показателями панелей из минеральной ваты.Этот новый материал будет полезен не только благодаря своим хорошим акустическим и тепловым характеристикам, но и потому, что он на 100% переработан: будущие исследования будут анализировать оценку жизненного цикла инновационной системы, чтобы оценить воплощенную энергию и потенциал глобального потепления, когда по сравнению с традиционными материалами.

Ссылки

[1] Пападопулос AM. Современное состояние теплоизоляционных материалов и планы на будущее. Энергетическая сборка.2005;37:77-86.

[2] Буратти С., Моретти Э., Беллони Э., Котана Ф. Нестационарное моделирование энергетических характеристик и теплового комфорта в нежилых зданиях. Строить. Окружающая среда. 2013;59:482-491.

[3] Moretti E, Zinzi M, Belloni E. Поликарбонатные панели для зданий: экспериментальное исследование тепловых и оптических характеристик. Энергетическая сборка. 2014;70:23-35.

[4] Буратти С., Моретти Э., Беллони Э., Агости Ф. Разработка инновационных штукатурок на основе аэрогеля: предварительная оценка тепловых и акустических характеристик.Устойчивое развитие 2014;6:5839-5852.

[5] Доступно в Интернете: http://www.enea.it/it/produzione-scientifica/EAI/anno-2011/indice-world-view-3-2011/basalt-fiber-from-earth-an-ancient -материал-для инновационного-и-современного-приложения // (по состоянию на 3 февраля 2015 г.).

[6] ASTM C518-10. Стандартный метод испытаний свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью прибора для измерения теплового потока; ASTM: Западный Коншохокен, Пенсильвания, США, 2003 г.

.

[7] ЕН ИСО 12667.Тепловые характеристики строительных материалов и изделий-Определение термического сопротивления с помощью методов ограждающей плиты и тепломера-Изделия с высоким и средним термическим сопротивлением; ISO: Женева, Швейцария, 2001 г.

[8] ИСО 10534-2. Акустика. Определение коэффициента звукопоглощения и импеданса в импедансных трубках. Часть 2. Метод передаточной функции; ISO: Женева, Швейцария, 1998 г.

[9] Ким Х.К., Ли Х.К. Влияние текучести цемента и типа заполнителя на механические и акустические характеристики ячеистого бетона.Прикладная акустика 2010;71:607-615.

[10] Асдрубали Ф., Д’Алессандро Ф., Менкарелли, Хорошенков К.В. Звукопоглощающие свойства тропических растений для внутреннего применения. 21-й Международный конгресс по звуку и вибрации, 13-17 июля 2014 г., Пекин/Китай.

[11] Ван С.Н., Торнг Д.Х. Экспериментальное исследование поглощающих характеристик некоторых пористых волокнистых материалов. Прикладная акустика 2001; 62:447-459.

[12] Помполи Ф.Studio di modelli di previsione delle proprieta fisico-acusticche, di materiali in lana di roccia Rockwool, Relazione Tecnica 2004.

Перспективы применения базальтовых тканей Стеновой материал

[1] Гочжун Ли. Ситуация применения и тенденции развития новых стеновых материалов.Строительные материалы 21 века. 2009(1): 31-33.

[2] Информация на http: /www. э-хау. ком.

[3] Фэнцзе Ци, Цзиньвэнь Ли и др.Резюме по исследованиям непрерывного базальтового волокна. Hi-Tech Fiber & Application, 2006, 31(2): 42-46.

[4] Лэй Лян, Юфан Лян и Цзинь Ли.Исследование физико-химических свойств базальтового волокна. Стекловолокно, 2006(1): 15-19.

[5] Джигирис Д Д, Махова М Ф, Горобинская В Д и др.Непрерывное базальтовое волокно. Стекло и керамика, 1983, 40(9-10): 467-470.

DOI: 10.1007/bf00703407

[6] Милицкий Иржи, Ковачич Владимир, Mechanical Ultimate.Свойства базальтовых нитей. Журнал текстильных исследований, 1996, 66(4): 225-229.

DOI: 10.1177/004051759606600407

[7] Свинк Майк.Непрерывное базальтовое волокно — уникальное волокно, способное лидировать в высокотемпературных применениях. Симпозиум Techtextile North America, Атланта, Джорджия, США, 9 апреля (2002 г.).

[8] Син Ли.Развитие исследований базальтовых волокон и тканей. Журнал текстильных исследований, 2010, 31(1): 157-164.

[9] Милицкий Иржи, Ковачич Владимир, Байзик Владимир.Механические свойства базальтовых нитей. Волокна и текстиль в Восточной Европе, 2007 г., 15(5-6): 49-53.

DOI: 10.1177/004051759606600407

Минералы и их использование

Минералы и их использование

Минералы и их использование

Каждый сегмент общества использует полезные ископаемые и минеральные ресурсы каждый день.Дороги, по которым мы едем или едем, и здания, в которых мы живем, учимся и работаем, во всех содержат полезные ископаемые. Ниже приведен избранный список часто используемых металлических и неметаллических полезные ископаемые, рудные минералы, побочные минеральные продукты, агрегаты, и типы горных пород, которые используются для изготовления продуктов, которые мы используем в нашей повседневной жизни.

Агрегаты
Природные заполнители включают песок, гравий и разрушенный камень. Агрегаты состоят из обломков горных пород которые могут быть использованы в их естественном состоянии или после механического обработка, такая как дробление, промывка или калибровка.Переработанный заполнители состоят в основном из дробленого бетона и дробленого асфальтовое покрытие.

Алюминий
Алюминий — самый распространенный металлический элемент в земной коре. Бокситовые руды являются основным источником алюминия. Алюминий используется в автомобилях и самолетах (36%). разливочная и консервная промышленность (25%), строительная и электротехническая (14%) и в других приложениях (25%).

Сурьма
Сурьма — серебристо-серый хрупкий полуметалл.Это редко происходит в природе как самородный элемент, но встречается в ряде различных минералов. Сурьма используется в основном для антипиренов, а также в боеприпасах и автомобильных аккумуляторов и в качестве обесцвечивающего агента в производстве стекла.

Асбест
Асбест относится к классу минералов, которые легко разделены на тонкие, прочные волокна, гибкие, тепловые устойчивы и химически инертны. Используются асбестовые минералы. в огнеупорных тканях, пряже, ткани, бумаге и наполнителях для красок.Асбест используется для изготовления фрикционных изделий, асбестоцемента трубы и листы, покрытия и компаунды, набивка и прокладки, кровельные и напольные материалы, краски и герметики, а также химические фильтры. Волокна опасны при вдыхании, поэтому пользователи должны защищать от попадания волокон в воздух.

Базальт
Базальт представляет собой изверженную магматическую горную породу. Щебень базальтовый используется для балласта железных дорог, заполнителя в строительстве дорог, и является основным компонентом асфальта.

Барий
Барий представляет собой элемент, получаемый в основном из минеральный барит, используемый в качестве тяжелой добавки при бурении нефтяных скважин. грязь, краски, резина, пластик и бумага; изготовление химикаты бария; и производство стекла.

Бериллий
Бериллий, элемент, обычно связанный с магматические породы, имеет промышленное применение и ядерную оборону и используется в легких, очень прочных сплавах для авиационной промышленности.Соли бериллия используются в рентгеновских трубках и в качестве раскислителя. в металлургии бронзы. Драгоценные камни берилл, бериллий минерал, изумруд и аквамарин.

Висмут
Висмут используется в самых разных областях. Большая часть потребляется в сплавах висмута, а также в фармацевтике и химикатах. Остальная часть используется в производстве керамики, красок, катализаторов и в различных второстепенных применениях. Металлический висмут относительно инертен и нетоксичен.Он заменил токсичный свинец во многих применения, такие как сантехника, пули, дробь, металлические сплавы и пайка. Соединения висмута используются в лекарствах от расстройства желудка (отсюда торговое название Pepto-Bismol), средства для лечения язвы желудка, успокаивающие кремы и косметика.

Бор
Соединения бора используются для различных целей в промышленности и быту. Бор используется для изготовления стекла, керамики, эмалей, стекловолокна, умягчителей воды, мыло и моющие средства.Другое использование – в сельскохозяйственных химикатах, средствах борьбы с вредителями, антипирены, фейерверки, лекарства и различные второстепенные приложения. Нитрид бора является одним из самых твердых известных веществ и используется для абразивов. и режущие инструменты.
Бром
Бром, промышленно получаемый путем обработки рассолов морской воды, используется в этилированном бензине, огнетушителях и замедлители, жидкости для заканчивания скважин и санитарные приготовления. Бром — единственный жидкий неметаллический элемент.
Кадмий
Кадмий используется в гальванике и легировании, пигментах, пластик и батарейки. Кадмий получают из рудные минералы Сфалерит (Zn,Cd)S и гринокит (CdS)

Кальций
В основном кальций используется не в форме серебристо-белого металла, а в виде карбонат кальция. Он используется в клеях и герметиках, косметике, пищевых продуктах, красках, бумаги, фармацевтических препаратов, пластмасс, каучука, для производства извести, а также в качестве щебень в строительстве.Огромные количества кальция обнаружены в осадочных горных отложениях гипса, известняк и сланец. Некоторые распространенные минералы, содержащие кальций, включают апатит. (фосфат кальция), кальцит (карбонат кальция), доломит (кальций магний карбонат), флюорит (фторид кальция) и гипс (сульфат кальция). Металлический кальций производится в Канаде, Китае, Франции, России и США. Состояния. Считается, что общий мировой объем производства составляет менее 6000 метрических тонн в год. год. Потребление в Соединенных Штатах металлического кальция невелико.по всему миру основе, более 100 миллионов метрических тонн в год апатита и гипса добывается, а кальцит и доломит производятся в миллиардах метрических тонн в год. год.
Цемент
Цемент используется для производства строительных материалов, штукатурки и миномет. Цемент представляет собой смесь порошкообразной извести, глины и другие минералы, которые кристаллизуются с образованием твердого тела при добавляется вода (гидравлический цемент) или в качестве вяжущего материала в бетон» (Кеслер, 1994).Отличный обзор цемента, его химию и свойства можно найти в MacLaren и Белый (2003).

Хром
Хром используется в производстве нержавеющих и жаропрочных сталей, полнолегированных сталей, жаропрочных сплавов и др. сплавы. Хром получают из рудного минерала Хромита. (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe) 2 O 4
Глины
Существует множество различных глинистых минералов, которые используются для промышленного применения.В производстве используются глины. бумаги, огнеупоров, резины, шаровой глины, столовой посуды и керамика, напольная и настенная плитка, санитарная одежда, огнеупорная глина, огнеупорный кирпич, формовочные пески, буровой раствор, железорудное окомкование, абсорбент фильтрующие материалы, строительные материалы и косметика.

Кобальт
Половина потребляемого кобальта используется в коррозионностойких и износостойкие сплавы со сталью, никелем и другие металлы для производства промышленных двигателей.Другой Использование металлического кобальта включает магниты и режущие инструменты. кобальт соли используются для получения синего цвета в красках пигментов, фарфор, стекло и керамика. Кобальт получают из руды минералы линнеаит (Co 3 S 4 ), кобальтит CoAsS, и (Fe, Ni, Co) 1-x S x .

Медь
Медь используется в электрических кабелях и проводах, переключателях, сантехника; отопительные, электрические и кровельные материалы; электронный компоненты; промышленные машины и оборудование; транспорт; потребительские товары и товары общего назначения; монеты; и украшения.

Алмаз
Технические алмазы – это алмазы, которые могут нельзя использовать в качестве драгоценных камней. Крупные алмазы используются в инструментах и буровые долота для резки горных пород и мелкого камня. Маленькие бриллианты, а также известные как пыль или песок, используются для резки и полировки камня. и керамические изделия.

Диатомит
Диатомит представляет собой горную породу, состоящую из скелетов диатомовых водорослей, одноклеточных организмов со скелетом из кремнезем, который содержится в пресной и соленой воде.Диатомит в основном используется для фильтрации напитков, таких как соки и вина, но он также используется в качестве наполнителя в красках и фармацевтических препаратах. и технологии очистки окружающей среды.

Доломит
Доломит – это порода-близнец известняка. Как и известняк, он обычно образуется в морской среде. но также как имеет первичный компонент магния. Доломит используется в сельском хозяйстве, химической и промышленной промышленности, цементное строительство, огнеупоры и природоохранная промышленность.

Полевой шпат
Полевой шпат — породообразующий минерал. Он используется в стекольная и керамическая промышленность; керамика, фарфор и эмалированная посуда; мыло; связка для абразивных кругов; цемент; клеи; удобрение; и просмоленных кровельных материалов, а также в качестве проклейки или наполнителя в текстильные и бумажные аппликации.

Флюорит
Флюорит используется в производстве плавиковой кислоты, который используется в гончарном, керамическом, оптическом, гальванопокрытии, и пластмассовой промышленности.Он также используется в металлургии. обработка бокситов, как флюсов в мартеновских сталеплавильных печах, и в выплавке металлов, а также в угольных электродах, наждаке колеса, электродуговые сварочные аппараты и зубная паста как источник фтор.

Гранат
Гранат используется для фильтрации воды, электронных компонентов, керамика, стекло, ювелирные изделия и абразивы, используемые в древесине производство мебели и транспорта. «Гранат — обыкновенный метаморфический минерал, который становится достаточно обильным для добычи в нескольких скалах» (Кеслер, 1994).
Германий
“Большая часть германия извлекается как побочный продукт выплавки цинка. Он также содержится в некоторых медных рудах». (Кеслер, 1994). Приложения включают использование в оптоволоконных компонентах, которые заменяют медь в дальней связи линиях, а также в объективах фотоаппаратов и других очки и инфракрасные линзы.

Золото
Золото используется в стоматологии и медицине, ювелирных изделиях и искусства, медальоны и монеты, а также в слитках.Он также используется для научные и электронные приборы, компьютерные схемы, как электролит в гальванической промышленности и во многих областях применения для аэрокосмической промышленности.

Гранит
Гранит можно разрезать на крупные блоки и использовать в качестве строительный камень. В отполированном виде используется для памятников, надгробия, столешницы, статуи и облицовка зданий. Это также подходит для железнодорожного балласта и дорожного заполнителя в строительство шоссе.

Графит
Графит представляет собой кристаллическую форму углерода. графит используется в качестве сухой смазки и упрочнителя стали, а также для тормозных накладки и производство «грифа» в карандашах. Самый графит продукция поступает из Кореи, Индии и Мексики.

Гипс
Обработанный гипс, используемый в промышленности или строительстве штукатурки, сборных стеновых панелей, производства цемента и для сельское хозяйство.

Галит
Галит (соль) используется в питании людей и животных, в первую очередь как пищевая приправа и консервант. Это также используется для приготовления гидроксида натрия, кальцинированной соды, каустической сода, соляная кислота, хлор и металлический натрий, и это используется в керамической глазури, металлургии, обработке шкур, минеральной вода, производство мыла, бытовые умягчители воды, шоссе противообледенительное, фотографическое и научное оборудование для оптических части.
Йод
Йод используется в качестве антибактериального агента в мыле и моющих средствах. продукты в туалетах, в йодированной соли для профилактики зоба и в аптечках в качестве антисептика.

Железная руда
Железная руда используется для производства сталей различных типы и другие металлургические изделия, такие как магниты, авто детали и катализаторы. Большая часть производства в США производится из Миннесоты. и Мичиган. Земная кора содержит около 5% железа, четвертый по распространенности элемент в земной коре.

Свинец
Свинец используется в батареях, строительстве, боеприпасах, телевизионные трубки, ядерная защита, керамика, гири и трубы или контейнеры. Соединенные Штаты являются крупнейшим производителем (в основном из Миссури), потребитель и переработчик металлического свинца.

Известняк
“Осадочная горная порода, состоящая в основном из минералы кальцит и арагонит, имеющие одинаковый состав CaCO 3 “.Известняк, наряду с доломитом, является одним из основных строительных блоков строительной отрасли. Известняк используется в качестве заполнителя, строительного камня, цемента, и извести и во флюсах, стекле, огнеупорах, наполнителях, абразивах, почвенные кондиционеры и множество химических процессов.

Литий
Используются батареи из металлического лития или карбоната лития в дымовых извещателях, кардиостимуляторах, дефибрилляторах и многих других виды портативного медицинского оборудования, а также в экстренной связи оборудования, включая компьютеры и мобильные телефоны.

Магний
Магний (см. доломит) используется в цементе, резина, бумага, изоляция, химикаты и удобрения, животные корма и фармацевтические препараты. Магний получают из рудные минералы Оливин (Fe,Mg) 2 SiO 4 , магнезит MgCO3 и Доломит CaMg(CO 3 ) 2 .

Марганец
Марганец необходим для производства чугуна и стали производство.Марганец получают из рудных минералов Браунит (Mn,Si) 2 O 3 , Пиролюзит MnO 2 , и псиломелан BaMn 9 О 18 * 2 Н 2 О.

Меркурий
Ртуть извлекается из минеральной киновари и используется в электротехнической продукции, электролитическом производстве хлор и каустическая сода, краски, промышленные и контрольные приборы (термометры и термостаты).

Слюда
Минералы слюды обычно встречаются в виде чешуек, чешуек или клочья. Листовая слюда мусковит (белая) используется в электронной изоляторы, краски, в качестве цемента для швов, в качестве пылеуловителя, при бурении скважин грязи и смазочных материалов, а также в пластмассах, кровельных материалах, резине, и сварочные стержни.

Молибден
Молибден используется в нержавеющих сталях (21%), инструментальные стали (9%), чугуны (7%) и химические смазки (8%) и в других приложениях (55%).Он обычно используется для производить автозапчасти, строительную технику, газовую трансмиссию трубы, а как чистый металл молибден используется в качестве нити накала опоры в лампочках, металлообрабатывающих штампах и печах частей из-за его высокой температуры плавления (2623°C).

Никель
Никель жизненно важен как сплав для нержавеющей стали, и он играет ключевую роль в химической и аэрокосмической промышленности. Ведущими производителями являются Канада, Норвегия и Россия.

Фосфатная руда
В основном осадочная порода, используемая для производства фосфорнокислые и аммонийно-фосфатные удобрения, кормовые добавки для скота, элементарный фосфор и разнообразие фосфатных химикатов для промышленных и бытовых потребителей. Большая часть продукции США поступает из Флориды, Северная Каролина, Айдахо и Юта.

Металлы платиновой группы (МПГ)
PGM включают платину, палладий, родий, иридий, осмий и рутений.Эти элементы обычно встречаются вместе в природе и относятся к числу самый редкий из металлических элементов. Платина используется в основном в каталитических нейтрализаторах для управления автомобилем и выбросы промышленных предприятий; в украшениях; в катализаторах для производства кислоты, органические химикаты и фармацевтические препараты; и в стоматологии сплавы, используемые для изготовления коронок и мостов.

Калий
Поташ — промышленный термин, обозначающий группу водорастворимые соли, содержащие элемент калия, а также что касается руд, содержащих эти соли (Kesler, 1994).Калий используется в удобрениях, медицине, химической промышленности и для производства декоративные цветовые эффекты на латуни, бронзе и никеле.

Пирит
Пирит (золото дураков) используется в производстве серы, серная кислота и диоксид серы; окатыши прессованного пирита пыль используется для извлечения железа, золота, меди, кобальта и никеля.

Кварц
Кристаллы кварца популярны как полудрагоценные драгоценный камень; кристаллические разновидности включают аметист, цитрин, розовый кварц и дымчатый кварц.Благодаря пьезоэлектрическому свойства (способность генерировать электроэнергию при механических напряжение), кварц используется для манометров, генераторов, резонаторов, и волновые стабилизаторы. Кварц также используется в производстве стекла, красок, абразивов, огнеупоров и прецизионных инструменты.

Песчаник
Песчаник используется в качестве строительного камня, основания дорог и покрытия, строительные наполнители, бетон, железнодорожный балласт и контроль снега и льда.

Кремнезем/кремний
Кремнезем используется в производстве компьютерных микросхем, стекло и огнеупорные материалы, керамика, абразивы и вода фильтрация; входит в состав гидравлических цементов, наполнитель в косметике, фармацевтике, бумаге и инсектицидах; как агент против слеживания в пищевых продуктах; выравнивающий агент в краске и как теплоизолятор.

Серебро
Серебро используется в фотографии, химии, электротехнике и электронных продуктов (из-за его очень высокой проводимости), тонкое серебро, проволока с гальваническим покрытием, ювелирные изделия, монеты и припои и припои.

Стронций
Фотолюминесцентные указатели выхода
используют новый класс фосфоресцентные пигменты, основанные на химии алюмината оксида стронция.

Сера
Сера имеет важное значение для всех секторов мировых производственных процессов, препараты и комплексы удобрений. Сера используется как промышленное сырье. через его основное производное, серную кислоту. Производство серной кислоты основное конечное использование серы.Большая часть серы идет на удобрение; масло переработка является еще одним важным применением, а также источником серы.

Тальк
Тальк в основном используется в производстве бумаги. Молотый тальк используют в качестве наполнителя в керамике, красках, бумаге, кровле, пластмасс, косметики и в сельском хозяйстве. Тальк содержится во многих обычные предметы домашнего обихода, такие как детская (тальковая) присыпка, дезодорант и макияж. Очень чистый тальк используется в изобразительном искусстве и называется мыльным камнем.Его часто используют для вырезания фигурок.

Олово
Олово используется в производстве банок и контейнеров, электрооборудование и химические вещества.

Титан
Титан — металл, используемый в основном в реактивных двигателях, планеров, а также космических и ракетных приложений. в порошке форма, титан используется в качестве белого пигмента для красок, бумаги, пластмассы, резина и другие материалы.
Трона
Трона используется в производстве стеклянной тары, стекловолокна, специальное стекло, листовое стекло, жидкие моющие средства, лекарства, пищевые добавки, фотографии, моющие и котельные составы, и контроль рН воды.Трона добывается в основном в Вайоминге.

Вольфрам
Вольфрам используется в производстве стали, металлообработке, резка, строительная электротехника и оборудование, транспортное оборудование, лампочки, карбид буровое оборудование, тепло- и радиационная защита, текстильные красители, эмалей, красок и для окрашивания стекла.

Уран
Уран — радиоактивный материал, используемый в ядерной системы обороны и для производства электроэнергии на АЭС.Это также используется в рентгеновских аппаратах ядерной медицины, атомном датировании, и электронные инструменты.

Цеолиты
Некоторые виды использования цеолитных минералов включают аквакультура (для удаления аммиака из воды у рыб инкубаториях), умягчитель воды, катализаторы, наполнитель для кошачьих туалетов, устранение запаха, и удаление радиоактивных ионов из стоков атомной станции.

Цинк
Цинк используется в качестве защитного покрытия на стали, в качестве штампа литье, как сплав металла с медью для изготовления латуни, и как химические соединения в резине и краске.Дополнительное использование включают гальваническое железо, гальваническое покрытие, металлическое напыление, автомобильные детали, электрические предохранители, аноды, сухие батареи, питание, химикаты, водосточные желоба, обмотка кабеля и пенни. Оксид цинка используется в медицине, красках, вулканизации каучук и солнцезащитные лосьоны.

Цирконий
Цирконий представляет собой металл, извлеченный из циркона. “Циркон используется в минеральной форме в огнеупорных изделиях, где он Ценится за высокую температуру плавления 2550°C.Немного циркона подвергается химическому выщелачиванию с получением элементарного циркония. Наиболее известное использование металлического циркония – в ядерных реакторах. где цирконий содержит топливо» (Kesler, 1994).

Авторское право © 2003-2010 Кельвин и Розанна Гамильтон. Все права защищены.

Формирование волокон из базальтовой породы

Базальт — это название, данное широкому спектру вулканических пород. Удельный вес этого материала составляет почти 3, и он может быть чрезвычайно твердым, от 5 до 9 по шкале Мооса.В результате этой твердости он обладает превосходной стойкостью к истиранию и часто используется в своей естественной форме в качестве брусчатки и строительного камня. Эту магматическую породу можно разделить на две основные группы: известково-щелочные и щелочные базальты. Известково-щелочные породы показывают содержание кремнезема в пределах от 45 до 52 процентов. Эта разновидность преобладает среди лав орогенных поясов и охватывает многие тысячи квадратных миль в штатах Айдахо, Орегон и Вашингтон. На рисунке 1 показано типичное столбчатое образование, в котором часто появляется базальтовая порода, это изображение из района Уайт-Пасс в Западном Вашингтоне, штат Юта.S.A.

Рис. 1

Это обнажение базальта в районе Уайт-Пасс в Западном Вашингтоне, США, показывает типичную столбчатую структуру, которая является результатом охлаждения и сжатия расплавленной лавы. В однородных породах колонны, как правило, имеют шестиугольную форму и могут быть разделены на короткие отрезки с помощью шаровых и раструбных поперечных соединений, впечатляющий европейский пример этого, происходящий на Дороге гигантов в Антриме, Ирландия

В то время как коммерческое применение литого базальта хорошо известно давно, менее известно, что из базальта можно формовать непрерывное или штапельное волокно, обладающее уникальными химическими, механическими и экономическими свойствами (1).

Многочисленные недавние статьи описывают восточноевропейские заводы как производящие базальтовое волокно, превосходящее во многих областях применения более традиционные материалы, такие как стекловолокно, минеральная вата или асбест (2). Базальтовое волокно используется в качестве изоляционного материала, особенно при высоких температурах (до 900°С), формуется в бумагу и картон, используется как недорогой строительный материал с уникальными свойствами (3, 4). Базальт является привлекательным сырьем для формования волокон из-за его относительно однородной химической структуры, его широкомасштабной доступности во всем мире, отсутствия примесей и, конечно же, его способности формировать волокна в расплавленном состоянии.Недавний обширный обзор доступной литературы пришел к выводу, что производство базальтового волокна в США потенциально является прибыльной отраслью (5), что и послужило причиной для этого исследования.

Характеристики формирования волокна

Технология базальтового волокна во многих отношениях аналогична технологии производства стекловолокна. Способность стекла образовывать волокно сильно зависит от его вязкости, которая, в свою очередь, сильно зависит от температуры. По этой причине необходим очень строгий контроль температуры расплавленного материала.Слейтер в 1941 году получил патент на «Механическое вытягивание волокон», в котором была описана концепция использования нагреваемого сопротивлением родиево-платинового тигля или втулки (6). Струя расплавленного стекла проходила через отверстие тщательной формы в нижней части втулки, а затем превращалась в тонкое твердое волокно путем механического вытягивания или продувки воздухом или паром. Родиево-платиновый сплав имеет довольно хорошую электропроводность (около 0,10 электропроводности меди), что требует использования источника питания с очень большой силой тока и низким напряжением.Подобные методы формования стекла, описанные Слейтером в 1941 году, используются сегодня и фактически также адаптируются европейскими производителями базальтового волокна.

Платина и родиево-платиновые сплавы обладают физическими характеристиками, которые делают их исключительно подходящими для изготовления втулок из волокна. Втулки из платинового сплава устойчивы к коррозионному и эрозионному воздействию расплавленного стекла, имеют достаточную механическую прочность при используемых рабочих температурах и фактически являются наименее дорогим выбором (7, 8).

Как правило, для вытяжки волокна расплавленное стекло должно иметь вязкость в диапазоне от 500 до 1000 пуаз — при более низкой вязкости стекло слишком жидкое и на сопле образуются капли, при более высокой вязкости скорость потока стекла слишком мала и напряжение в волокне во время волочения слишком велико. Не менее важными для формирования волокна являются характеристики кристаллизации расплава. Явления кристаллизации тесно связаны с температурой ликвидуса, температурой максимальной скорости роста кристаллов, вязкостью при температуре ликвидуса и вблизи нее, а также другими факторами.Температура ликвидуса важна, потому что образование волокон затруднено или невозможно, когда кристаллизация происходит во время вытягивания волокна. Кристаллы могут образовываться во втулке или отверстии, вызывая засорение, а также могут образовываться снаружи отверстия в расплавленном волокне. В последнем случае они будут содержаться в твердом волокне, создавая слабое место или разрыв, который позже приведет к разрушению волокна во время обработки. Кроме того, если вязкость стекла составляет всего 100—200 пуаз при температуре ликвидуса, возникают и другие трудности; происходит очень быстрое образование кристаллов и механическое вытягивание волокна будет очень затруднено.С другой стороны, если вязкость расплава составляет около 1000 пуаз при температуре ликвидуса, образование кристаллов будет затруднено и будут существовать благоприятные условия волочения.

Поверхностное натяжение также является важным параметром волокнообразования. Если поверхностное натяжение слишком велико, на сопле образуется сферический валик, и вытягивание волокна становится невозможным. Если поверхностное натяжение слишком низкое, материал не будет обладать достаточной прочностью, чтобы сформировать расплавленное волокно во время вытягивания. К счастью, добавки диоксида кремния в стекло обычно одновременно решают проблемы вязкости и поверхностного натяжения, и стекольная промышленность использует диоксид кремния в количестве 55% и выше для контроля этих эффектов.

Если стеклообразный материал не соответствует этим требованиям для вытягивания волокна, волокно все же может быть сформировано путем продувки паром или воздухом тонкой струи расплава. Кажется, что базальт часто не соответствует требованиям по вязкости; следовательно, базальтовые волокна могут быть образованы выдуванием. Вязкость при выдувании обычно составляет около 100 пуаз для тонкого длинного волокна.

В отечественной литературе рекомендуется использовать базальт с вязкостью не менее 90 пуаз при 1700°С и не менее 350 пуаз при 1250°С (4).Кроме того, требуется температура ликвидуса ниже 1250°C. Однако оказывается, что полезные штапельные волокна производятся из материалов с более низкой вязкостью, чем эти рекомендации, и с менее выраженной зависимостью вязкости от температуры. Случилось так, как будет показано ниже, что несколько базальтов Тихоокеанского Северо-Запада, США, по-видимому, удовлетворяют этим требованиям для хорошего образования волокон.

Краткое изложение важных физических свойств базальта

В таблице дан химический анализ базальтов из нашего местного карьера Уитлоу, другого базальта из Вантаджа, штат Вашингтон, а также анализ базальтов из двух российских месторождений.Химический анализ стекла с высоким и низким содержанием кремнезема также включен. Отмечено, что базальтовые материалы имеют несколько различающийся состав, с содержанием кремнезема от 48 до 50%, иногда до 53%, со значительным количеством оксидов железа и алюминия, а также кальция и натрия. оксиды. Большинство этих оксидов не присутствуют в составах обычного стекла. Наш местный базальт из карьера Уитлоу, вероятно, подобен по вязкости российскому яновскому базальту, в то время как базальт из района Вантадж, штат Вашингтон, кажется, в некоторых отношениях подобен составу Е-стекла.

Формирование волокна

Использовалась втулка с одним отверстием из 20-процентного сплава родия и платины. Форма втулки показана на рис. 2. Втулка имеет размер сосуда 2,5 см в квадрате и длину 6,5 см с толщиной стенки 1 мм. Важно минимизировать толщину стенки, чтобы увеличить общее сопротивление проходного изолятора и тем самым уменьшить средний уровень электрического тока. Использовали отверстие диаметром 1 мм и длиной 1,5 мм. Дополнительный расточенный участок, заканчивающийся конечной толщиной стенки на выходе 0.25 мм было использовано для предотвращения любой тенденции расплавленного базальта подниматься вверх по внешней стороне сопла.

Рис. 2

Втулка из родиево-платинового сплава, используемая для формирования волокна, состоит из защитной оболочки с большими выступами сбоку для электрических соединений и одним отверстием, указанным стрелкой, внизу. Три термопары измеряют распределение температуры вдоль втулки, а четвертая возле отверстия используется для контроля температуры

Химический состав местных и российских базальтов, а также двух стекол, используемых при формовании волокна (каталожные номера указаны в скобках)

Whitlow Quarry, Pullman, Washington (11) Grant County, Vantage, Washington (9) Yanova, U.ССР (4) Армения, США. 45,4 55,2 73,0
Аль 2 О 3 13,90 14,30 15,2 16,6 14,8 2,0
Fe 2 О 3 2.00 14,60 5,9 9,7 0,3 0
FeO 11,98 9,80 8,0 1,3 0 0
MgO 5,25 4,60 5,6 11,1 3,3 3,5
СаО 9,43 8,30 9,3 13,0 18,7 5,5
Na 2 O 3.09 2,80 2,9 3,6 0,3 11,0
К 2 О 1,26 1,20 ? ? 0,2 0,5
H 2 O 0,60 1,55 ? ?
TiO 2 3,16 1,75 1,6 0,6

Четыре термопары используются на втулке; три для измерения распределения температуры по длине проходного изолятора и четвертый, расположенный рядом с отверстием, для контроля температуры.

Электропитание родиево-платинового ввода осуществляется от трансформатора мощностью 15 кВА с отводами напряжения от 0,8 до 2,5 вольт. Трансформатор подает ток на ввод до 2000 ампер. Мощность проходного изолятора регулируется на входной стороне трансформатора тиристором на 240 вольт, 60 ампер. регулятор мощности, а одна из проходных термопар обеспечивает управление этим регулятором с обратной связью. Цифровой индикатор термопары показывает температуру проходного изолятора. Также непрерывно измерялись напряжение и ток (от 0 до 5 вольт и от 0 до 2000 ампер) проходного изолятора.Сам ввод изолирован и закреплен в жаропрочной керамической оболочке, не содержащей железа, отлитой вокруг него.

Электрические соединения с проходным изолятором должны быть гибкими, чтобы допускалось расширение проходного изолятора, и они должны охлаждаться для предотвращения образования легкоплавкого платино-медного сплава в месте соединения проходного изолятора. Три жилы кабеля 4/0, соединенные параллельно, используются для соединения каждой шины трансформатора с каждым электродом проходного изолятора. Таким образом, общая допустимая нагрузка по току составляет 1800 ампер.Медный зажим с водяным охлаждением обеспечивает фактическое соединение между кабелем и электродом втулки, как показано на рис. 3. Под втулкой расположены сопло для выдувания волокна и барабан для намотки непрерывных волокон. Поток расплавленного базальта проходит через центр сопла, и конус газа под высоким давлением дует на поток, формируя его в волокно.

Рис. 3

В экспериментальной установке для формирования базальтового волокна втулка изолирована пористым огнеупором высокой чистоты.Тяжёлые, гибкие, водоохлаждаемые проводники соединяют источник питания с втулкой, а сопло для продувки волокна и барабан для намотки расположены под втулкой. щебень, взятый из карьера Уитлоу, в глиноземном тигле. Эти шарики использовались для зарядки втулки из платинового сплава. При температуре от 1250 до 1300 °С образовавшуюся на конце сопла каплю можно было легко втянуть в волокно, удлинив его глиноземным стержнем.Волокно, вытягиваемое из сопла, показано на рис. 4. Наконечник волокна прикрепляли к вращающемуся барабану, и формировалось некоторое количество непрерывного волокна. Варьируя скорость вытяжки волокна и температуру расплава, можно было получать волокна широкого диапазона размеров. Например, при скорости вытягивания 12 м/с и температуре сопла 1325°С было получено волокно 7 мкм, а при 4 м/с и 1285°С – волокно 17 мкм. Было обнаружено, что очень тонкие волокна можно получить, если разместить воздушное сопло примерно на 10 см ниже втулки и обдувать волокна воздухом под высоким давлением.В результате этого процесса получали штапель из штапельных волокон, который собирали на сите.

Рис. 4

Базальтовое волокно вытягивается из отверстия втулки. Волокна, имеющие широкий диапазон размеров, могут быть получены в лаборатории путем изменения скорости вытяжки и температуры расплава

Интересно отметить, что при использовании базальтовых мраморов состава, полученного с участка Вантаж, Вашингтон и того же размер отверстия втулки, волокна могут быть вытянуты только с большим трудом.

Различный химический состав этого материала, главным образом более высокое содержание кремнезема, приводит к гораздо более высокой вязкости. Требовалась температура втулки 1385°C, чтобы получить даже медленный поток через единственное отверстие, и характеристики вытягивания также были довольно плохими.

Механические свойства базальтовых волокон

На рисунке 5 показано количество вытянутого волокна. Готовое волокно имеет шелковистый блеск и коричневую окраску из-за высокого содержания железа.Электронно-микроскопические исследования, проведенные на волокнах, вытянутых при температуре 1175°C, показали наличие большого количества кристаллических включений, в то время как волокна, вытянутые при более высокой температуре 1285°C, были прекрасно гладкими.

Рис. 5

Волокно, полученное из некоторых базальтовых пород, которые покрывают обширные территории Тихоокеанского северо-запада США. Хотя не все базальты легко образуют волокна, те, которые были произведены, обладают хорошими физическими свойствами прочность в тестере на микрорастяжение.Волокна размером от 8 до 18 микрон, вытянутые при 1285°C, показали среднюю прочность на растяжение 1330 МН/м 2 , в то время как волокна размером от 9 до 11 микрон, вытянутые при 1175°C, показали среднюю прочность на растяжение 1330 МН/м. только 660 МН/м 2 . Это значительное снижение прочности, конечно, отражает влияние кристаллических включений при более низкой температуре волочения.

Модуль упругости волокна, измеренный с помощью измерения времени распространения волны упругого напряжения, составил 95 ГН/м 2 , что значительно выше, чем у E-стекла, обычно сообщаемое как 70 ГН/м 2 .

Выводы

Технология стекловолокна была адаптирована для изготовления волокон из некоторых базальтовых пород, расположенных на тихоокеанском северо-западе США. Не все базальты в этой области кажутся хорошими волокнообразователями, но полученные волокна обладают хорошими физическими характеристиками.

Ожидается, что существует несколько коммерческих применений, которые могут с пользой использовать уникальные свойства этого волокна. Изоляционный материал для использования при нормальных и повышенных температурах, армирующее волокно для бетона и замена древесному волокну для изготовления строительных плит или панелей — вот несколько разнообразных областей применения, которые сразу приходят на ум.

Вопрос о том, сможет ли базальтовое волокно экономически конкурировать с широко развитой промышленностью стекловолокна в США, еще предстоит выяснить.

  • 1

    Хим. инж. Новости, 1973, 51 , (23), 49; 1974, 52 , (17), 18

  • 2

    Kaswant in Kastellaun, Sprechsaal Keram. Глас Эл., 1963, 20 , (8), 15

  • 4

    В. А. Дубровский ,, В. А. Рычко ,, Т. М. Бачило и А. Г. Лысюк, Стекло Керам., 1968, 25 , (12), 18

  • 5

    Р. А. В. Рафф, Инж. Мин. J., 1974, 175 , (2), 76

  • 6

    E.G. Slayter and J.H. Thomas, , патент США 2,234,986; 1941

  • 7

    E.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.