Каменная вата — тепло - звукоизоляция , изготовленная преимущественно из расплава изверженных горных пород. Разновидность минеральной ваты .

Исходным сырьем для производства волокна каменной ваты служат габбро - базальтовые горные породы .

Сырье

В качестве одного из основных компонентов сырья для производства каменной ваты выступают горные породы , как правило, это изверженные породы габбро-базальтовой группы и подобные им по химическому составу метаморфические горные породы, а также мергели .

Примерный химический состав сырья:

• SiO ₂ 45-65 %
• Al ₂ O ₃ 10-20 %
• CaO 5-15 %
• MgO 5-10 %
• Fe ₂ O ₃ + FeO 5-15 %
• Na ₂ O + K ₂ O 1-3 %

Один из основных показателей качества волокна каменной ваты является модуль кислотности — соотношение между кислыми и основными окислами .

Наиболее качественная каменная вата может быть получена из горных габбро-базальтовых пород, с введением добавок карбонатных пород для регулирования модуля кислотности.

По значению модуля кислотности каменную вату можно классифицировать согласно ГОСТ 4640-93 «Вата минеральная. Технические условия», следующим образом (3 типа):

• А — модуль кислотности св. 1,6
• Б — модуль кислотности св. 1,4 до 1,6
• В — модуль кислотности св. 1,2 до 1,4

Вата с большим модулем кислотности является более водостойкой и, следовательно, более долговечной .

Одним их компонентов изоляции из каменной ваты является связующее, которое скрепляет волокна между собой, тем самым обеспечивает изделиям заданные параметры формы и плотности. Виды связующего:

1. Битумные связующие
2. Синтетические связующие. Как правило это фенолоспирты, фенолоформальдегидные , карбамидные смолы .
3. Композиционные связующие (связующие, состоящие из нескольких компонентов).
4. Бентонитовые глины.

В настоящее время наиболее распространено использование композиционного синтетического связующего, состоящего из фенолоформальдегидных смол и гидрофобизирующих добавок, так как этот вид связующего обеспечивает наилучшие характеристики теплоизоляции. В готовом изделии фенола и формальдегида меньше 2 % по массе ^{[ источник не указан 203 дня ]} , вещества находятся в связном состоянии, связующее инертно по отношению к окружающей среде.

Технология производства каменной ваты

Методика производства волокна из камня была основана на природных процессах: после вулканических извержений на Гавайских островах были найдены так называемые « Волосы Пеле » — вата из тонких нитей вулканических пород, которые и оказались «предшественниками» современного материала. Впервые вату из горных пород получили в США в 1897 г. Современное производство каменной ваты основано на принципе действия, схожем с работой вулкана : в печи , где температура достигает примерно 1500 ºС, из горных пород получают огненно-жидкий расплав, который затем вытягивают в волокно различными способами:

• Дутьевой способ
• Центробежно-валковый способ
• Центробежно-дутьевой способ
• Центробежно-фильерно-дутьевой способ
• Иные модифицированные способы

Производство изделий: После процесса волокнообразования вводится связующее путём распыления связующего на волокна, полива ковра из каменной ваты или приготовления гидромасс. Ковёр из каменной ваты с нанесённым на волокна связующим проходит этап формирования структуры изделия. Технологически могут быть заданы горизонтально-слоистая, вертикально-слоистая, пространственная или гофрированная структуры, а также создана комбинированная плотность, что увеличивает возможности применения изделий в тех или иных конструкциях.

После формования каменная вата подвергается термообработке , где теплоноситель с температурой 180—230 °С провоцирует реакцию поликонденсации связующего. Содержание органических веществ в готовой продукции, как правило, составляет 3-4 % по массе ^{[ источник не указан 203 дня ]} . Затем происходит резка изделий на необходимые размеры, упаковка и складирование.

Из каменной ваты, кроме плит и матов, могут изготавливаться формованные изделия ( цилиндры , сегменты).

Свойства

Каменная вата является материалом. Волокна каменной ваты способны выдерживать температуру, не плавясь при температуре, достигающей 870 ºС. Каменная вата не горит, но при температуре в 600—700 градусов распадается, образуя горячую пыль. ^{[ уточнить ]} Изделия из каменной ваты обладают тепло- звукоизоляционными свойствами благодаря открытой пористости. Коэффициент теплопроводности каменной ваты находится в пределах 0,035 — 0,039 Вт/м•К. Воздух, заключённый в порах ваты, обладает низкой теплопроводностью и находится в статичном состоянии, именно это определяет её отличные теплоизоляционные качества. Благодаря открытой пористости каменная вата — паропроницаемый материал, паропроницаемость равна примерно 0,25 — 0,35 мг/м²•ч•Па.

Плотность каменной ваты может колебаться в широких пределах от примерно 30 кг/м³ до 220 кг/м³, следовательно, отличаются и физико-механические характеристики. Так, жёсткие плиты способны выдерживать распределённую нагрузку в 70 кПа (700 кг/м²!).

Изделия могут выпускаться с покрытием из алюминиевой фольги , крафт-бумаги , стеклохолстом и т. д.

Положительными сторонами каменной ваты являются: экологичность ^{[ источник не указан 24 дня ]} , биологическая стойкость, долговечность , лёгкость в процессе монтажа, достаточное паропропускание, пожарная безопасность, хорошая теплоизолирующая способность.

Применение

Применение каменной ваты в качестве утеплителя получило широкое распространение с начала 20-го столетия ввиду того, что этот натуральный материал (примерно на 95 % состоящий из камня) является негорючим и долговечным. Основное распространение каменная вата получила в качестве утеплителя для ограждающих конструкций зданий (фасадов, кровли). Благодаря своим теплоизоляционным способностям материал позволяет предотвращать теплопотери через поверхности в холодное время года и сохранять прохладу помещения в течение теплого периода года. В настоящее время каменная вата широко применяется в следующих конструкциях:

• Стены. В вентилируемых фасадных системах, фасадах с тонким или толстым штукатурным слоем, лёгких внешних каркасных конструкциях, трёхслойных кирпичных стенах, стеновых ж/б панелях, металлических сэндвич-панелях, панелях поэлементной сборки.
• Перегородки. Внутри помещения в качестве звукоизоляции в перегородках в офисных и жилых помещениях.
• Полы. Для утепления полов по лагам или плитам перекрытия, с возможностью устройства стяжек. Для звукоизоляции в конструкциях «плавающего» пола.
• Кровли (скатные, плоские). Возможна укладка утеплителя на плоские кровли по железобетонным плитам или профилированному настилу с дальнейшей гидроизоляцией битумными материалами или ПВХ-мембранами.
• Огнезащита стальных несущих колонн и балок, транзитных воздуховодов, ж/б перекрытий, трубных и кабельных проходок

Изоляция оборудования и трубопроводов. Благодаря негорючести и высокой температуре плавления волокон каменная вата может применяться при изоляции поверхности с температурой до +700 ºС ^{[ источник не указан 203 дня ]} .

Для изоляции криволинейных поверхностей могут применяться цилиндры, сегменты или маты (для больших радиусов).

Литература

• Ю. П. Горлов «Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий».
• ГОСТ Р 52953-2008 (ЕН ИСО 9229:2004) Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения.
• ГОСТ 4640-93
• СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов
• Р. З. Рахимов, Н. С. Шелихов, Т. В. Смирнова. Теплоизоляция из каменной ваты. Учебное пособие. 2010.

В статье есть список источников , но не хватает сносок . Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники , подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены . ( 6 июля 2023 )