Минеральная вата и изделия из нее

Неорганические теплоизоляционные материалы

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

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

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

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

Расплав, вытекающий из нижней части печи через отверстия размером 20-30 мм, разбрызгивается давлением струи пара или сжатого воздуха на отдельные капли, которые, пролетая вдоль камеры вблокнообразования, вытягиваются в тонкие волокна диаметром от 2 до 12 мк и длиной от 2 до 60 мм. Охлаждаясь, волокна падают на пол камеры, который представляет собой транспортер, движущийся с определенной скоростью. На транспортере образуется слой ваты в виде ленты; при выходе из камеры лента проходит через вальцы и несколько уплотняется. Схема установки для получения минеральной ваты показана на рис. 1. В процессе производства ваты не все капли расплава успевают вытянуться в нити; часть из них принимает

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

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

По объемному весу, который зависит от толщины волокон, степени уплотнения и количества корольков, минеральная вата делится на три марки: 150; 200; 250. Коэффициент теплопроводности ее колеблется в пределах 0, 04-0, 06 ккал/м ч град. Минеральная вата не горит, обладает морозостойкостью и малой гигроскопичностью. В связи с тем, что она хрупка и при ее укладке образуется много пыли, комовую вату гранулируют, т.е. превращают в рыхлые комочки — гранулы, и используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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