- Історія мінеральної вати
- Технологія виробництва мінеральної вати
- Мінеральна вата - властивості і характеристики
- скловата
- шлакова вата
- кам'яна вата
- Чому мінеральна вата - ефективний тепло- і звукоизолятор
- Області застосування і марки мінеральної вати
- Марка П-75
- Марка П-125
- Марка ПЖ-175
- Марка ППШ-200
- Мінуси мінеральної вати
- На що потрібно звернути увагу при виборі мінеральної вати
У цій статті: історія створення мінеральної вати; з чого і як проводиться мінвата; види, властивості і характеристики мінеральної вати; що забезпечує мінвати тепло- і звукоізоляційні властивості; класифікація мінеральної вати; як впоратися з негативними властивостями; на що звернути увагу при покупці.
Серед безлічі турбот про своє житло проблема утеплення і захищеності від шуму варто на перших позиціях. Літня спека і зимова холоднеча - захист від цих сезонних явищ людство винаходило століттями, але частіше за все спиралося на джерела тепла, будь то відкритий вогонь або електрообігрівач. Що до звукоізоляції, то часто виникає відчуття, ніби живеш як в булгаковському «Трактат про житло» - в близькому подобі «телефонної трубки», в якій звуки проникають часто і звідусіль. Вирішити дві проблеми відразу дозволять ізоляційні матеріали на основі мінеральної вати - тільки ось вибирати їх слід уважно і вкрай прискіпливо.
Історія мінеральної вати
Своїм виникненням мінеральна вата зобов'язана природі - під час виверження вулканів, крім лави і пекучих хмар, утворюються тонкі нитки з розплавлених бризок шлаку, підхоплені вітром. Помітивши це і вирішивши, що такий матеріал відмінно підійде як утеплювач, англійський промисловець Едвард Перрі в 1840 році відтворив процес формування ниток з доменного шлаку. Але їм була допущена груба помилка - створення шлакової вати проходило в відкриту, тому частина вироблених волокон вільно розліталася по цеху і робітники були змушені вдихати їх. В результаті кілька людей постраждало, а сам Перрі відмовився від ідеї виробництва мінеральної вати.
Через 30 років, в 1871 році на металургійному заводі німецького містечка Георгсмаріенхютте було запущено промислове виробництво мінеральної вати з урахуванням помилок Едварда Перрі.
Технологія виробництва мінеральної вати
Вихідним матеріалом для кам'яної вати служать вапняк, діабаз, базальт і доломіт, для шлакової вати - шлакові відходи доменної металургії, а скловата виробляється зі скляного бою або з вапняку, соди і піску. При зовнішній схожості, скажімо, кам'яної вати різних виробників, її характеристики будуть дещо відрізнятися, оскільки точне поєднання сировинних компонентів кожен виробник розраховує «під себе», доручаючи розрахунок точної формули технологам виробничих лабораторій і зберігаючи результати в строгому секреті.
Необхідно скласти рецептуру так, щоб отримане в результаті волокно володіло максимальними якісними властивостями: гидрофобностью і довговічністю, хімічною нейтральністю до металів і матеріалів, використовуваних в будівництві і обробці. Володіючи цими якісними характеристиками, мінеральне волокно повинне мати найвищі теплоізоляційні показники, чинити опір будь-яким динамічним навантаженням. Існують два критерії якості, які можна застосувати до мінеральній ваті - товщина волокна і його хімічний склад. І якщо точні відомості за другим критерієм недоступні широкому загалу, то залежність якості від товщини волокон мінеральної вати така - чим тонше волокно, тим вище теплоізоляційні властивості мінеральної вати.
Виробництво мінеральної вати починається з розплаву сировинних компонентів, для цього підготовлена суміш завантажується в вагранки, ванні або шахтні плавильні печі. Температура плавлення в діапазоні 1400-1500 градусів - дотримання точності при розігріві вихідної суміші компонентів вкрай важливо, тому що від ступеня в'язкості розплаву залежить довжина і товщина одержуваних волокон, а значить динамічні і теплоізоляційні властивості самої мінеральної вати.
На наступному технологічному етапі доведений до заданої в'язкості розплав надходить в центрифуги, всередині яких зі швидкістю понад 7000 оборотів в хвилину обертаються валки, що розривають розплавлену масу на міріади тонких волокон. У камері центрифуги волокна покриваються єднальними компонентами синтетичного походження - в їх ролі, як правило, виступають фенолформальдегідні смоли. Потім потужний потік повітря кидає утворилися волокна в особливу камеру, де вони осідають, утворюючи вид килима заданих розмірів.
З камери осадження волокна надходять на Ламельні або Гофрувальні машину, де килиму з волокон надається задана форма і обсяг. Далі килим з мінеральної вати поміщається в термокамеру - під впливом високої температури органічне сполучна проходить полімеризацію, а сама мінеральна вата набуває остаточну форму і об'єм. Фінішна термообробка проходить при строго певних температурах - саме на цьому етапі формуються міцнісні властивості мінеральної вати.
На завершальному етапі пройшла полімеризацію мінеральна вата розрізається на блоки заданих розмірів і проходить упаковку.
Мінеральна вата - властивості і характеристики
ГОСТ 52953-2008 відносить до теплоізоляційних матеріалів цієї групи скляну вату, шлакову вату і кам'яну вату. Ці види теплоізоляційних матеріалів розрізняються не тільки по сировинному матеріалу, але також по ряду інших параметрів: довжині і товщині волокон; термостійкості; опору динамічним навантаженням; гігроскопічності; коефіцієнту теплопровідності. Крім того, з кам'яної і шлакової ватою набагато простіше працювати, ніж з скловатою - її колкость широко відома, адже в СРСР її застосовували повсюдно через дешевизну.
Розглянемо характеристики кожного типу мінеральної вати окремо.
скловата
Товщина волокон скловати від 5 до 15 мкм, довжина - від 15 до 50 мм. Такі волокна надають скловаті високу міцність і пружність, практично не впливаючи на теплопровідність, рівну 0,030-0,052 Вт / м · К. Оптимальна температура нагріву, яку витримує скловата - 450 оС, гранично допустима - 500 оС, гранична температура охолодження - 60 оС. Основна складність роботи зі скловатою - її висока крихкість і колкость. Зламані волокна легко пронизують шкіру, проникають в легені і очі, тому захисні окуляри і респіратор, одноразова спецодяг (очистити її від волокон скловати не вдасться) і рукавички обов'язкові;
шлакова вата
Товщина волокон якої від 4 до 12 мкм, довжина - 16 мм, серед всіх інших видів мінеральної вати витримує найменшу температуру - до 300 оС, вище якої її волокна спікається, а функції теплоізоляції повністю припиняються. Шлаковата має високу гігроскопічність, тому не допускається до робіт на фасадах будівель і для теплоізоляції водопровідних труб. Ще один мінус шлаковати - доменні шлаки, з яких вона проводиться, мають залишкової кислотністю, що при найменшому зволоженні призводить до кислотоутворення і виникнення агресивного середовища для металів. У сухому стані її теплопровідність знаходиться в діапазоні 0,46 - 0,48 Вт / м · К, тобто є найбільшою серед теплоізоляційних матеріалів її групи. В довершення - волокна шлаковати крихкі і кілки, подібно волокнам скловати;
кам'яна вата
Товщина і довжина волокна, з якого така ж, як у шлаковати. В іншому її характеристики краще - теплопровідність в межах 0,077-0,12 Вт / м · К, гранично витримується температура нагріву дорівнює 600 оС. Її волокна не кілки, з кам'яною ватою набагато простіше працювати, ніж з скловатою або шлаковатою. Кращими характеристиками володіє базальтова вата, вироблена практично з того ж вихідного матеріалу, що і кам'яна. Різниця лише в тому, що в первинні форми (діабаз або габро) для кам'яної вати виробники додають мінерали (вапняк, доломіт і глину), шихту або доменні шлаки, що збільшує плинність розплаву - частка мінеральних та інших домішок в кам'яній ваті може становити до 35 %. До речі, на будівельних ринках мінеральною ватою називають саме кам'яну вату.
Крім теплоізоляційних матеріалів, що відносяться до мінеральній ваті, існує ще базальтове волокно. Воно не містить будь-яких домішок або сполучних компонентів, тому витримує найбільші температури нагріву (до +1000 ° С) і охолодження (до - 190 ° С). Відсутність сполучного не дозволяє сформувати з базальтового волокна листи або рулони, цей теплоізоляційний матеріал використовують в насипному вигляді або набивають їм мати.
Будь-теплоізоляційний матеріал, що відноситься до мінеральній ваті, має високі показники по звукопоглинанню - практично абсолютна звукопоглинання у базальтового супертонкого волокна (БСТВ).
Всі види мінеральної вати, за винятком базальтового супертонкого волокна, містять від 2,5 до 10% сполучного на основі, як правило, фенолформальдегідних смол. Чим менший відсоток цього сполучного містить мінеральна вата, тим менш імовірна загроза випаровування фенолу, але, з іншого боку, більший вміст фенолформальдегідних смол дає більшу стійкість до впливу вологи.
Будь-який вид мінеральної вати не горить і не підтримує горіння - якщо температура перевищує допустиму для даного виду мінеральної вати, її волоски будуть лише сплавлятися між собою.
Чому мінеральна вата - ефективний тепло- і звукоизолятор
Теплоізоляція мінеральної вати заснована на двох елементах: малий діаметр волокна, з якого не дозволяє накопичувати тепло; хаотична внутрішня структура утворює безліч повітряних пазух, які перешкоджають вільній передачі променевого теплоизлучения. Теплоізоляція жорсткої плит з мінеральної вати забезпечується хаотичною орієнтацією та розташуванням волокон. До речі, їх стійкість до динамічних навантажень буде тим вище, чим більший відсоток утворюють волокон буде розташований вертикально - тобто виробники мінераловатних плит змушені знаходити оптимальний баланс між теплопровідністю і стійкістю до стиснення.
Звукоізоляція за допомогою мінеральної вати досягається за рахунок її повітряно-комірчастої внутрішньої структури - стоячі звукові хвилі і акустичні шуми негайно загасають, тому що не можуть продовжувати своє поширення.
Області застосування і марки мінеральної вати
Мати і плити на основі мінеральної вати застосовуються для теплоізоляції прямо-і криволінійних поверхонь - покрівлі та внутрішніх стін, стель і перегородок, підлог будівель і щитових конструкцій. Роботи з монтажу мінеральної вати не вимагають спеціальних навичок.
Мінеральні плити класифікуються за щільністю:
Марка П-75
Плитами та мінеральною ватою марки П-75, щільність якої дорівнює 75 кг / м3, ізолюють ненавантажені горизонтальні поверхні, наприклад, горища будинків, а в деяких випадках - для теплоізоляції покрівлі. Використовуються для утеплення трубопроводів тепломережі, газо- і нафтопроводів;
Марка П-125
Марка П-125 мінеральних плит і вати застосовується для тепло- і звукоізоляції ненавантажених поверхонь будь-якого просторового положення, в побудові внутрішніх перегородок, теплоізоляції підлог і стель. Плити цієї марки застосовуються в якості серединного шару в тришарових цегляних, газобетонних, керамзитобетонних стінах будівель малої поверховості;
Марка ПЖ-175
Жорсткої плитою марки ПЖ-175 ізолюють стіни і перекриття з профільованого металевого листа та залізобетонних виробів (без цементної стяжки);
Марка ППШ-200
Підвищено-жорстка плита ППШ-200 застосовується для підвищення вогнестійкості інженерних і будівельних споруд - в іншому область її застосування ідентична області застосування ПЖ-175.
Виробники випускають мінеральні плити і вата меншої щільності, ніж П-75 - відповідно, така продукція застосовується в основному на горизонтальних поверхнях за умови повної відсутності динамічних навантажень.
Мінуси мінеральної вати
Працювати з продукцією на її основі не зовсім безпечно, незважаючи на відсутність шпильки у волокон кам'яної вати. Сполучна на основі фенолформальдегідних смол може виділяти фенол , Що зовсім не сприяє здоров'ю домочадців. Крім того, дрібні частки волокон мінеральної вати неминуче будуть підняті в повітря в процесі монтажу, а їх проникнення в легені дуже не бажано.
Втім, негативних моментів можна уникнути. У другому випадку - скористатися респіратором, ретельно затягнути всю поверхню покладеної мінеральної вати або плити паронепроникною пвх-плівкою. Що до небезпеки виділення фенолу - при звичайній температурі, званої умовно «кімнатної», продукція найбільших виробників виробів з мінерального волокна не буде випускати фенол.
Але - виділення фенолу неминуче за умови нагріву мінеральної вати до гранично розрахункових температур, тому що при таких температурах освічені фенолформальдегідними смолами зв'язку будуть втрачені. Отже, вирішити проблему з фенолом в мінвати допоможуть вибір продукції великого виробника, виключити можливість нагріву утеплювача до температур, що перевищують розрахункову, або вибудовувати теплоізоляцію на базальтовому супертонкому волокні, що не містить сполучного (найбільш дороге рішення).
На що потрібно звернути увагу при виборі мінеральної вати
На виробника - нехай це буде відома марка, наприклад, «Rockwool», «ISOVER», «PAROC» або «URSA». Якщо з'явиться можливість придбати мінвату німецького виробника - зробіть це, адже органи сертифікації Німеччини вважаються найбільш прискіпливими до цієї продукції, якщо порівнювати з усіма іншими країнами Євросоюзу.
Визначтеся з щільністю мінеральної вати - чим вона вища, тим дорожче сама мінвата. Залежність ціни від щільності пов'язана з великим числом волокон в більш щільною мінеральній ваті, відповідно, з великою витратою матеріалу при виробництві.
Не спокушайтеся низькою вартістю скловати і шлаковати, адже їх тепло- і звукоізоляційні характеристики найбільш низькі, так і виконувати монтаж буде не просто через шпильки.
З'ясуйте, чи мають волокна в даній мінеральній ваті вертикальне орієнтування або їх розташування хаотично - в другому випадку тепло- і звукоізоляційні властивості будуть вище, а в першому - вище стійкість до динамічних навантажень.
Залежно від придбаного виду мінеральної вати, вона повинна відповідати ГОСТу. Ось деякі з них: для плит з мінеральної вати - ГОСТ 9573-96 ; для матів прошивних - ГОСТ 21880-94 ; для плит підвищеної жорсткості - ГОСТ 22950-95 .
І, нарешті, не довіряйте твердженнями продавців, що «дана мінеральна вата дійсно має товщину 50 мм» - частково розкрийте упаковку і переконайтеся в цьому особисто!
Абдюжанов Рустам, рмнт.ру
14.09.11