Минеральная вата

Согласно ГОСТу 52953-2008 в понятие минеральная вата (или минвата) включены следующие разновидности ваты:

1. Стеклянная вата (или стекловата) – минеральная вата, изготовленная из расплава стекла.

2. Каменная вата (или базальтовая вата) – минеральная вата, которую производят из расплава горных пород, преимущественно вулканического происхождения.

3. Шлаковая вата – минеральная вата, которую получают из расплава доменного шлака.

В зависимости от исходного сырья и технологии обработки волокнам минваты задают разную длину, толщину и пространственную ориентацию. Это позволяет изменять параметры материала, такие как термостойкость, сопротивление динамическим нагрузкам, теплопроводность и гигроскопичность. Все это позволяет расширить спектр применения минеральной ваты.

Минвата один из самых распространенных теплоизоляционных материалов применяемых в строительстве. Благодаря своим тепло- и звукоизоляционным свойствам, своей  не горючести и паропроницаемости, а также легкости монтажа и долговечности минвата занимает лидирующие позиции среди утеплителей.

Следует отметить, что довольно часто, когда говорят о минвате, имеют ввиду именно каменную вату.

 

Стекловата.

Для производства стекловаты используется песок, известняк, бура (этибор) и сода – обычные компоненты для производства стекла.  Все это засыпается в специальный бункер, где при температуре около 1400 °C расплавляется, а затем полученное стекло пропускается через фильеры и попадает в специальные центрифуги, где раздувается паром, для получения тонких стеклянных нитей.

Процесс образования волокон сопровождается обработкой полимерными связующими материалами. Затем полученную массу формуют и обдувают при температуре 250 °C для просушивания и образования полимерных связей. После полимеризации волокна ваты становятся твердыми и приобретают янтарно-жёлтый цвет. Затем вату охлаждают, режут и упаковывают.

Толщина волокон стекловаты от 5 до 15 мкм, а длинна от 15 до 50 мм. Такие размеры волокон придают стекловате механическую прочность, упругость и низкую теплопроводность. Слой ваты  толщиной 5 см по величине термического сопротивления соответствует кирпичной кладке толщиной 1 метр.

Диапазон температур, при которых стекловата сохраняет свои свойства от -60 до +450 °C. Плотность не превышает 130 кг / м3.

Преимущества.

• Имеет хорошие показатели теплопроводности: 0,038 — 0,046 Вт/м·К;
• Хорошее звукопоглощение;
• Стекловата имеет очень высокую химическую стойкость;
• Не горит и не тлеет;
• Не дает усадки при длительной эксплуатации, а ее волокна не разрушаются даже при длительной вибрации.
• Хорошо поглощает звук, малогигроскопична, морозостойка.
• Прочность волокон стекловаты выше, чем базальтовой ваты.

Недостатки.

• Главный недостаток стекловаты это высокая ломкость волокон. Эти тонкие и острые обломки волокон легко проникают через ткань одежды и вызывают сильный зуд кожи. Крайне не желательно дышать воздухом содержащим частицы стеклянного волокна. Работать с этим материалом необходимо в спецодежде из плотной ткани, рукавицах, респираторе и защитных очках.
• Не высокая термоустойчивость стекловаты. При температуре выше 450 °С она начинает разрушаться и терять свои свойства.

В основном стекловата применяется для термоизоляции конструкций с температурой поверхности от -60°С до 450°С.

 

Каменная вата.

Исходным материалом для производства каменной ваты являются горные породы в основном вулканического происхождения. Эти породы в специальной плавильной печи расплавляются при температуре 1400 – 1500 °С. Затем расплав поступает в центрифуги, где вращающиеся волки разрывают расплавленную массу на тонкие волокна. Здесь же полученные волокна обрабатываются связующими компонентами, затем мощный поток воздуха выбрасывает образовавшиеся волокна в специальную камеру, где волокна осаждаются, образуя подобие ковра требуемых размеров.

Толщина волокон каменной ваты  от  3 до 5 мкм, длина до 16 мм. Плотность от 30 до 220 кг/м3.

Преимущества.

• Имеет хорошие показатели теплопроводности: 0,035-0,045 Вт/м;
• Хорошее звукопоглощение;
• Не горит и имеет высокую термостойкость. Диапазон рабочих температур от -180°С до 700°С.
• Долговечен и устойчив к деформациям, не усаживается в течение всего срока эксплуатации;
• Не гигроскопичен и хорошо отталкивает влагу;
• Химически нейтрален и экологичен;
• Волокна каменной ваты не колки, что облегчает работу с ней, по сравнению со стекловатой или шлаковатой. Работы по монтажу минеральной ваты не требуют специальных навыков.

Недостатки.

• К недостаткам каменной ваты можно отнести наличие в составе связующих компонентов на основе фенолформальдегидных смол, что может привести к выделению фенола. Но фенол начинает выделяться только при нагреве минваты до предельно допустимых температур (выше 700 °С), в обычных условиях связующие компоненты нейтральны.

Утеплители на основе минеральной ваты применяются для теплоизоляции кровли и внутренних стен, потолков и перегородок, полов зданий и щитовых конструкций.

 

Шлаковая вата.

Исходным материалом для производства шлаковой ваты являются шлаковые отходы доменной металлургии. Технология изготовления очень схожа с методом производства каменной ваты.

Толщина волокон шлаковаты от  4 до 12 мкм, длина до 16 мм. Плотность от 75 до 400 кг/м3.

Недостатки

•  Достаточно низкая максимальная температура эксплуатации до 300 °С. При повышении температуры волокна спекаются и теряют свои свойства. Сама по себе шлаковата не горит, но в случае пожара плавится будет в первую очередь.
• Не очень хорошие показатели теплопроводности 0,46 — 0,48 Вт/м·К;
• Не долговечна, срок службы 10 – 15 лет, после чего разрушается и теряет свои свойства;
• Хорошо впитывает влагу;
• В своем составе имеет компоненты с остаточной кислотностью, по этому при попадании влаги может начаться процесс кислотообразования и возникновения агрессивной среды для металлов. Поэтому не применяется там, где возможно присутствие влаги.
• Волокна ломкие и колкие, подобно волокнам стеловаты.

Достоинства.

• Единственное достоинство этого материала это его низкая цена. Он был самым распространенным утеплителем в советском прошлом.

В настоящее время, с учетом своих недостатков и появлением альтернатив, быстро теряет и без того незначительные позиции на рынке минеральных утеплителей.

 

В таблице приведены сравнительные характеристики

разных видов минеральной ваты.

Характеристика	Шлаковата	Стекловата	Каменная вата
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м2*К)	0,46 — 0,48	0,038 — 0,046	0,035 — 0,042
Температурный диапазон использования, °С	— 60 …  250	-60 … 450	-180 … 600
Класс огнестойкости (НГ/Г)	негорючие	негорючие	негорючие
Коэффициент звукопоглощения	0,75 … 0,82	0,8 … 0,92	0,75 … 0,95
Влагопоглощение, (% от массы за 24 ч)	< 1,9	< 1,7	< 0,095
Теплоемкость, Дж/кг*К	1000	1050	1050
Количество связующих компонентов, % от массы	2,5 … 10	2,5 … 10	2,5 … 10

 

Базальтовые утеплители.

Для изготовления сэндвич панелей наша компания использует базальтовые утеплители – минвату на основе базальтового сырья, производства компании Термолайф.

Базальтовые утеплители компании Термолайф обладают хорошими показателями тепло- и звукоизоляционными свойствами, высокими физико-механическими показателями и стойкостью к химическому воздействию. За счет применения специально разработанных связующих компонентов базальтовые утеплители отличаются высокой экологической безопасностью.

Вся продукция компании имеет сертификаты качества, На предприятии существует специально оборудованная лаборатории, где постоянно проверяется качество выпускаемой продукции.

В линейке базальтовых утеплителей компании Термолайф, есть специальные утеплители для изготовления сэндвич панелей. Характеристики этих материалов приведены в таблице:

Характеристика	ТЛ Сэндвич С	ТЛ Сэндвич К
Плотность, кг/м3	105 ±10%	140 ±10%
Длина, мм	1500,1200 (± 5)	1500,1200 (± 5)
Ширина, мм	627, 1000 (±3)	627, 1000 (±3)
Толщина, мм	102,105,122 (±2)	102,105,122 (±2)
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м2*К)	0,037	0,037
Предел прочности при сдвиге,  МПа, не менее	0,050	0,075
Прочность на сжатие при 10% деформации, МПа, не менее	0,039	0,039
Прочность на отрыв слоев, МПа,  не менее	0,040	0,040
Содержание органических веществ, %  по массе, не более	4,5	4,5
Водопоглощение при полном  погружении, % по объему, не более	1,5	1,5
Влажность, % по массе, не более	1,0	1,0
Огнестойкость	НГ	НГ