Стеклянная вата

еорганические теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят: минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы малогигроскопичные, огнестойки, не подвергаются загниванию. Их используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

1. Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает первое место среди всех теплоизоляционных материалов. Этому способствует наличие неограниченных сырьевых ресурсов для их получения в виде горных пород (доломита, известняка, мергелей и др.) и шлаков, простота технологического процесса и небольшие капиталовложения при организации производства.

Минеральная вата состоит из искусственных минеральных  волокон.

Производство минеральной  ваты включает две основные технологические  операции — получение расплава и  превращение его в тончайшие  волокна.   Для получения расплава применяют, как правило, шахтные  плавильные печи — вагранки или  ванные печи.  Превращение расплава в минеральное волокно производят дутьевым или центробежным способами.

При дутьевом способе  выходящий из печи расплав разбивается  на мелкие капельки струей пара или  воздуха, которые вдуваются в  специальную камеру и в полете сильно вытягиваются, превращаясь в  тонкие волокна диаметром от 2 до 20 мкм.

При центробежном способе  струя жидкого расплава поступает  на быстровращающийся диск центрифуги и под действием большой окружной скорости сбрасывается с него и вытягивается в волокна. Объемная масса минеральной  ваты — 75—150 кг/м3, теплопровод­ность 0,042—0,046 Вт/ (м • К). Вата не горит, не гниет, ее не портят грызуны, она малогигроскопична, морозостойка и температуростойка. Минеральную вату применяют для теплоизоляции как холодных (до —200 °С), так и горячих (до +600 °С) поверхностей, чаще в виде изделий: войлока, матов, полужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов. Иногда вату используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий, для чего ее гранулируют, т. е. превращают в рыхлые комочки во вращающемся дырчатом барабане.

Минеральный войлок выпускают в виде листов и рулонов  из минеральной ваты, слегка пропитанной  дисперсиями синтетических смол и спрессованной (рис. 1, а). Объемная масса войлока — 100—150 кг/м3, теплопроводность — 0,046—0,052 Вт/ (м- К). Листы и полотнища минерального войлока длиной 100—300 см, шириной 275_125 см, толщиной 3—6 см применяют для утепления стен перекрытий в кирпичных, бетонных и деревянных домах.

Минераловатные маты представляют собой минераловатный ковер, заключенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями или тонкой проволокой (рис. 1, г). Длина матов— от 60—120 но 500 см, ширина — от 30—100 до 150 см, толщина — от 3 до 10 см. Объемная масса матов— 100—200 кг/м3, теплопроводность — от 0,046 до 0,058 Вт/(м-К).

Маты применяют  для теплоизоляции ограждающих  конструкций жилых и общественных зданий, их используют также для  утепления свежеуложенных бетонов  и растворов при строительстве  в холодное время года.

Минераловатные полужесткие плиты (рис. 1 б) изготовляют из минерального волокна путем нанесения на него распылением связующего (синтетических смол или битума) с последующим прессованием и термообработкой для сушки или полимеризации. Объемная масса плит в зависимости от вида связующего и уплотнения — 75—300 кг/м3, теплопроводность — 0,046—0,069 Вт/(м-К).

Полужесткие изделия  применяют для теплоизоляции  ограждающих конструкций зданий и горячих поверхностей оборудования при температуре до 200—300 °С, если изделия изготовлены на синтетическом  связующем, и до 60 °С— на бутумном связующем.

Минераловатные жесткие изделия получают смешиванием минеральной ваты с битумной эмульсией или синтетическими смолами с последующим формованием, прессованием и прогреванием отформованных изделий для их сушки или полимеризации. Минераловатные жесткие плиты изготовляют длиной 1 м, шириной 0,5 и толщиной 4, 5, 6 см. Жесткие плиты делят на марки от 150 до 400 кг/м3. Теплопроводность плит находится в пределах 0,051—0,087 Вт/ (м-К).

Минераловатные жесткие плиты применяют для утепления стен, покрытий и перекрытий жилых и промышленных зданий и. холодильников. Жесткие плиты и фасонные изделия — сегменты, скорлупы (рис. 1, б) на синтетическом и бентонитоколлоидном связующих применяют для теплоизоляции горячих поверхностей.

Промышленность выпускает  также Минераловатные плиты повышенной жесткости и твердые плиты на синтетических связующих, которые характеризуются более высокой прочностью и большими размерами, чем обычные жесткие плиты. Такие плиты размером 180x120 см, а при определенных параметрах уплотнения до 360 X 120 см экономически целесообразно применять для утепления стен, перекрытий и покрытий зданий. Например, 1 м2 покрытия с использованием твердых минераловатных плит (рис. 2) в 5—7 раз легче и на 25—40 % дешевле по сравнению с железобетонным покрытием, утепленным пенобетоном (рис. 3). 

2.  Стеклянная  вата и изделия из нее. 

Стеклянная вата является разновидностью искусственного минерального волокна. Для изготовления ваты используют стеклянный бой или  те же сырьевые материалы, что и для  оконного стекла: кварцевый песок, известняк  или мел, соду или сульфат натрия. Тонкое стеклянное волокно для текстильных  материалов получают вытягиванием из расплавленной стекломассы (фильерный и штабиковый способы). Более грубое волокно, применяемое для тепловой изоляции, изготовляют дутьевым или центробежным способами. Такое волокно обычно называют стеклянной ватой.

Объемная масса  стеклянной ваты обычно не превышает 125 кг/м3, i теплопроводность — 0,052 Вт/ (м-К). Промышленность выпускает также супертонкое стекловолокно с объемной массой до 25 кг/м3  и теплопроводностью около 0,03 Вт/(м-К).

Стеклянная вата практически не дает усадки в конструкциях, волокна ее не разрушаются при  длительных сотрясениях и вибрации. Она плохо проводит и хорошо поглощает  звук, малогигроскопична, морозостойка. Слой стеклянной ваты толщиной 5 см соответствует по термическому сопротивлению кирпичной стене толщиной в 1 м.

Стекловатные маты длиной до 300 см, шириной до 100 см и  толщиной 2—6 см и полужесткие и  жесткие плиты размером 100 X (50—150) X (3—5 см), а также фасонные изделия  на связующих из синтетических смол применяют в качестве теплоизоляционного и акустического материала при  температуре не выше 200 оС, а прошивные маты и полосы — при температуре до 450 °С.