Базальтовая вата температура плавления: Свойства минеральной ваты, базальтового утеплителя, основные преимущества

Содержание

Базальтовая вата — один из лучших материалов в теплоизоляции. — Статьи

Базальтовая вата — идеальный вариант защиты стен, всех видов кровли, балок от мороза и температурных перепадов. Это один из лучших утеплителей.

Базальтовая вата (по-другому — каменная вата) — это стекловолокнистое соединение, синтезированное из базальтовых горных пород, со связующими и гидрофобными компонентами. Первое упоминание о базальтовой (каменной) вате идет с Гавайских островов, где после извержения одного из вулканов обнаружились тонкие, но каменистой твердости волокна.

Из курса физики известно, что камень плавится при +1500 градусов. Отсюда — тугоплавкость и пожароустойчивость базальтовой ваты. Часто для увеличения эластичности в состав базальтовой ваты добавляют известь, но тогда снижается огнеупорность материала. Рыхлая и волокнистая структура ваты обеспечивает наличие воздушных «подушек», которые помогают сохранить стабильную температуру в помещении.

Очевидные достоинства утепления именно базальтовой ватой:

Устойчивость к температурным воздействиям и отсутствие токсичности при нагревании.
Поскольку эта вата является производной природного камня, она никогда не поражается бактериями и плесенью.
Высокая температура плавления (более 650 градусов) ваты позволяет утеплять ею помещения, внутри которых может произойти возгорание (например, на промышленных предприятиях).
Гарантия — 50 и более лет, а при правильной эксплуатации базальтовая вата может прослужить и до 80 лет.
Обеспечивает прекрасную шумо- и звукоизоляцию.
Не боится вибраций — это свойство позволяет использовать материал в промышленности.
Не взрывоопасна — материал идеален для изоляции горючих, взрывчатых и химически реактогенных веществ.
Экологически безопасная, вследствие природного происхождения.
Малая масса при высоких изоляционных свойствах и прочности.
Жесткость и механическая устойчивость достигается структурой волокон, идущих и вертикально, и горизонтально ( «решетка»).

Твердость — грызуны не прокусят.
Водоотталкивающие свойства — не задерживает влагу.
Легкая транспортировка и несложный монтаж.

Некоторые недостатки каменной ваты:

Дороговизна — у строителей базальтовая вата считается элитным материалом.
В местах швов тепло- и звукоизоляция снижена.
Содержание фенолформальдегида как связующего вещества — это сомнительный недостаток, поскольку концентрация этого соединения в базальтовой вате ничтожно мала и при качественной изоляции испарение в воздух его не происходит.

Правила монтажа

Вату из базальта выпускают в виде плиток, а не в виде рулонов. Плитки установить и подогнать по размеру гораздо легче и удобнее, чем целый рулон.

Единственная сложность: если возникла протечка у крыши или в системе водопровода, то мокрую вату затем придется долго просушивать. Отсюда — задержка ремонтно-строительных работ.

Из базальтовой ваты делают мягкие, полужесткие и жесткие утеплители. Такая градация обусловлена сферами применения. Мягкие плиты базальтовой ваты идеальны для изоляции линий трубопроводов. Ведь, чтобы обернуть трубу утеплителем герметично, необходима гибкость и пластичность материала.

Полужесткие плиты базальтовой ваты идеальны для бытового (жилого) строительства. Они отлично утепляют стены, кровлю, балочные перекрытия. Несмотря на дороговизну, популярность полужесткой каменной ваты набирает обороты. Она все активнее используется застройщиками.

Жесткие плиты базальтовой ваты — это прерогатива промышленных предприятий, при застройке которых ею утепляются различные цеха и места хранения веществ.

Принципиальные отличия базальтовой ваты от утеплителей на минеральной основе:

Сравнивая базальтовую вату со стекловатой, у первой можно отметить химическую и биологическую инертность: базальт не вступает в реакцию, не выделяется в воздух. Потому вред организму исключен.
У базальтовой ваты волокна короче и толще, чем у стекловаты. Это обусловливает эластичность, минимизирует риск осыпания при монтажных работах ваты из базальта. Также такое строение обеспечивает объемность и теплоизоляцию на высоком уровне.
Стекловата через некоторое время дает значительную усадку волокон, поэтому появляются «прорехи» в герметизации и увеличиваются теплопотери. Базальт — стабильный материал, долго не деформирующийся и долговечно использующийся.

Единственное сравнение не в пользу каменной ваты: звукоизоляция у стекловаты все-таки выше, чем у базальтовой. Потому надо сразу определяться, для каких целей делают ту или иную постройку. К сожалению, и базальт, и стекловолокно могут вызвать раздражение кожи и воспалительную реакцию слизистых оболочек у рабочих. Потому необходимо соблюдать очередность перерывов в работе, монтировать утеплитель в перчатках. Тем, кто склонен, к аллергии, надо использовать маски и (или) респираторы.

Огнеупорная (огнестойкая) вата: виды и требования

Применение негорючих, в особо пожароопасных местах огнестойких утеплителей, для огнезащиты, тепло/звукоизоляции технологического, в том числе отопительного оборудования, несущих конструкций; трубопроводов, дымоходов, воздуховодов систем жизнеобеспечения является одним из приоритетов при проектировании, возведении, реконструкции строительных объектов для обеспечения пожарной безопасности.

Минеральная огнестойкая (огнеупорная) вата – это исходное сырье для производства негорючих утеплителей в виде плит, матов, рулонных материалов, используемых для конструктивной огнезащиты.

По определениям ГОСТ 4640-2011, минеральными ватами называют материалы, имеющие внутреннюю структуру ваты, которые изготовлены из расплавов габбро-базальтовых горных и осадочных пород, содержащих глиноземы, кремнеземы; вулканических, металлургических шлаков; отходов стекольной промышленности, предназначенные для производства тепло/звукоизоляционных изделий.

Негорючие утеплители на стеллаже

Виды

Основные различия между видами огнестойких, огнеупорных ват определяет состав исходного сырья для промышленного серийного производства, в большинстве случаев дающий наименование готовой товарной продукции:

Базальтовая или каменная минеральная вата – это продукция, получаемая методом центрифугирования или дутья под давлением расплавленной до 1500℃ массы измельченной магматической базальтовой породы через фильеры из трудноплавких металлов, быстрого охлаждения каменных волокон.
Такая вата используется для производства огнезащитного базальтового материала.
Вата каолиновая или керамическая изготавливается из диоксида кремния – кварцевого песка и глинозема, где содержание оксида алюминия достигает 99%, способом раздува расплавленной массы сырья под давлением до 0,8 Мпа для получения ультратонких волокон, использующихся в качестве эффективной теплоизоляционной продукции.

Технологический процесс производства – расплав сырья ведется в электротермических промышленных печах при температуре 1750℃. Плотность каолиновой ваты варьируется в диапазоне 80–130 кг/м³.

В качестве связующих веществ для формирования из комовой ваты плит, рулонов, скорлуп, сегментов, используемых в строительстве; для облицовки корпусов, емкостей отопительного, высокотемпературного технологического оборудования; участков трубопроводов, по которым перекачиваются горячие продукты, в полученный полуфабрикат добавляют огнеупорную глину, кремнийорганические соединения, жидкое стекло (силикаты), специальные марки глиноземистого цемента.

Чаще всего каолиновую вату называют муллит-кремнеземистой по геологическим названиям исходного сырья, что нашло отражение в маркировках готовой продукции. Так, обычные волокна обозначают МКРР, а волокна с добавлением хромсодержащих соединений – МКРХ.

Вата МКРР 130, изготавливаемая по ГОСТ 23619-79, является одной из самых распространенных, востребованных марок каолиновой ваты, так как, кроме термостойких, огнеупорных свойств, химически инертна к воздействию концентрированных кислот, щелочей; является отличным электроизоляционным материалом; обладает эластичностью, за счет чего плотно прилегает к защищаемым поверхностям строительных конструкций, корпусов оборудования, поверхностей трубопроводов, вентиляционных коробов; не деформируется под воздействием вибрационных нагрузок.

Кремнеземная огнеупорная вата производится по аналогичным технологическим процессам, что и базальтовые, каолиновые ваты. Содержание чистого диоксида кремния – от 96 до 98%. При высокотемпературном нагреве не способна выделять какие-либо вещества, так как изготавливается без связующих материалов.
Стекловата. Сырьем для производства этого теплоизоляционного материала служат отходы стекольной промышленности, бой вторичной стеклотары, а также сырьевой шихты, что применяется для изготовления стекла. Используются два промышленных способа – дутье и протяжка через фильеры.
Шлаковата, сырьем для которой являются шлаки металлургических производств.

Виды огнестойкой ваты по месту основного применения такой противопожарной продукции:

Огнеупорная вата для дымохода любого отопительного оборудования – от печной трубы в бане, жилом доме до дымоходов газовых колонок, дизель-генераторных станций. Применение огнестойкой ваты позволяет исключить прямой контакт раскаленных поверхностей со строительными конструкциями – перекрытиями, стенами, выполненными из горючих материалов, создать противопожарные разделки, отступки.
Огнеупорная вата для печей металлургических предприятий, утилизационных производств позволяет создать отличный теплоизоляционный кожух вокруг корпусов такого высокотемпературного оборудования.
Огнеупорная минеральная вата для котлов тепловых, технологических электростанций, котельных эффективно служит таким же целям.

***Свойства огнестойких теплоизоляционных материалов отчасти зависят от формы выпуска готовой продукции, поэтому неудобную ни для перевозки, ни для проведения большинства видов монтажных работ комовую вату прессуют и прошивают базальтовыми (стекловолоконными) нитями в плиты, рулоны, маты; скорлупы для обкладки трубопроводов, в том числе с фольгой, прокладываемой в качестве теплоотражающего слоя.

Волокна базальтовой теплоизоляции в плите негорючей обшивки

Температура огнезащиты от вида ваты

Диапазон температур, которые максимально выдерживают различные виды таких огнестойких материалов при длительной эксплуатации:

Каолиновая (муллит-кремнеземистая) вата марки МКРР-130 – 1150℃; МКРХ-150 – 1300℃.
Базальтовая минеральная вата – до 1200 градусов Цельсия.
Кремнеземная вата – до 1100℃.
Стекловата – 450℃.
Шлаковата – до 300℃.

***Критический термический удар в 1500 градусов Цельсия не смогут выдержать даже каолиновые (муллит-кремнеземистые) ваты, хотя и изготавливаемые из расплава каменного сырья при температуре 1750℃, но имеющие в составе связующие вещества с более низким пределом плавления. Для эксплуатации в таких сверхтяжелых условиях огнестойкие ваты не предназначены.

Для этих целей используют другие огнеупорные материалы и изделия с защитой от температур выше 1580℃.

Требования нормативных документов

Прямое отношение к огнеупорным и огнестойким ватам имеют следующие нормативные документы, дающие определения, регламентирующие технические условия производства, огневых испытаний:

ГОСТ 28874-2004, классифицирующий все виды/типы огнеупорных материалов, дающий определение огнеупорности, как технической характеристике товарной продукции выдерживать, не расплавляясь, длительное воздействие высокой температуры.
ГОСТ 4640-2011 – о технических условиях на минеральную вату.
ГОСТ 23619-79, устанавливающий технические условия производства огнеупорных теплоизоляционных муллит-кремнеземистых стекловолокнистых материалов.
ГОСТ 30244-94 – о методиках огневых испытаний на горючесть строительных материалов.

Применение

Благодаря отличным огнеупорным характеристикам, сберегающим тепло свойствам, минеральные ваты используются в строительстве при возведении объектов практически любого назначения, при прокладке/монтаже инженерных сетей/систем, сборке технологического оборудования; а также при изготовлении различных изделий, где востребованы технические параметры этой продукции.

Область применения:

Для производства огнестойких утеплителей.
Для утепления, и зачастую одновременно огнезащиты перекрытий, полов, крыш, технических, мансардных этажей; фасадов, подвалов, чердачных помещений зданий.
В качестве теплоизолирующего заполнения полостей в кирпичных кладках; стыков, зазоров, щелей между железобетонными конструкциями.
Для теплоизоляции, исключения промерзания трубопроводных сетей, технологических коммуникаций населенных пунктов, промышленных, складских объектов.
В качестве носителей катализаторов, фильтров для очистки высокотемпературных газов, в том числе выполняя роль огнепреградителей для горючих газовых смесей.
При производстве различных изделий – от трубной продукции до тормозных колодок автотранспорта в качестве армирующей, теплоизоляционной основы.
Для армирования огнеупорного (огнестойкого) бетона.
Для конструктивной огнезащиты несущих, ограждающих строительных конструкций из древесины, металла, железобетона; коробов транзитных воздуховодов вентиляционных установок; отводящих дымоходов, шахт систем дымоудаления.
Для теплоизоляции, огнезащиты трубы, дымохода камина, печи.
В качестве огнеупорного, не пропускающего тепло защитного покрытия, футеровки для печей утилизации сгораемых отходов; паровых котлов, газовых турбин объектов теплоэнергетики.
Для теплозащиты металлургических печей, технологических установок переработки нефти, газового конденсата.
В качестве связующего при производстве огнеупорных обмазок, паст, огнезащитных штукатурок.
Для теплоизоляции емкостей, резервуаров со сжатыми, сжиженными газами.
Для заполнения внутреннего пространства противопожарных ворот, перегородок, люков, дверей.
В тепло/звукоизоляции двигательных отсеков, машинных, генераторных отделений автомобильного, железнодорожного транспорта, морских, речных судов.

Как делают каменную вату

Плюсы и минусы

К преимуществам всех видов огнеупорных, огнестойких минеральных ват относят:

Высокую термическую стойкость даже при длительном, постоянном огневом и тепловом контакте без разложения, разрушения внутренней структуры.
Незначительную плотность, что в приоритете при выборе теплоизоляционных, огнезащитных покрытий для несущих конструкций, межэтажных перекрытий строительных объектов.
Низкую теплопроводность, малую теплоемкость, что формируют отличные теплоизоляционные, энергосберегающие характеристики данной продукции.
Диэлектрические свойства, важные при использовании на объектах теплоэнергетики, даже при повышении рабочих температур до 700–800℃.
Отличную химическую стойкость к сильным кислотам, щелочам.
Устойчивость к сейсмическим колебаниям, вибрационным воздействиям.
Звукоизоляционные качества.
Масло/влагостойкость.
Не смачивание расплавами цветных металлов.
Длительный период эксплуатации без потери теплоизоляционных, огнезащитных параметров продукции.
Безопасность использования из-за отсутствия выделения токсичных летучих соединений как при нормальной эксплуатации отопительного, технологического оборудования, так и при сильном перегреве поверхностей корпусов; а также при возникновении очага возгорания, контакте с открытым пламенем внутри строительного объекта, где в качестве огнестойких, теплоизоляционных покрытий применены минеральная огнеупорная (огнезащитная) вата, или рулонные, плитные изделия на ее основе.
Невысокая стоимость продукции, что важно, как для заказчиков строительства, реконструкции крупных производственных объектов, так и возведения многоэтажных, частных домов.
Значительное уменьшение объема более дорогих керамических огнеупорных изделий в составе конструкций кожухов, футеровок отопительного, технологического оборудования, снижение материалоемкости, в тех ситуациях, когда возможна замена на огнестойкие минеральные ваты.

За счет структуры, мягкости, эластичности комовой ватой легко набивают теплоизоляционные кожуха оборудования, но чаще такую продукцию используют в виде рулонных, плитных утеплительных материалов, в том числе в виде готовых изделий; например, полуцилиндров для теплоизоляции трубопроводов инженерных, технологических коммуникаций.

К недостаткам следует отнести необходимость крайней осторожности, обязательности использования плотной спецодежды, устройств защиты дыхательных путей, глаз при проведении любых работ с огнеупорными минеральными ватами, из-за того, что мельчайшие сверхтонкие волокна такой продукции могут нанести вред здоровью людей.

Каменная вата | Свойства, цена и применение

О каменной вате

Каменная вата, также известная как каменная вата, основана на природных минералах, присутствующих в больших количествах по всей земле, например, каменной вате. вулканическая порода, обычно базальт или доломит. Наряду с сырьем в процесс могут быть добавлены переработанная минеральная вата, а также шлаковые остатки металлургической промышленности. Он сочетает в себе механическую стойкость с хорошими тепловыми характеристиками, пожаробезопасностью и пригодностью к высоким температурам.

Сводка

Имя	Каменная вата
Фаза на STP	твердый
Плотность	20 кг/м3
Предел прочности при растяжении	0,02 МПа
Предел текучести	Н/Д
Модуль упругости Юнга	Н/Д
Твердость по Бринеллю	Н/Д
Точка плавления	997 °С
Теплопроводность	0,03 Вт/мК
Теплоемкость	700 Дж/г К
Цена	3 $/кг

Состав каменной ваты

Стекловата и каменная вата производятся из минеральных волокон и поэтому часто называются «минеральной ватой». Минеральная вата — это общее название волокнистых материалов, которые образуются путем прядения или вытягивания расплавленных минералов. Каменная вата представляет собой изделие из расплавленной горной породы при температуре около 1600 °С, через которую продувается поток воздуха или пара. Более продвинутые методы производства основаны на вращении расплавленной породы в высокоскоростных вращающихся головках, что несколько напоминает процесс, используемый для производства сахарной ваты.

40%

25%

15%

Области применения каменной ваты

Области применения каменной ваты включают структурную изоляцию труб, фильтрацию, звукоизоляцию и гидропонную среду для выращивания. Каменная вата – универсальный материал, который можно использовать для утепления стен, крыш и полов. При укладке каменной ваты она должна быть все время сухой, так как увеличение содержания влаги приводит к значительному увеличению теплопроводности.

Механические свойства каменной ваты

Прочность каменной ваты

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам и сохранять свою первоначальную форму.

Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Для напряжения растяжения способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. В случае растягивающего напряжения однородного стержня (кривая напряжения-деформации) Закон Гука описывает поведение стержня в упругой области. Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для напряжения растяжения и сжатия в режиме линейной упругости одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение.

См. также: Прочность материалов

Предел прочности каменной ваты на растяжение

Предел прочности каменной ваты на растяжение 0,02 МПа.

Предел текучести каменной ваты

Предел текучести каменной ваты — это Н/Д.

Модуль упругости каменной ваты

Модуль упругости Юнга каменной ваты – Н/Д.

Твердость каменной ваты

В материаловедении твердость – это способность выдерживать поверхностные вдавливания ( локализованная пластическая деформация ) и царапание . Испытание на твердость по Бринеллю В тестах Бринелля жесткий, 9Сферический индентор 0014 вдавливается под определенной нагрузкой в поверхность испытуемого металла.

Число твердости по Бринеллю (HB) представляет собой нагрузку, деленную на площадь поверхности вмятины. Диаметр вдавления измеряют с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю вычисляется по уравнению:

Твердость каменной ваты по Бринеллю приблизительно равна Н/Д.

См. также: Твердость материалов

Прочность материалов

Эластичность материалов

Твердость материалов

Термические свойства каменной шерсти

Каменная шерсть – плавление

Платирующая точка из каменной шерсти – 997 ° C .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением. В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердой фазы в жидкую. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, так как они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.

Каменная вата – Теплопроводность

Теплопроводность каменной ваты 0,03 Вт/(м·К) .

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Каменная вата – Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость каменной ваты 7 00 Дж/г K .

Удельная теплоемкость или удельная теплоемкость – это свойство, связанное с внутренней энергией , которое очень важно в термодинамике. The intensive properties c _v and c _p are defined for pure, simple compressible substances as partial derivatives of the internal energy u(T, v) and enthalpy h (T, p) соответственно:

где индексы v и p обозначают переменные, фиксированные во время дифференцирования. Свойства c _v и c _p называются удельной теплоемкостью (или теплоемкостью ), поскольку при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавленной теплопередача. Их единицы СИ составляют Дж/кг K или Дж/моль K .

Температура плавления материалов

Теплопроводность материалов

Теплоемкость материалов

Свойства и цены других материалов

Таблица материалов в разрешении 8k

Пожаробезопасные решения | ROCKWOOL Technical Insulation

Продукция ROCKWOOL Technical Insulation основана на каменной вате, которая не горит и может выдерживать температуры до 1000 градусов C без плавления. Таким образом, каменная вата ROCKWOOL обеспечивает наилучшую гарантию эффективной противопожарной защиты на борту судов и морских платформ.

Волокна каменной ваты ROCKWOOL выдерживают температуру более 1000°C без плавления, тогда как связующее вещество теряется при температурах выше 250°C. Когда температура поднимается выше 250°С, связующее испаряется в зоне, которая подвергается воздействию температуры 250°С и более. Но волокна останутся неповрежденными, так как их встроенная связность и многослойность будут удерживать волокна вместе, гарантируя, что материал сохранит свою жесткость и защитит материал под ним от воздействия огня.

Поскольку минеральное волокно обладает высокой устойчивостью к перепадам температуры, минеральную вату ROCKWOOL можно использовать в условиях очень высокой температуры при условии, что она уложена таким образом, что механическое воздействие не изменит ее форму при испарении связующего.

Продукт