Изделия из минеральной ваты

1. Введение

      Неорганические 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. Эти материалы малогигроскопичные, огнестойки, не подвергаются загниванию. Их используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

   Вата минеральная - это строительный материал, выполняющий теплоизоляционную функцию, состоящий из слабо уплотненной массы стекловидных волокон. Минеральная вата производится из силикатных расплавов на основе доменных шлаков, а также из смеси осадочных (мергель, доломит, известняк) и изверженных (диабаз, базальт, порфирит и т. д.) горных пород.

Вата стеклянная - это мягко-рыхлый строительный материал, структура которого представляет переплетенные между собой тончайшие стеклянные волокна. Основным сырьем для изготовления стеклянной ваты служат кварцевый песок, известняк, кальцинированная сода. Основное применение - в производстве теплоизоляционных материалов.

Цель данной работы - рассмотреть минеральную и стеклянную вату и изделия на их основе.

Задачи работы:

- рассмотреть историческую  справку;

- рассмотреть классификацию;

- посмотреть сырьевые  материалы;

- основные свойства продукции;

- рассмотреть технологическую  схему.

2. Историческая справка

 Основным видом теплоизоляционных материалов в России и за

рубежом в настоящее время является минеральная вата и фабрикаты

из нее.

  Первое искусственное волокно — шлаковата — появилось

побольше 100 лет тому назад, а ужe в 1897 г. было изготовлено

высококачественное минеральное волокно с глинистых пород. В

промышленных масштабах хозяйство минеральной ваты началось с

1914 г.

В нашей стране промышленное действие шлаковаты

получает развитие в годы Советской власти: в 1930 г.— на Билимбаев-

ском металлургическом заводе; в 1932 г. был пущен шлаковатный рулон

сословие в Сатке.

   В 1933 г. введен в действие новоиспеченный Билимбаевский

шлаковатный завод.

  В 1950 г. в Советский Союз уже производилось около

30 тыс. м в год шлаковаты  и начался выпуск минераловатного

ковра в рулонах, В дальнейшем наметилась ход к

сокращению доли выпуска товарной минеральной ваты и увеличению

производства изделий из нее, которая сохраняется и в настоящее

время как в нашей стране, круглым счетом и за рубежом.

Основными минераловатными изделиями в отечественной

практике являются минераловатные плиты на синтетическом и

битумном связующем, прошивные маты, плиты в целях строительной и

мoнтaжнoй изоляции. В 70-е годы началось интенсивное освоение

эффективных минераловатных изделий, в частности, жестких ми-

нераловатных плит марки ПЖ (ГОСТ 9573—82), плит повышенной

Жесткости с ориентированными волокнами (ламельных плит).

     Хотя с давних  пор минеральное волокно существовало  в природе как продукт вулканических  извержений, искусственным путем  базальтовый волокнистый продукт  был получен лишь в 1840 г. в Англии. Как следует из материалов  компании Rockwool Russia, с 1870 г. в США было запущено промышленное производство базальтового волокна для целей теплозащиты сталелитейных печей. Промышленное производство силикатного волокна было организовано в 1938 г. на заводе компании Owens-Corning Fiberglas Corporation, которая проводила опыты по производству стекловолокна еще в 20-х гг. С 1939 г. эта компания выполняла госзаказы на утепление военных судов.

    Несмотря на длительную историю и присутствие серьезных конкурентов на рынке теплоизоляции, минеральная вата пользуется популярностью и в наши дни.

3. Классификация

Под минеральной ватой в широком смысле принято понимать любой волокнистый утеплитель, произведенный на основе минеральной сырья. Минеральную вату в зависимости от используемого для ее производства сырья подразделяют на:

• стекловату, производимую из смеси песка, соды, известняка и т.д.
• каменную вату, для производства которой используются горные породы - базальт, габбро, порфирит и др.
• шлаковату, производимую на основе металлургических шлаков и других побочных продуктов промышленности.

Также минеральная вата – это волокнистый бесформенный материал- состоит из тонких расплавов стекловидных волокон диаметром 5-15 мкм, получаемых из расплава легкоплавких горных пород ( мергелей, доломитов и др.), металлургических и топливных шлаков и их смеси. Расплав обычно получают  в вагранке. Волокна образуются при воздействии подаваемого под давлением пара или воздуха на непрерывно вытекающую из вагранки струю расплава, либо путем подачи расплава на валки или фильтры, или диск центрифуги. Полученное минеральное волокно собирается в камере волокноосаждения на непрерывно движущейся сетке. В эту камеру вводят органические и минеральные связующие вещества:

• минераловатные твердые плиты;
• минераловатные изделия с гофрированной структурой;
• минераловатные полужесткие и мягкие плиты;
• прошивные маты;
• базальтовое волокно;
• неорганические жесткие изделия;
• теплоизоляционные легкие бетоны;
• вулканитовые изделия;
• совелит;
• теплоизоляционные цементные  ячеистые бетоны;
• ячеистое стекло.

Каменная вата-  именно каменную вату, которую в свою очередь в зависимости от используемого сырья можно разделить на: базальтовую вату – тонкое (диаметр 3-6 мкм) и супертонкое (диаметр до 3 мкм) базальтовое волокно без связующих компонентов;  габбро-базальтовую и порфиритовую вату (диаметром волокна 4-6 мм) с улучшающими добавками и с различного рода связующими (формальдегидные смолы, битумные материалы, глины и т.д.). Теплоизоляция из супертонкого волокна является одним из лучших изоляционных материалов, выдерживающим высокие температуры, обладающим легким весом и химической стойкостью, высокой вибростойкостью (потеря массы при 900 С, частоте в 50 Гц и времени воздействия 3 часа составляет всего 0,35%), высокими звукоизоляционными характеристиками (коэффициент звукопоглащения 0,95...0,99). При этом, теплоизоляция из супертонкого волокна имеет ряд недостатков, ограничивающих ее широкое применение: высокая стоимость, жесткость, в Европе считается концерогенной. Применяется в авиастроении, атомной энергетике, химической и биологической промышленности, кораблестроении, производстве космических аппаратов, автомобилестроении, криогенной технике и т.д.

Эковата- является отличным теплоизолирующим и звукопоглащающим материалом, позволяет создавать сплошной слой утепления без образования мостиков холода (стыки между теплоизоляционными материалами, пустоты и прочие места, с высокой теплопроводностью), эковата способна аккумулировать и отдавать естественную влагу без потери изолирующих свойств, она не поддерживает горение, (тлеет под действием направленного пламени). В то же время, процесс монтажа эковаты довольно трудоемок (необходимо уплотнение материала в процессе засыпки), а пыль образуемая при ее засыпке – опасна для слизистой оболочки. Эковата применяется в качестве засыпки в труднодоступных участках здания (межстенное пространство, засыпка под поверхность пола).

Ячеистое стекло- (пеностекло, газостекло) представляет собой пористый материал в виде блоков и плит, состоящий из вспученной стекломассы с заключенными в ней ячейками. Сырьем для производства пеностекла являются те же исходные материалы, что и для производства других видов стекла: кварцевый песок, известняк, доломит, сода, сульфат.

      Пеностекло обладает комплексом ценных свойств, выгодно отличающих его от многих других теплоизоляционных материалов, таких как высокая прочность, водостойкость, негорючесть, высокое звукопоглощение, способность легко обрабатываться режущим инструментом, возможность получения материалов с различной окраской.

Пористость пеностекла для различных его видов его колеблется от 80 до 95%. Размеры отдельных пор в пеностекле заводского изготовления колеблются от 0,1 до 2-3 мм., плотность находится в пределах от 100 до 700 кг/м3. Коэффициент теплопроводности пеностекла 0,05-0,09 Вт/м˚C.

Отличительным свойством пеностекла от других видов теплоизоляционных материалов является высокая прочность при одинаковых значениях объемного веса по сравнению с другими ячеистыми материалами (находится в пределах от 0,5 до 5 МПа в зависимости от плотности).

Но подробнее рассмотрим про стеклянную вату и изделия из нее.

Стекловата по своим характеристикам очень схожа с каменной ватой, но поряду свойств у них имеются некоторые отличия, которые обусловлены разницей в длине волокон (у стекловаты волокна длиннее в два-три раза), что обеспечивает изделиям из стекловаты большую упругость, мягкость и эластичность. Но в то же время, благодаря горизонтальной ориентации волокон, стекловата обладает меньшей жесткостью и прочностью на сжатие.

Стеклянная вата представляет собой волокнистый материал, состоящий из тонких и гибких стеклянных нитей, получаемых из расплавленной стекломассы. Для изготовления ваты используют стеклянный бой или сырье, служащее для производства  стекла,- кварцевый песок, известняк, кальцинированную соду и сульфат натрия. Стеклянная вата имеет волокна, значительно более длинные, чем минеральная вата, отличается от нее большей химической стойкостью; теплопроводность ее [ не выше 0,052 Вт/т( м·С) при температуре +25 С] практически такая же, как и минеральной ваты. Стеклянная вата не горит, не тлеет, не гниет независимо от условий эксплуатации. Объемная масса в рыхлом состоянии не должна быть более 130 кг/м3. Структура ваты должна быть рыхлой - количество прядей, состоящих из параллельных, плотно расположенных волокон,- не более 20% по массе.

Вату изготавливают тремя способами - фильерным, дутьевым и штабиковым. Первым способ получения волокна состоит в том, что из расплава стекла через небольшие отверстия вытягивают тонкие нити. Дутьевой способ дает более толстое волокно небольшой длины. Его получают распылением стеклянного расплава струей пара или горячего газа высокого давления (0,6- 1 МПа). Получение стекловолокна в основных чертах аналогично процессу волокнообразования в производстве минеральной ваты. Штабиковый способ получения стекловолокна заключается в том, что стеклянные палочки подогревают до расплавления горелками, причем капля стекла, падая вниз, тянет за собой тонкие стеклянные волокна, которые наматывают на вращающий барабан.

 Наиболее перспективным  способом получения стеклянного  волокна для теплоизоляции является  дутьевой - достаточно дешевый и высокопроизводительный. Готовую стеклянную вату упаковывают в трехслойные бумажные мешки, а также хлопчатобумажную ткань или рогожу.

Хранят стеклянную вату и изделия из нее в крытых сухих помещениях, транспортируют в крытых вагонах или автомашинах.

Для теплоизоляции стеклянную вату применяют главным образом в виде матов,полос, плит, скорлуп и других изделий. 

  Изделия из  стеклянного волокна.

Теплоизоляционные изделия этой группы довольно многочисленны. Их применяют при температурах изолируемых поверхностей от -60 С до +180 С, для изоляции конструкций жилых и производственных зданий.

 В соответствии с  ГОСТ 10499- 67 в настоящее время наша  промышленность вырабатывает шесть  видов теплоизоляционных изделий  из стеклянного волокна, разделяемых  на 10 различных марок.

   Изготавливают маты  и плиты из стеклянной ваты  со средним диаметром волокна 10, 11 и 13 мкм. Включения неволокнистого стекла не должны превышать 5% по массе. Производство матов и плит слагается из следующих основных этапов: смешивание стеклянного волокна со связующим; формирование ковра нужных размеров; тепловая обработка ковка; раскрой ковра и рулонирование матов; сортировка и упаковка. Маты и плиты упаковывают в жесткую тару или пакеты из водонепроницаемой бумаги. Маты, выпускаемые в рулонах, упаковывают в прочную бумагу и завязывают. Маты и плиты, упаковывают в мягкую тару, укладывают в штабеля высотой не более 1,5 м во избежание деформации. Хранят и транспортируют изделия в условиях, не допускающих увлажнения и повреждения.

3.1Теплоизоляционные изделия из минеральной ваты

Потребность промышленности в эффективных утеплителях в настоящее время удовлетворяется только на 30-40%, вследствие чего теплоизоляция многих агрегатов, работающих в условиях высоких температур, не осуществляется в полной мере, что приводит к большим потерям тепла и топлива.

Весьма актуальными представляются исследования, направленные на увеличение производства теплоизоляционных материалов из минерального волокна, положительные качества которого не вызывают сомнения: - наличие свойств, позволяющих использовать для тепловой изоляции не только в строительстве, но и промышленности; - сравнительная простота изготовления минерального волокна и изделий на его основе; - обширная сырьевая база; - доступность и малая стоимость.

Основным фактором, влияющим на свойства минераловатных изделий (прочность, температуростойкость, водостойкость, долговечность, экологич-ность), является вид используемого связующего вещества.

Для создания эффективного теплоизоляционного материла необходимо: - долговечное минеральное волокно с высоким модулем кислотности и низкой теплотой смачивания; - связующее вещество, создающее в контакте с минеральной ватой композиционный материал, удовлетворяющий требованиям ГОСТа.

Для изготовления минераловатных изделий применяют связующие вещества органического и неорганического происхождения, а также комбинированные. Широкое распространение получили битумы различных марок. Они недефицитны, эластичны, имеют высокие вяжущие и гидрофобные свойства, низкую стоимость. Однако со временем физический и химический состав битумов изменяется. Изделия получаются более тяжелыми и менее прочными.

Основной вид используемых связующих - фенолоспирты. Однако им присущ ряд недостатков: хрупкость отвержденной пленки, токсичность и недолговечность.

В минераловатном производстве применяются карбамидные смолы. Изделия на их основе характеризуются достаточно высокими физико-механическими и теплоизоляционными свойствами. Их основной недостаток -отсутствие стабильности, обусловленное выделением воды и не прореагировавшего формальдегида, придающим смоле гидрофильность и приводящим к растрескиванию отвердевшей смолы. Существенным недостатком смол этой группы является их невысокая жизнестойкость - 3-4 месяца.

Из группы кремнийорганических смол в производстве теплоизоляционных минераловатных изделий применяют растворы полиметилфенилсилоксановых смол.

В настоящее время применяют композиционные связующие, состоящие из нескольких веществ с различными свойствами, дополняющими друг друга и позволяющими улучшить качество изделий. Применяют такие композиционные связующие, как битумобентонитовые, крахмально-бентонитовые, смеси фено-лоспиртов с пластификаторами, позволяющими уменьшить хрупкость отвержденной пленки связующего.

Качество минераловатных изделий на синтетических связующих, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью, далеко не в полной мере отвечает требованиям в отношении прочности, жесткости и токсичности. В минераловатной промышленности России широко применяются фенолофор-мальдегидные смолы. За рубежом фирмы ROCKWOOL, URSA, ISOVER для производства теплоизоляционных изделий используют многокомпонентные связующие, состоящие из смеси фенолоформальдегидных смол, пластификаторов, гидрофобизаторов, нейтрализаторов. Изделия на основе многокомпонентных фенолоформальдегидных смол предназначены для тепловой изоляции поверхностей, имеющих отрицательную температуру или положительную до 400С. Для промышленной тепловой изоляции необходимы изделия, выдерживающие температуру свыше 500С.

3.2.Исходные материалы: минеральное волокно и алюмосиликатное связующее

Минеральное волокно отличается от стеклянного химическим составом. Если в стеклянном волокне преобладающим составным компонентом является кремнезем, а все остальные компоненты - оксиды кальция, оксиды натрия и др. - побочные, то в составе минеральной ваты к основным компонентам кроме кремнезема относятся оксиды СаО и MgO. Известно, что кремнеземистые соединения кальция во влажной среде легко гидратируются, карбонизируются и теряют прочность. Кроме того, если при производстве стеклянного волокна плавление шихты в порошкообразном состоянии происходит в ванных печах до достижения полной гомогенности расплава, то при плавлении шихты гранулометрического состава 20 - 80 мм для минеральной ваты в плавильных шахтных печах, зачастую расплавы на переработку в минеральное волокно идут неоднородные, с кристаллическими включениями. Минеральные волокна из неоднородных расплавов обладают повышенной активностью и склонны к разрушению. Физико - химический смысл происходящих явлений заключается в том, что при определенных условиях оксиды и соединения, фигурирующие в диа граммах состояния, образуют неустойчивые композиции. Они склонны к гидролизу, гидратации и к разрушению [52, 53, 54, 55].

Жидкое стекло представляет собой коллоидный водный раствор силиката натрия, плотностью 1,42 г/см3, содержащий оксиды в пропорции Na20:3,3SiC 2 (ГОСТ 13078-81).

Процесс твердения жидкого стекла заключается в следующем: силикаты натрия в воде подвергаются гидролизу: Na2Si03 + 3H20 = 2NaOH + Si02 2H20

Выделяющийся при гидратации гель кремневой кислоты Si02 2H20 обладает вяжущими свойствами. Гидратированные в стеклообразном состоянии щелочные силикаты представляют собой минеральное вяжущее вещество, которое при затворении водой в смеси с инертными заполнителями образует высокопрочное тело [56].

Своеобразные свойства щелочных силикатов в значительной степени определяются присутствием в них кремнезема. Основной характеристикой системы кремнезем - вода является тенденция этого оксида образовывать коллоидные растворы или гидратированные массы [57, 58].

Получаемые коллоидные растворы (золи) при определенных условиях коагулируют и приводят к образованию геля, т.е. частицы коллоидного кремнезема соединяются в группы, образуя вязкую массу, а затем структуру твердого геля. Стабильность золей кремнезема находится в зависимости от концентрации Si02, от присутствия примесей электролитов, от температуры. [57, 59].

В предложенном виде связующего жидкое стекло выполняет следующую роль: 1. Связывание кристаллических частиц наполнителя; 2. Обеспечение хорошего сцепления связующего с минеральным волокном при300-1000С; 3. Придание изделию кислотостойких свойств и необходимой прочности. Так как максимальная температура эксплуатации минерального волокна 800С, то для достижения поставленной задачи - получения высокотемпературных минераловатных изделий - целесообразно ввести в состав связующего тугоплавкие материалы. Вводимые материалы (наполнители) не должны созда вать агрессивного воздействия на минеральное волокно, то есть должны быть сходны с ним по химической природе.

Основными оксидами минерального волокна, влияющими на его долговечность, являются А1203 и Si02. Введение в качестве наполнителей указанных оксидов не только не уменьшит химическую устойчивость волокна, но и увеличит их процентное содержание, что приведет к увеличению модуля кислотности изделия, а, следовательно, и долговечности.

По этому принципу нами в качестве наполнителей, были выбраны кремнезем и алунд со следующими характеристиками: Si02: истинная плотность 2,22 а -а г/см , насыпная плотность 0,8 г/см , средний размер частиц 17,9 мкм, удельная поверхность 3720 см /г; А12Оз: истинная плотность 3 г/см , насыпная плотность а л 1 г/см , средний размер частиц 1,1 мкм, удельная поверхность 3170 см /г.

Алунд (электроплавленный корунд) получают электроплавкой пород, богатых А12Оз. Алунд обладает повышенной термической стойкостью, прочностью, твердостью 9 по шкале Мооса, а также химической инертностью. Алунд представляет собой кристаллический оксид алюминия А120з в виде а-формы. Большая химическая инертность алунда позволяет повысить химическую устойчивость изделий на его основе.

Так как стоимость алунда высока, экономически выгодно будет заменить этот компонент в составе связующего на глинозем. Технический глинозем получается прокаливанием искусственного гидрата глинозема А12Оз ЗН20 со еле а дующими характеристиками: истинная плотность 3,47 г/см ,насыпная плот а ность 0,849 г/см , средний размер зерна 9,8 мкм, удельная поверхность 1280 см2/г.

Технический глинозем представляет собой в основном у-А120з, содержащий некоторое количество а-А120з. При этом наблюдается увеличение плотности глинозема при переходе у-А120з в а-А120з и спекании черепка при обжиге.

3.3.Адгезия на поверхности раздела "волокно - связующее"...

Одним из основных факторов, обеспечивающих высокие физико - механические свойства минераловатных изделий, является прочность сцепления между волокнами минеральной ваты и связующим.

Определение показателя адгезии проводилось фотоэлектроколориметриче-ским способом. Необходимо было выяснить влияние природы волокна и вида связующего на показатель адгезии, а также температуры отверждения при одном времени выдержки, влияющей на глубину отверждения связующего на его структуру. С помощью прибора ФЭК - М - 1 определялась адсорбция метиленового голубого чистыми минеральными волокнами, освобожденными от неволокнистых включений, и минеральными волокнами, обработанными определенным количеством связующего, с последующим отверждением при различных температурах. За показатель адгезии принималась величина: Sn=(100-So)%, (3.1) где Sn - величина, характеризующая поверхность, покрытую связкой; So - характеризует свободную от связующего поверхность, на которую адсорбировался краситель и рассчитывается по формуле: S=(AC,/ACB) 100%, (3.2) где АСВ - количество красителя, адсорбированное чистыми волокнами; ACi - количество красителя, адсорбированное свободной от связующего поверхностью. Результаты исследования представлены в табл. 3.1.

Для сравнения в качестве связующих были взяты фенолоспирты СП-2, модифицированная алюмохромфосфатная связка и АС-А.

По результатам исследований можно сделать следующие выводы: с повышением температуры отвержения от 400 до 1000С показатель адгезии связующего АС-А к минеральным волокнам увеличивается до 100%, независимо от вида волокна и концентрации связующего.

Показатели адгезии фенолоспиртов и МАХФС-4 представлены в табл.3.2.

Показатель адгезии МАХФС и фенолоспиртов ко всем видам минеральных волокон возрастает с повышением температуры отверждения, особенно значительно у МАХФС. Увеличение этого показателя наблюдается на волокнах с низким показателем модуля кислотности, что связано с неоднородностью, шероховатостью и деформативностью волокна, позволяющей адсорбировать на свою поверхность большее количество связующего вещества.

Таким образом, алюмосиликатное связующее проявляет большую активность к волокнам, по сравнению с фенолоспиртами и МАХФС. Уже начиная со 100 С термической обработки, показатель адгезии находится в пределах 86-88%, тогда как тот же показатель у фенолоспиртов и МАХФС 0 - 25%.

Исследование взаимодействия между алюмосиликатным связующем и минеральным волокном проводилось следующими методами: рентгенофазовый анализ, "Дрон-3"; дериватография; ИК-спектроскопия.

Для анализа были приготовлены композиции "минеральное волокно - связующее", где в качестве минерального волокна использовалось диабазо - шла ковое волокно (диабаза-35%, шлака-65%); диабазо - шлаковое волокно (диаба-за-52%, шлака-48%); диабазовое волокно (диабаза-100%). В качестве связующего - суспензии алюмосиликатной связки различной концентрации (1:0, 1:1, 1:3, 1:5, 1:7, 1:10 с водой). Глиноземистый компонент в связующем - алунд.

Рентгенофазовый анализ

Для выявления продуктов взаимодействия, полученных в результате отверждения алюмосиликатного связующего с минеральным волокном при температуре 100 - 1000 С применялся дифрактометрический анализ (рис. 3.1). Рентгеновские исследования показали, что минеральная композиция на алюмо-силикатном связующем, отвержденная при температуре 200, 400, 800, 1000С (рис. 3.1, кривые 1, 2, 3, 4) представлена рентгеноаморфной фазой, содержащей кристаллические включения.

В кристаллических фазах присутствуют оксиды AI2O3 (линии 2,55; 2,38; 2,09; 1,602; 1,37-10"10м) и Si02 (линии 4,31; 3,34; 1,84 10"10м). Полученные данные позволяют сделать вывод, что повышение температуры до 1000 С не оказывает деструктивного воздействия на композиционный материал.

Дифференциально - термический анализ На термограмме изучаемого композиционного материала видно, при повышении температуры от 20 до 800С заметных структурных изменений на всех видах минеральных волокон и при любых концентрациях связующего не наблюдается, масса образцов неизменна (рис.3.2).

ИК - спектроскопия

Для изучения взаимодействия на границе "волокно - связующее" минера-ловатных композиций на алюмосиликатном связующем были проведены исследования на спектрометре. Метод ИК - спектроскопии дает возможность установить структурные элементы и проследить возможные изменения химической структуры, связанные с процессом формирования, отверждения и температуры термической обработки композиционных изделий.

3.4.Изучение структуры минераловатных изделий на алюмосиликатном связующем

Особенности структуры теплоизоляционных материалов во многом предопределяют их основные функциональные (теплопроводность) и строительно-эксплуатационные (плотность, прочность, теплостойкость, морозостойкость, отношение к повышенной влажности) свойства [45].

При формировании оптимальной пористой структуры в теплоизоляционных материалах стремятся достичь максимальных значений пористости (минимальной плотности), получить оптимальные характеристики пористой структуры, чтобы улучшить функциональные показатели качества изделий, понизить теплопроводность без значительного снижения прочности, а также повысить экономические показатели - уменьшить материалоемкость и себестоимость [4].

Структура минераловатных изделий зависит от способа формирования ми-нераловатного ковра. В настоящий момент разработано несколько вариантов создания структуры минераловатных изделий, но все они основаны или на традиционной технологии формирования в камере волокноосаждения или методе гидромассы.

В камере волокноосаждения возможно формирование минераловатного ковра только с горизонтально - слоистой структурой, метод гидромассы позволяет получить изделия пространственной структуры. Существуют также технологии изготовления изделий вертикальной слоистости и гофрированной структуры. [70, 71, 72, 73].

Изготавливаемые нами изделия имеют следующую структуру: волокна минеральной ваты, переплетенные в хаотичном порядке, обволакиваются связующим с образованием на них тонкой пленки. Измельченные зерна наполнителя, находящиеся в суспензии связующего, распределяются между волокнами и входят с ними во взаимодействие. При повышении температуры происходит процесс дегидратации связующего, что ведет к упрочнению системы, образованию жесткого каркаса и появлению большого количества пор.

Нами проведены исследования физико - механических свойств минераловатных изделий на алюмосиликатном связующем. Испытания минераловатных образцов проводились по методам ГОСТов 22950-95 и 17177-94. В данном разделе приведены данные по плотности, прочности, химической стойкости, содержанию связующего, коэффициенту теплопроводности, температуростойко-сти, содержанию растворимого связующего [74, 75, 76, 77].

Для оценки влияния различных технологических процессов на физико -механические характеристики получаемых теплоизоляционных изделий образцы после формовки подвергались термической обработке при температурах 100, 150, 200, 400, 700 1000С. Предполагалось, что повышение температуры термообработки приведет к увеличению степени отверждения и улучшению механических показателей образцов, средняя плотность которых не изменяется.

Для определения влияния концентрации связующих на свойства минераловатных образцов, готовились составы - связующее : вода (С : В): 1:0; 1:1; 1:3; 1:5; 1:7; 1:10. Плотность составов связующего различной концентрации дана в табл. 4.1. Суспензии связующего готовились следующим образом: в смеситель заливалось связующее с водой в количестве, необходимом для выбранной концентрации, и перемешивалось в течение 5 минут. На его основе готовились образцы из: 1 - диабазо - шлакового волокна (диабаза-35%, шлака-65%); 2 - диабазо шлакового волокна (диабаза-52%, шлака-48%); 3 - базальтового волокна (базальт-100%). Одна партия образцов готовилась на алюмосиликатном связующем, где в качестве глиноземистого компонента использовался алунд, для другой партии в качестве данного компонента использовали глинозем. Таким образом, определялась возможность замены более дорогого компонента алунда на глинозем. Для расширения номенклатуры изделий, на основе предлагаемого связующего, разрабатывались составы различной плотности и прочности.

Полученные результаты представлены в табл. 4.2 и 4.3. Для сравнения даны результаты исследования композиционного материала на основе минерального волокна и фенолоспиртов, а так же МАХФС 

3. Список литературы