Минеральная и стеклянная вата и изделия на их основе

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі Д.Серікбаев атындағы Шығыс Қазақстан Мемлекеттік Техникалық Университеті

 

                

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

Минеральная  и стеклянная вата и изделия на их основе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Бакытбекова А.Б.

                                                                           Проверила: Салимбаева З.Н.

 

 

                                     Усть-каменогорск

 

Содержание

1. Введение 3

2. Историческая справка                                                                           4

3. Классификация                                                                                     6

4. Сырьевые материалы                                                                          11

5. Основные технологические процессы и оборудования                     13

6. Основные свойства продукции                                                             14

7. Технико-экономические  показатели                                                     16

8. Заключение                                                                                              19

9. Список использованных  источников                                                    21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Сырьевые материалы

Минеральная вата может быть каменной или шлаковой, в зависимости от типа используемого сырья - горных пород габбро-базальтовой группы или доменных, ваграночных и мартеновских шлаков, а также шлаков цветной металлургии. Кроме неорганической части исходное сырье содержит от 2 до 4,5 % органических составляющих - синтетическую смолу, гидрофобизатор, обеспыливатель.