Минеральная вата реферат: Минеральная вата и её использование в строительстве – Минеральная вата

Минеральная вата и её использование в строительстве

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Строительный факультет

Кафедра строительных материалов

Студент гр. С-220405

Зубрицкий Д.А.

Преподаватель

Владимирова Е.В.

Екатеринбург 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ:

Введение

1. Общие сведения, характеристики и свойства

2. Производство минеральной ваты

2.1 Дутьевой способ

2.2 Центробежный способ

3. Минеральная вата и изделия из нее

4. Разновидности минеральной ваты

4.1 Стеклянная вата

4.2 Каменная вата

4.3 Шлаковая вата

5. Области применения

6. Влияние минеральной ваты на здоровье человека

Заключение

Список литературы

Введение

Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и низкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м*°С)).

Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.

Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются на неорганические, изготовляемые на основе различных видов минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста), органические, сырьем для производства которых служат природные органические материалы (торфяные, древесноволокнистые) и материалы из пластических масс.

Органические теплоизоляционные материалы в зависимости от природы исходного сырья можно условно разделить на два вида: материалы на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, торф, однолетние растения, шерсть животных и т. д.), материалы на основе синтетических смол, так называемые теплоизоляционные пластмассы.

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, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы малогидроскопичны, огнестойки, не подвергаются загниванию. Их используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

1. Общие сведения, характеристики и свойства

Наиболее распространенными в наше время являются минераловатные изделия. Среди всех применяемых теплоизоляционных материалов их число составляет приблизительно 80%. Минеральная вата (минвата, минераловатный утеплитель) – волокнистый теплоизоляционный материал. Структура представляет из себя тонкие и гибкие волокна, которые получились из капелл раздробленного минерального расплава, вытянутого в нити. Минеральная вата (в зависимости от вида исходного сырья) может иметь различную структуру волокнистости, заданную технологически: горизонтально-слоистую, вертикально-слоистую, гофрированную или пространственную, что расширяет возможности её применения в тех или иных конструкциях.

Минераловатные плиты представляют собой тонкие гибкие волокна, которые получены в результате охлаждения минерального расплава, предварительно раздробленного в капли и вытянутого в нити. В зависимости от вида сырья минеральные ваты различаются на каменные и шлаковые. Каменная вата производится из горных пород (диабаза, базальта, известняка, доломита и других). Шлаковую минеральную вату изготавливают из шлаков чёрной и цветной металлургии. Ведущие производители минеральной ваты используют только горные породы, что позволяет получить продукцию высокого качества с длительным эксплуатационным сроком. Этот материал рекомендуется применять для ответственных конструкций — в случае, когда требуется многолетняя надежная работа данных строений. Минеральная вата, полученная из доменных шлаков, не обладает достаточной долговечностью в условиях знакопеременных температур, повышенной влажности, действия высоких нагрузок и деформаций. Ее применение оправдано в дачном строительстве, при возведении временных сооружений и для конструкций, в которых легко выполняются ремонтные работы.

Она характеризуется значительной устойчивостью к высоким температурам и действию химических веществ. Минеральная вата обладает также отличными тепло и звукоизоляционными свойствами. В зависимости от технических характеристик и области применения современные производители изготавливают теплоизоляционные минеральные материалы различных марок. Так, мягкие плиты и маты используются для изоляции каркасных конструкций. Жесткие и полужесткие плиты находят применение на объектах, где в процессе выполнения монтажных работ или при эксплуатации изоляция подвергается механическим нагрузкам. Прочность на сжатие жестких изделий зависит от содержания связующего и плотности теплоизоляционного материала.

На качество минераловатных ТИМ в значительной мере влияет связующее. Для строительных целей предпочтительно использовать изделия на фенольном связующем, поскольку карбамидное связующее менее водостойкое. Бояться выделения фенола не стоит. При строгом следовании технологическому процессу производства происходит полная нейтрализация и поликонденсация фенола.

Говоря о свойствах изделий из минеральной ваты, имеется в виду только высококачественная минеральная вата на основе горных пород и на синтетических (фенольных) связующих.

Основным свойством минеральной ваты, отличающим ее от многих других ТИМ, является негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью. К тому же минераловатные ТИМ обладают устойчивостью к температурным деформациям, негигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и легкостью выполнения монтажа.

По требованиям пожарной безопасности изделия из минеральной ваты относятся к классу негорючих материалов (НГ). Более того, они эффективно препятствуют распространению пламени и применяются в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты.

Теплопроводность минераловатных изделий складывается из трех составляющих: теплопроводности волокон, теплопроводности воздушной среды и влаги, находящихся между волокнами, а также передачи тепла лучеиспусканием. Теплопроводность твердой основы как основная составляющая общей теплопроводности зависит от геометрии и ориентации волокон в пространстве. При заданной плотности наиболее эффективным теплоизолятором является минеральная вата с хаотически расположенными и беспорядочно ориентированными волокнами.

Ориентация волокон влияет не только на теплопроводность, но и на прочностные характеристики минераловатных изделий. Прочность на сжатие у них возрастает с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Таким образом, чем выше процент вертикально ориентированных волокон, тем более низкой плотности минеральную плиту можно применять для обеспечения заданной прочности на сжатие. Поэтому технологии формования минераловатных плит, обеспечивающие высокий процент вертикально ориентированных волокон, являются наиболее прогрессивными.

Важное свойство минераловатных материалов — ничтожно малая усадка (в том числе термическая) и сохранение своих геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации здания. Это гарантирует отсутствие «мостиков холода», которые в противном случае неизбежно возникли бы на стыках изоляционных плит.

Минеральная вата обладает чрезвычайно низкой гигроскопичностью: содержание влаги в изделиях из нее при нормальных условиях эксплуатации составляет 0,5% по объему. Однако хранение на строительной площадке и монтаж теплоизоляции часто происходят во влажных условиях (например, во время дождя). Чтобы минимизировать водопоглощение, минеральную вату, как правило, пропитывают специальными водоотталкивающими составами (кремний-органическими соединениями или специальными маслами).

Изоляционные материалы из минеральной ваты отличаются высокой химической стойкостью. Более того, минеральная вата является химически пассивной средой и не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов. Теплоизоляционные и механические свойства изделий из минеральной ваты сохраняются на первоначальном уровне в течение десятков лет.

Применение минеральной ваты позволяет обеспечить не только тепло-, но и звукоизоляцию стен. Минеральная вата значительно снижает риск возникновения стоячих звуковых волн внутри ограждающей конструкции, тем самым, увеличивая изоляцию от воздушного шума. Звукопоглощающие свойства материала увеличивают затухание акустических волн и значительно снижают звуковой уровень помещения.

Достоинства минераловатных материалов дополняет легкость выполнения монтажа. Мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные — ножовкой.

Минеральная вата и изделия из неё

Реферат

По дисциплине

Строительные материалы

Тема:

Минеральная вата и изделия из неё

Содержание

1. Минеральная вата и её история

. Производство минеральной ваты

. Характеристика минеральной ваты

. Преимущества

. Область применения

. Минераловатные изделия

Сайты, использованные при подготовке реферата

1. Минеральная вата и её история

Минеральная вата (минвата, минераловатный утеплитель) — волокнистый теплоизоляционный материал <#»justify»>Наиболее распространенными в наше время являются минераловатные изделия. Есть данные, что их часть среди всех применяемых теплоизоляционных материалов составляет приблизительно 80 %. Структура ваты очень интересная. Она представляет из себя тонкие и гибкие волокна, которые получились из капель раздробленного минерального расплавава вытянутого в нити.

В зависимости от вида сырья минеральная вата делится на каменную и шлаковую. Сырьем для производства каменной ваты служат горные породы — диабаз, базальт, известняк, доломит, и др. Шлаковую вату получают из шлаков чёрной и цветной металлургии.

Ведущие мировые производители в качестве сырья используют исключительно горные породы, что позволяет получать минеральную вату высокого качества с длительным сроком эксплуатации. Именно её рекомендуется применять для ответственных конструкций — в случае, когда требуется их многолетняя надежная работа.

История

Изоляция из камня и шлака, которую называют минеральной ватой, производилась естественным способом на протяжении столетий. Во время извержения вулканов, когда сильные ветры проносятся над потоком расплавленной лавы, лава распыляется на тонкие шелковистые нити, которые выглядят как шерсть. Этот природный механизм вдохновил специалистов на создание одного из самых универсальных и инновационных продуктов из всех, что имеются на рынке в настоящий момент. Современная изоляция из каменной или шлаковой ваты представляет собой высокотехнологичную разновидность своей предшественницы, которая производилась из имевшихся в изобилии базальта и промышленного шлака.

Минвата является материалом, устойчивым к воздействию повышенных температур. Она сохраняет все свои химические и физические характеристики при температуре до + 400 С. Незначительное разрушение структуры начинается только при исходной температуре + 1090 С — это порог устойчивости материала.

2. Производство минеральной ваты

Процесс производства минеральной ваты включает в себя несколько этапов:

·подготовку сырья

·получение расплава

·формирование волокон

·осаждение волокон

·получение минераловатного ковра

Важным шагом при производстве минеральной ваты является расчет состава смеси сырьевых материалов — шихты — для минваты. От него во многом зависят дальнейшие свойства базальтового утеплителя (базальтовой ваты). Процесс получения расплава обычно осуществляется в вагранках — шахтных плавильных печах. Сырьё загружается вместе с коксом, который является топливом. При температуре 1300-1400°С образуется расплав, который непрерывным потоком поступает из нижней части вагранки. Формирование минерального волокна базальтовой ваты производят дутьевым или центробежным методом. Первый заключается в воздействии на струю расплава струи водяного пара или сжатого газа, второй основан на использовании центробежной силы, превращающей горячий жидкий шлак или камень в тончайшие волокна. Полученные нити попадают в камеру осаждения, а оттуда поступают на конвейер под уплотняющие их валки. Следующим этапом становится введение в минвату связующего, позволяющего формировать минеральные плиты базальтового утеплителя, а затем, после дополнительного формования и уплотнения, минераловатный ковёр базальтовой теплоизоляции подвергается продольной и поперечной резке на минеральные плиты (минплиты) или маты заданного размера. Таким образом, получается конечный продукт — базальтовая вата, который и поступает в продажу, как правило, в виде минплит.

. Характеристика минеральной ваты

Применение минеральной ваты в качестве теплоизоляции <#»justify»>. Преимущества

Минеральная (базальтовая) вата наряду с отличными тепло- и звукоизоляционными качествами по сравнению с другими изоляционными материалами обладает целым рядом неоспоримых достоинств, что делает ее применение более предпочтительным в строительных конструкциях, рассчитанных на долгий срок службы.

Теплотехнические характеристики

Изоляция из камня и ваты проходит испытания на соответствие всем применимым стандартам отрасли для обеспечения отсутствия снижения меры теплосопротивления теплоизоляционного материала с течением времени. Засыпная изоляция из каменной и шлаковой ваты устойчива к оседанию и отдаче шерстяных продуктов после сжатия средней степени, поэтому после монтажа теплотехнические характеристики сохраняются на протяжении всего срока эксплуатации продукта.

Огнестойкость

Изоляция из каменной и шлаковой ваты обладает от природы огнеупорными свойствами и сохраняет их на протяжении всего срока эксплуатации продукта. Такая изоляция способна выдерживать температуры, превышающие 2,000°F. Поскольку у этих продуктов высокая температура плавления, их можно использовать для производства целого ряда применения, для которых необходимы такие уникальные свойства. Эти продукты соответствуют требованиям NFPA 220 и стандартам Американского общества по испытанию и материалам (ASTM) E136, и представляют собой продукты Класса А, прошедшие испытания в соответствии с ASTM E84 и NFPA 101. Изоляция из каменной и шлаковой ваты используется как средство пассивной противопожарной защиты во многих зданиях.

Звукопоглощение

Волоконная структура и высокая плотность изоляции из каменной и шлаковой ваты обеспечивает высокие свойства звукопоглощения, что делает эти продукты важной частью систем, предназначенных для уменьшения передачи звуков.

Устойчивость к воздействию плесени, грибка и бактерий

Изоляция из каменной и шлаковой ваты устойчива к росту плесени, грибка и бактерий, поскольку является неорганическим материалом.

Волоконный состав изоляции из каменной и шлаковой ваты обеспечивает гибкость и универсальность, которую не могут обеспечить другие виды изоляции. Изоляция из каменной и шлаковой ваты выпускается в виде самых различных форм, разновидностей и размеров, включая доску, войлок, засыпную изоляцию, материал для напыления, а также изоляцию для труб для многих общих и специализированных применений.

Экологические преимущества

Одним из самых важных преимуществ, которые предоставляет изоляция из камня и шлака, является ее способность делать здания и оборудование более энергосберегающими. Термоэффективная система или термосберегающее здание уменьшают количество энергии, необходимые для их материально-технического обслуживания.

Шлаковую шерсть производят из доменного шлака, побочного продукта производства стали. По оценкам отрасли, более 90 процентов шлака, используемого для изоляции, приобретается непосредственно у производителей стали. Оставшиеся 10% добывают на площадках для утилизации и свалках. В период между 1992 и 2005 гг., производители изоляции из шлаковой ваты использовали более 13 миллиардов фунтов отходов доменного шлака для производства изоляции.

Низкая теплопроводность

Она является важнейшим и отличительным свойством минеральной ваты, которое зависит от средней толщины волокна материала. В сравнении с другими материалами, для обеспечения такого же термического сопротивления, как у минваты толщиной 10 сантиметров и плотностью 100 кг/м3, понадобиться пустотного керамического кирпича 117 см толщиной, глиняного — 160 см, силикатного — 200 см, а сухого дерева — 25,5 см.

Паропроницаемость

С её помощью минеральная вата может с легкостью накапливать и испарять избыточную влагу в помещениях. Данное свойство очень благоприятно влияет на влажностный режим сооружения.

минеральный вата теплоизоляционный теплотехнический

Экологичность

За счет неё минеральная вата полностью безвредна для здоровья и организма человека. Она обеспечивает необходимое удобство внутри помещений благодаря своим отличительным свойствам высокоэффективного утеплителя.

Долговечность

Обеспечивается за счет использования горных пород базальтового камня, благодаря чему минеральная вата также устойчива к внешним воздействиям и может сохранять свои отличительные свойства довольно продолжительное время. Минимальный срок службы минваты — 50 лет.

Ничтожно малая усадка

С её помощью минеральная вата сохраняет свои геометрические размеры в течение всего периода эксплуатации здания. Это гарантирует отсутствие «мостиков холода», которые в противном случае неизбежно возникли бы на стыках изоляционных плит.

Достоинства минераловатных материалов дополняет легкость выполнения монтажа. Мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные — ножовкой.

Столь много отличительных качеств вряд ли найдется в каком-либо другом материале, поэтому итог можно подвести только один — еще очень долгое время вряд ли найдется замена столь высокоэффективному материалу, использующемуся повсеместно

Но у минваты есть и свои недостатки.

Недостатком этого материала является его большая осадка под воздействием вертикальных нагрузок, особенно при вибрации, и его большая влагоемкость.

Так же применение рыхлой минеральной ваты для тепловой изоляции затруднено присущими ей специфическими недостатками. При перевозках и хранении вата уплотняется и комкуется, часть волокон ломается и превращается в пыль; в конструкциях рыхлая вата должна быть защищена от механических воздействий, её укладка требует больших трудозатрат.

5. Область применения

Вата минеральная предназначена для изготовления теплоизоляционных и звукоизоляционных изделий, а также в качестве теплоизоляционного материала в строительстве и промышленности для изоляции поверхностей с температурой до + 700°C. Применение:

·В качестве ненагруженной изоляции горизонтальных, вертикальных и наклонных строительных ограждающих конструкций всех типов зданий.

·В системах наружного утепления штукатурного типа.

·В качестве теплоизоляционного слоя в навесных вентилируемых фасадах.

·В системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции.

·В системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции (трёхслойные бетонные или железобетонные панели, трёхслойные сэндвич — панели <#»justify»>·В качестве верхнего теплозвукоизоляционного слоя в многослойных покрытиях плоских кровель, в том числе при укладке на поверхность без устройства цементной стяжки.

6. Минераловатные изделия

И в нашей стране, и за рубежом существуют заводы по производству минераловатных изделий широкой номенклатуры. В основном они выпускают теплоизоляционные плиты на синтетической связке (фенольная смола).

1. Минеральные маты

Этот материал представляет собой минераловатный ковер, проложенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями или тонкой проволокой. Длина стандартных матов — до 500, ширина — до 150, толщина — до 10 см. Плотность — 100-200 кг/т.

2. Минеральный войлок

Этот материал выпускается в виде листов и рулонов, представляет собой минеральную вату, пропитанную дисперсиями синтетических смол. Плотность войлока — 100-150 кг/м3 Теплопроводность — 0,046-0,052 Вт/(м·К).

3. Минераловатные плиты

·Минераловатные жесткие плиты

Эти плиты производятся из смешанной с битумной эмульсией или синтетическими смолами минеральной ваты методом прессования и полимеризации. Толщина плит — 4-10 см Плотность составляет 100-400 кг/м3.

·Минераловатные полужесткие плиты

Этот материал изготавливают из минерального волокна путем распыления на него синтетических смол или битума с последующим прессованием и сушкой. Плотность плит зависит от вида связующего и уплотнения и лежит в диапазоне 75-300 кг/м3.

·Минераловатные плиты повышенной жесткости

Состоит из минеральной ваты и композиционного нетоксичного связующего. Плиты имеют плотную волокнистую структуру.

Плотность — 200 кг/кв.м

Длина — 1000 мм, ширина — 500 мм, толщина — 40-120мм

4. Рыхлая минеральная вата

Производится из обрезков при изготовлении основных минераловатных изделий, дополнительно измельчаемых в специальных машинах.

5. Минераловатные цилиндры

Применяются для изоляции трубопроводов с температурой поверхности от — 1200 С до + 7000 С. Выпускаются следующих внутренних диаметров: 57, 76, 89, 108, 113, 159, 219, 273 мм. Теплопроводность = 0,04 Вт (м.К).

Сайты, использованные при подготовке материала:

<http://www.vashdom.ru/>

<http://www.know-house.ru>

<http://ru.wikipedia.org>

<http://www.karkas-dom.ru/>

<http://remstroi.biz>

<http://www.izolaciya.ru/>