Минеральная вата является важнейшим теплоизоляционным материалом благодаря доступности сырья, простоте изготовления и высокому качеству.
Получение
Минеральную вату получают из расплавленного минерального сырья, превращенного путем специальной переработки в очень тонкие, спутанные между собой волокна. Основным сырьем для изготовления минеральной ваты служат горные породы (мергели, доломитизированные мергели, известково-глинистые сланцы, смеси известняков или доломитов с глинистыми и кремнеземистыми породами), а также шлаки (металлургические и топливные).
Свойства
В последнем случае материал называют шлаковой ватой. Таким образом, для производства минеральной ваты используют широко распространенное и дешевое местное сырье. Сырье берут такое, чтобы получаемый из него силикатный расплав обладал двумя основными свойствами:
- способностью давать тонкие волокна,
- стойкостью по отношению к воде и атмосферным воздействиям.
Расплавы, удовлетворяющие этим условиям, получают из некоторых доломитизированных мергелей и доменных шлаков без всяких добавок; другие же шлаки и горные породы требуют добавок, регулирующих их состав. Модуль основности сырья должен быть следующим:
М = CaO+MgO / SiO2 + Al2 O3 меньше 1 т. е. сырье берут кислое.
Необходимо подбирать такой состав сырья, чтобы оно плавилось при температуре не выше 1400—1500°, а вязкость полученного расплава с понижением температуры увеличивалась бы не слишком быстро.
Сырье чаще всего плавят в вагранках с водяным охлаждением. Тонкие стекловидные волокна получают из расплава двумя способами:
- распылением тонкой струи расплава струей пара, подаваемого под давлением (наиболее распространенный способ),
- центрифугированием, т. е. путем подачи струи расплава на быстро вращающийся диск.
В результате получаются очень тонкие волокна диаметром до 12 сравнительно небольшой длины (от 5 до 60 мм). Выдутые из вагранки, они падают в специальную камеру, через которую медленно движется сетчатый транспортер. На нем образуется слой ваты в виде ленты, которая при выходе из камеры проходит через уплотняющие валики.
В дальнейшем вату обрабатывают в зависимости от ее назначения.
Для теплоизоляционной засыпки или набивки внутри пустотелых стен и перекрытий используют обычную или гранулированную вату (превращенную в комочки гранулы в быстро вращающемся дырчатом барабане).
Минеральная вата является одним из наиболее эффективных материалов, применяемых для теплоизоляции как холодных, так и горячих (до 600°) поверхностей.
Объемный вес ваты
В зависимости от сорта и степени уплотнения объемный вес ваты колеблется в пределах от 150 до 250 кг/м3, чему соответствуют коэффициенты теплопроводности 0,04 — 0,05 (при t = 30°). Вата не горит, не гниет, ее не портят грызуны; она мало гигроскопична, морозостойка. Стены и перекрытия, утепленные минеральной ватой, могут быть в 2 — 3 раза легче обычных. Так как вата изготовляется из местных материалов, она широко применяется в строительных конструкциях и для теплоизоляции промышленного оборудования.
Другой вид теплоизоляции минеральный войлок. Это листы или рулоны из минеральной ваты, слегка пропитанной битумной эмульсией (содержание битума 2—5% от веса ваты) или другими веществами и спрессованной.
Минеральный войлок имеет объемный вес около 150— 250 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,05—0,06; влажность не более 2%; он водостоек, его теплопроводность в эксплуатации изменяется мало (вследствие малой гигроскопичности). Он с успехом заменяет не только торфоплиты, но и высококачественные пробковые плиты. Применяется для теплоизоляции при температуре изолируемой поверхности до 60°.