Сравнительная оценка эксплуатационных свойств волокнистых теплозвукоизоляционных материалов

Широко используемые волокниты (асбест, минеральная вата, стекловата) в последнее десятилетие уступили первенство базальтовой вате, названной многими авторами материалом XXI века.

Действующий в РФ ГОСТ 4640-93 выделяет единый термин «вата минеральная» для продукции, изготовленной из различного сырья: шлаков, горных пород, из смесей - с добавлением известняка, доломита, кирпичного боя и др. Однако такое объединение нельзя признать удачным, поскольку эти материалы сильно отличаются по своим техническим и эксплуатационным свойствам. Поэтому, для того, чтобы различать виды минеральной ваты удобно употреблять названия, указывающие на состав сырья, из которого они изготовлены (см. табл.).

Так, все представленные на рынке российскими производителями разновидности волокнистых ТИМ (маты, плиты, ватин, картон и др. композиты), полученные путем раздува высокотемпературного расплава горных вулканических пород (без «подшихтовки» и без применения органических связующих), могут быть объединены зарегистрированным ООО «ТехноСонус - Центр» в Роспатенте общим товарным знаком «БАЗАЛЬТИН»®, характеризующим природу исходного сырья, экологическую чистоту продукта, а также, страну его происхождения - Россию (св-во №230686 от 06.12.2002 года).

В таблице представлены сравнительные теплофизические характеристики волокнистых ТИМ.

* Под термином минеральная вата подразумевается вата, полученная из горных пород с добавлением (подшихтовкой) других материалов.

Природный материал асбест по своим теплофизическим свойствам намного уступает окнитам.

Не может он конкурировать с ними также по объемной массе и по температуре применения. Разложение асбестовых волок он начинается уже с 60 °С и продолжается до 800 °С. При нагревании свыше 500 °С из асбеста уходит связанная вода, и он рассыпается в порошок. Кроме того, асбест - канцерогенный материал, то есть приводит к развитию хронических заболеваний.

Преимуществом базальтового волокна является не только низкий коэффициент теплопроводности, но и высокая температуростойкость. В отличие от асбеста, базальтовые волокна распадаются при высокой температуре в узком интервале (750 * 900 °С) и не считаются канцерогенными.

По коэффициенту теплопроводности с базальтоволокнитами (с БАЗАЛЬТИНом) сравнима лишь стекловата, которая, однако, значительно уступает им по температуростойкости. Температура долговременного использования стекловаты не превышает 400°С, при которой ее волокна теряют прочность и легко разрушаются, в то время как базальтовая вата не изменяет своих свойств при температурах до 700 °С. Температура спекания базальтовых волокон 1050 °C, а стеклянных 600 °С. Стекловата проигрывает базальтовой и по акустическим характеристикам. Коэффициенты звукопоглощения у них достигают 0,93 и 0,99 соответственно,

Сувеличением модуля кислотности (М_К>1,2) долговечность минеральной ваты повышается.

Проведенные исследования долговечности БАЗАЛЬТИНа - базальтовой ваты и плит, изготовленных из сырья с М_К=3,6, по методике, предусматриваюшей многократное увлажнение от 40 до 98 % и высушивание образцов с изменением температуры от -25 до +25 °С, имитирующей зону умеренного холодного климата, позволяют прогнозировать продолжительность эксплуатации БАЗАЛЬТИНа не менее 50 лет.

При этом в качестве главных эксплуатационных показателей приняты теплопроводность, влажность, прочность на сжатие при 10%-й линейной деформации, плотность и водопоглощение по массе за 24 ч. Кроме этого, изучалась микроструктура теплоизоляционных материалов в исходном состоянии и после длительного циклического термостатирования, температурный интервал возможного разложения связующего.

Шлаковата имеет низкую эксплуатационную стойкость в условиях повышенной влажности и изменений температуры из-за своего химического состава, нарушенных пропорций в содержании основных оксидов, определяющих низкие значения ее модуля кислотности и водостойкости (М_К=0,9, рН=6,7). ГОСТ 4640-93 не предусматривает контроль содержания тяжелых металлов и опасных химических соединений, которые используются при плавке металлов и могут находиться в шлаках. Таким образом, применение шлаковаты в жилищном строительстве нежелательно.

Базальтовая вата используется в гидропонике, не нанося ущерба природе, так как не выделяет вредных веществ. Она не подвержена гниению и биодеградации, имеет высокую климатическую стойкость. Так, в г. Бийске Алтайского края в обычном жилом доме стена, изолированная для эксперимента базальтовой ватой с толщиной слоя всего лишь около 30 мм, в отличие от остальных стен не промерзает уже в течение 10 лет.

На Среднем Урале проведено обследование состояния слоев минеральной ваты в панелях жилых зданий после эксплуатации в течение 50 лет. Вата великолепно сохранилась, нет оседания и расслоения. Стены в домах не промерзают. Физико-технические свойства и коэффициент теплопроводности соответствуют требованиям действующих ГОСТов [М_К =2,2 * 2,47 и Л=0,04 Вт/(м°С)],

Базальтовая вата из супертонкого волокна (БСТВ) обладает высокой вибростойкостью, в процессе эксплуатации не выделяет вредных химических веществ, значительно ослабляет шум, а- и в-излучение. Испытания БСТВ с диаметром волокна 2-3 мкм, проведенные на ЛЭМЗ (г. Москва), показали, что при непрерывной вибрации с частотой 20-300 Гц и амплитудой 5g в течение 30 ч. вата не оседает и сохраняет свои свойства. Подтвердили высокую вибростойкость супертонких волокон и сравнительные испытания, проведенные на ТЭЦ-5 (г. Новосибирск). Одна часть турбины была изолирована матом из базальтовой ваты с диаметром волокна 6 мкм, а другая - ватой БСТВ, с диаметром волокна до 3 мкм. Через полгода эксплуатации турбины базальтовая вата из тонкого волокна осела, осыпалась, оголив агрегат, тогда как вата БСТВ не претерпела изменений, то есть с уменьшением диаметра волокна ее термо- и вибростойкость возрастает.

Широкий спектр изделий из базальтового волокна, объединенных торговой маркой БАЗАЛЬТИН®, а также другие тепло- и звукоизоляционные материалы строительного и промышленного назначения производит и представляет на рынке ООО «ТехноСонус - Центр».