Из чего делают стекловату

Стекловата — популярный материал, используемый человеком для тепло- и звукоизоляции с 1873 года.

Это один из самых дешевых и широко доступных видов изоляции.

 

 

Давайте узнаем, какими характеристиками, свойствами и особенностями обладает стекловата и почему она популярна уже второе столетие.

О материале

Стекловата является частным случаем минеральной ваты — изолятора, созданного на основе минеральных волокон. Волокна могут быть трех типов:

• стекло;
• камень;
• шлак.

Теплоизоляция обеспечивается наличием твердого воздуха между волокнами. Теплопроводность находится в диапазоне 0,030 — 0,052 Вт/м-К (измеряется в сухом состоянии при температуре 10 °C или 25 °C).

 

 

Акустическая изоляция достигается за счет поглощения звуковых волн волокнами (коэффициент поглощения волокон может составлять от 0,8 до 0,92).

Если сравнивать термическое сопротивление стекловаты и кирпича, то 5 см толщины первого соответствует 1 м второго.

Характеристики и свойства

Волокна стекловаты расположены параллельно друг другу и имеют значительную

• длина — от 15 до 50 мм (это в 2-4 раза больше длины стены);
• толщиной от 3 до 20 мкм,

Это придает им прочность и эластичность — самые высокие среди минеральных ват.

Удельная прочность стекловолокна превышает прочность стальной проволоки.

Однородный состав означает высокую устойчивость к вибрации, а низкая плотность (11 — 45 кг/м3 по сравнению с 30 — 90 кг/м3 для минеральной ваты) означает минимальную нагрузку на строительные конструкции.

 

 

Высокая сжимаемость (90%), мягкость и эластичность позволяют качественно изолировать неровные поверхности, конструкции со сложной геометрией.

Неорганическая основа делает материал непригодным для грызунов и гнезд, а также является непригодной средой для роста грибков и плесени.

Кроме того, стекловата:

• стабильно сохраняет свою форму;
• не стареет;
• не деформируется;
• не вызывает коррозии металлов, находящихся в контакте с ним;
• сохраняет свои механические и теплоизоляционные свойства в течение десятилетий;
• характеризуется морозостойкостью (применяется при температуре от -60 °C).

К недостаткам относятся:

• повышенная хрупкость волокон — для защиты от мельчайших осколков монтаж должен производиться в защитной одежде с использованием средств защиты органов дыхания (например, респираторов); при монтаже на открытом воздухе требуется защита от ветра для предотвращения миграции волокон (например, при монтаже стекловолокна);
• Чрезмерное поглощение влаги (коэффициент водопоглощения для материалов с открытыми порами может достигать 20% по весу, до 2% по объему); влага, поглощенная внутри стекловаты, необратимо изменяет ее структуру на более хрупкую, что приводит к потере более 40% ее теплоизоляционных свойств;
• Усадка с течением времени.

Для того чтобы уменьшить влияние влаги, шерсть пропитывают специальными составами (маслами, силиконами, органическими соединениями) и добавляют гидрофобные добавки.

Состав

Из чего состоит стекловата? Этот материал имеет как основные компоненты, обеспечивающие его свойства как изолятора, так и связующие, позволяющие ему сохранять прочность и целостность.

Основными из них являются:

• стекло или стекловата;
• природный кварцевый песок
• известняк (мел);
• кальцинированная сода
• борная кислота;
• бура (сульфат);
• доломит;
• флюорит.

Связующие:

• полимерная смола;
• глины;
• полевой шпат;
• другие вещества.

Доля связующего вещества может составлять от 2,5 до 10 % по весу.

На вопрос, почему в стекловате содержится стекло, можно ответить следующим образом. Наличие этого компонента обусловлено основными свойствами материала, а именно:

• невоспламеняемость;
• Непривлекательность для грызунов и плесени;
• Прочность и долговечность.

Если заменить стекловату, например, древесными волокнами, то все эти преимущества будут сведены на нет.

Горит ли стекловата

Стекловата является негорючим материалом (НГ).

Он выдерживает высокие температуры, сохраняя структурную целостность, прочность и другие свойства, и не воспламеняется.

Материал спекается при температуре от 500 до 550 °C.

Температурный диапазон использования определяется составом, а точнее органическими смолами, входящими в состав в качестве связующего. Верхний предел для стекловаты составляет 250-450 °C. Превышение этого диапазона можно считать точкой плавления.

Однако верхний предел обусловлен температурой обжига смол, что приводит к потере связности материала и, следовательно, его эксплуатационных свойств.

Под воздействием огня не выделяются токсичные или опасные вещества.

 

Сферы применения

Секторами применения являются:

• строительство;
• отопление;
• производство;
• автомобильный;
• авиация;
• трубопроводный транспорт материалов.

Для каждого применения выбираются различные типы, отличающиеся по

• тип волокна
• расположение волокон,
• наличие дополнительных покрытий,
• плотность (максимум 130 кг/м3).

Наиболее распространенными вариантами стекловаты являются рулоны и мягкие маты.

Изоляция из стекловаты выпускается в виде:

• непрерывное волокно (рулоны);
• штапельные волокна (плиты), в том числе высокой жесткости с облицовкой
• мягкие коврики;
• усиленные рулоны;
• буферная техническая изоляция, в том числе в виде фольгированных изделий.

Рулоны давно и успешно используются для изоляции горизонтальных поверхностей — полов, крыш.

Буферный тип — для высокотемпературной изоляции трубопроводов, узлов и резервуаров.

Маты и плиты используются для теплоизоляции различных помещений и конструктивных элементов, а именно:

• фасады;
• Оконные и дверные проемы;
• Полы и другие потолки;
• Внутренние и внешние перегородки зданий;
• Акустическая и тепловая изоляция кабин.

Вата должна быть закреплена таким образом, чтобы обеспечить свободное положение (для максимального расширения) и в то же время плотное прилегание без зазоров.

Производство

Производство начинается с введения сырья в плавильную печь. При температуре 1 400 °C под действием центробежных сил центрифуги и дутья пара образуются стекловолокна.

Чтобы получить на выходе тончайшие волокна с требуемыми механическими свойствами, необходимо строго соблюдать рецептуру.

Пряжа, обработанная растворами связующих полимеров (модифицированная мочевина, фенол-альдегидные полимеры), направляется на конвейерное выравнивание для формирования однородного полотна стекловолокна.

 

 

Затем следует этап полимеризации, в котором температура 250°C становится катализатором образования полимерных связей и удаления избыточной влаги.

Охлаждение, резка пилами и резаками, прессование (отжим 5-6 раз) и упаковка в полиэтилен позволяют получить рулоны и листы, готовые к транспортировке.

Особое внимание следует уделить использованию лома стекла в качестве основного компонента.

Современные технологии позволяют добавлять до 80% стеклянного порошка, полученного путем дробления и измельчения отходов товарного стекла.

Состав кулька регламентируется национальным стандартом — ГОСТ Р 52233-2004. Согласно положениям документа, это вторичное сырье может быть сорта 1 или 2 и одной из пяти марок по цвету (BS, PST, PSL, LS, KS).

Стекловата, полученная в результате утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов стекла, отвечает всем требованиям, предъявляемым к этой продукции.

Таким образом, продукт, изготовленный из переработанных материалов, отличается более низкой себестоимостью по сравнению с традиционной технологией и, соответственно, более доступной ценой для потребителя.

Многие компании производят стекловату таким способом, в том числе:

• Изовер;
• URSA;
• Кнауф.

Стандарт изготовления

Производство стекловаты регламентируется рядом нормативных документов. Основным из них является ГОСТ 19170 2001.

Стандарт, среди прочего, описывает.

• методы производства;
• меры безопасности при работе с материалом;
• сфера применения.

Она имеет право производить продукцию в соответствии с собственными ТУ, утвержденными в установленном порядке.

Плюсы и минусы как утеплителя

Исходя из свойств стекловаты, можно выделить как положительные, так и отрицательные черты.

К плюсам относятся:

• хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства;
• пожарная безопасность;
• устойчивость к биологическим воздействиям (вредители, бактерии);
• малый вес;
• удобство транспортировки;
• низкая стоимость (700 — 2 100 рублей).

Недостатки:

• гигроскопичность (необходимость в дополнительной пароизоляции);
• неудобство монтажа (необходимость использования защитных средств);
• появление усадки после 8 — 10 лет эксплуатации.

Есть ли вред для здоровья человека

В этом вопросе царит информационный хаос.

Производители, продающие стекловату, утверждают, что она безвредна, в то время как конкуренты, предлагающие другие изоляционные материалы, настаивают на ее негативном воздействии.

Мы не собираемся спорить, мы просто констатируем факты.

Стекловата может быть опасна и представляет опасность только в процессе монтажа — существует вероятность попадания стеклянной пыли на кожу и в органы дыхания.

 

 

Необходимо использовать защитную одежду и респираторы.

Хорошей новостью в этом отношении является то, что современные технологии позволяют производить материалы, которые не распространяют стеклянную пыль.

После установки изоляция из стекловаты становится абсолютно безвредной.

Костюмы чистятся:

• Отряхиваясь;
• вакуумирование;
• промывка с 3-4 полосканиями;
• повторное вакуумирование после сушки.

Если частицы стекловаты попали на кожу, примите прохладный душ под высоким давлением без моющих средств.

Зачем нужен прохладный душ? Потому что горячая вода позволяет расширить поры и тем самым впустить частицы стекла.

Утилизация

Стекловата может быть получена путем переработки отходов кулька. Но как она утилизируется?

На сегодняшний день существует три варианта:

1. Хранение отходов на специальных полигонах.
2. Дробление в чистом виде и повторное использование в дорожном строительстве, производстве кирпича.
3. Использование в качестве сырья — твердых остатков от сжигания отходов. Стекло может составлять до 78 % от общего количества, почти 20 % приходится на глину и 2 % на силикат натрия.

Стоимость услуги по переработке стекловаты составляет от 400 до 1 000 рублей за тонну.

Существуют также установки (мельницы) для переработки (глубокого измельчения до 0,1 — 100 микрон) отходов производства стекловолокна и возврата их в технологический процесс.

Вывод

Основными критериями при выборе изоляционного материала являются экологичность, устойчивость к высоким температурам и экономичность. Первым двум требованиям отвечают все минеральные утеплители, но экономическая составляющая — стоимость монтажа — у стекловаты самая низкая.

Исходя из вышеизложенных соображений, выбор в пользу стекловаты можно назвать наиболее практичным.