Сравнительная оценка эксплуатационных свойств волокнистых теплозвукоизоляционных материалов

доктор физ.-мат.наук М.Г. Потапов
канд.техн. наук О.С. Татаринцева
канд.эконом.наук Г.В. Корнев

Нет нужды доказывать необходимость применения теплозвукоизоляционных материалов (ТИМ) для уменьшения потерь тепла и снижения уровня громкости шума на промышленных объектах и в жилых зданиях. Условно ТИМ можно разделить на 3 типа: волокнистые с коэффициентом теплопроводности l=0.035… 0,18 Вт/(мК), засыпные – ? =0,1…0,25 Вт/(мК) и вспененные – l=0,2… 1,5 Вт/(мК) Эффективность ТИМ определяется отношением толщины слоя изоляции к коэффициенту теплопроводности, т.е. тепловым сопротивлением. Отсюда следует, что наиболее предпочтительным является использование волокнистой теплоизоляции: чем меньше , тем более тонкий слой теплоизоляции необходим для обеспечения одинаковой эффективности ТИМ.

Широко используемые волокниты (асбест, минеральная вата, стекловата) в последнее десятилетие уступили первенство базальтовой вате, названной многими авторами материалом ХХI 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. 1).

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 "Корда" 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 г.)

Природный материал асбест по своим теплофизическим свойствам намного уступает искусственным волокнитам, Не может он конкурировать с ними также по объемной массе и по температуре применения. Разложение асбестовых волокон 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, т.е. 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 концерогенными.

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?С, а стеклянных 600 ?С. Стекловата проигрывает базальтовой и по акустическим характеристикам. Коэффициенты звукопоглощения у них достигают 0,93 и 0,99 соответственно.

С увеличением модуля кислотности (Мк >1,2) долговечность минеральной ваты повышается. Проведенные исследования долговечности БАЗАЛЬТИНа – базальтовой ваты и плит, изготовленных из сырья с Мк = 3,6, по методике, предусматривающей 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 нтервал возможного разложения связующего.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что после длительного воздействия температуры и влажности на теплоизоляционные материалы характеристики их остаются на прежнем уровне. Незначительные расхождения в значениях параметров для исходных образцов и образцов,прошедших циклическое термостатирование, находятся в пределах допустимых погрешностей при испытаниях.

Следующая >>