Создано: 15 сентября 2015г.

Негорючая теплоизоляция

Негорючими (если так можно выразится) теплоизоляционными материалами принято считать плиты, рулоны, маты, произведенные из базальтового / стекловолокна / шлаковолокна (объединенные под общим названием – минераловатная изоляция). Температуростойкость такой изоляции составляет от 480 до 1000оС. Однако, данные изделия состоят из волокон, которые по технологии склеены между собой с помощью связующего на фенолформальдегидных смолах, которые начинают разрушаться при температуре 300-350оС. Среднестатистические температуры пожаров внутри помещений составляют 800-900оС, наружных – 1100-1350о, химических – 2000-3000о. Это данные испытаний и энциклопедические данные, исходя из которых, автор данной статьи выражает оправданное сомнение по поводу применения «направо и налево» словосочетаний «негорючая теплоизоляция» по отношению к минераловатному утеплителю. Более подходящим понятием для строительных материалов (и минеральная вата – не исключение) следует считать «относительную негорючесть», т.е., необходимость в большем количестве времени для нагревания при котором достигается «температура невозврата», способность слабо распространять огонь на соседние объекты, длительность (по времени) тления перед появлением огня и т.п. А если внимательно вчитаться в «ГОСТовское» определение негорючести строительных материалов, то «негорючесть» вообще можно считать мифом, «навеянным» производителями этих самых материалов (и это относится не только к странам СНГ, но и к ЕС и США, правда, показатели в их директивах несколько строже).

Цитируя вышеупомянутые строительные нормы и правила, «материалы относятся к негорючим при следующих значениях параметров горючести, определяемых экспериментальным путем: прирост температуры - не более 50о С, потеря массы образца – не более 50%, продолжительность устойчивого пламенного горения - не более 10 сек.» Т.е., теоретически, если появление открытого огня (температуры точки невозврата или выше ее) было быстро замечено и поспешно ликвидировано негорючий материал успеет не загореться или не разгореться до такой степени, чтоб «перекидывать пламя» на окружение.

В защиту минеральной теплоизоляции всё-таки стоит сказать то, что производители таковой стараются улучшать качество применяемого связующего в силу, того что оно является материалом, содержащим канцерогены. И, несмотря на то, что сама вата официально не признана канцерогенным материалом в европейских директивах (по безопасности), некоторые виды ее волокон, запрещены для производства утеплителя в той же Германии, по-видимому, из-за завышенного количества синтетического связующего, требуемого для их склеивания. Нынешние «сорта» минеральной ваты, произведенные по ТУ производителей (как отечественных так и зарубежных) по своим качественным характеристикам и показателям горючести значительно превышают ГОСТовский уровень, а также успешно применяются в качестве изоляции доменных печей и других высокотемпературных поверхностей.

Итак, что собой представляет минераловатный утеплитель и какие есть его разновидности? Основой данных материалов являются волокна из каменных пород (расплавленных в предназначенных для этого печах), соединенные между собой вышеупомянутым связующим и/или прошитые синтетической нитью, которым придается форма плит / блоков определенной плотности и толщины или мата (свернутого впоследствии в рулон). Последние две характеристики определяют область применения ваты – низкие плотности (30-45 кг/м3) и небольшие толщины (50-100 мм) идут на скатную кровлю, в то время как высокие - 80-145 кг/м3 при 100-150 мм используются для утепления фасадов частных домов и городских построек, 170-200 кг/м3 (и выше) при разных толщинах – для утепления плоских и эксплуатируемых кровель. Также минеральная вата может применятся в качестве технической изоляции трубопроводов и прочих элементов, а также выполнять роль полноценных конструкционных составляющих и форм, заменяя бетон и другие материалы в тех случаях, когда необходимо «добавить геометрии» не увеличивая нагрузку на фундамент или несущие конструкции (например – слой из клиновидной ваты (вместо бетона) под стяжкой террасы для образования уклона, который не был предусмотрен в проекте, и поэтому не учтен при устройстве фундамента).

Минеральная ватой называются материалы (как указанно в самом начале этой статьи), входящие в следующие группы:

Каменная вата – материал, исходным сырьем для производства которого является вулканическая порода (а именно – габбро-базальтовые разновидности, а также подобные им по химическому составу). Получившиеся в результате переплавки камня волокна являются относительно короткими, не ломкими и определенно менее раздражающими на ощупь (в сравнении со стекловолокном). Качество базальтовой ваты (второе ее название) определяется модулем кислотности полученного на выходе продукта: чем он выше, тем менее подвержен разрушению утеплитель; поэтому при производстве данного материала в основное сырье добавляют карбонатные породы. Т.о. по значению модуля кислотности вата делится на три типа: А (1,6), В (1,4 < 1,6), С (1,2 < 1,4).

Производство каменной ваты проходит следующие этапы:

плавление при температуре в 1500о в печи;
вытягивание волокон из полученного расплава;
введение связующего;
формование (которое отвечает за расположение слоев волокон –вертикальное / горизонтальное, будут ли они ровными или гофрированными, плотность);
термическая обработка;
резка и упаковка (на выходе получаютя плиты, а низкоплотностные материалы идут в рулонах).

Из трех групп, на которые подразделяется минераловатная теплоизоляция, понятие негорючести в большей степени применимо именно к каменной вате, поскольку температурой ее воспламенения считается 1000оС (что выше на 100о верхней границы температур внутреннего пожара). В качестве технической изоляции и огнезащиты минеральная вата годится для оборудования и трубопроводов, кабелей, стальных элементов и т.п., которые нагреваются до температуры 700оС.

В качестве теплоизоляционного материала применяется на всех типах кровель фасадов, полов, внутренних перегородок (для звукоизоляции).

Стекловата – разновидность минеральной ваты, для производства которой используется сырье, применяемое в стекольной промышленности (сода, песок, бура, известняк) или ее отходы (бой стекла). Главными отличительными характеристиками такой ваты является ее повышенная химическая стойкость и относительно невысокая максимальная плотность – 130 кг/м3. Волокна стекловаты – более тонкие и длинные (но при этом более ломкие).

Этапы производства несколько отличаются от перечисленных выше (относящихся к каменной вате):

плавление при температуре 1500о и одновременная обработка связующим;
выравнивание на конвейере до получения стеклополимерных нитей (3-15 мкм толщиной и в 2-4 раза длиннее волокон каменной ваты), которыми выстраивается однородная и ровная структура готового материала;
термическая обработка;
охлаждение;
резка (на выходе получаются маты и рулоны)

Материалы из стекловолокна обладают повышенной упругостью, сопротивлением к вибрационным нагрузкам и прочностью благодаря длинным и тонким волокнам, которые практически не содержат других включений (которые часто попадаются в базальтовой группе). Теплостойкость ее значительно ниже чем у каменной ваты и составляет 450о. При этом волокна стекловаты (как уже было упомянуто) очень ломкие и «трудновыводимые», попав на кожу в глаза или дыхательные пути вызывают жжение и раздражение, поэтому с этим материалом нужно работать очень осторожно с соблюдением всех необходимых методов защиты.

В соответствии со свойствами стекловаты ее редко применяют в качестве теплоизоляционного слоя, а также огнезащиты. Однако она является незаменимым материалом для изоляции элементов оборудования (не подверженных сильному нагреву), но претерпевающих постоянные динамические и вибрационные нагрузки, от которых эти элементы очень быстро изнашиваются. Такая техническая изоляция сглаживает (смягчает) удары, помогая тем самым избежать интенсивное трещинообразование на запчастях, значительно продлевая срок их службы.

Название «шлаковата» говорит само за себя. Этот материал производится из отходов металлургической промышленности (отходы доменного шлака) способом аналогичным для базальтовой.

В последнее время очень часто встречается минеральная вата композитного типа, - материал, в котором сочетается сырье трех вышеупомянутых групп