Анализ свойств базальтового утеплителя с подробными инструкциями выполнения работ этим материалом Начало

Минеральная каменная или базальтовая вата – один из эффективных утеплителей, используемых для тепло- и шумоизоляции стен, полов, перегородок и кровель зданий, промышленного оборудования и инженерных сетей. В Сети имеется много информации об этом материале, однако здесь мы дадим наиболее полное описание происхождения, положительных и негативных свойств, технологии производства и применения базальтовой ваты на основании действующих ГОСТов, СНиПов и других нормативных документов

Что такое минеральная каменная вата

Сначала установим, что общий термин «утеплитель минеральная вата», согласно техническому документу ГОСТ 52953-2008 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения», относится к трем видам материалов, используемых как утеплители – каменной вате, шлаковате и стекловате:

3.17 минеральная вата: Теплоизоляционный материал, имеющий структуру ваты и изготовленный из расплава горной породы, шлака или стекла.

3.17.1 стеклянная вата: Минеральная вата, изготовленная из расплава стекла (glass wool).

3.17.2 каменная вата: Минеральная вата, изготовленная преимущественно из расплава изверженных горных пород (rock wool).

3.17.3 шлаковая вата: Минеральная вата, изготовленная из расплава доменного шлака (slag wool)».

Поэтому, когда перед заказчиком возникает вопрос: базальтовый утеплитель или минвата – что лучше, требуется уточнение. Употребляя термины «минвата», а также «минвата для утепления стен» мы будем говорить преимущественно о каменной вате.

Для сравнения приводим технические характеристики трех видов минеральной ваты:

Можно увидеть, что практически по всем параметрам каменная вата имеет лучшие показатели.

Происхождение каменной ваты

Идея производства теплоизоляционных материалов из расплавленных горных пород возникла еще в XIX веке после наблюдения за процессами, происходящими при извержении вулканов, когда из брызг раскаленной магмы под воздействием ветра образовывались тонкие нити. Такой утеплитель как каменная вата в качестве строительного материала был впервые получен из продуктов отхода металлургии – доменного шлака – на рубеже XIX и XX веков сначала в США, а затем в Великобритании и Германии. Однако широкого распространения в промышленных масштабах эти первые опыты не получили вследствие несовершенства технологий.

Добиться наибольшего успеха в разработке способов производства и высокого качества материалов удалось в 30-х годах XX века специалистам датской компании, которая впервые выпустила минераловатные плиты для утепления строительных конструкций и стала называться по основному виду производимого продукта Rockwool (буквально «каменная вата»). С тех  пор компания Rockwool производит базальтовые плиты для утепления различного вида, постоянно расширяет ассортимент выпускаемых материалов и на сегодняшний день стала одним из лидеров среди лучших мировых производителей теплоизоляции на основе базальтовой ваты.

Очень популярна продукция компании ТехноНИКОЛЬ, общепризнанным отечественным производителем различных стройматериалов, выпускающей плиты теплоизоляционные из минеральной ваты, ничем не уступающие по качеству и ассортименту материалам Rockwool, поэтому здесь мы подробно рассмотрим технологию производства, разновидности, свойства и область применения каменной ваты производства ТехноНИКОЛЬ.

Технология производства каменной ваты ТехноНИКОЛЬ

Исходное сырье, из которого изготавливается минераловатный утеплитель, включает основную массу неорганических составляющих – габбро-базальтовые каменные породы с добавкой доломита, а также органические элементы – фенолформальдегидную смолу, гидрофобизатор и обеспыливатель.

Вначале неорганические компоненты перемешиваются в узле подготовки сырья, взвешиваются и в точно определенном количестве подаются в вертикальную коксовую печь-вагранку, где смесь расплавляется при температуре 1600 °C. Расплавленная масса поступает на центрифугу, состоящую из нескольких вращающихся валиков, где капли расплавленной каменной массы под влиянием центробежных сил разбиваются, вытягиваясь при этом в тонкие нити, затем под потоком воздуха попадают в отделение волокноосаждения, в котором обрабатываются воздушно-капельной смесью органических элементов – фенолформальдегидной смолы с гидрофобизатором и обеспыливателем. Состав смеси разработан в собственном научно-исследовательском центре, является ноу-хау компании и не подлежит разглашению. Главный эффект разработки состоит в том, что в одной смеси удалось совместить связующие, гидрофобизирующие и обеспыливающие качества.

Далее масса базальтовых волокон поступает на маятниковый раскладчик и гофрировщик-подпрессовщик, в которых формируется в полотно базальтовой минеральной ваты определенной толщины, плотности и структуры. В гофрировщике-подпрессовщике волокнам придается разное направление, что повышает упругость материала и прочность на разрыв.

На заключительном этапе формирования утеплителя полотно проходит через тепловую камеру, где при температуре, достигающей 250°C, происходит процесс твердения связующей смеси. После этого готовый материал нарезается на узле резки с помощью дисковых пил на маты, где задаются определенные размеры утеплителя. Затем готовые маты упаковываются партиями в термоусадочную пленку и поступают на реализацию.

Свойства каменной ваты – плюсы и минусы

Базальтовая плита в качестве утеплителя, звукоизолятора и защиты от огня имеет множество положительных свойств:

• низкую теплопроводность в диапазоне 0,035–0,042 Вт/(м·°C), примерно в таких же пределах, как у пенополистирола;
• почти нулевую гигроскопичность – не более 0,095 % за сутки, что не позволяет влаге проникнуть внутрь массы утеплителя, сохраняя его свойства в любых неблагоприятных условиях. Недоступность материала для проникновения влаги исключает возможность размножения микроорганизмов, неблагоприятных для здоровья, таких как плесень и грибок, в теле утеплителя;
• высокую паропроницаемость в отличие от пенистых материалов с закрытыми ячейками, подобных пенополистиролу либо пенополиуретану. Базальтовая теплоизоляция в составе ограждающих конструкций обеспечивает испарение любого количества влаги, образующегося на примыкающих поверхностях стен, перекрытий или крыши, исключая негативные последствия увлажнения. Это качество материала дает возможность использовать его для теплоизоляции сооружений с высоким уровнем влажности в помещениях, таких как сауны, постирочные или бани;
• высокую огнестойкость – это одно из уникальных свойств базальтовой ваты. Минеральная плита из каменной ваты, относящаяся к категории НГ, то есть несгораемых материалов, которые могут только плавиться при высокой температуре, используется не просто как негорючий утеплитель для стен и потолков, но и как огнезащитный материал, которым укрывают металлические и железобетонные конструкции в целях повышения противопожарной защиты;
• помимо теплоизоляции, утепление стен мин. ватой значительно повышает их шумоизолирующие свойства благодаря структуре каменной ваты, большая часть объема которой наполнена воздухом между хаотично расположенными каменными волокнами, гасящими звуковые колебания;
• имеет высокую устойчивость к воздействию агрессивных веществ – масел, щелочей и кислот, продуктов бытовой химии, а также высокую биологическую стойкость к влиянию микроорганизмов – грибка и плесени, что позволяет говорить о высокой долговечности материала. Из опыта использования каменной ваты при строительстве установлено, что долговечность этого утеплителя гарантированно достигает 50 лет и более;
• мин. плита из каменной ваты – экологически чистый материал, так как основу его составляет расплавленное базальтовое волокно, не выделяющее никаких вредных для человека веществ. Однако здесь следует сделать оговорку – в качестве связующего для каменной ваты применяются полимерные смолы, составляющие не более 5 % от общего объема и способные выделять вредные вещества при действии огня – это происходит только во время пожара;
• изделия из каменной ваты легко обрабатываются, плиты и маты режутся обычной ножовкой по нужному размеру.

Каменная вата имеет несколько недостатков, которые легко устраняются при соблюдении определенных методов работы с материалом и условий его эксплуатации:

• бытует представление, что каменная вата вредна для здоровья. Действительно, во время устройства утепления конструкций, резки и другой обработки матов и плит каменной ваты в воздух поступают мельчайшие частички базальтового волокна, которые могут нанести вред здоровью, если попадут на кожу, в глаза и дыхательные пути. В связи с этим теплоизоляционные работы нужно производить с обязательным использованием защитных комбинезонов, перчаток, очков, масок и респираторов. После утепления посредством каменной ваты конструкции всегда закрываются с помощью облицовки или оштукатуривания, что лучше для эксплуатации, когда попадание частичек волокон в воздух исключено и затруднен доступ в помещения вредных фенолов из связующего вещества;
• склонность к слеживанию материала со временем под воздействием собственного веса, особенно в вертикальных конструкциях – в многослойных стенах или вентилируемых фасадах. Этот недостаток легко преодолевается за счет креплений, равномерно распределенных по всей площади конструкции;
• обязательное использование пароизоляции со стороны помещений. С внешней стороны при этом должен использоваться материал, не препятствующий свободному выходу водяных паров сквозь материал, что применяется практически во всех ограждающих конструкциях, кроме утепления с помощью пенополиуретана.

Разновидности каменной ваты и области ее применения

Изделия из каменной ваты, согласно требованиям двух нормативных документов: ГОСТ 21880-2011 «Маты из минеральной ваты прошивные теплоизоляционные» и ГОСТ 9573-2012 «Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные»,подразделяются на маты и плиты различной жесткости, имеющие свои обозначения и определенные области применения, которые можно увидеть в следующей таблице.

Маркировка минераловатных матов и плит и области их применения

Плотность мин ваты для утепления – это основной показатель, по которому определяется область применения.