Вся электронная библиотека >>>

 Теплоизоляционные материалы >>

 

Теплоизоляция. Теплоизоляционные работы

Теплоизоляционные материалы


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ И КОНСТРУКЦИЯХ

Волокнистые теплоизоляционные материалы

 

 

Основой промышленности теплоизоляционных материалов является производство теплоизоляционных изделий из минеральной ваты. На территории России расположено 69 предприятий и цехов по производству таких изделий. Общее количество технологических линий — 122. Суммарная установленная (проектная) мощность предприятий — около 12 млн м3 в пересчете на изделия плотностью 100 кг/м3 [52].

Некоторые предприятия, к сожалению, до сих пор выпускают материалы, которые нельзя отнести к современным. Это прежде всего минераловатные плиты на битумном связующем. К уходящим в прошлое минераловатным утеплителям следует также отнести изделия, диаметр волокна в которых превышает 7—8 мкм, а в качестве связующего используются экологически вредные вещества. Очевидно, что даже в условиях ожидаемого повышенного спроса эти материалы не будут востребованы, а мощности этих производств не будут расти.

Среди наиболее широко применяемых сегодня как в индустриальных строительных конструкциях, так и в дополнительной изоляции зданий распространены такие волокнистые утеплители, как: плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-96 и ТУ 762-010-04001485-96) марок П75, Ш25, П225; изделия из стеклянного волокна (ТУ 5763-002-00287697-97) марок П45, П45Т, П60, П75. Для утепления кровли, чердачных перекрытий наряду с указанными изделиями применяются также минераловатные плиты повышенной жесткости на синтетическом связующем (ГОСТ 22950—95), плиты минераловатные гофрированной структуры (ТУ 5762-001-05299710-94) марок П175ГС, П200ГС [79].

Такую продукцию выпускают сегодня многие отечественные заводы: АО «Термостепс» (Тверь, Ярославль, Салават, Омск, Пермь), АО «Комат», ЗАО «Минвата» (г. Железнодорожный), На-заровский ЭТИМ, фирма «Изорок» (г. Бокино), Челябинский АКСИ, «Флайдерер-Чудово» и др. К сожалению, следует констатировать, что номенклатура отечественных плитных утеплителей расширяется медленно и все еще скудна.

 

 

Рынок России испытывает недостаток в плитных утеплителях повышенной жесткости для утепления фасадов зданий. Имеющиеся изделия не обладают необходимыми свойствами по влагостойкости, сопротивлению на расслаивание. Практически отсутствуют жесткие негорючие плиты малой толщины для изоляции кровель и полов.

При кажущемся обилии волокнистой теплоизоляции объем выпуска конкурентоспособной продукции, наиболее полно отвечающей требованиям современного строительства, недостаточен. В основном такая продукция выпускается предприятиями, оснащенными импортным оборудованием. Выправляя это несоответствие в структуре производства утеплителей, целый ряд отечественных предприятий, таких, например, как АО «Флайдерер-Чудово», АО «Термостепс», АКСИ, ЗАО «Минвата» и др., в последние годы значительно улучшили качество и номенклатуру своей продукции.

Наиболее общим для всех заводов страны путем вывода производства волокнистых утеплителей на новый качественный уровень является перевод процесса получения волокна с доменных шлаков на минеральное сырье.

Анализ применяемых в отечественной и зарубежной практике сырьевых материалов показывает, что наиболее качественную, долговечную минеральную вату, соответствующую мировому уровню, можно получать из шихт на основе горных пород габбро-базальтового типа. Небольшая добавка карбонатных пород (известняков или доломитов) доводит их модуль кислотности до 1,7—2,5.

Использование этого сырья дает возможность получать минеральное волокно и изделия на его основе, обладающие повышенными эксплуатационными свойствами (химически и водостойкие, температуростойкие), с высокими физико-механическими и теплотехническими показателями. К числу наиболее перспективных сырьевых материалов следует отнести: базальт месторождения «Мяндуха» (Архангельская обл.), кондопожские габбро-диабазы и порфириты (Карелия), горные породы Урала, габбро-диабаз Кру-торожинского месторождения (Оренбургская обл.), Васильевские (Кемеровская обл.), назаровские (Красноярский край), свиягин-ские (Приморский край) базальты, габбро-диабаз татаканский, базальтовый туф морозовский (Приморский край), ортоамфибол ит та-рынахский (район БАМа), меланократовый габбро-норит (Приморский край). Большая часть этих пород пригодна для применения в качестве од покомпонентной шихты. Путем специальной термообработки можно получать кристаллизующееся минеральное волокно с рабочей температурой применения до 1000 "С [64].

Переход на производство минеральной ваты из горных пород габбро-базальтовой группы, как это делают все ведущие фирмы мира, а не из доменных шлаков позволит существенно увеличить срок эксплуатации утеплителей из минеральной ваты, повысить их температуре- и водостойкость [].

С этой целью Теплопроект разработал «Кадастр сырья для производства минераловатных изделий на основе горных пород». С помощью этого документа отрабатываются такие составы шихт на основе отечественного сырья, которые по своим характеристикам соответствуют шихтовым составам ведущих европейских фирм: «Партек» (Финляндия), «Роквул» (Дания), «Сен-Гобен» (Франция).

Такие шихты используют на Тверском комбинате «Изоплит», Пермском заводе теплоизоляционных изделий, Самарском ЗТИ. С середины 1999 года Волгоградский ЗТИ приступил к массовому производству тонкого волокна и изделий на основе базальта при использовании ваграночного процесса.

Ведущие мировые фирмы — производители минераловатной продукции в качестве основного сырья используют базальтовые породы. Это позволяет получать высококачественную минеральную вату.

В настоящее время на всех предприятиях отрасли доля базальтовых пород в используемой шихте увеличена до 25—30 %. Это означает, что модуль кислотности ваты составляет в этих случаях не менее 1,5.

Важным элементом в технологических линиях производства волокнистых материалов и изделий, оказывающих воздействие на конечные свойства утеплителей, являются плавильные агрегаты.

Из 122 технологических линий по производству минераловатных изделий 103 оснащены коксовыми вагранками, 17 линий — ванными печами, 2 линии — электропечами. В производстве стекловолокна и изделий используют ванные печи на газе или жидком топливе, а в производстве тонкого базальтового и супертонкого волокна — электропечи с графитовыми или молибденовыми электродами или индукционные печи.

Производительность коксовых вагранок — 2—2,5 т/ч по расплаву, ванных печей минераловатного производства — 1,6—2,5 т/ч, электропечей—до 5 т/ч, ванных печей производства стекловолокна — 0,8—1,5 т/ч, печей базальтового производства—от 200 кг в сутки до 200 кг/ ч.

60 % всех теплоизоляционных материалов из минеральных волокон выпускают при получении расплава в коксовых вагранках, которые являются сегодня основными плавильными агрегатами.

На большинстве отечественных предприятий эксплуатируется устаревшее плавильное оборудование. Практически все коксовые вагранки работают без горячего и кислородного дутья, что, в свою очередь, не дает возможности получить расплав требуемой (1400— 1450 °С) температуры, а следовательно, и нужной вязкости.

АО «Термостепс» совместно с НТТП «Газовые печи» (г. Пенза) разработали и внедрили на Волгоградском заводе теплоизоляционных изделий (филиале АО «Термостепс») принципиально новый, не имеющий мирового аналога плавильный агрегат — коксогазовую вагранку для плавления всех видов сырья, в том числе базальтовых и других тугоплавких пород. Практически по всем технико-экономическим показателям она значительно превосходит вагранки, работающие на коксе.

Эксплуатация газовой вагранки показала эффективность нового плавильного агрегата, позволяющего:

•          снизить удельный расход тепла на 1 тонну расплава на 15—20 %;

•          получить температуру расплава 1500 °С, а следовательно, необходимую для его переработки вязкость;

•          отказаться от установки к газовой вагранке системы подогрева воздуха или системы кислородного дутья, что значительно удешевляет строительство, повышает надежность и облегчает эксплуатацию;

•          использовать в качестве сырья вместо шлаков не только базальтовые, но и другие тугоплавкие породы и тем самым получить теплоизоляционные материалы с новыми свойствами;

•          снизить вредные выбросы в атмосферу в 8—10 раз по сравнению с коксовыми вагранками и отказаться от дополнительной установки к газовой вагранке системы дожига оксида углерода:

•          сократить время вывода вагранки на рабочий режим с 3—4 часов до 45—60 минут;

•          полностью автоматизировать процесс плавления.

Иностранные фирмы — производители оборудования для теплоизоляционной промышленности проявили большой интерес к созданной в АО «Термостепс» газовой вагранке. С одной из этих фирм («Гамма-Мекканика», Италия) подписано соглашение о сотрудничестве по изготовлению и реализации этих плавильных агрегатов в России и за рубежом. Весной 2002 года в Самаре на заводе АО «МТЛ-Термостепс» введена в эксплуатацию вагранка такого типа, изготовленная в Италии.

Решение вопросов улучшения качества и расширения номенклатуры волокнистых утеплителей тесно связано с совершенствованием узла волокнообразования. Наиболее распространенным в России способом переработки минеральных расплавов в волокно является центробежно-дутьевой способ. При реализации этого способа раздува пленка расплава, образующаяся на вращающемся диске, раздувается паром, выходящим из кольцевого коллектора через несколько сотен отверстий. Однако этот способ не позволяет получить волокно нужного качества. Диаметр волокна составляет от 8 до 12 мкм. Расход пара на центробежно-дутьевых центрифугах достигает 1,5—2 т/ч на одну центрифугу [54].

Мировая практика производства минераловатных изделий показывает, что ведущие фирмы мира производят вату на многовалковых центрифугах. Диаметр волокна при этом снижается до 4—6 мкм. Свойства утеплителя значительно улучшаются. С 25—30 до 10—15 % снижаются потери расплава с неволокнистыми включениями, исключается применение пара.

В среднем по Российской Федерации многовалковые центрифуги составляют 26 % от общего количества волокнообразующих устройств. Это объясняется тем, что на большинстве заводов страны из-за стесненных условий существующих цехов весьма проблематично вписать новые узлы волокнообразования в существующие линии. Решая эту проблему, Теплопроект разработал принципиально новую малогабаритную камеру отдува волокна. Это позволило на ряде заводов АО «Термостепс» в короткое время реконструировать более 80 % узлов волокнообразования. Работа по замене старых центрифуг новыми продолжается.

Отечественные многовалковые центрифуги успешно работают на комбинате «Изоплит», Екатеринбургском ЗТИ. В 1997—2000 годах введены в эксплуатацию многовалковые центрифуги СМТ-183А производства АО «Строммашина». Такие центрифуги внедрены на пермском, самарском, волгоградском, кемеровском, ярославском и омском заводах. Стоимость новой центрифуги, включая проект привязки, составляет 4—5 млн руб.

Работы ученых и практиков последних лет позволяют утверждать, что значительная часть технологических переделов минерало-ватного производства имеет опробованные в отечественной промышленности решения современного уровня. В то же время в этой технологической цепочке остается открытым очень важный вопрос, связанный с разработкой, изготовлением и внедрением в промышленность современной камеры тепловой обработки (полимеризации), способной по «сухому» способу обеспечить на одной быстро переналаживаемой линии поточное производство плитного утеплителя различной заданной плотности (до 250 кг/м2) и различной толщины (от 40 до 250 мм). Именно такие камеры тепловой обработки обеспечили передовым фирмам мира прогресс и опережение в производстве минераловатных утеплителей [].

В последние годы Теплопроект.провел большую работу по созданию такого отечественного оборудования, им разработана рабочая документация на камеру тепловой обработки, которая смонтирована на Хабаровском заводе «Стекловолокно».

Одной из важнейших проблем на сегодняшний день является бережная перевозка и хранение утеплителей. Сохранить их эксплуатационные характеристики можно, используя такой известный прием, как упаковка изделий в различные пленки. Так, на ряде заводов АО «Термостепс» внедрены несколько моделей отечественных установок по механизированной упаковке плитных и рулонируемых материалов в полиэтиленовую (термоусадочную) пленку.

Предлагаемые отечественные установки в 10—15 раз дешевле аналогичных зарубежных и обеспечивают хорошее качество упаковки. Изделия в такой упаковке не только хорошо хранятся и транспортируются, но также могут быть с успехом уложены в конструкцию.

Важным элементом как новых, так и известных волокнистых утеплителей является качественное, экологически безопасное связующее.

Практически все известные виды связующих, применяемых в отечественной теплоизоляционной промышленности, были разработаны 15—20 лет назад. В те годы основная часть минераловатных изделий использовалась на промышленных объектах, где срок их службы определялся временем капитального ремонта оборудования и не был велик. Сегодня, когда основная часть утеплителей применяется в строительстве, к связующим предъявляются такие повышенные требования, как неизменность структуры, стабильность геометрических размеров и теплофизических свойств на весь срок эксплуатации.

В последние годы появился целый ряд предложений по модификации известных связующих и новые предложения.

Так, на комбинате «Изоплит» (Тверская область) проводятся работы по модификации связующего и приданию изделиям водоотталкивающих свойств.

Теплопроектом проведены работы по использованию в качестве связующих силанов. Разработана технология приготовления многокомпозиционного состава на силанах. По показателю водопоглоще-ния полученные образцы находятся в пределах, регламентированных мировыми стандартами.

На Лианозовском электромеханическом заводе в цехе базальтового волокна испытано новое, экологически чистое связующее на основе солей алюминия с аммиачной водой. Преимуществами нового связующего являются отсутствие в его составе вредных веществ и возможность использования его при температуре до 1000 °С.

На этом заводе выпускаются плиты на новом вододисперсном нетоксичном связующем «Ирикс-45» по ТУ 2386-008-00249567-99, разработанном ГУП НИПИ «Научстандартдом» и опробованном совместно с Теплопроектом. Связующее представляет собой суспензию антисептирующих и огнезащитных добавок в пленкообразующей дисперсии. Основными достоинствами связующего «Ирикс-45» являются неограниченная растворимость его водой, длительный гарантированный срок хранения (6 месяцев при температуре от 5 до 40 °С), низкая температура отвердения пленки (не более 130 °С).

Однако высокая скорость пленкообразования и твердения не позволяют пока применить это связующее наиболее распространенным способом — впрыскиванием в камеру волокноосаждения. Поэтому такое связующее опробовано только в линии, где смачивание ковра производят методом пролива, и в гидромассе.

Ряд заводов России в качестве связующего применяет бентонитовую глину. Технология его приготовления заключается в помоле бентонитовой глины, приготовлении шликера с добавлением кальцинированной соды, суточном пропаривании смеси до 90 "С до образования гелеобразного бентаколлоидного связующего. Отформованные на конвейере плиты вакуумируются, а затем подвергаются сушке при 300 °С и тепловой обработке при 550—600 °С. Образуется водонерастворимый керамический черепок, связывающий волокна. Полученные плиты выгодно отличаются от аналогов на синтетическом связующем негорючестью и экологической чистотой. Связующее обеспечивает стабильность эксплуатационных свойств до 700 °С и отсутствие вредных газовыделений практически до температуры плавления (1200 °С). В случае применения таких плит при обычных температурах, например в жилищном строительстве, в гидромассу при формовании вводят кремнийорганические гидро-фобизаторы, которые придают плитам водоотталкивающие свойства. К новым волокнистым теплоизоляционным материалам, которые разрабатывает Теплопроект в последние годы, следует отнести пласт-мигран и волокнистые изделия на кожевенных отходах (разработанные МГСУ и осваиваемые на опытном заводе Теплопроекта). Объединяет эти два материала то, что оба они предназначены для жилищного строительства, экологически чисты и технологичны в монтаже.

Пластмигран представляет собой материал, состоящий из минера-ловатных гранул и пыли полистирола. Эта смесь помещается в перфорированную металлическую форму любой конфигурации и продувается паром. Вспенивающаяся полистирольная пыль прочно связывает волокно. Опытное оборудование изготовлено и смонтировано на Щуровском комбинате «Стройдеталь» (Московская область).

В нашей стране все шире производятся и используются в строительстве такие недавно экзотические материалы, как тонкое и супертонкое волокно. Эти материалы находят все большее применение в огнезащите строительных конструкций, в изоляции инженерного и промышленного оборудования. Однако широкому внедрению этих качественных материалов в строительство и промышленность препятствуют дороговизна оборудования (платиновые фильеры), высокая энергоемкость и малая производительность традиционного двухстадийного процесса (50—200 кг в сутки).

В Теплопроекте ведутся работы по созданию технологии и оборудования для получения супертонкого волокна непосредственно из минеральных расплавов в одностадийном процессе (эжекцион-но-акустическим способом).

Новая технология получения супертонкого волокна обеспечивает в 10—15 раз более высокую произюдительность, чемдуплекс-процесс. Она дает возможность отказаться от применения драгоценного металла и существенно сократить энергозатраты. При этом используется энергия акустических колебаний в дутьевой эжекционно-акустичес-кой головке конструкции Теплопроекта. Такая дутьевая головка не нуждается в специальном охлаждении, поскольку при ее работе возникает экзотермический эффект. Давление энергоносителя снижено с 0,7—1 до 0,3—0,45 МПа, а его расход на 1 т волокна — с 8 до 2—4 т (в сравнении с дутьевой головкой ВНИИСПВ, применяемой в производстве муллитокремнеземистого юл окна).

Дутьевая эжекционно-акустическая головка комплектуется несколькими легко заменяемыми резонаторами, каждый из которых позволяет получать колебания определенной частоты и амплитуды, наиболее соответствующие вязкости перерабатываемых расплавов.

Различные модификации дутьевой эжекционно-акустической головки дают возможность вносить обусловленные технологией изменения в процесс волокнообразования. Например, в ходе процесса можно осуществлять подачу в факел раздува дополнительного топлива, горячих топочных газов, замасливающих составов, связующего и т. п. Варьируя параметрами акустического поля, можно получать волокна с заданными свойствами, а процесс волокнообразования существенно интенсифицировать.

Эффективность дутьевых головок Теплопроекта заключается в снижении материало- и энергозатрат на волокнообразование. Производительность эжекционно-акустических головок на разных расплавах варьирует от 50 до 350 кг/ч (у головки с вихревым резонатором). Выход волокна из расплава составит не менее 92 %, содержание неволокнистых включений и корольков в вате — не более 8—10 %, а в отдельных случаях — до 5 %.

На Лианозовском электромеханическом заводе в цехе базальтового волокна производят жесткие плиты из гидромассы, которую готовят из супертонких базальтовых волокон и экологически чистого связующего — солей алюминия с аммиачной водой. Плиты рекомендуются к применению во всех видах строительства, включая жилищное, в качестве закладного утеплителя в каркасных конструкциях стен, перегородок, перекрытий, а также при организации огнезащиты стальных дверей и других конструкций.

Для производителей базальтового волокна представит интерес новая разработка АО «Судогодское стекловолокно» — ванная плавильная печь с погружными молибденовыми электродами. Имея небольшие габариты (3,2 х 1,5 х 1,6 м) и установленную мощность трансформаторов 250 кВА, печь обеспечит производительность до 200 кг/ч расплава. Это позволит выпускать до 25 тыс. м3 в год рулонных матов плотностью 25—50 кг/м2. Наряду с малыми габаритами и расходом электроэнергии на плавление, печи данной конструкции не требуют дорогостоящих систем очистки и рекуперации отходящих газов, позволяют легко регулировать температуру расплава, выдавать калиброванную струю на переработку в волокно.

К волокнистым теплоизоляционным материалам, получившим развитие в России в последние годы, следует отнести стекловолокно. В стране имеется 7 заводов по производству стекловолокн истых утеплителей. Самым крупным и современным является ОАО «Флайдерер-Чудово», выпускающее продукцию мирового качества на оборудовании германского концерна «Флайдерер».

В 2000 году Теплопроект детально исследовал эксплуатационные характеристики продукции этого завода и выпустил альбом рекомендаций по использованию утеплителей АО «Флайдерер-Чудово» в различных строительных конструкциях [].

Продукция других относительно небольших производств ограничивается товарным стекловолокном, прошивными матами или матами на синтетическом связующем. Развитие в стране производства этого прогрессивного материала сдерживается отсутствием надежного отечественного оборудования и стабильной научной школы по стекловолокну. Теплопроект приступил к проектированию линии стекловолокна, используя как собственные представления о процессе, так и зарубежные наработки.

Новым шагом на пути совершенствования волокнистых рулонных материалов является термозвукоизол, к производству которого приступило АО «Судогодское стекловолокно». Строительная фирма «Корнев и К"» предложила упаковывать холстопрошивное полотно в надежную защитную оболочку, в качестве которой используется «Лутрасил» — материал, состоящий из прочного, легкого мо-нофиламентного полипропиленового синтетического волокна. «Лутрасил» не пропускает пыль, не отсыревает. Оболочка из «Лут-расила» сохраняет свои свойства до 130—150 "С.

 

К содержанию книги:  Теплоизоляция. Теплоизоляционные конструкции

 

Смотрите также:

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Строение и свойства теплоизоляционных материалов ...

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Устройство теплоизоляции крыши. Укладка ...

 

 УТЕПЛЕНИЕ ДОМА. Теплоизоляция. Теплоизоляционные материалы и ...

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Установка теплоизоляции

 

 УСТРОЙСТВО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ - газожидкостная установка ...

 

 Утепление скатов крыши. Теплоизоляционный материал. Утепление пола ...

 

 Неорганические теплоизоляционные материалы. Минеральная и ...

 

 ЗАСЫПНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Вспученный фракционированный вермикулит ...

 

 Структура и свойства теплоизоляционных материалов ...

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ поропласты из ...

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ДЛЯ ЖЕСТКОЙ КРОВЛИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И МОНТАЖ ...

 

МОНОЛИТНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Битумоперлит. Перлитобетон. КРОВЕЛЬНЫЕ ...

 

 Теплоизоляционные и акустические материалы

 

 Монолитную теплоизоляцию из битумо-перлитовых плит. КРОВЕЛЬНЫЕ ...

 

 Классификация теплоизоляционных материалов - совелит, вспученные ...

 

 Установка Пена-2000Д(М). Девиспрей. Бауколор. Пеноизол ...

 

Roofmate. Плиты Пеноплекс. Минераловатные плиты Руф Баттс ...

 

 Изоляционные работы в строительстве. Гидроизоляция. Шумо ...

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ. СБОРНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

ЗАСЫПНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

ЛИТАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

УСТРОЙСТВО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ