Стекловата состав: особенности материала и его свойства

Разное

Стекловата — ТЕХНОНИКОЛЬ

Классификация строительных теплоизоляционных материалов (стекловата)

В настоящее время на рынке строительных материалов, предназначенных для теплоизоляции зданий и сооружений, наблюдается настоящий бум. Это неудивительно: применение теплоизоляции способствует экономии энергоносителей, стабильно дорожающих в последние годы. Применяя стекловату, пенополистироловые плиты другие теплоизоляционные материалы, собственник может улучшить энергоэффективность любого здания, минимизировав расходы на выработку или оплату тепловой энергии.

Классификация по структуре изделий

Сориентироваться в обилии теплоизоляционных материалов довольно не просто: даже известная всем стекловата подразделяется на массу различной по свойствам и назначению продукции. Однако есть определенные классификационные признаки, позволяющие идентифицировать теплоизоляционный материал, будь то стекловата, пенополистироловые плиты, пенополиуретан и так далее. Подробнее об этом – ниже.

Главный классификационный признак – вид сырья, используемый для производства материалов или изделий. По данному признаку теплоизоляция подразделяется на органическую и неорганическую. Согласно данному признаку, минеральная вата относится к неорганическим утеплителям.

Дальнейшая классификация осуществляется по структуре и форме изделий. Неорганическая группа материалов включает в себя штучные ячеистые и волокнистые изделия (в том числе стекловату), рулонные и шнуровые изделия, а также рыхлые и сыпучие (зернистые) материалы. Во второй (органической) группе такого разнообразия не наблюдается: из органического сырья изготавливаются лишь волокнистые или ячеистые штучные изделия.

Классификация по жесткости

Разнятся теплоизоляционные материалы и по жесткости. Например, упомянутая выше мягкая стекловата может быть лишь промежуточным материалом в трехслойных конструкциях. Согласно строительным классификаторам, теплоизоляционные материалы делятся на мягкие (обычная стекловата), полужесткие и жесткие изделия, для производства которых также может использоваться стекловата на синтетическом связующем.

С деталями классификации стекловаты и иных теплоизоляционных материалов можно ознакомиться в ГОСТ-ах, не только классифицирующих теплоизоляцию, но и также освещающие их качественные параметры и потребительские свойства: термическое сопротивление, химический состав, упругость и пределы прочности.


Применение стекловаты

Актуально или нет?

На сегодняшний день различные утеплители достаточно активно используются при строительстве и отделки домов. Основными утеплителями считаются пеноплекс, стекловата и минералвата. Использование стекловаты у некоторых вызывает сомнение. А ведь ее все прекрасно знают еще с времен Советского Союза, ведь именно стекловату использовали для звуко- и теплоизоляции. Неужели стекловата и сейчас не утратила свою популярность?

Стекловата представляет из себя материал из минерального волокна, свойства которого, а также технология изготовления очень похожи на минеральную вату. Сырье для изготовления стекловолокна едино, кроме этого могут быть использованы для этого отходы производства стекла.

Свойства стекловаты немного иные, чем свойства минеральной ваты. Главным отличием можно назвать длину и толщину стекловаты, волокно которого имеет толщину примерно от 16 до 20 мм, а длину примерно в 2 или 3 раза больше, чем длина волокна минеральной ваты. Эти характеристики обеспечивают изделиям из стекловаты высокую прочность, а также упругость. Кроме этого в состав стекловаты не входят неволокнистые соединения, при этом стекловата обладает высокой теплопроводностью и вибростойкостью.

Использование стекловаты не ограничивается лишь звуко- и теплоизоляцией, кроме этого она занимает первые позиции среди материалов, которые используются для теплоизоляции. Во времена Советского Союза стекловата была наиболее популярна как материал для утепления и изоляции, но на сегодняшний день стекловата значительно отличается от той, что была в прошлом столетии- более мягкая, огнеустойчивая, не раздражает кожу при контакте, отвечает нормам и всем стандартам безопасности.

Эффективность стекловаты в качестве утеплителя

Стекловата-это универсальный утеплитель и она используется при отделки чердаков, утеплении перекрытий между этажами, внутреннем, а так же внешнем утеплении и изоляции стен.

Эти конструкции совершенно разные по сырости и температуре, но при этом утепление стекловатой остается достаточно эффективным. Секрет универсальности стекловаты несложен и скрыт в ее структуре, которая задерживает в своих волокнах неподвижный воздух. Вследствие этого в зимнее время года тепло не выходит за пределы помещения, а летом отделанное стекловатой помещение не нагревается.

Хотелось бы остановиться на таком важном свойстве стекловаты как звукоизоляция. Утепляя стекловатой комнату, можно быть уверенным, что все звуковые волны работающего телевизора или музыкального центра будут поглощены данным материалом и за пределы комнаты распространяться не будут. Техническая сторона утепления и изоляции стекловатой довольно проста. Если необходима звукоизоляция, то следует изготовить каркас- перегородку, которая в последующем будет заполнена плитами стекловаты, а далее зашита гипсокартоном. Для утепления стен снаружи необходимо следовать тем же принципам, но сверху зашиваются стены с использованием сайдинга, вагонки или кирпичной кладки, а не гипсокартона.

В зависимости от области применения стекловаты, существуют различные ее виды. На данный момент используется следующая классификация стекловаты:

Стекловата, с помощью которой выполняют наружные работы;

Стекловата, с помощью которой отделывают горизонтальные поверхности;

Стекловата, с помощью которой отделывают скаты крыш;

Стекловата, с помощью которой отделывают внутренние поверхности стен;

Стекловата, с помощью которой заделывают щели.

Эти виды стекловаты отличаются друг от друга по своим свойствам. Один вид обладает повышенной звукоизоляцией, другой- большей теплоемкостью. Форма стекловаты также различна- она может быть в форме плит или свернута в рулоны. Как правило, для отделки небольших по площади помещений используют стекловату в форме плит, а изоляция больших по площади поверхностей целесообразна с помощью стекловаты в рулонах. Основной критерий, по которому происходит выбор стекловаты- это коэффициент ее теплопроводности. Обычно он указан в названии стекловаты или напечатан на самой упаковке.

Данный коэффициент меньше 1, и чем он меньше, тем характеристики стекловаты лучше.

Стекловата защищена от грызунов тем, что это для грызунов несъедобный, плотный и достаточно упругий материал, в этом материале практически невозможно сделать свои гнезда или ходы. Перед покупкой стекловаты необходимо определиться с ее необходимым для отделки количеством, которое рассчитывается в зависимости от местоположения изоляции и утепления. Это значит, что мягкий и теплый климат требует меньшего количества стекловаты, и, наоборот, для утепления помещений, которые находятся в холодных регионах, понадобиться гораздо больше данного материала.

Теги: Стекловата в Кургане

Стеклянная вата (стекловата)

Стекловата представляет собой минеральный теплоизоляционный волокнистый материал. При изготовлении стеклянного волокна применяется то же сырье, что и при изготовлении обыкновенного стекла, либо отходы стекольной промышленности. Исходным сырьем служит сода, песок, известняк, доломит, этибор (бура). Современные технологии позволяют использовать для производства стекловаты около 80% стеклобоя.

Стекловата обладает повышенным уровнем химической стойкости. В рыхлом состоянии ее плотность не превышает 130г/м3.

Температуростойкость стекловаты составляет 4500С, что гораздо ниже, чем температуростойкость минеральной ваты (8000С).

Теплопроводность стекловаты составляет от 0,03Вт/м.К до 0,052Вт/м.К

Полученный стекловолокнистый утеплитель обладает большим объемом, т.к. он весь пронизан воздухом. При прессовании готового изделия можно значительно экономить пространство при хранении и транспортировке. Европейские нормы предусматривают шестикратное сжатие. Благодаря упругим свойствам стекловаты она впоследствии способна полностью восстановить свои первоначальные размеры.

Стекловата по своим свойствам отличается от минеральной ваты. Волокна стеклянной ваты длиннее в 3 раза и обладают большей толщиной (16мкм-20мкм). Благодаря таким размерам волокна, изделиям из стекловаты присущи повышенная прочность и упругость.

В составе стеклянной ваты практически нет неволокнистых включений, она обладает высокой стойкостью к вибрациям.

Воздействие на человека

Существенным недостатком стекловаты является повышенная ломкость стеклянных волокон, тонкие и острые обломки которых легко могут проникнуть в одежду (откуда их довольно сложно удалить), потом в кожу, вызывая при этом зуд. Вдыхание воздуха, содержащего обломки волокон стеклянной ваты, может привести к длительному раздражению легких (т.к. из легких они выходят крайне медленно). Попадание стеклянных волокон в глаза также опасно.

Для профилактики подобных явлений при работе со стекловатой необходимо надевать специальную плотную одежду, которая закрывает все участки тела, брезентовые рукавицы, респиратор, защитные очки.

Применение

Стекловату используют для теплоизоляции различных строительных конструкций (любой конфигурации и формы). Также стеклянную вату широко используют в авиационной промышленности в качестве теплоизолирующего материала для трубопроводов и узлов, для которых характерна высокая температура, для звуко- и теплоизоляции кабин и т. д.

Справочник строительных материалов (В)
Справочник строительных материалов и терминов

Особенности и характеристики стекловаты


Стекловата является самым известным утеплителем в строительстве. Она давно производится в таких масштабах, что никаких проблем с ее приобретением в любых количествах не существует. Опыт показал, что данный материал обладает как тепло-, так и звукоизоляционными свойствами.

Свойства стекловаты

Утеплитель стекловата (http://neotreid.ru/steklovata/) не горит, поскольку изготавливается из минерального стеклянного волокна (непрерывного и штапельного). Потребителю предлагают большой выбор таких материалов, обладающих разными характеристиками. Так, например, грубое штапельное волокно имеет диаметр более 20 мкм, а микротонкое — менее 0.5 мкм.

Чем плотнее вата, тем она жестче. Такие изделия способны сохранять заданную форму. Материал любой марки нужно беречь от влаги, поскольку под ее воздействием возрастает пеплопроводность. Сохнет стекловата быстро, а чтобы она меньше впитывала влагу, в нее вводят при изготовлении гидрофобизирующие добавки, способные заметно снизить водопоглощение.

Чаще всего теплоизоляцию делают из штапельного стекловолокна, в роли связующего элемента применяют водорастворимые синтетические смолы. В состав материала также включают пластифицирующие добавки ПАВ. Базальтовая теплоизоляция (http://neotreid.ru/bazaltovaya-teploizolyaciya/) более качественная, но и обойдется она дороже. Стекловату можно применить для утепления разных элементов домов, начиная от труб и стен, и заканчивая печами и техническим оборудованием.

Характеристики

С ее помощью изолируют поверхности, нагревающиеся до +180С. Если есть необходимость работы с более высокими температурами, используют стекловату из неорганических связующих или совсем без подобного элемента. Специалисты выбирают этот материал по маркам. Если, к примеру, нужен эластичный и гибкий материал, берут МС-50. Здесь применены волокна малого диаметра.

Стеклянного штапельное волокно обеспечивает звукоизоляционные параметры материала. Уровень этих показателей зависит от толщины утеплителя и диаметра волокон, из которого он был изготовлен. Хорошую звукоизоляцию можно создать с применением изделий из супертонкого волокна. Здесь не будет стеклянной пыли и большой жесткости. Этот вид стекловаты в сочетании с оболочкой из капрона подходит для защиты вентиляционных шахт.

Применение материалов из стеклянных волокон в помещениях с Если применяют в помещениях с повышенной влажность то металлические части защищают от коррозии а потом изолируют стекловатой, так как волокна имеют в своем составе щелочи. Супертонкое стеклянное волокно выпускается в виде уплотненных холстов со средней плотностью от 17 до 25 кг на м?. При устройстве внутренних перегородок из гипсокартона, следует укладывать стекловату в качестве шумоизоляции и теплоизоляции.

Для предотвращения проникновения паров влаги в стекловату следует материал изолировать пароизоляционными пленками.Также при утепление скатов кровли,стекловату изолируют от проникновения влаги снаружи с помощью гидроизоляционного ковра. А от проникновения влаги изнутри с помощью пароизоляционной пленки.

Стекловата и минеральная вата: состав и производство

Производство стекловаты начинается с плавления при 1400 ° C переработанного стекловолокна (80%), кремнезема, известняка, карбоната натрия и бора. После прохождения через печь смесь центрифугируется, смешивается со смолами и помещается в печь для полимеризации, чтобы смолы застыли.

Производство минеральной ваты начинается с плавления при температуре 1500 ° C базальтовой породы, известняка, кокса и «брикетов» (которые получают из смеси переработанной минеральной ваты с цементным тестом). Расплавленная суспензия превращается в волокна и сбрызгивается смолой и маслом, а затем помещается в печь для отверждения, где связующее затвердевает.

В обоих случаях, после прохождения через печь полимеризации, шерсть, как стеклянная, так и каменная, может быть разрезана, упакована и отправлена ​​на строительные площадки, где операторы позаботятся об установке.

Большое внимание уделяется тем, кто работает на заводах по производству стекловаты и минеральной ваты, и тем, кто занимается внедрением этих материалов, или всем, кто имеет дело с минеральной ватой, соответствующей требованиям «Note Q» или «Note R» (классифицируется как « неопасные »), должны соответствовать основным правилам осторожности, указанным в инструкциях, согласно которым оператор должен носить защитные перчатки и очки и подходящую одежду, а также защитную маску от возможного вдыхания твердых частиц.

Утилизация минеральной ваты
Что касается этапа утилизации минеральной ваты, то в Руководстве Министерства подтверждается, что такие отходы, если они классифицируются как биологически растворимые, не подпадают под категорию опасных отходов, но будут рассматриваться как «специальные неопасные отходы» — иногда даже поддающиеся переработке в экологически безопасный способ — который должен быть захоронен на специальной свалке в ячейках, аналогичных тем, которые используются для инертных отходов.

В соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в случае любых работ по ремонту или сносу части зданий, чтобы убедиться, что минеральная вата, используемая в качестве изоляционной стекловаты, не токсична и не опасна, необходимо знать ее химический состав. оксиды щелочных и щелочноземельных металлов и диаметр волокна).
В этих случаях проектировщик или компания должны иметь возможность удостовериться в существовании опасности материалов, присутствующих на строительной площадке, поэтому в различных регионах Италии можно связаться с государственными лабораториями и региональными агентствами по вопросам Защита окружающей среды, чтобы иметь полезную и надежную обратную связь.

источник: Architetturaecosostenibile.it

Опасна ли стекловата для незащищенных рук?

Стекловата, являющаяся разновидностью минеральной ваты, считается универсальным утеплительным материалом, обладающим отличными тепло — и звукоизоляционными свойствами. Изготавливают ее из отходов промышленности по производству стекла.

Этот недорогой прочный материал не поддается воздействию химических веществ, характеризуется упругостью, не гниет, его не любят грызуны. Плюс ко всем свойствам, она еще обладает морозостойкостью и не дает усадку. Ее можно использовать при температуре -200 и даже при +450 градусов.

Стекловата толщиной 5 см по своему теплоизоляционному свойству соответствует кирпичной кладке толщиной в 1 метр. Поэтому она успешно применяется в строительстве домов для наружных работ, при прокладывании теплотрасс для их обмуровки, а некоторые используют ее для утепления стен изнутри.

Какой вред от стекловаты известен учёным

Многие экспертные оценки говорят о том, что стекловата может вызывать нарушения в организме. Это основано на исследованиях, выявивших ядовитые вещества в утеплителе – фенольные смолы. Они скрепляют минеральные частицы стекловаты и выполняют водоотталкивающую функцию. Смолы способны выделять фенол и формальдегид, которые относятся к группе наиболее опасных веществ.
Пары фенола – сильный яд, способный поражать целые системы органов. Заболевания слизистой, ЦНС и дыхательных путей могут развиться даже при вдыхании незначительных доз фенола. Этот негативный фактор особенно проявляется в помещениях, где наблюдается высокая температура. Действие фенола и формальдегида усиливается.

Стекловата: вредность и действие на человека

К недостаткам стекловаты относится её повышенная ломкость. Обломки волокон имеют тонкую и острую структуру. Это позволяет им проникать в одежду, кожу и глаза. Они с трудом удаляются. Длительное раздражение лёгких вызывает сильный дискомфорт. Утеплитель стекловата вред исключается, если во время работ надевать специальную одежду, максимально защищать кожные покровы и использовать респиратор.

Первая помощь при повреждениях кожи стекловатой:

При попадании стекловаты на открытые участки тела нельзя чесаться, чтобы не загнать вредные частички глубже в кожу. Стряхивать материал с волос следует осторожно, чтобы частички не попали в глаза. Следует принять холодный душ без применения мочалок и моющих веществ. Глаза промываются. После это следует пойти к офтальмологу. Одежда, имеющая на себе остатки стекловаты, выкидывается.

Что вреднее: стекловата или базальтовая вата?

Базальт так же имеет в своем составе микрочастицы, которые скрепляются вредными фенольными смолами. Поэтому базальтовая вата вредена намного меньше чем стекловата. При работе с любым утеплителем следует соблюдать технологию и технику безопасности, чтобы исключить их негативное влияние.

«>

Вред для глаз

Как известно, стекловате характерна повышенная ломкость. Острые и тонкие обломки микрочастиц проникают в глаза и могут привести к серьезным их повреждениям. Во время ремонтных работ с применением стекловаты без специальных очков частицы могут попасть в глаза.

Симптомы попадания:

  • острая резь в глазах;
  • слезотечение;
  • чувство дискомфорта;
  • усиление болезненных ощущений.

Что делать, если пыль стекловаты попала в глаза? В таком случае при неприятных ощущениях надо обратиться к врачу.

Вредна ли стекловата для здоровья?

Вред стекловаты для здоровья при вдыхании:

Вред стекловаты заключается в её минеральных частицах. Во время эксплуатационных процессов микрочастицы из утеплительного материала выделяются в воздух. В закрытом помещении стекловата вредна для здоровья больше, чем на открытом воздухе. При редком проветривании помещения частицы оказываются вдыхательных путях человека и проникают в лёгкие.

Вред стекловаты для здоровья проявляется не только в виде аллергических реакций . С течением времени при постоянном контакте с материалом и не соблюдении правил безопасности могут развиваться различные заболевания, поражающие органы дыхания. В отдельных случаях наблюдались даже онкологические осложнения. Такие негативные последствия характерны для тех, кто имеет постоянный контакт со стекловатой. Поэтому в жилых помещениях стекловату не рекомендуется использовать для утепления.

Вред здоровью при соприкосновении:

Опасность стекловаты проявляется не только при вдыхании паров от неё, но и при прямом контакте с кожными покровами. Наиболее частые случаи негативного влияния утеплителя наблюдались при укладке. Твёрдые частички способны повредить слой кожи и проникнуть на глубокое расстояние. Это вызывает зуд и раздражение. Если стекловата попала на открытый участок тела, его категорически запрещается чесать. Удаляются микрочастицы только посредством проточной воды. Лучше это делать в душе и не использовать мыло или гели. После ополаскивания не рекомендуется вытираться полотенцем.

Чем вредна стекловата при попадании на слизистую и в глаза

Микроскопические частицы, имеющие стекло, могут повредить глаза. Чтобы избежать серьёзных осложнений, следует сразу обратиться к врачу и пройти осмотр.

Вред стекловаты для легких

Мелкие частицы стекловаты могут попасть в лёгкие человека Вред от стекловаты для здоровья характеризуется тем, что в составе присутствуют минеральные частицы и смолы фенола, которые добавляются для скрепления этих частиц.

Если стекловата используется в замкнутом помещении, то происходит выделение частиц и токсичного фенола в воздух, которые вдыхаются легкими присутствующих там людей.

Вредные микрочастицы долгое время не выводятся из легких, и могут вызвать:

  • аллергическую реакцию в виде сухого кашля;
  • одышку;
  • заболевания органов дыхания, переходящие в хроническую форму.

Пульмонологом Д. Виноградовым, доцентом 1-го МГМУ им. Сеченова отмечается, что микрочастицы могут вызвать разные дерматозы, хронический и обструктивный бронхиты, на этом фоне появляется возможность развития бактериальной и грибковой инфекции.

Отрицательные особенности

Из чего делают стекловату, вам теперь известно, однако для полной картины необходимо поинтересоваться ещё и отрицательными особенностями этого материала. Среди прочих следует выделить:

  • подверженность усадке;
  • хрупкость волокон;
  • недостаточно хорошие теплоизоляционные свойства;
  • незначительный уровень плотности;
  • необходимость дополнительного использования гидроизоляционной пленки.

Материал в процессе эксплуатации может усаживаться, что обязательно должно учитываться при строительстве

Важно обратить внимание еще и на хрупкость волокон, а также на то, что материал боится воды. Для защиты приходится использовать специальные средства

Стекловата, характеристики которой были представлены выше, имеет еще и определённую теплопроводность. Этот коэффициент должен быть ниже единицы

Важно помнить, что материал является более качественным, если этот параметр ниже. Многим известно ещё и то, что стекловата является небезопасной для здоровья

Однако на современном рынке представлены изделия на основе этого материала, которые уже не содержат в себе вредных веществ. Но работать с данной теплоизоляцией не очень удобно, ведь она крошится, поэтому дополнительно следует использовать средства индивидуальной защиты, а именно:

  • перчатки;
  • очки;
  • костюм.

Особенности окон

Окна из ПВХ (поливинилхлорида) имеют возможность регулировки затворных элементов и петель при эксплуатации, которая должна проводиться в обязательном порядке независимо от качества продукции
Каждый сезон важно оценивать состояние фурнитуры, открытие и закрытие створки на вероятность заклинивания. Это позволит сэкономить средства на капитальном ремонте в случае поломки, а также обеспечить хорошую функциональность и долговечность изделия

Можно проводить регулировку пластиковых окон самостоятельно без привлечения специалистов, однако потребуются соответствующие инструменты.

При пользовании окном зачастую возникают проблемы с элементами фурнитуры или прокладками с возникновением сквозняков в помещении. В некоторых случаях можно обойтись манипуляциями с петлями или затворными механизмами, но иногда требуется полная замена приспособлений

Важно понимать, зачем проводить регулировку металлопластиковых окон в домашних условиях

В чем потенциальная опасность каждой разновидности

Под минеральной ватой подразумевается волокно, производящееся из таких материалов, как стекло, камень, шлак. В зависимости от исходного сырья она называется соответственно стекловата, шлаковая или каменная (базальтовая) вата.

80% в изготовлении стекловаты представлено стеклобоем, присутствуют также известняк и сода, этибор и песок. Главным недостатком полученного материала является его хрупкость и ломкость. В процессе работы мельчайшие частицы стекловаты с легкостью могут проникнуть не только под одежду, но и в дыхательные пути. Поэтому по технике безопасности следует производить работы в спецодежде, закрыв лицо респиратором и защитными очками. Одежда последующей чистке и стирке уже не подлежит.

Основу шлаковой ваты составляет доменный шлак, который имеет свойство образовывать агрессивную среду для металлов благодаря остаточной кислотности. Волокна шлаковой ваты не менее хрупкие, нежели стекловаты.

Каменная вата производится из горных пород габбро-базальтовой группы. Ее волокна могут выдержать повышение температуры до 1000 градусов, хотя связующее вещество лишь 250. Они совершенно не колкие, как в предыдущих двух случаях, поэтому каменная вата чаще всего применяется для утепления стен и кровли в жилищном строительстве.

Но помимо ломкости волокон потенциальная опасность для здоровья человека, как считают организации, борющиеся за экологическую чистоту жилищ, кроется в канцерогенных свойствах волокон минеральной ваты. При производстве минеральной ваты используется связующее вещество — формальдегидная смола, которая способна выделять формальдегид в окружающее пространство.

Минеральная вата вред для здоровья: 4 главных мифа


Минеральная вата используется для утепления зданий, несущих конструкций, полов и любых других элементов в доме Минеральная вата – это эффективное неорганическое средство для создания утепления. Она бывает нескольких типов. Исходя из того, какие волокна входят в состав ее можно разделить на несколько типов: стекловату, каменную и шлаковую. Первая используется чаще всего для работ в зданиях и несущих конструкциях. Как и любой другой строительный материал, она несет в себе определенную угрозу и ряд домыслов, некоторые из них обычные мифы.

Изготовление и технические характеристики стекловаты

Для изготовления используются те же компоненты, что и в производстве стекла: известняк, бура, просеянный песок, доломит, сода. Большинство производителей исходное сырье заменяют на стеклобой (до 80%), что снижает конечную стоимость и не сказывается на качестве продукции.

Технология производства состоит из нескольких этапов:

  1. Компоненты (бой стеклянных изделий, наполнители) погружаются в бункер, сплавяются при температуре 1400°С.
  2. Расплавленная масса раздувается под воздействием пара.
  3. Для образования нитей добавляются полимеры.
  4. Волокна направляются на выравнивающие валки, на которых образуется своеобразный «ковер» из стекловолокна.
  5. Полимеризация при 250°С. Остатки влаги испаряются, материал остывает, становится желтоватым.
  6. После охлаждения в естественных условиях стекловолокно отправляется на прессование, разрезание по размерам.


Производственные этапы
Материал выпускается в плитах, матах, рулонах. Размеры плит каждый производитель назначает самостоятельно. Основные параметры утеплителя, выпускающегося в рулонах, представлены в таблице.


Размеры рулонов

Свойства и характеристики следующие:

  • Теплопроводность. Благодаря волокнистой структуре, в объеме материала удерживается воздух, это обеспечивает низкую теплопроводимость (0,039-0,047 Вт/м·К.
  • Звукопоглощение (35 до 40 дБ). Волокна материала не способствуют распространению вибраций и шумов.
  • Паропроницаемость (0,6 мг/мч·Па). По данному параметру утеплитель имеет преимущество перед другими материалами.
  • Огнестойкость. Перед покупкой многие сомневаются, горит ли современная стекловата? Она выдерживает температуру до 500°С, под воздействием огня начинает бездымно спекаться без образования опасных веществ.
  • Влагоустойчивость. При частичном погружении в жидкость параметр влагопоглощения составляет 15%.
  • Биологическая инертность. Не содействует развитию колоний грибков, появлению гнили, не интересен для грызунов.
  • Деформационная устойчивость. Утеплитель способен спрессовываться в 6 раз без потери своих свойств, после снятия нагрузки распрямляется до начального объема.
  • Плотность. В зависимости от производителя параметр составляет от 11 до 25 кг/м3.


Стекловата обладает хорошими характеристиками

Основные характеристики

Опишем свойства базальтового утеплителя техническим языком.

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности базальтового утеплителя различных марок варьируется от 0,034 до 0,048 Вт/м*С. На сегодняшний день такие показатели считаются наилучшими. Примерно такой же теплопроводностью обладают пористые теплоизоляторы из полимеров – пенопласты.

Паропроницаемость


Каменная вата легко пропускает через себя воду в газообразном состоянии – ее паропроницаемость составляет 0,3 – 0,6 мг/м*ч*Па.
Достоинство это или недостаток – зависит от конкретной ситуации.

Если дом строится по евростандартам, в соответствии с которыми стены нужно делать паронепроницаемыми, то в таком свойстве теплоизолятора нет необходимости.

Но в таком случае для удаления избыточной влажности придется увеличить кратность воздухообмена, что спровоцирует увеличение теплопотерь. В отечественных традициях строительства стены принято делать паропроницаемыми, что позволяет уменьшить интенсивность вентиляции, а значит и теплопотери.

При такой технологии утеплитель должен обладать большей паропроницаемостью, чем основной материал стены. Тогда стены из кирпича, газо- и пенобетона (паропроницаемость – от 0,11 до 0,17 мг/м*ч*Па) можно утеплять только минеральной ватой.

Огнестойкость


Все ваты минерального происхождения относятся к негорючим материалам, но базальтовый утеплитель в этом отношении является особенным, так как имеет наивысшую температуру плавления.

Размягчение материала начинается при температуре 1114 градусов.

Благодаря этому свойству, материал очень выгодно смотрится на фоне пенопластов, которые горят очень хорошо, а если и имеют огнезащитные добавки, то все равно во время пожара сильно дымят.

Прочность

Сегодня каменная вата выпускается не только в виде низкопрочных матов, но и в виде плит, у которых прочность на сжатие может достигать 80 кПа (деформация при этом не превышает 10%). Такими плитами можно утеплять эксплуатируемые плоские кровли с наружной стороны.

Плотность

Один кубометр каменной ваты в зависимости от марки может весить от 30 до 400 кг. Самые легкие разновидности с плотностью 30 – 50 кг/куб. м применяются для внутреннего утепления, самые тяжелые – для наружного. Для утепления полов применяют материал с плотностью 150 кг/куб. м.

Влагоустойчивость


Важнейшим недостатком всех волокнистых теплоизоляторов является гигроскопичность: они хорошо впитывают воду, что приводит к значительной потере термического сопротивления.

Базальтовая вата – исключение. На этапе производства ее волокна обрабатывают маслами, вследствие чего она становится гидрофобной.

Показатель водопоглощения у большинства разновидностей лежит в пределах 1% – 5% и только у некоторых марок может достигать 20%.

Нельзя забывать, что влага может попасть в структуру базальтовой ваты в виде пара и там сконденсироваться. В таком случае утеплитель, даже несмотря на свою влагоустойчивость, промокнет и перестанет удерживать тепло.

Чтобы избежать подобных проблем, утепляемую конструкцию нужно просчитать в специальной программе – теплотехническом калькуляторе (существует множество версий, есть онлайновые).

Если расчет покажет, что внутри ваты будет образовываться большое количество конденсата, ее нужно закрыть со стороны помещения пароизоляционной пленкой.

Шумопоглощение

В отличие от жестких пенопластов (кроме вспененного полиэтилена), все минераловатные утеплители являются мягкими. Благодаря этому, они являются хорошими звукоизоляторами. Таким образом, применяя базальтовый утеплитель, пользователь решает сразу две проблемы – теплоизоляции и звукоизоляции.

Устойчивость к воздействию активной биологической среды

Значение этого свойства минеральных ват вообще и базальтовой в частности невозможно переоценить. Материалу не страшны никакие вредители – от бактерий и грибов до грызунов. Далеко не все теплоизоляторы могут похвастать таким качеством. Пенопласты, к примеру, поражаются мышами, которые любят строить в них целые ходы.

Как избавиться от стекловаты

стоял остро.

Так как терять было, особо, нечего, решил избавится от стекловаты помыв руки очищающей пастой Remoskin

И о чудо всего после одного приминения, неприятные ощущения от присутствия частиц стекловаты на руках пропало. Так что, оказывается, решение проблемы, было все время под руками, в личном шкафчике.

Теперь Вы знаете как избавлятся от стекловаты без особых заморочек и вреда для кожи. Надеюсь мой совет Вам помог.

Основные характеристики

В строительной сфере применяются различные виды утеплителей. Они имеют свои особенности, характеристики и технологию монтажа. Среди них наибольшую популярность набирает строительные утеплители нового поколения. К ним относится пенополистирол, минеральная вата и пеноплекс. Всем известная стекловата не сдаёт свои позиции и с успехом применяется при возведении промышленных помещений и жилых зданий.

Стекловата используется в различных видах домостроения, не требует специальных навыков для монтажа и имеет отличные теплоизоляционные и звукоизоляционные качества. Она относится к универсальным утеплителям, обладает высокой прочностью, упругостью и стойкостью к вибрациям. Стекловата необходима для наружных и внутренних работ, при монтаже скатных крыш и утепления горизонтальных поверхностей. Ею можно заделывать щели и трещины в стенах. Стекловата выпускается в разных формах — рулонах или плитах. Многие специалисты успешно применяют материал на практике, но даже не учитывают вредные свойства стекловаты.

Строгое соблюдение технологии – залог безопасности

Принимая решение, использовать минеральную вату или нет в своем доме, следует учитывать один важный момент. Каменная вата – это тепло- и звукоизолятор, а не декоративное покрытие. Следовательно, она укладывается внутри стены, под полом, над потолком, а не в жилом помещении непосредственно. И для наружного утепления стен, и для внутреннего по технологии укладки обязательна изоляция слоя утеплителя от влаги и продувания. Правильная изоляция служит также и защитой от попадания вредных веществ в воздух дома.

Например, для внутреннего утепления слой ваты закрепляется поверх кирпичной стены, затем монтируются гипсокартонные панели. Дополнительно может быть использована пленка для защиты от влаги или теплоотражающая фольгированная прокладка. Плиты минеральной ваты могут выпускаться с покрытием из алюминиевой фольги, крафт-бумаги, стеклохолстом. После монтажа гипсокартонных панелей все швы тщательно заделываются, потом стены окрашивают или оклеивают обоями. Утеплитель оказывается надежно «упакован» в стену, практически герметично закрыт внутри. От качества этой изоляции зависит не только чистота воздуха, но и сохранение тепла в дома, сухость стен и защита от плесени.

Часто проблемы возникают уже после завершения строительства здания, когда в процессе эксплуатации начинаются переделки – перенос дверных коробок, сооружение арок, встроенных шкафов, установка кондиционеров, вытяжек и т.п. Эти изменения порой выполняются настолько неграмотно, что минеральная вата оказывается в вентиляционных каналах, торчит из стен во встроенных шкафах. Естественно, это может нанести ущерб здоровью. Винить в этом следует не «вредный» материал, а собственную некомпетентность.

Строгое соблюдение технологии укладки каменной ваты, качественная обработка швов изолирующих панелей и правильная эксплуатация здания в дальнейшем – это гарантия безопасности.

Вывод: Для того, чтобы полностью исключить вред от базальтовой ваты в процессе работы с ней и при эксплуатации здания, следует использовать только качественные сертифицированные материалы, произведенные с соблюдением всех стандартов и тщательно соблюдать рекомендуемую технологию укладки. На своем здоровье не экономят. Лучше купить дорогой утеплитель известной фирмы (Knauf Insulation, ROCKWOOL, ISOVER), чем задумываться о том, влияют или не влияют на организм выделяемые в воздух вещества из утеплителя.

Ведущие производители теплоизоляционных материалов используют качественное сырье природного происхождения, а также высококачественные резольные смолы нового поколения, которые в конечном продукте присутствуют в твердом, неплавком и нерастворимом состоянии, что сводит к нулю вероятность выделения вредных веществ из минеральной ваты.

В европейских странах минеральные утеплители эксплуатируются на протяжении десятков лет и, несмотря на высокие экологические требования, признаются подходящим техническим решением. Постоянный контроль над производственными процессами позволяет получать высококачественный материал, соответствующий европейским и мировым стандартам качества.

Другие материалы по этой теме:

  • Пенопласт для утепления: плюсы, минусы, безопасность
  • Пенополистирол для внутреннего утепления. Можно или нельзя?
  • 7 самых популярных натуральных утеплителей для дома
  • Каменная вата: насколько опасен для здоровья этот утеплитель?
  • Утепляем дом. Почему нельзя утеплять стены изнутри пенопластом?

Другие материалы по этой теме:

  • Пенопласт для утепления: плюсы, минусы, безопасность
  • Пенополистирол для внутреннего утепления. Можно или нельзя?
  • 7 самых популярных натуральных утеплителей для дома
  • Утепляем дом. Почему нельзя утеплять стены изнутри пенопластом?
  • < Назад
  • Вперёд >

Характеристики стекловаты

Если перед вами встал вопрос о том, что такое стекловата, то для начала необходимо ознакомиться с ее характеристиками. Изготавливают стекловату из расплава стекломассы, при этом температура поддерживается выше +1400 °C.

В основе лежит бой песка и стекла, который вытягивается в волокно. Полученное изделие собирается в пачки, при этом используется связующий материал на основе битума.

Сырье нагревается до +200 °C, а после подвергается прессовке. Следом материалы нарезаются или сворачиваются в отдельные рулоны, затем они уже готовы для поставки на рынок. Если вы тоже задались вопросом о том, что такое стекловата, то должны понимать, что она отличается от базальтовой теплоизоляции.

Первый вариант утеплителя легок благодаря мягкости и длине волокон, а также их эластичности. Поэтому материал обладает превосходными показателями упругости. Это особенно становится заметно при хранении и перевозке материала, так как стекловата занимает минимальное количество места.

После распаковки она быстро принимает свою первоначальную форму, что позволяет использовать ее при работе с разными конструкциями. Если проводить сравнение с каменной ватой, то волокно стекловаты имеет толщину в пределах от 3 до 15 мкм. Что касается длины волокон, то она до 4 раз больше, чем у каменной ваты.

Описываемый утеплитель почти не содержит неволокнистых включений, он обладает превосходной вибростойкостью. Если перед вами встал вопрос о том, что такое стекловата, то вы должны поинтересоваться одним из важных показателей – теплопроводностью. Она равна от 0,030 до 0,052 Вт/м·К. А вот температуростойкость достигает 450 °C.

Преимущества стекловаты, ее «плюсы»

  • хорошие теплоизоляционные свойства;
  • обладает звукоизоляционными свойствами, она хорошо защищает от внешних шумов
  • устойчивость биологическим факторам, ее не грызут мыши, крысы и другие вредители;
  • экологическая безопасность и чистота, она безвредна для здоровья;
  • является пожаробезопасным материалом, не горит и не поддерживает горение;
  • устойчива к воздействию плесени, грибка, коррозии;
  • мало весит и не дает нагрузки на несущие элементы конструкции, обеспечивает легкость транспортировки и возможность быстрого монтажа «в одиночку»;
  • имеет низкую стоимость, относится к бюджетным.

Фото 2. Стекловату для теплоизоляции обычно используют в рулонах, она устойчива от воздействия плесени и атакам грызунов

Главные Отличия Стекловаты и Каменной ваты

Итак, дом готов к утеплению, а Вы до сих пор не определились с выбором теплоизоляции. В голове сидит главный вопрос: купить новомодную каменную вату, которую признали 70% потребителей во всё мире или взять по старинке стекловату? Давайте определимся с главными факторами, которые отличают эти теплоизоляционные материалы друг от друга:

  • Сырье. Стекловата выдувается из синтетического материала — легкоплавкой шихты (отходы стекольного производства и бой стекла). Каменная вата производится и горных пород на основе базальта – природного экологически чистого сырья, поэтому с успехом используется для утепления жилых помещений.
  • Негорючесть. Несмотря на то, что оба материала признаны негорючими, каменная вата отличается большей устойчивостью к высоким температурам. Базальтовая плита способна выдержать t около 750°С и не утратить геометрических параметров, в то время стекловата при повышении температуры до 400 градусов спекается в леденец.
  • Подверженость к усадке. Главным минусом стекловаты является способность впитывать влагу, которая приводит к хрупкости волокон и рассыпанию их на мелкие кристаллы при малейшей нагрузке, в результате чего утеплитель теряет форму. Базальтовая вата устойчива к влаге (показатель гигроскопичности 0,5%), поэтому на протяжении всего срока службы не подвержена усадке.
  • Химическая устойчивость. Каменная вата не боится щелочей, кислот и других агрессивных сред, в то время как стекловата вступает с ними в химическую реакцию и разрушается.

Важный факт! По результатам проведенной экспертизы трехслойных железобетонных панелей, в которых в качестве теплоизоляционного слоя использовалась стекловата, при вскрытии через 5-15 лет обнаружили одну труху.

монтаж стекловаты требует использования спецодежды и средств защиты

Удобство в монтаже. Если работа с базальтовой ватой не требует использования респиратора и перчаток, то монтаж стекловаты требует полной экипировки, иначе волокна стекловаты въедаются в кожу, а стеклянная пыль попадает в дыхательные пути, вызывая серьезные проблемы со здоровьем.

Факты говорят сами за себя, но если Вы до сих пор сомневаетесь, идём дальше. Рассмотрим самый животрепещущий вопрос потребителя. Вы наверняка догадались — о чём речь? Совершенно верно. Поговорим о том, как максимально эффективно использовать содержимое Вашего кошелька.

Плюсы и минусы материала

Структура материала напоминает застывшую лаву, но более воздушную. На самом деле базальт — это и есть лава, которую перерабатывают, получая вату. При извержениях вулкана в воздух выбрасывается огромное количество мелких частичек горных пород.

Если эковата произведена по технологическим стандартам, имеет соответствующую прочность, то и крошится она не будет, соответственно, количество ее частичек в воздухе будет минимально, что безопасно для здоровья. А при использовании некачественного материала мелкая пыль витает в воздухе, попадает на тело, слизистые оболочки, а также в легкие, провоцируя развитие хронических заболеваний дыхательных путей.

Это полезно: базальтовая или минеральная вата.

Ни в коем случае нельзя экономить, покупая материал низкого качества. Дешевые утеплители рассыпаются при непосредственном контакте с инструментом или руками человека. Негативное воздействие начинается со следующих ощущений:

  • раздражение глаз;
  • трудности при дыхании, отдышка;
  • зуд на открытых участках кожи.

В случае длительного взаимодействия с каменной ватой, вред от нее приносит проблемы со зрением и даже онкологические заболевания. А технологически правильно изготовленная базальтовая вата не вызывает вышеперечисленных проблем, так как имеет хорошую прочность и не сыпется. Она обладает следующими положительными характеристиками:

  • длительный срок годности;
  • дополнительная звукоизоляция;
  • повышенная устойчивость к огню;
  • максимально низкие показатели по теплопроводности.

Поэтому следует правильно расставить приоритеты и покупать безопасный сертифицированный утеплитель.

Вредные испарения

Кроме того, в случае неправильной обработке и несоблюдении технических норм произведенная эковата содержит дополнительные смолы. Это различные химические соединения, фенолы и формальдегиды, используемые для более эффективного связывания волокон. При нагреве они могут испаряться и попадать в легкие человека, что вредно для здоровья. А длительная работа на объектах с превышением вредных веществ в воздухе приводит к появлению онкологии и других заболеваний.

Поэтому производственные стандарты являются обязательными для соблюдения. Если все было сделано правильно, то и материал будет качественным.

Штапельное стекловолокно: вред для кожного покрова и глаз

Если процесс укладки стекловолокна был проведен без спецодежды и перчаток, то на поверхность кожи человека могли попасть острые частицы и проникнуть внутрь. Это может вызвать раздражение и аллергию. Чаще всего первыми признаками становятся зуд, покраснение и боль в местах проникновения. Расчесывать покрасневшие участки не стоит, а первая помощь заключается в промывании кожи под холодной проточной водой.

Всем известно, что стекловата обладает повышенной ломкостью. По этой причине острые, незаметные обломки могут попасть на глаза человеку. Работа должна выполняться исключительно в специальных очках, чтобы не допустит дальнейших проблем.

Среди основных симптомов попадания можно выделить следующие:

  • Острая, режущая боль в глазах;
  • Появление большого потока слез;
  • Дискомфорт;
  • Боль, которая усиливается.

Принимать какие либо самостоятельные действия в таком случае не рекомендуется. Если у вас появился, хотя бы один из вышеперечисленных признаков, следует немедленно отправиться в больницу.

Что делать, если малыш съел осколок?

Во-первых, можно осторожно изъять видимую часть предмета самостоятельно, а во-вторых, необходимо вызвать скорую медицинскую помощь. Не нужно пускать все на самотек, так как попавший внутрь тела кусок может спровоцировать серьезные последствия

Небольшие кусочки могут быть непосредственным способом удалены, но даже они способны касаться внутренних органов. Если кусочек большой, он может застрять в желудке на долгое время. В этом случае без операции не обойтись.

23 мая в столице Коми 11-месячного мальчика госпитализировали после того, как он проглотил кусок стекловаты. Ребенка оставили без присмотра. Подробности случая были опубликованы в официальном сообществе Сыктывкарской станции скорой медицинской помощи в социальной сети «ВКонтакте».

Вчера, 25 мая, на официальной публичной странице Сыктывкарской станции скорой медицинской помощи в социальной сети «ВКонтакте» был описан шокирующий случай из практики сотрудников учреждения. Из-за беспечности взрослых серьезно пострадал грудной малыш.

Как сообщается в первоисточнике, несчастный случай произошел в среду, 23 мая. В тот день в скорую поступил вызов от родителей 11-месячного мальчика. Они сообщили, что нашли сына на балконе с куском стекловаты во рту. Очевидно, опасный утеплительный материал использовался при ремонтных работах, но его должным образом не изолировали.

Грудничка доставили в Республиканскую детскую клиническую больницу. Там выяснилось, что стекловата попала ему не только в рот, но и в пищевод. Как долго продлится лечение, пока неизвестно.

Утеплители

Существует большое количество разнообразных утеплителей. Они различаются как по материалу, так и по форме. Вы можете использовать волокнистые или плитные материалы. В местах с сильными ограничениями пространства удобнее использовать волокно, а для утепления стен больше подойдут плиты.

До недавних пор самым популярным утеплителем являлись различные типы минеральной ваты, в том числе стекловата. Такие материалы имеют целый ряд преимуществ:

  • дешевизна;
  • удобство в использовании;
  • хорошие утепляющие свойства;
  • водостойкость.

В последнее время, стекловата используется все реже и реже. Причина в появлении новых, более удобных материалов на основе полимеров. Они обладают лучшими изоляционными свойствами и так же дешевы. Кроме того, часто возникает вопрос – не опасна ли стекловата для человека?

Вред стекловаты обусловлен двумя группами факторов: минеральными частицами и соединяющим веществом.

Минеральные частицы

Это микрочастицы, из которых, собственно, и состоит вата. В процесс эксплуатации материала, микрочастицы отсоединяются от основы и попадают в воздух. Если помещение редко проветривается, а стекловаты в нем много, то эти частицы закономерно оказываются в легких человека.

Систематическое вдыхание микрочастиц чревато аллергическими реакциями, формированием хронических заболеваний дыхательных путей и даже развитием онкологии.

Чтобы «добиться» такого эффекта необходимо вдыхать частицы ваты регулярно. Если ватой утеплена баня, где вы не проживаете, то особого вреда здоровью не будет. А вот в жилых помещениях активно использовать вату не рекомендуется.

Однако, даже в бане, стекловата может нанести некоторый вред, особенно в процессе укладки. Речь идет о прямом контакте с кожей. Твердые частицы ваты повреждают кожный покров, и могут проникнуть достаточно глубоко. Поэтому, после контакта со стекловатой категорически нельзя чесаться. Удалять частицы с кожи необходимо в душе, под холодной водой, без использования моющих средств. После душа, кстати, не стоит вытираться полотенцем.

Если частицы стекловаты попали в глаза, рекомендуется срочно обратиться к врачу, так как они могут вызвать серьезные повреждения.

Стоит отметить, что современная стекловата, маркированная для использования в жилых помещениях, соответствует санитарным стандартам. Но такой материал будет значительно дороже, да и не факт, что производитель строго соблюдал технологию.

Соединяющее вещество

Речь идет о веществе, скрепляющем волокна минеральных частиц и придающем ей свойство водостойкости. Как правило, это фенольные смолы, которые могут выделять опасные вещества – фенол и формальдегид.

Фенол является крайне ядовитым, и вызывает поражения различных органов (в основном, слизистых, органов дыхания и нервной системы).

Регулярное вдыхание даже минимальных доз фенола может приводить к серьезным заболеваниям.

Стоит отметить, что данный негативный фактор наиболее актуален как раз для бань. Причина в том, что фенол и формальдегид выделяются в виде летучих соединений под воздействием высоких температур.

Как работать со стекловатой без вреда здоровью

Вот несколько простых советов, которые обезопасят Ваше здоровье при работе со стекловатой:

  1. Одноразовая защитная одежда Ремонтные работы с использованием стекловаты рекомендуется вести в защитной спецодежде с капюшоном. Следует надеть защитные очки, закрыть волосы кепкой или шапочкой. Руки тоже не должны соприкасаться с ней, для них тоже предусмотрены прорезиненные перчатки или рабочие рукавицы.
  2. При сыпучести материала надо работать в ватно-марлевой повязке или надеть респиратор.
  3. Если стекловата попала на открытые участки кожи, чтобы избавиться от микрочастиц, необходимо принять душ и смыть их без растирания.
  4. Не рекомендуется отстирывать одежду от стекловатной пыли, надо просто очистить одежду, вытряхивая интенсивно пыль.

О вреде утеплителей на основе стекловолокна подробно рассказывает следующее видео:

Стекловата, вред для здоровья: миф или реальность

Так насколько же вреден этот материал и приносит ли вообще вред минеральная вата человеческому здоровью? Уже длительное время специалисты ведут спор на данную тему. Нужно понять, что каждый материал попадает в руки к разным людям и нельзя исключать то, что любой из нас может придумать или отметить действительный факт о вреде, который в последствии будет передаваться по цепочке.


Какой тип утеплителя вы не будете использовать в строительстве, в любом случае вы можете где-то услышать про вред, который он наносит окружающей среде

Именно таким образом появляются мифы не только о минеральной вате, но и о других строительных материалах. Будет очевидным то, что при условии массовой паники использование материала будет сокращено в несколько десятков раз, причем это будет касаться не только мелких применений, но и масштабных строительств.

Это разнообразие приводит к тому, что возникает ряд мифов и догадок.

К ним можно отнести следующие 4:

  • Минвата вредна для здоровья человека, так как выделяет большое количество токсинов;
  • Материал вреден только в том случае если горит;
  • Минеральная вата при контакте с водой начинает гнить и выделять плесень;
  • Минвата выделяет большое количество вредной пыли, что способствует раздражению кожи.

И это только несколько пунктов, если же спросить своих знакомых, то мы уверены в том, что вы сможете дополнить этот список.

Какой утеплитель лучше: стекловата или минвата?

Если бы пришлось выбирать между стекловатой и минватой, то я остановился бы все-таки на нашем строительном материале – стекловате. Одним из важнейших преимуществ, которое особенно меня привлекло – это то, что в ней не завелись мыши и прочая живность.

Ещё. При одинаковой толщине стекловата на 10…15% теплее базальтовой ваты и дешевле. У стекловаты более длинные волокна, чем у базальтовой ваты, поэтому при изготовлении стекловаты применяется меньше клея, а значит, и меньше формальдегидов.

Минеральную вату следует применять только там, где можно поставить надёжный слой от проникновения формальдегидов внутрь жилого помещения. В общем, применять её для утепления фасадов нужно с умом, ибо здоровье (его отсутствие) — вещь ещё более затратная, чем постройка дома.

Я сделал мой выбор, надеюсь, что мой отзыв будет полезен вам, и вы тоже сделаете свой правильный выбор.

стекловата технические характеристики

Какой вред получают легкие, если надышался стекловатой: что делать

Охарактеризовать вред от стекловаты можно тем, что в ее состав входят минеральные частицы, содержащие смолы фенола. Если стекловата была использована в условиях замкнутого пространства, то токсичный фенол начинает выделяться в воздух, и именно эти испарения человек начинает вдыхать легкими. Все это выделяет определенные последствия.


Стекловата используется в различных видах домостроения, не требует специальных навыков для монтажа и имеет отличные теплоизоляционные и звукоизоляционные качества

А именно:

  • Появление аллергической реакции под видом кашля;
  • Одышку;
  • Воспалительные процессы органов дыхания, которые могут перейти в хроническую форму.

Установленный факт: люди, которые имеют отношение к частой работе со стекловатой, подвержены возникновению рака легких. Так же доказано учеными, что микрочастицы входящие в состав стекловаты способны вызвать дерматоз, бронхит как хронического, так и обструктивного типа, а так же возможно развитие грибковой инфекции бактериального типа.

Очень важно запомнить, что в процессе работы со стекловатой из помещения лучше убрать все мягкие предметы, такие как игрушки, ковры, а мягкая мебель должна быть накрыта, так как именно они становятся сборниками микрочастиц. По окончанию работ нужно провести влажную уборку с помощью моющего пылесоса и желательно установить увлажнитель воздуха

Фенол таит в себе угрозу для здоровья

Смола фенолформальдегидная в жидком виде При хроническом отравлении ядовитым фенолом человек начинает терять вес, появляется понос, тяжесть при глотании, обильно выделяется слюна, кружится голова, темной становится моча.

Если человек долгое время находился под действием фенола и надышался его парами, то может чувствовать слабость и мышечные боли, при обследовании обнаруживается увеличение печени. Наблюдаются нервные расстройства, сопровождаемые сильными головными болями, приводящими даже к потере сознания.

В обыкновенных жилых помещениях в течение года происходит образование около 40 кг пыли, состоящей из разных по диаметру минеральных частиц. Мелкие из них, с диаметром меньше 5 микрон, находятся в воздухе. Именно такие частицы считаются аллергенными, которые при вдохе проникают в легкие человека, и, накапливаясь там, представляют угрозу для дыхательной системы.

Большая часть частиц минеральной пыли бывает опасного размера — меньше 3 — 5 микрон, они оседают в легких вместе с парами токсичного фенола.

Технология утепления пола и крыши стекловатой

Утепление пола стекловолоконной минеральной ватой производят рулонным материалом плотностью 11 кг/м3. Утеплитель укладывают на пароизоляцию между лагами в 2-3 слоя. Сверху изолятор закрывается еще одним слоем пароизоляционной пленки. Фиксировать Isоver не надо.

Стекловату плотностью 15-18 кг/м3 используют для утепления кровли или каркасных перегородок. Для работы берут маты или плиты. Их укладывают между стропилами или выполняют деревянную обрешетку по стропилам.

Фото 4. Для утепления пола обычно используют стекловату в рулонах, укладывают на пароизоляцию между лагами

Этапы работ по утеплению скатной кровли следующие:
  • монтаж гидроизоляции или пароизоляционной пленки между стропилами;
  • плиты нарезаются на 0,5-1 см больше расстояния между стропилами. Монтаж проводят с минимальной фиксацией плит. Они будут держаться за счет распорного эффекта. Слой теплоизолятора сверху закрывается сплошным пароизоляционным барьером. Монтаж плит стекловаты о деревянной обрешетке производится также на пароизоляцию, вата укладывается в 2 слоя в внахлест, перекрывая швы плит. Сверху теплоизоляционный слой зашивается паробарьером.

Технология применения стекловаты в вентилируемых фасадах

Для создания вентилируемого фасада подходит стекловата плотностью 20-30 кг/м3 (утеплитель Isover 100 /Е/К). Именно она рассчитана на трехслойную кладку и наружную теплоизоляцию. Для повышения теплоизоляционных свойств рекомендуется взять рулоны с кэшированием стеклохолстом.

Этапы работ:
  • Подготовка поверхности стен, очищение выравнивание при помощи специальной мастики.
  • Производят монтаж пароизоляции.
  • Жесткие плиты стекловаты монтируют при помощи зонтичных пластмассовых дюбелей.
  • Сверху слой стекловолоконной изоляции закрывают паробарьером.
  • Делают каркасную обрешетку из дерева или металлического направляющего профиля.
  • Выполняют финишную отделку сайдингом, плиткой или другими материалами.

Итоги

Минеральная вата — это безопасный материал, а его вред для здоровья сильно преувеличен. Конечно, есть виды, от которых много пыли при монтаже, но это решается применением респиратора. В дальнейшем пыль нейтрализуется пароизоляционной пленкой. Есть колючие материалы, от которых чешется кожа. Но опять же, при соблюдении техники безопасности при монтаже эта проблема не возникает. А то, что в минвате есть фенолформальдегид, еще не говорит, что он каким-то образом покидает структуру материала. К тому же, этот компонент присутствует во всех пластмассах, не говоря уже о других материалах.

У таких производителей, как Кнауф и Урса, есть линейка материалов, где в качестве связующего применяется вещество на основе акрила. Этот утеплитель точно безопасный. Если этих доводов недостаточно, то можно утепляться натуральными материалами природного происхождения, например, опилками, соломой или керамзитом.

#

Из чего делают стекловату

Стекловата – недорогой и эффективный утеплитель. По популярности она уступает лишь минеральной вате и пенопласту. Волокна стекловаты намного длиннее, чем у любого другого волокнистого материала. Эта особенность обусловлена способом ее производства.

Стекловата, используемая сегодня в качестве теплоизолятора, в значительной степени отличается от аналогичного продукта, которым утепляли трубы и дома в прошлом веке. Ту стекловату изготавливали из стеклянного боя, нынешнюю – из кварцевого песка. Поэтому эти материалы различаются как по внешнему виду, так и по свойствам.

Из чего состоит стекловата?

В состав современной стекловаты входят известняк, сода, этибор (иное название – бура), доломит. Наличие буры обеспечивает отпугивание грызунов, муравьев и тараканов. Раньше в процессе изготовления стекловаты добавляли фенолы и формальдегид, обеспечивающие сохранность волокон. Сегодня они исключены из списка составляющих, так как стало известно о том, что эти вещества оказывают вредное влияние на здоровье человека.

Как изготавливают стекловату?

Стекловата представляет собой волокнистый материал, для получения которого используют разное сырье. Чаще всего это кварцевый песок, но есть технологии изготовления этого материала из каолина, отходов стеклянной промышленности, графита.
Способ получения стекловаты – фильерно-дутьевой. Благодаря этому волокна утеплителя длиннее и как минимум в два раза толще (16-20 мкн), чем у минеральной, каменной или базальтовой ваты. Эта особенность делает стекловату самым эластичным и виброустойчивым материалом из всех волокнистых утеплителей. Все это в комплексе с малым удельным весом делает этот продукт удобным в монтаже, долговечным и безопасным в эксплуатации.

Процесс производства стекловаты выглядит следующим образом: кварцевый песок (бой стекла, графит) расплавляют до температуры 1000оС, добавляют соду, буру и другие составляющие, помещают в специальную центрифугу. Когда она начинает вращаться, под воздействием центробежных сил образуются длинные тонкие волокна. Они обрабатываются полимерным составом на основе альдегида, что придает их структуре большую прочность.

В результате этого процесса получают материал, состоящий из множества плотно прилегающих друг к другу тонких волокон. Но несмотря на это, стекловата достаточно эластична и хорошо держит форму. Прочность волокон составляет 20-25 МПа. Коэффициент теплопроводности материала – 0,03-0,052 Вт/мК. Температуроустойчивость — 450 нС.

Изделия из стекловолокна могут быть жесткими и полужесткими. Они используются в строительстве для утепления различных конструкций и трубопроводов. Крупнейшие производители стекловаты – «Урса» (Россия) и «Изовер» (Финляндия).

Меры предосторожности при работе со стекловатой

Основной опасностью стекловаты являются ее тончайшие иголочки и пыль, которые попадают на незащищенную кожу рук, слизистую и в органы дыхания, поэтому работа с ней без респиратора, рукавиц и защитных очков категорически запрещена. Старые образцы стекловаты могут значительно навредить открытым частям кожи, поэтому лучше приобретать современный материал, который не раздражает руки, не горит и имеет мягкую структуру. Стекловату не рекомендуется использовать для ремонта на открытых участках – в остальных случаях ее применение вполне допустимо.
Мелкие кристаллики стекловаты, попавшие в организм, очень сложно вывести. Даже плотно заштукатуренная стекловата может стать медленным отравителем – достаточно одному кусочку штукатурки отвалиться и она начнет стопроцентно насыщать собой воздух. При попадании стекловаты на руки или слизистые, нельзя пытаться их стереть – кристаллики еще глубже войдут в кожу. Нужно сразу принять прохладный душ (не горячий!) без гелей и мыла, а затем дать коже самостоятельно обсохнуть и снова принять холодный душ, но уже с моющим средством. Если стекловата попала в глаза, нужно промыть их под сильным напором холодной воды и обратиться к офтальмологу. При вдыхании стекловаты обращение к врачу обязательно.

Что такое стекловата — определение

Пример — изоляция из стекловаты

Основным источником потерь тепла из дома являются стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м 2 ). Стена толщиной 15 см (L 1 ) изготовлена ​​из кирпича с теплопроводностью k 1 = 1,0 Вт / м · К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи составляет 22 ° C и -8 ° C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах h 1 = 10 Вт / м 2 K и h 2 = 30 Вт / м 2 К соответственно.Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. Д.).

  1. Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
  2. Теперь предположим, что теплоизоляция на внешней стороне этой стены. Используйте стекловолокно ватную изоляцию толщиной 10 см (L 2 ) с теплопроводностью k 2 = 0,023 Вт / м.К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.

Решение:

Как уже было написано, многие процессы теплопередачи включают композитные системы и даже включают комбинацию как теплопроводности, так и конвекции. С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :

Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

  1. голая стена

Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стену и не принимая во внимание излучение, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 Вт / м 2 K

Тогда тепловой поток можно рассчитать просто как:

q = 3,53 [Вт / м 2 K] x 30 [K] = 105.9 Вт / м 2

Суммарные потери тепла через эту стену будут:

q потеря = q. A = 105,9 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 3177W

  1. композитная стена с теплоизоляцией

Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стену, отсутствие термоконтактного сопротивления и без учета излучения общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0,1 / 0,023 + 1/30) = 0,216 Вт / м 2 K

Затем тепловой поток можно рассчитать просто как:

q = 0,216 [Вт / м 2 K] x 30 [ K] = 6,48 Вт / м 2

Суммарные потери тепла через эту стену будут:

q потери = q. A = 6,48 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 194 Вт

Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Его надо добавить, добавление следующего слоя теплоизоляции не дает такой большой экономии.Это лучше всего видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитных стен . Скорость устойчивой теплопередачи между двумя поверхностями равна разнице температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

Стекловата и ее применение

Пуджа Патель по профессии архитектор. Имеет степень бакалавра архитектуры (B.Arch.). Она архитектор в SDCPL — Gharpedia.В ее сочинении сплетены творческие идеи и советы, которые предлагают устойчивый подход и информативное содержание в области архитектуры и интерьеров. Помимо того, что она блоггер, она также участвует в архитектурном проектировании и детализации в SDCPL. Вы можете легко связаться с ней в Facebook, Twitter, LinkedIn и Instagram.

В современном развивающемся мире материалы, используемые для изоляции, стремительно меняются с точки зрения акустики, тепла и т. Д. Они создают дополнительный элемент комфорта в экстерьере, интерьере, а также в декоре.Стекловата является одним из таких изоляционных материалов, которые могут применяться в домах, будь то часть крыш, подвесных потолков или гипсокартона. Согласно изданию John Wiley & Sons (автор словаря Webster’s New World College Dictionary), «Стекловата — это тонкие стеклянные волокна, переплетенные в шерстяную массу, используемые в фильтрах и в качестве изоляции».

Стекловата производится из боросиликатного стекла с важные компоненты, такие как кварцевый песок, переработанное стекло и закрепляющие вещества. Стекловата — это изоляционный материал, состоящий из расплавленного стекла в качестве сырья.По словам Хаймея Чжана (редактора журнала «Строительные материалы в гражданском строительстве»), «Стекловата — это волокнистый материал, изготовленный из расплавленного стеклянного сырья или стеклобоя. Он доступен в двух категориях: свободная шерсть и сверхтонкая шерсть. Из рыхлой пряжи делают стекловолокно из асфальта и стекловолокно. Кроме того, он используется для сохранения тепла в конструкции и трубопроводах, защищенных снаружи. ‘

Стекловата создается из толстого слоя стекловолокна, которое отверждается в печи при 200 ° C, чтобы связать пряди вместе и тем самым уменьшить толщина листа.Кроме того, его плавят до 1100 ° C в электрической печи, а затем кондиционируют в газовой печи. Это печное изделие из расплавленного стекла. Из этого расплавленного стекла прядут волокна. Этот процесс включает вращение плавленого стекла с высокой скоростью, аналогично методике, используемой при производстве конфет. В процессе прядения в него примешивается связующее. В производственном процессе не создаются ни ХФУ, ни ГХФУ. Волокна собираются в виде мата в сборной камере, а затем переносятся в печь, где они отверждаются в контролируемых условиях до желаемой толщины и плотности.Он изготавливается по индивидуальному заказу в рулонах или слябах. Точно так же он также используется в качестве компонента, который распыляется или наносится на изолируемую поверхность. Это универсальный материал, используемый для изоляции стен, крыш и полов. Во время установки стекловата должна всегда оставаться сухой, поскольку увеличение содержания влаги может привести к значительному увеличению теплопроводности.

Также прочтите:

Основная информация о крыше и ее функциональных требованиях
Крыша и ее классификация

После завершения производственного процесса ее заворачивают в рулон или летучую мышь.Его можно сжимать до 10 раз, что экономит место на хранении и снижает расходы на транспортировку. Он идеально подходит для удовлетворения высоких требований, предлагая преимущества в области теплоизоляции, пожарной безопасности и простоты монтажа.

Характеристики стекловаты

  • Огнестойкость до 300 ° C.
  • Обладает отличной прочностью на разрыв.
  • Применяется в качестве утеплителя для пустотелых стен и гипсокартона.
  • Кроме того, он также используется для изоляции крыш в аудиториях и подвесных потолков.
  • Предотвращает потерю тепла, особенно в системах воздуховодов HVAC.
  • Это отличный звукоизолятор. Используется в качестве акустического барьера в перегородках, препятствующих передаче звука.
  • Его продукция негорючая и рассчитана на рабочие температуры до 300 ° C.
  • На 80% состоит из перерабатываемых материалов.
  • Он легкий и простой в установке.
  • Не способствует росту плесени или паразитам.
  • Не представляет опасности для здоровья.
  • Не вызывает коррозии металла.

Области применения изоляции из стекловаты

Применения стекловаты включают структурную изоляцию, изоляцию труб, фильтрацию и звукоизоляцию. Они производятся для изоляции изделий и применяются во многих областях зданий. Кроме того, стекловата является наиболее распространенным источником изоляции потолков жилых домов, а также имеет следующие области применения:

01.Стены пустот и изоляция из гипсокартона

Они разработаны для изоляции внутри стальных каркасных конструкций, деревянных каркасных зданий и систем гипсокартона. Он изготовлен из высококачественной стекловаты и облицован стеклотканью с одной стороны для удобства использования и повышенной жесткости.

Применения в гипсокартоне:

  • Здания со стальным каркасом
  • Каркасные деревянные конструкции
  • Системы гипсокартона
  • Предназначен для использования в полых стенах, но может эффективно использоваться на потолке, вдоль линии крыши или внутри полостей в кирпичной стене.

Изоляция труб для горячих и холодных труб.

Эта изоляция представляет собой предварительно сформированную жесткую секцию из стекловолокна, склеенную смолой, длиной 1 метр. Единственная продольная прорезь позволяет детали открываться, охватывая трубу, и закрывать ее после установки. Стандартные варианты отделки доступны в холсте, простой и усиленной фольге.

03. Изоляция обрешетки в коммерческих зданиях

Заводская плита — это жесткая плита, изготовленная из негорючей изоляции из стекловаты. Обычно он используется в качестве многоцелевой облицовки стен, а также для изоляции прогонов крыши.Поставляется толщиной 25, 40 или 50 мм.

Потолочные плитки изготовлены из негорючей неорганической стекловаты и связаны инертным термореактивным связующим. Доступна декоративная виниловая облицовка кораллового цвета для долговечной отделки.

Применение стекловаты в качестве подвесных потолков:

  • Подвесные потолки: бытовые, коммерческие, промышленные
  • Подвесные потолки в коммерческих зданиях, таких как кинотеатры, домашние кинотеатры, студии звукозаписи.

05. Промышленная изоляция крыш

Изготовлена ​​из высококачественного негорючего гибкого материала. Изоляция из стекловаты с инертным связующим делает изделие легким, безопасным и эластичным. Он облицован с одной стороны армированной фольгой или белой металлизированной фольгой. Наносится с обеих сторон по запросу.

06. Изоляция для высоких температур

Изготовлена ​​из негорючей стекловаты, связанной с инертной термореактивной смолой, с образованием твердого и упругого продукта.Он не имеет запаха, инертен и полностью совместим со всеми стандартными строительными материалами.

Стекловата как тепловой и акустический контроль:

  • Линейка стекловолокна и одеял для теплового и акустического контроля, используемых в коммерческих зданиях.
  • Промышленная теплоизоляция для применений до 450 ℃.
  • Сохранение и контроль тепла в котлах, резервуарах, воздуховодах, печах и т. Д.
  • Акустическая коррекция в компрессорных и машинных отделениях.

07. Высокая эффективность и звукоизоляция

Потолочные плитки изготовлены из негорючей неорганической стекловаты и скреплены инертным термореактивным связующим. Полы покрыты нетканым стекловолокном черного цвета для хорошего звукопоглощения. Он используется не только в коммерческих зданиях, таких как кинотеатры, где требуется отличная звукоизоляция, но и в других областях, где требуется оптимальное звукопоглощение.Применяются как плиты из стекловаты, которые, в свою очередь, превращаются в изоляцию домашнего кинотеатра.

Пуджа Патель по профессии архитектор. Имеет степень бакалавра архитектуры (B.Arch.). Она архитектор в SDCPL — Gharpedia. В ее сочинении сплетены творческие идеи и советы, которые предлагают устойчивый подход и информативное содержание в области архитектуры и интерьеров. Помимо того, что она блоггер, она также участвует в архитектурном проектировании и детализации в SDCPL. Вы можете легко связаться с ней в Facebook, Twitter, LinkedIn и Instagram.

Продемонстрируйте свои лучшие разработки

Навигация по сообщениям

Больше из тем

Используйте фильтры ниже для поиска определенных тем

Термохимические свойства композитов стекловаты / маэрогеля

Одеяла аэрогеля представляют собой композиты частиц аэрогеля диоксида кремния, диспергированных в матрице из армирующего волокна, которая превращает хрупкий аэрогель в прочный и гибкие изоляционные материалы. В данном исследовании кремнеземный аэрогель наносили на стекловату с различной концентрацией (0–18.6%), а также морфологические и термические характеристики одеял из аэрогеля. Скорость разложения модифицированного бланкета была медленнее при температурах от 250 ° C до 650 ° C из-за замедляющего действия аэрогеля диоксида кремния. Средний диаметр волокна как для исходной стекловаты, так и для модифицированных материалов из стекловаты составлял приблизительно 20 мкм м, а образцы имели пористые, взаимосвязанные частицы с дендритоподобной структурой.

1. Введение

В связи с постоянным ростом потребления энергии, ограниченными поставками ископаемого топлива, глобальным потеплением и проблемами климата и правительства, и отрасли промышленности ищут альтернативные или улучшенные тепловые системы, используя высокоэффективные изоляционные материалы.Аэрогель, изобретенный Кистлером [1] в 1932 году, является одним из изоляционных материалов, которые еще предстоит использовать на промышленном уровне. В рамках классификации аэрогелей кремнеземный аэрогель обладает наиболее привлекательными физическими характеристиками, такими как низкая теплопроводность (~ 0,015 Вт / м · К), низкая насыпная плотность (~ 0,1 г / см 3 ), оптическая прозрачность в видимом спектре (~ 99 %), высокой удельной поверхностью (~ 1000 м 2 / г), низкой диэлектрической проницаемостью (~ 1.0–2.0), низким показателем преломления (~ 1.05), низкая скорость звука (100 м / с) и гидрофобность [2]. Исследователи уже признали превосходство этого твердого вещества, похожего на замороженный дым (аэрогель), над обычными материалами, такими как стекловата [3]. Параллельно с этим были предприняты огромные усилия по увеличению рентабельности приготовления аэрогелей из-за больших вложений, связанных с прекурсором диоксида кремния и процессом сверхкритической сушки [4]. В 2007 году был изобретен аэрогель, коммерчески известный как Maerogel®, полученный из сельскохозяйственных отходов; таким образом кремнезем экстрагировали из золы рисовой шелухи по золь-гель механизму и сверхкритической сушке [5].Утверждается, что стоимость производства была снижена примерно на 80% по сравнению с традиционным кремнеземным аэрогелем [4, 5]. Хотя аэрогель можно изготавливать в виде порошка, монолитов или пленок, конструкция композитных одеял аэрогеля, которая состоит из диспергирования частиц аэрогеля диоксида кремния в матрице армирующего волокна, в конечном итоге предотвращает любое повреждение хрупкой матрицы аэрогеля и, таким образом, позволяет применяется в экстремальных условиях со значительными механическими нагрузками. В этой работе стекловата / маэрогель, нетканые композиты были синтезированы методом золь-гель с последующей термообработкой при температуре окружающей среды и при высоких температурах.Затем были исследованы термические и морфологические свойства образцов.

2. Детали эксперимента
2.1. Приготовление золя диоксида кремния

Золь диоксида кремния был приготовлен с использованием золы рисовой шелухи (RHA) в качестве предшественника диоксида кремния. 39,13 г RHA смешивали и перемешивали вместе с 14,55 г гидроксида натрия и 450 г воды в тефлоновой бутылке при 90 ° C в течение 2 дней. Затем смесь фильтровали, пропуская через ионообменную колонку (диаметр = 10 см; длина = 40 см), заполненную смолой Amberlite.Скорость прохождения смеси через колонку контролировали с помощью микромотора. Собранный фильтрат представлял собой силикат натрия со значением pH 2-3. Последний был смешан с этанолом (1: 1 об. / Об.), И было обнаружено, что процентное содержание диоксида кремния в растворе составляет 6 мас.%. pH доводили до 5 с помощью гидроксида аммония.

2.2. Приготовление Maerogel Blanket

Исходная стекловата была разрезана и сформирована в кубоиды массой 35 г с размерами 9,5 см × 12,5 см × 5 см длины, ширины и толщины, соответственно.Различные изготовления бланкетов были сделаны с использованием различных концентраций диоксида кремния, этанола и тетраэтилортосиликата (TEOS) (Таблица 1). Основные образцы стекловаты увлажняли полученными смесями, а затем выдерживали в печи для гелеобразования при 50 ° C в течение 3 часов. После гелеобразования влажные одеяла замачивали в 200 мл раствора этанола и выдерживали при комнатной температуре в течение 48 часов; затем раствор для замены растворителя, состоящий из 167 мл н-гексана, 17 мл тетраметилхлорсилана и 10 мл изопропилового спирта, добавляли к бланкетам в растворе этанола и дополнительно выдерживали в течение 48 часов при комнатной температуре.Затем вынимали влажную гелевую подушку и сушили при атмосферных условиях в течение 24 часов, а затем сушили при 60 ° C в течение 4 часов с последующей термообработкой при 230 ° C в течение 2 минут. Высушенные одеяла взвешивали для расчета количества загруженного маэрогеля для каждого образца.

4% 04
Кейс Кейс Кейс Кейс Кейс
10,2 14,6 18,6
Маэрогель в загруженном состоянии (г) / общий вес после сушки (г) 0 0,054 0,102 0,14
2.3. Характеристики образцов

Термогравиметрический анализ (ТГА) проводили с использованием Mettler Toledo TGA / DSC1. Эксперименты проводились со скоростью 10 ° C / мин от 30 до 850 ° C в атмосфере сухого воздуха.Функциональные группы образцов идентифицировали с помощью FTIR (KBr) в области 400–4000 см –1 со спектральным разрешением 2 см –1 на спектрометре FTS3000. Микроструктуру бланкета кремнеземного аэрогеля исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM, HITACHI, Япония) при 10 кВ. Перед наблюдением образцы были подвергнуты криому разрушению и напылению покрыты тонким слоем золота. Термическое сопротивление модифицированных одеял анализировали, подвергая нижнюю поверхность воздействию горячей плиты (Fisher Scientific Isotemp Digital), а верхнюю поверхность — температуре окружающей среды.Две термопары J-типа были размещены в средней части каждой грани, и значения температуры были получены с помощью интерфейса регистратора данных, соединенного с программным обеспечением VEE.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Термогравиметрический анализ (ТГА)

Ящик содержит максимально возможное количество маэрогеля (18,6 мас.%) На бланкете; поэтому он считался оптимальным образцом или модифицированной стекловатой (MGW) и выбран для сравнения с исходной стекловатой (OGW).Термограмма ТГА образцов показана на рисунке 1 (а). Первое снижение температуры около 52 ° C могло быть связано с разложением или испарением воды из обоих образцов. Как показано, механизм потери веса был замедлен за счет модифицированной стекловаты с 97,5% до 99,5% (рис. 1). Кроме того, присутствие Maerogel препятствует скорости теплопередачи из-за увеличения количества образования золы, которая, следовательно, действует как тепловой барьер, и, следовательно, термическая стабильность одеяла кремнеземного аэрогеля была лучше по сравнению с OGW.Эти результаты согласуются с ранее опубликованными результатами, в которых сообщалось, что аэрогель кремнезема может увеличивать скорость образования золы, которая, как известно, действует как изолятор между пламенем и горящим материалом [6].

3.2. Производная термогравиметрия (DTG)

Как видно на рисунке 1 (b), OGW начал разлагаться в начале и достиг пика при 179 ° C и 270 ° C, соответственно, в то время как MGW начал разлагаться при 213 ° C и 287 ° C. ° C для начала и пика соответственно. Считается, что MGW в разумных пределах способен замедлить потерю веса при переработке с 270 до 287 ° C.Zhu et al. [7] продемонстрировали синергетический эффект кремнеземного аэрогеля с приращениями температуры около 12–17 ° C. При температурах выше 270 ° C добавление кремнеземного аэрогеля снижало скорость потери веса бланкета. Легирование частицами кремнеземного аэрогеля привело к незначительному изменению потери веса по сравнению с образцом OGW, что было связано с увеличением количества кремнеземной золы, образовавшейся во время испытания, что эффективно улучшает термическую стабильность одеяла кремнеземного аэрогеля.Кривые также показывают, что термическая деградация началась только после того, как материалы поглотили определенное количество тепловой энергии. Тепло инициировало процессы деградации и разрушения волокон и структуры матрицы, вызывая разрывы или разрывы молекулярных цепей [8].

3.3. Инфракрасное преобразование Фурье (FTIR)

Присвоение волновых чисел для спектров образцов Maerogel, OGW и MGW показано в таблице 2 и на рисунке 1 (c). Это указывает на то, что образцы содержат ряд атомных группировок и структур.Для Maerogel появляется широкий пик при 3441 см -1 , относящийся к растяжению O-H из-за адсорбированной воды, H-мостиковой гидроксильной группы (-Si-OH ⋯ O-Si-) и изолированной (-Si-OH). Небольшой пик при 1630–1640 см –1 отнесен к алкеновой (C = C) группе. В спектре также видны сильные пики около 1107, 801 и 490 см -1 из-за асимметричной, симметричной и изгибной мод SiO 2 , соответственно, типичных для кремнеземного материала. Присутствие кремнеземных материалов в композите может иметь синергетический эффект, который приводит к увеличению температуры на 12–17 ° C.Аналогичный результат был получен в отношении Маэрогеля [9]. Ни OGW, ни пики Maerogel не исчезли, хотя дополнительный пик был обнаружен при 1380 см -1 по сравнению с Maerogel и OGW. Этот пик был связан с изгибом H-C-H. Наличие полосы C-H в спектре указывает на то, что состав TEOS был хорошо связан внутри стекловаты, чтобы создать сеть для поддержки частиц Maerogel. Все образцы следуют почти одинаковой тенденции из-за их сходства в химических связях.Пики около 1100 и 800 см -1 были отнесены к Si-O-Si, что может быть связано с меньшей потерей массы этих образцов во время термического анализа. Эти пики формируют внутреннюю сетевую структуру образцов; Результаты показывают, что присутствие диоксида кремния в матрице образцов увеличивает площадь поверхности контакта между матрицей и частицами диоксида кремния и приводит к увеличению адсорбции тепловой энергии в процессе разложения. Пики на 3400 см -1 указывают на связывание (-ОН) из-за присутствия этоксигрупп (-OC2H5) и 870 см пиков -1 (C-H) из-за присутствия Si-Ch4 [10].В соответствии с результатами термического анализа при повышенной температуре, возможная миграция этих связующих частиц кремнезема на поверхность композита может действовать как тепловой барьер и приводить к более высокой термостойкости композита [9].

903 SiO 2 гибка 11324
Функциональная группа Maerogel (чистый) (OGW) (MGW)
—
SiO 2 симметричный 862773 793
Si-OCH 2 CH 3 1165–994 — 490 449 469
гибка Si-O 865773 793
9032 9329
CH изгиб—— 1380
3 .4. Морфологические свойства (SEM)
Были сделаны микрофотографии

SEM, чтобы продемонстрировать микроструктуру и процесс связывания стекловаты и материалов Maerogel. Эти гибкие аэрогелевые одеяла представляли собой армированные волокном композитные материалы, содержащие теплоизоляцию на волокнистой основе, пропитанную аэрогелями. Как показано на СЭМ-изображении, волокна стекловаты случайным образом расслаиваются в более или менее параллельных плоскостях между границами среды. Микроструктура материалов бланкета аэрогеля характеризовалась наличием множества волокон и различных частиц аэрогеля разного размера.Фактически, волокна были окружены множеством частиц аэрогеля. Вдоль поверхности волокон также были частицы аэрогеля. Различие между микроструктурами модифицированных материалов из стекловаты можно объяснить такими факторами, как условия приготовления и концентрация прекурсоров. Средний диаметр волокна как для исходной стекловаты, так и для модифицированных материалов из стекловаты составляет приблизительно 20 мкм м. Композиты с более высоким содержанием Maerogel оказались однородными; однако образцы с более низким содержанием маэрогеля показали трещины и изломы, и в этом случае было плохое взаимодействие между стекловатой и маэрогелем.Кроме того, экспериментально невозможно загрузить более 18,6% маэрогеля в стекловолокно. Как показано на СЭМ-изображениях (рис. 2), неоднородность материала может быть причиной появления трещин на поверхности образца. Сети аэрогеля образуются из открытых коллоидных частиц. Эти частицы были соединены между собой в высокопористую дендритоподобную структуру. Структура аэрогеля трехмерна, включая множество пор, диаметр которых колеблется от 10 нм до 15 нм. Волокна ориентированы случайным образом и включены в матрицу покрытия аэрогеля.Точки контакта волокна склеиваются. Прочность покровных материалов определяется прочностью волокон, прочностью связи между волокнами, прочностью сетки аэрогеля и формой нагрузки. Следовательно, деформация волокон ограничит прочность изоляционных материалов [8]. Лучшая термостойкость модифицированного стекловолоконного волокна может быть связана с наличием и образованием пустот в композитной структуре, которые действуют как воздушные карманы и обеспечивают слой термобарьера в материале.На SEM-изображениях OGW и MGW можно идентифицировать волокна, воздушные карманы и частицы аэрогеля. Во время включения волокон в аэрогели диоксида кремния или во время изготовления одеял из аэрогеля воздух или другие летучие вещества задерживаются в материале одеяла. Наличие захваченного воздуха или других летучих веществ в идеальном одеяле имеет форму карманов или микропустот, которые можно увидеть, не разрушая одеяло. СЭМ-изображения одеяла Maerogel показаны на рисунке 2.

4.Заключение

Присутствие Maerogel на стекловате снижает скорость теплопередачи из-за увеличения количества образования золы, которая, следовательно, действует как тепловой барьер. Термическая стабильность бланкета из кремнеземного аэрогеля была лучше по сравнению с OGW, и 18,6 мас.% Представляли собой максимально возможную загрузку маэрогеля в бланкете. MGW смог замедлить технологическую потерю веса с 270 до 287 ° C, а при температурах выше 270 ° C добавление кремнеземного аэрогеля снизило скорость потери веса бланкета.Одеяла из аэрогеля, которые представляют собой композит из частиц аэрогеля диоксида кремния, диспергированных в матрице из армирующих волокон, могут превратить хрупкий аэрогель в прочный и гибкий изолирующий материал.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов относительно публикации этой статьи.

Авторское право

Авторское право © 2016 Бахадор Дасториан Джамнани и др. Это статья в открытом доступе, распространяемая под лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Влияние нового связующего, не содержащего формальдегид, на скорость растворения стекловолокна в физиологическом солевом растворе | Токсикология частиц и волокон

Критическая роль растворения в потенциальном воздействии вдыхаемых волокон на здоровье хорошо известна [1]. За последние несколько десятилетий появилось множество публикаций о связи между различными физическими характеристиками синтетического стекловидного волокна и скоростью его растворения в физиологическом растворе.К ним относятся химический состав волокна [1], изменения плотности волокна в результате отжига [2], диаметр волокна [3] и физические изменения, происходящие в результате метода волокнообразования [3–5].

Помимо стекловолокна, промышленные изоляционные изделия из стекловаты обычно содержат органическое связующее, обеспечивающее прочность и механическую целостность, необходимые для их конечного применения. Хотя Бауэр [5] отмечает, что маловероятно, что волокна с толстым связующим покрытием могут достичь глубоких слоев легких из-за аэродинамических соображений, связующее обычно обнаруживается на некоторых волокнах во время обычного микроскопического исследования переносимых по воздуху вдыхаемых волокон [неопубликованные наблюдения, M.Калиновски, Научно-технический центр Owens Corning]. Поэтому желательно знать, обеспечивают ли такие связующие какую-либо защиту в окружающей среде легких, которая могла бы замедлить скорость растворения биологически растворимого волокна.

Связующие изоляционные материалы из стекловаты, традиционно представляющие собой смолы на основе фенолформальдегида, ранее подвергались некоторым исследованиям. Маттсон [2] измерил скорость растворения в моделированной легочной жидкости производственной стекловаты без нанесенного связующего, с фенолформальдегидным связующим и с этим связующим, удаленным низкотемпературным озолением.Она обнаружила, что скорости растворения для трех образцов одинаковы в пределах неопределенности измерений. Бауэр [5] также обнаружил, что фенолформальдегидное связующее не влияет на скорость растворения. Кроме того, его микроскопическое исследование частично растворенных образцов показало, что при воздействии жидкости на связь смола-стекло поверхность волокна подвергалась прямому воздействию жидкости на ранней стадии процесса растворения. Подобные эксперименты с покрытиями из силиконового масла и только силанового связующего агента, материалов, обычно используемых в коммерческих связующих изоляционных материалах из стекловаты, показали аналогичное расслоение поверхности раздела смола-стекло, но на более позднем этапе процесса растворения.Хотя силикон-силановое покрытие вызвало первоначальное замедление растворения, оно длилось недостаточно долго, чтобы существенно повлиять на скорость растворения.

Только что процитированные исследования показывают, что фенолформальдегидное связующее, традиционно используемое в промышленных изоляционных материалах из стекловаты, не влияет на растворение стекловолокон в физиологическом солевом растворе. Кроме того, эти исследования показали, что отсутствие защитного эффекта было связано, по крайней мере частично, с ранним повреждением границы раздела стекло-связующее, что обеспечивает доступ жидкости к поверхности волокна даже под толстыми каплями связующего.

Совсем недавно был разработан ряд новых связующих, не содержащих формальдегид, обычно на основе химии углеводов и поликарбоновых кислот, которые используются в промышленном производстве изоляционной стекловаты. В настоящем исследовании рассматриваются два вопроса о влиянии таких новых связующих на скорость растворения изоляционного стекловолокна в физиологическом растворе: 1) влияет ли видимый слой связующего на скорость растворения находящегося под ним волокна и 2) влияет ли связующее. применение влияет на скорость растворения волокна, не покрытого видимым слоем.

Анизотропная структура стекловаты, определенная измерениями воздухопроницаемости и теплопроводности

Журнал поверхностных инженерных материалов и передовых технологий Том 06 № 02 (2016), Идентификатор статьи: 65715,8 стр.
10.4236 / jsemat.2016.62007

Анизотропная структура стекловаты, определенная измерениями воздухопроницаемости и теплопроводности

Laurent Marmoret 1 * , Hussein Humaish 1,2 , Anne Perwuelz 3,4 , Hassen Béji 1

1 Université de Picardie Jules Verne-Laboratoire des Technologies Innovantes-Equipe Phénomènes de Transfert et Construction Durable, IUT Génie Civil-Avenue des Facultés, Амьен, Франция

2 Фонд технических институтов, Технический институт, Департамент геодезии , Аль-Кут, Ирак

3 University Lille-Nord de France, Лилль, Франция

4 ENSAIT, GEMTEX, Roubaix, France

Авторские права © 2016 авторов и Scientific Research Publishing Inc.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Поступило 6.01.2016 г .; принята 18 апреля 2016 г .; опубликовано 21 апреля 2016 г.

РЕФЕРАТ

Мы хотим сделать вывод об интересе к процессу «опрессовки», используемому для производства стекловаты, и провести сравнение коэффициента анизотропии, полученного на основе структурных свойств (воздухопроницаемость), а также тепловых свойств ( теплопроводность и коэффициент диффузии).Приведены основные структурные (плотность, пористость, удельная поверхность, воздухопроницаемость) и теплопроводность (проводимость, коэффициент диффузии, теплоемкость) характеристики этой стекловаты. Температурные результаты определяются с помощью нескольких методов (горячий диск (HD), измеритель теплового потока (HFM) и защищенная горячая пластина).

Ключевые слова:

Волокнистый изоляционный материал, стекловата, воздухопроницаемость, теплопроводность, фактор анизотропии

1. Введение

После энергетического кризиса 1974 года промышленно развитые страны проводят политику энергосбережения. что привело к значительному развитию сектора теплоизоляции в строительной отрасли.В настоящее время потребление энергии зданиями составляет более 40% конечного потребления энергии в Европейском Союзе. Основное решение для снижения энергопотребления — увеличение толщины теплоизоляции внутри ограждающих конструкций здания. Но, несмотря на интерес, знания о тепловом поведении изоляционных материалов очень несовершенны [1]. Теплообмен в волокнистых теплоизоляционных материалах, составляющих высокодисперсные газонаполненные системы, сложен. Эффективные тепловые свойства определяются для того, чтобы учесть: 1) процесс теплопередачи, который включает теплопроводность, излучение и конвекцию; 2) процесс диффузии массы и 3) анизотропия структуры.Если предположить, что в первом подходе волокна (или поры) ориентированы случайным образом во всех направлениях, результирующая эффективная проводимость будет изотропной [2]. Это упрощение позволяет изучать другие сложные механизмы, такие как температурная зависимость эффективной теплопроводности при повышенных температурах [3]. Была изучена общая теплопроводность в пористых средах, содержащих случайно ориентированные поры, о чем свидетельствует большое количество публикаций за последние два десятилетия [4].В случае случайно ориентированных пор общая теплопроводность сильно зависит от внутренней теплопередачи через поверхность пор [5]. Кажущаяся проводимость в основном связана с теплопередачей через газ [6].

Существует потребность в изучении структурных свойств материала для анализа и интерпретации термического поведения. В настоящей работе представлены три основных характеристики структуры стекловаты: отношение объема твердой фазы к общему объему (пористость), степень фрагментации твердой фазы (удельная поверхность) и пространственная организация твердой фазы (фактор анизотропии).Объект исследования — стекловата — не обычный изоляционный материал. Этот материал был произведен с помощью инновационного процесса опрессовки, описанного Bergonnier et al. [7]. Коэффициент анизотропии определяется из экспериментальных значений теплопроводности и диффузии, и сравниваются измерения воздухопроницаемости. Мы делаем вывод о влиянии процесса гофрирования, сравнивая коэффициенты анизотропии, полученные этими экспериментальными методами, с литературными значениями для обычной стекловаты.

2.Материалы

Исследована стекловата, предназначенная для утепления крыш. Пористые волокнистые материалы содержат три компонента: волокно, воздух и связующее. Состав компонентов, их свойства и расположение определяют структуру материала. Перед стадией отверждения волокнистый мат обрабатывается для создания структуры, придающей материалу более сильное механическое сопротивление (сжатию, разрыву или сдвигу). Этот шаг называется «опрессовкой». Он заключается в нарушении естественной слоистой структуры мата посредством поперечного и осевого сжатия в реальном времени.Более плотные слои изгибаются во время осевого сжатия, чтобы обеспечить более изотропную ориентацию волокон (рис. 1) и, в частности, большее количество вертикальных волокон. Механическая жесткость и прочность намного выше, чем у изначально слоистого материала, как показано в работе Bergonnier et al. [7]. Связующие вещества появляются (рис. 2) в виде капель и кластеров и довольно равномерно распределяются по волокнам. Средняя толщина связующего оценивается примерно в 500 нм.Волокна в значительной степени состоят из переработанного стекла, а его химический состав относится к классическим E-типам [8]. Типичные композиции состоят из 90% стекловолокна и 10% связующего. Точный состав нашей стекловаты точно не определен, но аналогичные ваты изучались в других работах, в которых приводится их подробный состав [7]. Сканирующий электрон Mi-

Рисунок 2. Сканирующая электронная микроскопия стекловаты [8]. Кросскопия

(SEM, Quanta 200 FEG Environment) показывает неоднородность геометрии волокон и случайное распределение волокон (рис. 2 [8]).В принципе, волокна любого размера (длины и толщины) могут использоваться для теплоизоляционных материалов в строительстве. Однако предпочтительнее тонкий (d = 4–12 мкм) и толстый (d = 13–15 мкм). Статистическая обработка изображений показывает, что средний диаметр 13 м соответствует диаметру толстых волокон.

3. Структурные характеристики

3.1. Плотность и пористость

Насыпная плотность ρ 0 может быть определена из выражения:

(1)

где ε s и ε — объемные доли твердого вещества и газа (пористость), соответственно высокодисперсные системы, а ρ f — истинная плотность волокна (обычно равная 2500 — 2800 кг ∙ м −3 ) для стекла.Для оценки общей пористости (если пренебречь недоступной пористостью, такой как закрытая пористость), для таких материалов, как кладка, образец материала подвергается вакуумному давлению для удаления воздуха перед погружением в дистиллированную воду. Но для волокнистого образца этот метод нельзя было использовать, потому что вода не удерживается и наблюдается расширение объемной структуры. Если истинная плотность волокна известна, можно использовать уравнение (1). В данной работе мы предпочли применить соотношение (2).

(2)

Образец сушили в печи с регулируемой температурой 40 ° C в течение 3 часов. Масса образца измеряется на весах Mettler Toledo (LJ16) для проверки содержания влаги в образце. Объемная плотность ρ 0 определяется путем измерения массы известного объема материала. Истинная плотность ρ v определяется гелиевым пикнометром (Accupyc 1330). Гелий — инертная жидкость для волокнистой структуры. Образец помещается в цилиндрическую ячейку.Объем (V = 10 см 3 ) был выбран из-за того, что элементарный объем, представляющий (EVR) материала, здесь, главным образом, зависит от толщины волокна. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1. Экспериментальные плотности и пористость стекловаты.

Экспериментальное отклонение, полученное для измерения истинной плотности, составляет 41,4 кг ∙ м −3 (или 1,6%). Отклонение для определения насыпной плотности можно оценить до 3% с точностью прибора.Поскольку насыпная плотность выше (Таблица 1), чем 20 кг ∙ м −3 , стекловата может быть отнесена к категории тяжелых изоляционных материалов, как и большинство изоляционных ват, используемых в строительной промышленности. Стекловата имеет важную пористость около 97%.

3.2. Удельная поверхность

Удельная поверхность (S p ) выражает степень разделения твердой фазы. Для тепломассопереноса более эффективна форма с более высоким значением удельной поверхности. Для заданного объема V (или массы материала) разные геометрические формы создают разную площадь поверхности (A sg ), с помощью которой можно взаимодействовать с окружающей средой.Объемную поверхность (S V ) и удельную поверхность (S м ) можно определить как:

(3)

Порозиметр с ускоренной площадью поверхности (ASAP, ASAP 220 Micromeritics) был использован для экспериментального определения удельной поверхности. . Метод основан на том факте, что материалы имеют открытую пористость, которая адсорбирует окружающий газ. ASAP, используемый с содержанием криптона ниже 35%, автоматически определяет удельную поверхность модели BET. Важное значение (S м = 0.2332 м 2 ∙ г -1 ), показывающее, что материал мелкодисперсный.

3.3. Воздухопроницаемость и коэффициент анизотропии

Тестер воздухопроницаемости (TEXTEST FX 3300) использовался для определения проницаемости образцов стекловаты [9]. Принцип измерения заключался в приложении падения давления ΔP (Па) на заданную площадь A (м²) материала. Когда поток стабилизируется по толщине образца, прибор задает скорость воздуха V с (мм ∙ с -1 ).В этой работе был применен стандарт испытаний промышленных тканей ISO 9237 (1995F). Этот тест рекомендует площадь поверхности 20 см 2 , перепад давления 200 Па и требует, чтобы образцы были предварительно кондиционированы в стандартной атмосфере 20 ° C и относительной влажности 65%. Воздухопроницаемость k A (м ∙ с −1 ) измеряется в трех основных направлениях образца, как показано на рисунке 3. k A // 1 и k A // 2 относятся к компонентам тензора проницаемости, параллельным направлению стратификации.k A // 1 — компонент в направлении, параллельном волокнам, а k A // 2 — компонент в направлении, перпендикулярном волокнам. Воздухопроницаемость

в третьем направлении измеряется перпендикулярно плоскости стратификации и соответствует направлению теплового потока при использовании стекловаты.

Коэффициент анизотропии AF определяется отношением параллельной воздухопроницаемости к перпендикулярной проницаемости:

(4)

Была проведена серия из пяти измерений для каждого направления.Коэффициент анизотропии (AF) равен 1,55. Это значение ниже, чем значение для обычной стекловаты [1], равное 2. Анизотропия была уменьшена за счет процесса «опрессовки».

4. Характеристики теплопроводности

4.1. Методика эксперимента

Существует множество методов измерения теплопроводности. Они широко классифицируются как стационарные методы и переходные методы. Из-за высокой плотности (более 75 кг ∙ м −3 ) общая теплопередача в стекловате в основном происходит за счет переноса в газе (Рисунок 4) [6].Передача за счет излучения и проводимости в твердых телах может считаться незначительной.

Рис. 3. Воздухопроницаемость, измеренная относительно плоскости стратификации.

Рисунок 4. Механизм теплопередачи в стекловате [6].

Наиболее адаптированной технологией для изоляционных материалов (американские стандарты ASTM C 177-97 и европейские стандарты ISO 8302) с учетом общей теплопередачи являются стационарные методы и, в частности, защищенная горячая плита (GHP).Другой традиционный стационарный метод — это метод измерения теплового потока (HFM) (американские стандарты ASTM C 518-98 и европейские стандарты ISO 8301). GHP, как и другие стационарные методы, страдает серьезными недостатками. Им требуется длительное время для установления устойчивого температурного градиента по образцу, и этот температурный градиент должен быть большим. Размер образца также должен быть большим, а сопротивление контакта между термопарой и поверхностью образца считается основным источником ошибок. Некоторые свойства материала могут быть изменены с течением времени для достижения устойчивого состояния.

Переходные методы измеряют реакцию (температуру, расход) на тепловой сигнал (расход). Поэтому эти методы отличаются в основном коротким временем, необходимым для получения желаемых результатов. Горячую полосу можно использовать для измерения температуропроводности и проводимости твердых непроводящих материалов. Самой последней разработкой метода горячей полосы является метод Hot Disc (HD). Основной принцип этого метода основан на использовании плоского элемента, который действует как датчик температуры и как источник тепла [10] [11].Этот элемент представляет собой электропроводящий узор из тонкой никелевой фольги (10 мкм) спиральной формы, залитый в изолирующий слой, обычно сделанный из каптона (толщиной 70 мкм). Зонд HD расположен между двумя образцами, причем обе поверхности сенсора контактируют с двумя поверхностями образцов с аналогичными характеристиками. Один из наиболее важных параметров называется глубина зондирования

. Поэтому глубина зондирования должна быть меньше толщины этого образца, чтобы подтвердить предположение о бесконечности образца.Кроме того, оптимальное время эксперимента должно быть определено как

, чтобы оптимизировать наилучшее сочетание коэффициентов чувствительности для оценки свойств теплопроводности и температуропроводности. Повышенная температура также должна быть ниже или равной 1˚C. Принимая во внимание термические характеристики стекловаты в литературе, используется датчик радиуса 14,63 мм. Толщина и диаметр образца составляют более 30 мм и 90 мм соответственно, что соответствует гипотезе о бесконечности среды.

4.2. Результаты

В соответствии с ISO 8302, защищенная горячая плита (GHP) была использована для определения теплопроводности стекловаты L1 в зависимости от средней температуры образца (рис. 5). Размер образца 246 × 250 × 60 мм. Для достижения разницы температур 10 ° C между двумя внешними поверхностями образца в соответствии со стандартом ISO 8302 необходимо около 6 часов. Это равновесие достигается за счет использования теплового потока 0,4 Вт. Эта процедура повторяется для последовательных средних температур образца 10˚C, 20˚C, 30˚C и 40˚C.При температуре 10˚C (нормативное значение) теплопроводность составляет: l = 0,0369 ± 0,0007 Вт ∙ (м ∙ K) −1 . Изменение теплопроводности (l) в зависимости от средней температуры образца (MT) показывает линейную кривую, определяемую как l = 0,03443 + 0,000244.MT (R-квадрат: 99,28%). Стандарт ISO 8302 рекомендует погрешность измерения 7%. На рисунке 5 указаны планки погрешностей, а также экспериментальные значения HFM и Hot Disc.

Объемный анизотропный модуль метода Hot Disc был использован для определения теплопроводности и температуропроводности в осевом и радиальном направлениях (Рисунок 5 и Таблица 2).Выходная мощность и время измерения соответственно равны 20 м ∙ Вт и 160 с. Мы выбрали временной тест, рекомендованный Международным стандартом

Рисунок 5. Сравнение экспериментальных значений GHP, HFM и Hot Disc для стекловаты.

Таблица 2. Экспериментальная теплопроводность стекловаты.

в соответствии с ISO 22007-2. В случае потока рекомендуемое значение 0,1 Вт вызывает повышение температуры более чем на 1. Мы выбрали 20 мВт — минимальное значение, которое Hot Disc может принять, но оно создает повышенную температуру на 1.24˚C. Из-за низкой теплопроводности стекловаты очень трудно соблюдать максимальное повышение на 1 ° C: одно из условий хорошего теста. Результаты получены для характерного времени 0,528 с и глубины зондирования 21,3 мм.

Осевая проводимость (l a ) обозначается как сквозная плоскость в образце, перпендикулярном термозонду. В нашем случае осевая проводимость совпадает с k A // 1 и k A // 2 (рисунок 3). на рисунке 3 и соответствует направлению теплового потока при использовании в здании. Когерентные значения были получены с использованием защищенной горячей пластины (GHP), измерителя высокого расхода (HFM) и горячего диска (только в радиальном направлении), но не с результатами, полученными от горячего диска в осевом направлении. Другой интересный момент — сравнить теплопроводность с пористостью из литературных значений [12]. Мы можем заметить, что самое низкое значение теплопроводности получается при пористости 97% (Рисунок 6). По сравнению с литературными данными, теплопроводность нашей шерсти более важна.Обжимной процесс может быть объяснением.

Метод горячего диска позволяет определять теплопроводность в трех основных направлениях образца. Как и прежде, по воздухопроницаемости коэффициент анизотропии определяется как отношение проводимости, соответствующей теплопередаче вдоль плоскости стратификации, к проводимости, соответствующей теплопередаче, перпендикулярной плоскости расслоения. Отношение осевой проводимости к радиальной проводимости в сухом состоянии равно 1,32 (Таблица 2).Это значение близко к коэффициенту анизотропии воздухопроницаемости (таблица 3). Мы можем заметить, что такое же соотношение получается для проводимости (AF_λ) и коэффициента диффузии (AF_a).

Эти примечания подтверждают, что теплопроводность и диффузия в основном передаются через поры воздухом внутри пор.

5. Заключение

Протестированная стекловата не является обычной, потому что она была произведена методом опрессовки. Следовательно, более низкий коэффициент анизотропии (равный 1,4) получается путем измерения воздухопроницаемости вместо коэффициента, равного 2

Рисунок 6.Согласованность экспериментальных значений (L1) с литературными.

Таблица 3. Результаты экспериментов по воздухопроницаемости для стекловаты.

обычно встречается. Мы определили другие структурные параметры для характеристики высокой пористости (97% от истинной и объемной плотности) и мелкодисперсной структуры (высокая удельная поверхность 0,2126 м 2 ∙ г −1 ). Проведено сравнение экспериментальных результатов по воздухопроницаемости и теплопроводности.Такой же коэффициент анизотропии получается, показывая согласованность результатов по структурным и тепловым параметрам. Теплопроводность измеряется несколькими методами: защищенной горячей пластиной (GHP), измерителем высокого расхода (HFM), горячим диском. Между этими методами были получены когерентные значения, хотя необходимо установить установившееся состояние, а метод Hot Disc является переходным. Однако мы заметили, что радиальные значения когерентны, а не осевые. Анизотропия теплопроводности и диффузии на данный момент не учитывается в тепловых расчетах в случае французских термических правил.

Благодарности

Авторы выражают глубокую благодарность J-B Rieunier ISOVER, а также техническому персоналу микроскопической платформы UPJV Амьен, ENSAIT-GEMTEX Roubaix и LASIE La Rochelle University.

Цитируйте эту статью

Лоран Марморе, Хусейн Хумайш, Анн Первуэльц, Хассен Бежи, (2016) Анизотропная структура стекловаты, определяемая измерениями воздухопроницаемости и теплопроводности. Журнал поверхностных инженерных материалов и передовых технологий , 06 , 72-79.doi: 10.4236 / jsemat.2016.62007

Ссылки

  1. 1. Бломберг, М. и Кларсфельд, С. (1983) Полуэмпирическая модель теплопередачи в изоляционных материалах из сухого минерального волокна. Журнал теплоизоляции, 6, 156-173.

  2. 2. Кавиани М. (1991) Принципы теплопередачи в пористых средах. Спрингер, Нью-Йорк.
    http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4684-0412-8

  3. 3. Зумбруннен, Д.А., Висканта, Р. и Инкропера, Ф.П. (1986) Теплообмен через пористые твердые тела со сложной внутренней геометрией.Международный журнал тепло- и массообмена, 29, 275-284.
    http://dx.doi.org/10.1016/0017-9310(86)-6

  4. 4. Ван, Дж., Карсон, Дж. К., Норт, М.Ф. и Cleland, D.J. (2008) Новая структурная модель эффективной теплопроводности для гетерогенных материалов с ко-непрерывными фазами. Международный журнал тепло- и массообмена, 51, 2389-2397.
    http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.08.028

  5. 5. Цзоу Д.Ю. (1991) Влияние внутреннего теплообмена в полостях на общую теплопроводность.Международный журнал тепломассообмена, 34, 1839-1846.
    http://dx.doi.org/10.1016/0017-9310(91)
    -B

  6. 6. Бэнквалл, К. (1973) Теплообмен в волокнистых материалах. Журнал тестирования и эволюции, 1, 235-243.
    http://dx.doi.org/10.1520/JTE10010J

  7. 7. Бергонье, С., Хильд, Ф., Ренье, Ж.Б. и Ру, С. (2005) Неоднородности деформации и локальная анизотропия в гофрированной стекловате. Журнал материаловедения, 40, 5949-5954.
    http: // dx.doi.org/10.1007/s10853-005-5068-8

  8. 8. Ахчак, Ф., Джеллаб, К., Марморет, Л. и Беджи, Х. (2009) Гидравлическая, морфологическая и теплофизическая характеристика стекла Шерсть: от макроскопического к микроскопическому. Строительные и строительные материалы, 23, 3214-3219.
    http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.06.018

  9. 9. Марморет, Л., Левандовски, М., Первуэльц, А. (2012) Исследование воздухопроницаемости анизотропной стекловаты Волокнистые изделия. Транспорт в пористой среде, 93, 79-97.

  10. 10. Log, T. and Gustafsson, S.E. (1995) Метод переходных плоских источников (TPS) для измерения свойств теплопереноса строительных материалов. Огонь и материалы, 19, 39-43.
    http://dx.doi.org/10.1002/fam.8101


  11. 11. Густавссон, М., Каравацки, Э. и Густавссон, С.Е. (1994) Теплопроводность, температуропроводность и удельная теплоемкость тонких образцов по измерениям переходных процессов с помощью датчиков с горячим диском. Обзор научных инструментов, 65, 3856-3859.
    http://dx.doi.org/10.1063/1.1145178

  12. 12. Кларсфельд, С., Булант, Дж. И Ланглэйс, К. (1987) Теплопроводность изоляционных материалов при высокой температуре: стандартные материалы и стандарты, термическое Утеплители: материалы и системы. ASTM International, 922, 665-676.

ПРИМЕЧАНИЯ

* Автор для переписки.

Последняя консультация: что такое стекловата？

Среди строительных материалов мы часто используем минеральную вату.Минеральная вата и ее продукция — легкие, прочные, негорючие, неагрессивные, устойчивые к насекомым и т. Д., А также отличные теплоизоляционные и звукопоглощающие материалы. Короткие хлопчатобумажные волокна из силикатных расплавов, включая шлаковую вату, минеральную вату, стальную вату на стекловолокнах и керамических волокнах. Самая ранняя минеральная вата, добытая из кратера на Гавайях, называется «Волосы Фала». Сегодня поговорим о стекловате.

Стекловата относится к категории стекловолокна, которое представляет собой искусственное неорганическое волокно.Стекловата — это материал, который превращает расплавленное стекло в волокна, похожие на хлопок. По химическому составу стекло имеет хорошую формовку, низкую насыпную плотность, теплопроводность, теплоизоляцию, звукопоглощение, коррозионную стойкость и стабильные химические свойства.

В качестве основного сырья для изготовления стекловаты используются природные руды, такие как кварцевый песок, известняк и доломит, а также некоторые химические сырьевые материалы, такие как кальцинированная сода и бура, для плавления стекла. В расплавленном состоянии хлопьевидные тонкие волокна раздуваются под действием внешней силы, а волокна и волокна трехмерно пересекаются и переплетаются друг с другом, показывая множество небольших зазоров.Такие промежутки можно рассматривать как поры. Таким образом, стекловату можно рассматривать как пористый материал с хорошими теплоизоляционными и звукопоглощающими свойствами.

В современной жизни развлечения — важная часть нас, и они сопровождаются шумом, который может очень беспокоить людей. Поэтому конструкционный материал из стекловаты — хороший выбор. Поскольку волокна внутри стекловаты пушистые и переплетены, имеется большое количество крошечных пор. Это типичный пористый звукопоглощающий материал с хорошими звукопоглощающими характеристиками.Следовательно, его можно превратить в стеновые панели, потолки и звукопоглотители, которые могут поглощать большую часть комнаты. Звуковая энергия может уменьшить время реверберации, уменьшить шум в помещении и избежать воздействия на остальных окружающих соседей.

GLASS WOOL — Китай — Производитель

Характеристики стекловаты:

1. Термостойкость и спецификации

Он может выдерживать высокие температуры и может быть разрезан на разную толщину (3 мм ~) в соответствии с требованиями клиентов.700 ℃ 850 ℃ 1000 ℃ 100 мм

2. Отличная теплоизоляция

Согласно физическим принципам, коэффициент теплопроводности газа меньше, чем у твердого тела. Для получения отличных теплоизоляционных материалов внутри материалов должно быть много воздушных карманов. Как превосходный теплоизоляционный материал, хлопок из стекловолокна имеет бесчисленные крошечные воздушные карманы, а его волокна расположены неравномерно с коэффициентом теплопроводности от 0.2 ~ 0,040 ккал / мч ℃.

3. негорючие материалы

Основным элементом стекловолокна является силицид (более 50%), негорючий и не деформирующийся и не хрупкий даже при высокой температуре в течение 3 часов подряд.

4. Хорошее звукопоглощение Когда звуковая волна входит в стекловолокно, ее энергия поглощается хлопком из-за трения между волокнами и воздушными карманами разного размера. Вообще говоря, коэффициент звукопоглощения хлопка из стекловолокна превышает 90%.Следовательно, это хороший материал для предотвращения помех.

5. Высокая изоляция Стекловолокно является лучшим изоляционным материалом, поскольку оно способно выдерживать высокие температуры, обладает хорошими механическими свойствами и высокой химической стабильностью.

6. Антикоррозия Стекловолокно может противостоять коррозии сильной кислотой и щелочью. Его функции не ухудшаются после длительного использования.

7. Хорошая восстанавливающая сила Стекловолокно содержит бесчисленные воздушные карманы, поэтому оно обладает отличной восстанавливающей силой, чтобы противостоять любым ударам и вибрации с пределом прочности на разрыв.

8. Низкая скорость поглощения влаги. Скорость поглощения влаги обычно близка к нулю.

9. Легкий и мягкий материал По сравнению с другими теплоизоляционными материалами изделия из стекловолокна являются самым легким и мягким материалом. Если его установить на оборудование, он может помочь снизить нагрузку на вес и вибрацию.

10. Простая и легкая конструкция Это простое и легкое в использовании стекловолокно для всех видов теплоизоляции, теплоизоляции, огнеупорной и звукопоглощающей техники или изделий.

Приложение:

1. Здание: для тепло- и звукоизоляции кровли, полов и стен, гарантирует, что объект строительства будет энергосберегающим.

2. Корабли и автомобили: заменить конструкцию и корпус корпуса из металла и чистого пластика из дерева, уменьшить необходимую движущую силу, сэкономить энергию, продлить срок службы.

3. Теплоизоляция промышленного оборудования, деталей и воздуховодов, а также бытовых электроприборов

4. Авиация и космический полет: тепло- и звукоизоляция тонких панелей и гвоздей с помощью огнестойкой ткани, используемая для теплоизоляции и звукопоглощения системы двигателя. Поглощение шумов и очистка выхлопных газов.

5. Трафик: широко используется на железных дорогах, шоссе, спортивных площадках, водном строительстве, в проектах по охране окружающей среды, сокращает период строительства, продлевает срок службы.

Мат из стекловолокна Свойство

Тепловые и оптические свойства

Стекловолокно — это неорганическое волокно, которое не горит

Коэффициент теплового расширения ： 4,8 * 10-6 см / см / ℃

Удельная теплоемкость ： 0.19кал / г ℃

Коэффициент теплопроводности ： 0,040 Вт / см. K

Термостойкость: 700 ℃

Коэффициент конверсии (25 ℃) 1,55

Механические свойства

Стекловолокно обладает высокой прочностью на разрыв и хорошей стабильностью по длине

Предел прочности ： 350 кг / мм2

Модуль упругости ： 7300 кг / мм2

Предел прочности при горизонтальном растяжении ： 35.6N / 50 мм

Прочность на растяжение в вертикальном направлении ： 97,2 Н / 50 мм

Проводимость

 Стекловолокно

имеет хорошую электроизоляцию

Диэлектрическая проницаемость ： 102 Гц 104 Гц-6,32, 1010 Гц-6,11

Тангенс потерь: 102 Гц-0,0042, 102 Гц-0,006

Объемное сопротивление ： 1010 Ом · см,

Коррозия

Стекловолокно не впитывает воду, не вызывает коррозию металла и не гниет

Химический состав стекловолокна (вес)

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

B2O3

Примесь

R2O

Fe2O3

Другое

54.1 ± 0,5

14,6 ± 0,4

16,6 ± 0,3

4,6 ± 0,3

8,8 ± 0,5

0,8

＜ 0,5

Пособие

Стекловолокно Теплопроводность ：

Температура （℃）

25 °

100 °

200 °

300 °

400 °

500 °

600 °

700 °

Теплопроводность

（ккал / м · ч）

0.030

0,037

0,048

0,058

0,076

0,094

0,112

0,16

Поглощение стекловолокном и свойство вибрации ：

Технические характеристики ：

Толщина

Плотность (кг / м3)

Вес (кг / рулон)

Длина (М)

3 мм

130

12-20

40

4 мм

130

16–27

40

5 мм

130

18-24

30

6 мм

140

22-31

30

8 мм

140

20-30

20

10 мм

140

24-36

20

12 мм

150

32-43

20

15 мм

160

30-40

15

20 мм

180

32-40

10

25 мм

180

40-50

10

  1. Размер может изготовить по желанию заказчика
  2. Допуск плотности: + 15%, -10%

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *