Сендвич – панели (минвата)

Сэндвич панели с минеральной ватой


Минеральная вата. Минеральная вата представляет собой материал из вулканической горной породы с синтетическим волокном.

Сырьем для производства ваты служит горная порода – базальт. Базальтом является магматическая, т.е. образовавшаяся из глубинного алюмосиликатного расплава, горная порода основного состава (по содержанию кремнезема SiO), застывшая в верхних слоях земной коры или на поверхности.

Глубинный аналог базальта – габбро. Для производства минеральной ваты существенно, что базальты содержат (по массе) 45-53% SiO2, 10-20% Аl2О3 до 20% окислов железа и магния. Основными минералами являются плагиоклазы (алюмосиликаты натрия и кальция), пироксены (цепочечные силикаты), в некоторых геологических телах – оливины. Полностью кристаллические породы подобного состава называются долеритами, разрушенные и измененные вторичными процессами базальты известны как диабазы и базальтовые порфириты.

В России крупные массивы габбро и базальтов имеются на Урале, Кольском полуострове, Дальнем Востоке и в Закавказье. Из стран СНГ наиболее значительны запасы этих пород в Украине.

Производство базальтовой ваты у разных производителей очень похоже. Сначала расплавляют шихту – подобранную смесь из минералов, необходимых для формирования самого волокна. Далее в шихту вводят добавки повышающие текучесть смеси при расплаве. Плавку производят с помощью угля при температуре 1500 градусов. Потом расплав попадает на центрифугу, с поверхности которой сдувают расплав с одновременным нанесением связующего – фенолформальдегидных смол. Диаметр волокон составляет 5-7 мкм. Длина нитей составляем до 50 мм. Волокна имеют развитую поверхность. Далее волокна попадают на транспортёр и укладчик. Укладчик складывает мат на следующий транспортёр слоями, примерно так, как слоёное тесто. Уложенный пирог попадает в роликовый пресс, где и формируется сама плита, и где она получает необходимую плотность. При этом волокна переплетаются. Потом плита попадает в дожимной пресс, вращающиеся многогранные валки и спекается при температуре около 300 градусов. При спекании фенольные смолы кристаллизуются, т.е. склеивают волокна. Далее вату режут и упаковывают.

Минераловатные плиты на синтетическом связующем представляют собой изделия из волокон минеральной ваты, ориентированных преимущественно в горизонтальной плоскости и скрепленных между собой отверженным синтетическим связующим. В качестве связующего при производстве плит применяются композиции, состоящие из водорастворимых фенолформальдегидных смол, модифицирующих, обеспыливающих, гидрофобизирующих и других добавок. Из минераловатных плит нарезаются ламелли, которые предназначены для использования в качестве теплоизоляционного слоя в трехслойных панелях с металлическими обшивками. Резку плит на полосы (ламели) осуществляют параллельно их длине, т.е. параллельно оси движения конвейерной линии при производстве плит. При производстве панелей полосы (ламели) располагают таким образом, чтобы составляющие их волокна находились в плоскости, перпендикулярной плоскости обшивки. Принципиальное отличие современной ваты – небольшое количество фенольных смол, которое не превышает 5 %. Раньше волокна практически проливали смолой и прошивали маты. Серьёзной проблемой был остаточный формальдегид, весьма вредный для здоровья. Производители выпускают вату по ТУ.

Минеральная базальтовая вата имеет довольно низкий коэффициент теплопроводности (0.041 - 0.043), который объясним развитой поверхностью волокон. Это позволяет сделать вату высокой плотности с хорошими теплоизоляционными свойствами. Чаще коэффициент теплопроводности зависит от плотности ваты, а не от производителя. Сжимаемость – показатель определяющий усадку и сползание ваты. Для сравнения у ваты 35 кг/куб.м. он равен 25%, а у ваты плотностью 50 кг/куб.м. – 10%. У более плотных марок ваты он уже становится мал. В сэндвич панелях используется минеральная вата повышенной плотности, поэтому усадка и сползание данного материала незначительно.

Для любой минеральной ваты показатели звукоизоляции и звукопоглощения достаточно высоки. Но не следует забывать о толщине и частоте звука. Чем выше частота, тем легче её глушить. Реально нормальная звукоизоляция наступает при толщинах более 120 мм. Испытания показывают, что при такой толщине звукоизоляция у ват разной плотности практически одинакова. Вообще то тут правильнее говорить о звукопоглощении.

Температура спекания волокон для данных материалов составляет 1000°С, что обусловливает высокие значения их максимальных рабочих температур. Плиты относятся к негорючим материалам по СНиП 21-01-97* (группа НГ по ГОСТ 30244-94). Огнестойкость минераловатных панелей от EI-30 до EI-120 (потеря целостности и потеря теплоизолирующей способности от 30 до 150 минут, что позволяет применять панели, согласно СНиП 21-01-97 (таблица №4), в качестве ненесущих стен ВСЕХ категорий огнестойкости зданий. Именно из-за повышенной огнестойкости данный материал пользуется наибольшим спросом у заказчиков!

Гидрофобность у ваты низкая, если она обработана гидрофобизирующими добавками. А вообще для минваты критично попадание под обильные осадки долгое время. Всё-таки между волокон вода попадает, что приводит в последствии к отслоению и вспучиванию панелей.

Наиболее известные из отечественных производителей минеральной ваты на рынке: «ROCKWOOL», «Термостепс», «ТехноНиколь», «IZOVOL». Есть ещё иностранные: «Paroc OY AB», «Izomat a.s.» («Nobasil»), «ROCKWOOL» и другие.

В России наибольшее распространение в качестве наполнителя для сэндвич панелей получила минеральная вата. Это связано с тем, что по нормам пожарной безопасности минеральная вата считается безопасным и негорючим материалом. На самом деле это не совсем так – негорючим материалом является минеральная вата как таковая. При производстве сэндвич панелей вату пропитывают специальными органическими добавками, которые в свою очередь горючи. Опасность возгорания существует также со стороны полиуретанового клея, который используется для скрепления наполнителя с покровными листами. Таким образом, если рассматривать панель с наполнителем из минеральной ваты как конструкцию, то между листами металла содержатся до 10% горючих составляющих. И, тем не менее, это наиболее востребованный материал на рынке ограждающих конструкций.