Изоляционные смеси на основе гранул и не гранулированных супертонких волокон

Е.И. Зубко1, Ю.Е. Зубко1, В.Г. Есипов1, А.А.Фомичев1, C.П. Лесков2
1 ООО «МАГМА ИНДУСТРИЯ», г. Костополь, Ровенская область, Украина
2 ООО «Фирма «Рось-Базальт», г. Барнаул

Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья: Доклады ХI Всероссийской научно-практической конференции 6 – 8 июня 2012.–Бийск: БТИ АлтГТУ, 2012.– С. 32–34.

The isolation mixtures «MAGMAWOOL» on the basis of granular components and not granulated superfine basalt fibres are described. The addition of superfine fibres makes it possible to compensate the basic lack of granular insulation materials by filling of air channels between the beads with superfine fibres. Particular attention is given to a mixture of granular fine and not granular superfine basalt fibres. Designed mixtures are completely inorganic, do not contain toxic components and are suitable for dry and wet pneumatic installation.

Последние десятилетие характеризуется постоянным ростом цены сырьевых, в первую очередь энергетических, ресурсов и стоимости квалифицированной рабочей силы. С другой стороны, постоянно возрастают требования по энергосбережению, экологической и пожарной безопасности объектов. Все эти тенденции стимулируют создание новых, высокоэффективных и экологически чистых материалов, пригодных для промышленного выполнения работ по теплоизоляции, звукоизоляции и огнезащите [1,2].

На рынке присутствуют достаточно большое количество изоляционных материалов, которые могут укладываться механическими методами засыпки и пневматической укладки. Все эти материалы характеризуются тем, что имеют структуру твердых или мягких гранул. К материалам первого типа можно отнести керамзит, вспученные перлит и вермикулит, полимерные шарики. Материалы второго типа это гранулированные минеральные волокна.

Допустим, что все гранулы теплоизоляционного материала имеют одинаковый размер и сферическую форму. Тогда оптимальной упаковкой в трехмерном пространстве будет гранецентрированная кубическая или гексагональная плотная упаковка. При такой упаковке сферы будут занимать не больше 74% объема пространства, а пустоты будут формировать сквозные каналы, образующие периодическую структуру. Они составят не меньше 26% объема изоляции [3]. В реальных материалах упаковка не совпадает с оптимальной, и пустоты будут занимать более 26% объема. В этих пустотах будут развиваться конвекционные потоки воздуха, которые в значительной мере ухудшают теплоизоляционные, звукоизоляционные и огнезащитные свойства гранулированной теплоизоляции. Подобная ситуация имеет место и с гранулированными волокнами. При механической укладке, гранулы волокна будут деформироваться, формируя квазирешетку из «мягких» сфер. Понятно, что пустоты так же составят порядка 20-30% от общего объема утеплителя.

Компанией «Магма Технология» разработаны и запатентованы теплоизоляционные смеси на основе гранулированной теплоизоляции с добавлением не гранулированных супертонких волокон [4,5]. При равномерном перемешивании, добавленные супертонкие волокна заполняют практически все пустоты между гранулами, а оставшиеся пустоты занимают значительно меньший объем и имеют несистемный характер. Блокирование сквозных каналов, исключает возможность образования конвекционных потоков воздуха по толщине изоляции. Полученные изоляционные смеси, обладают значительно лучшими теплоизоляционными, звукоизоляционными и огнезащитными характеристиками, по сравнению с их гранулированными прототипами. На основе гранулированного теплоизоляционного материала и не гранулированных супертонких волокон можно создавать смеси, обладающие новыми уникальными свойствами, подобно тому, как это делается при создании композиционных материалов. При этом функции матрицы будет выполнять супертонкое волокно. Смеси могут формироваться в V-подобном смесителе, лопастной мешалке, непосредственно в бункере пневмоукладчика или торкрет машины.

Роль БСТВ особенно ярко проявляется при влажной пневматической укладке. Если производить влажную укладку гранулированного БТВ, то структура получающегося слоя изоляции имеет многочисленные каверны и неровности, велик процент отскочившего волокна. При наличии в смеси 20-25% БСТВ картина процесса кардинальным образом меняется. Вследствие своей значительно более развитой и химически активной поверхности, увлажненное БСТВ буквально затягивает каналы между гранулами БТВ. При этом значительно снижается процент отскочившего волокна, а структура поверхности становится гораздо более гладкой и однородной. Это указывает на то, что в таких теплоизоляционных смесях увлажненные волокна БСТВ фактически играют роль связующего вещества. Также в смесях на основе гранулированной теплоизоляции и не гранулированного БСТВ, за счет заполнения пустот, значительно уменьшается вероятность усадки утеплителя при эксплуатации.

Весьма перспективными представляются нам смеси на основе твердых гранул керамзита, вспученного перлита или вермикулита с БСТВ. Такие смеси могут найти применение при обустройстве стяжек под «теплый» пол, чердачных перекрытий и плоских крыш. Также подобные смеси могут представлять интерес для использования в качестве субстратов при тепличном выращивании растений методом гидропоники. За счет наличия жесткой компоненты в виде гранул вспученного перлита и вермикулита у подобных субстратов будет значительно меньшая усадка под весом растения, чем у обычных минераловатных субстратов.

Следует отметить, что для приготовления описанных смесей пригодно стандартное и доступное оборудование, стоимость которого невелика. Производство смесей и их применение являются полностью безотходными и экологически безопасными. Стоимость килограмма смеси торговой марки «MAGMAWOOL» на основе гранулированного БТВ и не гранулированного БСТВ фактически совпадает со стоимостью килограмма плиты из БТВ на фенолформальдегидном связующем [6]. Если учесть совокупность преимуществ описанных смесей, а именно: скорость и качество укладки, безотходность производства и применения, экологическую чистоту и легкость утилизации, высокие тепло и звукоизоляционные характеристики, то становится очевидным, что подобные смеси могут представлять значительный интерес в сегменте изоляционных материалов средней ценовой категории.




Список литературы


  1. Есипов В.Г., Зубко Ю.Е., Зубко Е.И., Гриценко А.С.
    Современная технология выполнения теплоизоляционных работ в строительстве и промышленности путем пневматической укладки базальтового супертонкого волокна «MAGMAWOOL»
    // Строительное производство. Киев, НИСП, - 2009.-№50, С.56-57.
  2. Зубко Е.И., Есипов В.Г., Зубко Ю.Е., Олейник Д.Н., Фомичев А.А.
    Системы теплоизоляции и огнезащиты на основе базальтового супертонкого волокна «MAGMAWOOL» для пневматической укладки
    // Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья: Доклады Х Всероссийской научно-практической конференции 26-28 мая 2010г. (г. Белокуриха).-Бийск: БТИ АлтГТУ, 2010г. С. 60-64.
  3. Слоэн Н. Дж. А.
    Упаковка шаров
    // В мире науки. — 1984. — № 3. — С. 72-82.
  4. Зубко Е.И., Есипов В.Г., Зубко Ю.Е., Фомичев А.А.
    Теплоизоляционная смесь на основе гранулированного теплоизоляционного материала
    // Патент Украины (полезная модель) U 201112475 от 24.10.2011.
  5. Зубко Е.И., Есипов В.Г., Зубко Ю.Е., Фомичев А.А.
    Теплоизоляционная смесь на основе гранулированных минеральных волокон
    // Патент Украины (полезная модель) U 201112476 от 24.10.2011.
  6. magmawool.com