Вся электронная библиотека >>>

 Стройматериалы >>>

  

 

 Технология производства строительных материалов, изделий и конструкций


Раздел: Строительство

 

6.4. Теплоизоляционные материалы из минеральных расплавов

  

Стекловолокно представляет собой искусственное волокно, получаемое различными способами из расплавленного стекла. Оно обладает ценными свойствами: высокой прочностью волокон при растяжении, негорючестью, внбро- и биостопкостью, коррозионной стойкостью, малой гигроскопичностью, высокими теплофизическими и диэлектрическими свойствами, что позволяет применять его в различных отраслях народного хозяйства.

Различают два вида стекловолокна: непрерывное и штапельное. Непрерывное волокно отличается неограниченно большой длиной. Применяют непрерывное волокно для изготовления стеклотканей, стеклопластиков, электроизоляции коррозионно-стойких трубопроводов и емкостей, используемых в химической промышленности, строительстве, судостроении, космической технике. Штапельное волокно имеет длину от 1 до 50 см, диаметр до 30 мкм. Материалы из штапельного волокна используют для тепло- и звукоизоляции, фильтрации химически агрессивных сред и др.

Технология производства стеклянного волокна включает операции подготовки шихты, варки стекломассы и получения волокна, из которого затем изготовляют изделия. Для улучшения качества стекловолокна иногда применяют двухстадийный способ подготовки стекломассы: ее получают не из шихты, а из заранее изготовленных стеклянных шариков, зрклеза, а также стеклобоя.

Для получения стекловолокна применяют щелочные (с температуростойкостью до 450 °С) и бесщелочные бо- росодержащие стекла (с температуростойкостью 60 °С). В связи с дефицитом и высокой стоимостью боратов в основном применяют щелочесодержащие составы стекол. В случае использования последних основными сырьевыми материалами, как и в производстве обычного стекла, являются кварцевый песок, известняк, доломит, мел, а в качестве щелочесодержащих компонентов — кальцинированная сода, поташ и др.

Непрерывное волокно получают штабнковым способом, основанным на подогреве до расплавления стеклянных палочек — штабиков и вытягивании из них стеклонитей, наматываемых на вращающийся барабан. Применяют также фильерный способ, основанный на вытягивании стеклонитей из расплавленной массы через фильеры с последующей намоткой на барабан.

Штапельное волокно изготовляют центробежным, фильерно-дутьевым и комбинированным — центробежно- фильерно-дутьевым способами. Первый способ получения волокна на центрифугах является малопроизводительным и применяется в ограниченных масштабах. Два последних ( 6.13) обеспечивают стекловолокно высокого качества. При фильерно-дутьевом способе ( 6.13, а) расплав из ванной печи поступает в специальный филь- ерный питатель с отверстиями диаметром 1,8—2,6 мм (фильерами), изготовленный из платинородиевого сплава. Выходящие из фильер под действием гравитационных сил струйки расплава дополнительно раздуваются потоком энергоносителя (пара или воздуха). При центробеж- но-фильерно-дутьевом способе ( 6.13, б) расплав стекла подается в полый вертикально расположенный шпиндель центрифуги, а затем через распределитель во вращающуюся чашу с фильерами. Проходя через фильеры, струйки расплава дополнительно расщепляются потоком раскаленных газов, выходящих из кольцевого сопла. После формования волокна стекла, взвешенные в потоке воздуха, поступают в камеру осаждения, где оседают на ленте движущегося конвейера, образуя ковер.

Для получения изделий из стекловолокна в камере волокноосаждения пневматическими или механическими пульверизаторами распыляют связующие вещества (фе- нолформальдегидную или карбамидную смолу, пластификатор, эмульгатор и другие добавки). Связка может наноситься на стекловолокнистый ковер поливом или погружением ковра в ванну с раствором. После нанесения связующего изделия подсушивают, подвергают термической обработке для полимеризации связки, раскраивают, при необходимости офактуривают их поверхности и упаковывают.

Таким путем получают маты и плиты полужесткие и жесткие со средней плотностью 35—150 кг/м3, применяемые для строительной и монтажной изоляции, а также в качестве акустических материалов.

Минеральная вата представляет собой рыхлый материал из тонких искусственных волокон, получаемых различными способами из силикатного расплава. Минеральная вата отличается высокой температуростойкостью (600—700°С), коррозионной стойкостью, биостойкостыо, незначительной плотностью (75—150 кг/м3) и теплопроводностью [0,045 Вт/(м-°С)], низкой себестоимостью, в связи с чем минеральная вата и изделия на ее основе нашли широкое применение в качестве теплоизоляционного материала для строительной и монтажной изоляции.

Для получения минеральной ваты используют различные горные породы, минеральные промышленные отходы

и попутные продукты производства (металлургические и топливные шлаки, золы, бой глиняного и силикатного кирпича, горелые породы, пыль-унос цементного и керамзитового производства и др.). Сы/,ье для производства минеральной ваты значительно дешевле п менее дефицитно, чем для изготовления стекловолокна, поэтому минеральная вата и изделия из нее применяются в значительно большем объеме.

Для получения силикатного расплава в производстве минеральной ваты применяют различные тепловые агрегаты в зависимости от вида сырья: коксовые вагранки (шахтные печи), ванные, электродуговые и шлакоприем- ные печи. Наиболее широкое распространение в производстве минеральной ваты получили вагранкн.

Для переработки силикатного расплава в волокно применяют дутьевой, центробежный и комбинированный способы. Дутьевой способ имеет несколько разновидностей, одной из которых является вертикальный фнльер- но-дутьевой ( 6.13, а). Комбинированный способ имеет две разновидности: центробежно-дутьевой способ ( 6.14) и центробежно-фильерно-дутьевой ( 6.13,6). Наиболее качественное тонкое волокно с минимальным количеством нераздувшихся включений (корольков) получается при центробежно-фильерно-дутье- вом способе. Подобно производству штапельного стекловолокна формирование ковра из минеральных волокон происходит в камере волокноосаждения.

В производстве минераловатных изделий применяют синтетические, битумные и крахмальные связующие. Наносят связующие распылением в камеру волокноосаждения, поливом на минераловатный ковер с отжимом и ва- куумированием или окунанием его. Формуют изделия непрерывным прессованием на конвейерных линиях, прессованием заготовок на горячих прессах, подпрессовкой плит из гидромассы с последующим вакуумированием и отливкой изделий из пульпы. Отформованные изделия подвергают тепловой обработке в специальных камерах и упаковывают.

Пеностекло — тепло- и звукоизоляционный материал ячеистой структуры с истинной пористостью, достигающей 85—95 %. Средняя плотность его составляет 160— 300 кг/м3, теплопроводность 0,07—0,09 Вт/(м-сС) при 20 °С, водопоглощение 3—5%. Применяют его от температур глубокого холода до 450 °С. От большинства теплоизоляционных материалов такой же плотности пеностекло отличается высокими прочностными показателями: предел прочности при сжатии составляет 0,8—2 МПа, при изгибе 0,5—1 МПа. В качестве теплоизоляционного материала применяют пеностекло с замкнутыми порами, звукоизоляционного — с сообщающимися порами. Характер пористости определяется видом газо- образователя.

Получают пеностекло порошковым способом, спеканием смеси стекольного порошка с газообразующими добавками. Стеклопорошок получают либо из специально сваренных стекломасс, либо из боя оконного, тарного и других стекол. Для вспенивания стекломассы в состав стекольной шихты вводят в количестве 1—5 % газооб- разователи — углеродистые (кокс, антрацит, сажу, карбиды кальция и кремния), обеспечивающие получение материала с замкнутой пористостью, либо карбонатные {известняк, мел, мраморную крошку), а также пиролюзит и селитру, обеспечивающие получение материала с сообщающейся пористостью.

Технология производства пеностекла включает следующие этапы: варка стекла и его грануляция (или подготовка стеклобоя), приготовление шихты, вспенивание и отжиг пеностекла, обработка и упаковка. Для варки стекла применяют ванные печи. Готовую стекломассу гранулируют на металлическом конвейере, орошаемом водой. Помол и смешивание компонентов шихты (стекла и газообразователя) производят в многокамерных трубных мельницах. Вспенивание стекольной шихты осуществляют в формах с крышками из легированной стали или чугуна, помещаемых в туннельные печи муфельного или полумуфельного типа с подподовыми топками. Вспенивание производят одностадийным или двухстадийным способом. При одностадийном способе вспенивание, отжиг и охлаждение пеностекольных блоков производят в формах в одной непрерывно действующей туннельной печи. При двухстадийном способе после завершения процесса вспенивания пеностекольпые блоки извлекают из форм и последующую их обработку (отжиг и охлаждение) производят в печи отжига стекольного лера. Наиболее распространен второй способ, так как он требует меньшего числа форм и обеспечивает более точное соблюдение температурного режима.

Процесс вспенивания происходит при 800—850 °С в те- чепие 20—ЗОмнн, после чего пеностекло резко охлаждают (до 600 °С) для стабилизации структуры. Отжиг в ле- ре происходит при снижении температуры от 600 °С до полного охлаждения (30 °С) со скоростью 1,5— 0,6 °С/мин.

Конвейерный способ производства пеностекла заключается в непрерывной подаче шихты на конвейер из жаростойких элементов в виде поддонов, продвигающийся вдоль туннельной печи. Вспененная пеностекольная лента по выходе из печи разрезается дисковой пилой на плиты требуемых размеров, которые затем поступают на отжиг в лер. Механическую обработку пеностекольных блоков с целью придания им точных размеров производят маятниковыми или другими дисковыми пилами.

Пеностекло применяют для тепловой изоляции потолков, перекрытий, полов, стен в гражданском и промышленном строительстве, а также для тепловой изоляции холодильных камер, емкостей и хранилищ.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ: Технология производства строительных материалов, изделий и конструкций

 

Смотрите также:

 

...и стеклянная вата стекловата, минеральный войлок. Пеностекло...

...нее по объему производства занимает первое место среди теплоизоляционных материалов.
а теплопроводность— 0,052 Вт/(м-°С). Промышленность выпускает также супертонкое стекловолокно плотностью до
Пеностекло (ячеистое стекло) выпускают в виде блоков или плит размером 50Х40Х(8...14)
Материалы и Изделия из минеральных расплавов.

 

Неорганические теплоизоляционные материалы. Пеностекло ячеистое...

Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимают первое место среди всех
Расплав с температурой 1300... 1400 °С непрерывно выпускают из нижней части печи.
1400 °С, изготовление стекловолокна и формование изделий.
Пеностекло (ячеистое стекло) - легкий и прочный материал ячеистого строения с пористостью 80...90 %.

 

...ВАТА. Технология производства изделий из минеральной ваты

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ РАСПЛАВОВ - ситаллы и ... Технологический процесс производства шлаковой ваты заключается в следующем
Неорганические теплоизоляционные материалы. Пеностекло ячеистое ...

 

ПРОИЗВОДСТВО ПЕНОСТЕКЛА. Пеностекло

Глава 3. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ. Пеностекло.
Материалы из минеральных расплавов. Тепло- и звукоизоляционные материалы из стекла бывают волокнистые (стекловата и стекловолокно) и ячеистые (пеностекло, газостекло). ...

 

СТЕКЛО ЯЧЕИСТОЕ пеностекло — теплоизоляционный материал

ПРОИЗВОДСТВО ПЕНОСТЕКЛА.
Стекло, стеклопакеты. Материалы из минеральных расплавов.
Пеностекло ячеистое ... 1400 °С, изготовление стекловолокна и формование изделий.