Вата минеральная повышенной температурой

Применение негорючих, в особо пожароопасных местах огнестойких утеплителей, для огнезащиты, тепло/звукоизоляции технологического, в том числе отопительного оборудования, несущих конструкций; трубопроводов, дымоходов, воздуховодов систем жизнеобеспечения является одним из приоритетов при проектировании, возведении, реконструкции строительных объектов для обеспечения пожарной безопасности.

Минеральная огнестойкая (огнеупорная) вата – это исходное сырье для производства негорючих утеплителей в виде плит, матов, рулонных материалов, используемых для конструктивной огнезащиты.

По определениям ГОСТ 4640-2011, минеральными ватами называют материалы, имеющие внутреннюю структуру ваты, которые изготовлены из расплавов габбро-базальтовых горных и осадочных пород, содержащих глиноземы, кремнеземы; вулканических, металлургических шлаков; отходов стекольной промышленности, предназначенные для производства тепло/звукоизоляционных изделий.

Виды

Основные различия между видами огнестойких, огнеупорных ват определяет состав исходного сырья для промышленного серийного производства, в большинстве случаев дающий наименование готовой товарной продукции:

• Базальтовая или каменная минеральная вата – это продукция, получаемая методом центрифугирования или дутья под давлением расплавленной до 1500℃ массы измельченной магматической базальтовой породы через фильеры из трудноплавких металлов, быстрого охлаждения каменных волокон. Такая вата используется для производства огнезащитного базальтового материала.
• Вата каолиновая или керамическая изготавливается из диоксида кремния – кварцевого песка и глинозема, где содержание оксида алюминия достигает 99%, способом раздува расплавленной массы сырья под давлением до 0,8 Мпа для получения ультратонких волокон, использующихся в качестве эффективной теплоизоляционной продукции.

Технологический процесс производства – расплав сырья ведется в электротермических промышленных печах при температуре 1750℃. Плотность каолиновой ваты варьируется в диапазоне 80–130 кг/м3.

В качестве связующих веществ для формирования из комовой ваты плит, рулонов, скорлуп, сегментов, используемых в строительстве; для облицовки корпусов, емкостей отопительного, высокотемпературного технологического оборудования; участков трубопроводов, по которым перекачиваются горячие продукты, в полученный полуфабрикат добавляют огнеупорную глину, кремнийорганические соединения, жидкое стекло (силикаты), специальные марки глиноземистого цемента.

Чаще всего каолиновую вату называют муллит-кремнеземистой по геологическим названиям исходного сырья, что нашло отражение в маркировках готовой продукции. Так, обычные волокна обозначают МКРР, а волокна с добавлением хромсодержащих соединений – МКРХ.

• Вата МКРР 130, изготавливаемая по ГОСТ 23619-79, является одной из самых распространенных, востребованных марок каолиновой ваты, так как, кроме термостойких, огнеупорных свойств, химически инертна к воздействию концентрированных кислот, щелочей; является отличным электроизоляционным материалом; обладает эластичностью, за счет чего плотно прилегает к защищаемым поверхностям строительных конструкций, корпусов оборудования, поверхностей трубопроводов, вентиляционных коробов; не деформируется под воздействием вибрационных нагрузок.
• Кремнеземная огнеупорная вата производится по аналогичным технологическим процессам, что и базальтовые, каолиновые ваты. Содержание чистого диоксида кремния – от 96 до 98%. При высокотемпературном нагреве не способна выделять какие-либо вещества, так как изготавливается без связующих материалов.
• Стекловата. Сырьем для производства этого теплоизоляционного материала служат отходы стекольной промышленности, бой вторичной стеклотары, а также сырьевой шихты, что применяется для изготовления стекла. Используются два промышленных способа – дутье и протяжка через фильеры.
• Шлаковата, сырьем для которой являются шлаки металлургических производств.

Виды огнестойкой ваты по месту основного применения такой противопожарной продукции:

• Огнеупорная вата для дымохода любого отопительного оборудования – от печной трубы в бане, жилом доме до дымоходов газовых колонок, дизель-генераторных станций. Применение огнестойкой ваты позволяет исключить прямой контакт раскаленных поверхностей со строительными конструкциями – перекрытиями, стенами, выполненными из горючих материалов, создать противопожарные разделки, отступки.
• Огнеупорная вата для печей металлургических предприятий, утилизационных производств позволяет создать отличный теплоизоляционный кожух вокруг корпусов такого высокотемпературного оборудования.
• Огнеупорная минеральная вата для котлов тепловых, технологических электростанций, котельных эффективно служит таким же целям.

Температура огнезащиты от вида ваты

Диапазон температур, которые максимально выдерживают различные виды таких огнестойких материалов при длительной эксплуатации:

• Каолиновая (муллит-кремнеземистая) вата марки МКРР-130 – 1150℃; МКРХ-150 – 1300℃.
• Базальтовая минеральная вата – до 1200 градусов Цельсия.
• Кремнеземная вата – до 1100℃.
• Стекловата – 450℃.
• Шлаковата – до 300℃.

Для этих целей используют другие огнеупорные материалы и изделия с защитой от температур выше 1580℃.

Требования нормативных документов

Прямое отношение к огнеупорным и огнестойким ватам имеют следующие нормативные документы, дающие определения, регламентирующие технические условия производства, огневых испытаний:

• ГОСТ 28874-2004, классифицирующий все виды/типы огнеупорных материалов, дающий определение огнеупорности, как технической характеристике товарной продукции выдерживать, не расплавляясь, длительное воздействие высокой температуры.
• ГОСТ 4640-2011 – о технических условиях на минеральную вату.
• ГОСТ 23619-79, устанавливающий технические условия производства огнеупорных теплоизоляционных муллит-кремнеземистых стекловолокнистых материалов.
• ГОСТ 30244-94 – о методиках огневых испытаний на горючесть строительных материалов.

Применение

Благодаря отличным огнеупорным характеристикам, сберегающим тепло свойствам, минеральные ваты используются в строительстве при возведении объектов практически любого назначения, при прокладке/монтаже инженерных сетей/систем, сборке технологического оборудования; а также при изготовлении различных изделий, где востребованы технические параметры этой продукции.

Область применения:

• Для производства огнестойких утеплителей.
• Для утепления, и зачастую одновременно огнезащиты перекрытий, полов, крыш, технических, мансардных этажей; фасадов, подвалов, чердачных помещений зданий.
• В качестве теплоизолирующего заполнения полостей в кирпичных кладках; стыков, зазоров, щелей между железобетонными конструкциями.
• Для теплоизоляции, исключения промерзания трубопроводных сетей, технологических коммуникаций населенных пунктов, промышленных, складских объектов.
• В качестве носителей катализаторов, фильтров для очистки высокотемпературных газов, в том числе выполняя роль огнепреградителей для горючих газовых смесей.
• При производстве различных изделий – от трубной продукции до тормозных колодок автотранспорта в качестве армирующей, теплоизоляционной основы.
• Для армирования огнеупорного (огнестойкого) бетона.
• Для конструктивной огнезащиты несущих, ограждающих строительных конструкций из древесины, металла, железобетона; коробов транзитных воздуховодов вентиляционных установок; отводящих дымоходов, шахт систем дымоудаления.
• Для теплоизоляции, огнезащиты трубы, дымохода камина, печи.
• В качестве огнеупорного, не пропускающего тепло защитного покрытия, футеровки для печей утилизации сгораемых отходов; паровых котлов, газовых турбин объектов теплоэнергетики.
• Для теплозащиты металлургических печей, технологических установок переработки нефти, газового конденсата.
• В качестве связующего при производстве огнеупорных обмазок, паст, огнезащитных штукатурок.
• Для теплоизоляции емкостей, резервуаров со сжатыми, сжиженными газами.
• Для заполнения внутреннего пространства противопожарных ворот, перегородок, люков, дверей.
• В тепло/звукоизоляции двигательных отсеков, машинных, генераторных отделений автомобильного, железнодорожного транспорта, морских, речных судов.

Как делают каменную вату

Плюсы и минусы

К преимуществам всех видов огнеупорных, огнестойких минеральных ват относят:

• Высокую термическую стойкость даже при длительном, постоянном огневом и тепловом контакте без разложения, разрушения внутренней структуры.
• Незначительную плотность, что в приоритете при выборе теплоизоляционных, огнезащитных покрытий для несущих конструкций, межэтажных перекрытий строительных объектов.
• Низкую теплопроводность, малую теплоемкость, что формируют отличные теплоизоляционные, энергосберегающие характеристики данной продукции.
• Диэлектрические свойства, важные при использовании на объектах теплоэнергетики, даже при повышении рабочих температур до 700–800℃.
• Отличную химическую стойкость к сильным кислотам, щелочам.
• Устойчивость к сейсмическим колебаниям, вибрационным воздействиям.
• Звукоизоляционные качества.
• Масло/влагостойкость.
• Не смачивание расплавами цветных металлов.
• Длительный период эксплуатации без потери теплоизоляционных, огнезащитных параметров продукции.
• Безопасность использования из-за отсутствия выделения токсичных летучих соединений как при нормальной эксплуатации отопительного, технологического оборудования, так и при сильном перегреве поверхностей корпусов; а также при возникновении очага возгорания, контакте с открытым пламенем внутри строительного объекта, где в качестве огнестойких, теплоизоляционных покрытий применены минеральная огнеупорная (огнезащитная) вата, или рулонные, плитные изделия на ее основе.
• Невысокая стоимость продукции, что важно, как для заказчиков строительства, реконструкции крупных производственных объектов, так и возведения многоэтажных, частных домов.
• Значительное уменьшение объема более дорогих керамических огнеупорных изделий в составе конструкций кожухов, футеровок отопительного, технологического оборудования, снижение материалоемкости, в тех ситуациях, когда возможна замена на огнестойкие минеральные ваты.

За счет структуры, мягкости, эластичности комовой ватой легко набивают теплоизоляционные кожуха оборудования, но чаще такую продукцию используют в виде рулонных, плитных утеплительных материалов, в том числе в виде готовых изделий; например, полуцилиндров для теплоизоляции трубопроводов инженерных, технологических коммуникаций.

К недостаткам следует отнести необходимость крайней осторожности, обязательности использования плотной спецодежды, устройств защиты дыхательных путей, глаз при проведении любых работ с огнеупорными минеральными ватами, из-за того, что мельчайшие сверхтонкие волокна такой продукции могут нанести вред здоровью людей.