Мінераловатні плити і різні вироби з мінеральної вати, отримують способами заснованими головним чином на склеюванні мінеральних волокон між собою, в місцях їхнього зіткнення різними мінеральними або органічними сполучними речовинами.
В результаті скріплення окремих волокон сполучною або обкладання шару мінеральної вати еластичними матеріалами з прошивкою нитками або дротом матеріал стає монолітним. Механічна міцність ізоляції з вати у виробах а отже і довговічність теплоізоляційної конструкції в цілому збільшуються. Якість теплоізоляційних конструкцій підвищується шляхом стабілізації технічних показників в умовах заводського виготовлення.
В даний час найбільш широке поширення набуло виробництво мінераловатних теплоізоляційних виробів наведені в таблицю-1.
Таблиця 1. Застосування мінераловатних теплоізоляційних плит і матів
Способи отримання виробів з мінеральної вати засновані головним чином на склеюванні мінеральних волокон між собою в місцях їхнього зіткнення різними мінеральними або органічними сполучними речовинами. Тому основні завдання технології виробництва мінераловатних виробів -підбор, приготування, спосіб введення сполучного в волокно і подальша їх теплова обробка.
В якості сполучних для виробництва мінераловатних виробів використовують синтетичні смоли, композиційні і бітумні сполучні (ГОСТ 6617-76 *). Із синтетичних сполучних застосовують: карбамідну смолу КС-11, фенолоспірти, поливинилацетатную дисперсію (ГОСТ 18992-80 *). На підприємствах з виробництва мінераловатних виробів застосовують три способи введення сполучного в волокно: розпорошення або пульверизації, полив з вакуумуванням, приготування гідромаси або пульпи.
Мінераловатний килим, просочений синтетичним сполучною, проходить теплову обробку в спеціальних камерах, в яких здійснюється також подпрессовка килима до заданої товщини, сушка і затвердіння синтетичного зв'язуючого. При виробництві мінераловатних виробів використовують різні конструкції камер теплової обробки, що відрізняються механічним виконанням (пластинчасті або сітчасті конвеєри), а також теплової та аеродинамічній схемою роботи (підведення теплоносія знизу або зверху, з рециркуляцією або без рециркуляції).
Камера теплової обробки 6645-02 (дивись малюнок-1) входить до складу багатьох технологічних ліній, які працюють на заводах. Камера являє собою два пластинчастих конвеєра, накладених одна на одну: нижній -несущій, верхній -пріжімний. Просочений синтетичним сполучною мінераловатний килим надходить в камеру між двох конвеєрів, де він ущільнюється до заданої товщини і піддається термічній обробці гарячими димовими газами.
Теплова обробка здійснюється шляхом прососа гарячого теплоносія через мінераловатний килим. В якості теплоносія використовуються продукти спалювання палива в топках, розташованих поруч з камерою або в окремому приміщенні. Теплоносій подається в камеру димососом. Пройшовши через мінераловатний килим велика частина теплоносія повертається в топку на рециркуляцію, а інша частина видаляється з робочого простору камери вентилятором.
Малюнок 1. Схема пристрою камери теплової обробки 6645-02 М.
1-натяжна барабан нижнього конвеєра; 2-натяжна барабан верхнього конвеєра; 3-огорожу конструкції камери; 4-верхній пластичний конвеєр; 5-нижній пластичний конвеєр.
Камери 6645-02 обладнуються однією топкою з димососом, а теплоносій подається по всій довжині камери зверху за допомогою зосередженого введення. Модернізовані камери теплової обробки 6645-02 М по довжині розділені на три зони, кожна з яких має топку з димососом. Такий пристрій камери дозволило підтримувати самостійний режим в кожній зоні і багаторазову циркуляцію теплоносія. Довжина такої зони становить 6 м. У встановлених на більшості підприємств камерах теплової обробки 6645-02 і 6645-02М забезпечується максимальне зусилля підпресування до 4 кПа, що недостатньо для отримання жорстких плит марки ПЖ сос редней щільністю до 150 кг / м³.
До складу нових технологічних ліній СМТ-126 і СМТ-092 входять більш досконалі камери СМТ-128 і СМТ-097, що забезпечують випуск плит підвищеної жорсткості марок ПЖ і ППШ.
Мінераловатні плити на крохмальної зв'язці
Мінераловатні плити на крохмальної зв'язці виготовляють шляхом підпресування і термічної обробки минераловатного килима, просоченого крохмальним клеєм і розрізаного на смуги. Крохмальне сполучна представляє собою водну емульсію наступного складу (% по масі): крохмаль-9,5; мазут -2,4; парафін -0,7; вода -87,4. Через дозуючий пристрій емульсію насосом нагнітають в паропровід, який подає пар до вузла роздування. Сполучна разом з парою потрапляє на волокна мінеральної вати.
З камери волокноосадження мінераловатний килим надходить в камеру теплової обробки, де через нього просасивается спочатку водяна пара з емульсією а потім гарячий воздух.Обработка минераловатного килима парою з наступною його сушінням забезпечує міцне склеювання мінеральних волокон між собою. З камери теплової обробки мінераловатний килим надходить на охолодження а потім на поздовжню і поперечну порізку на плити необхідних розмірів.
Таблиця 2. Фізико-механічні властивості мінераловатних плит і матів на крохмальної зв'язці.
Мінераловатні напівтверді плити на крохмальної сполучному мають високі якісні показники (дивись таблицю-2). При зниженій щільності вони володіють достатньою механічною міцністю, хорошою формою і пружністю. Плити упаковують в спеціальну тару і транспортують будь-яким видом транспорту. Плити не можна піддавати зволоженню і механічних пошкоджень, їх слід зберігати в закритих приміщеннях вкладені в штабелі висотою не більше 2 м.
Мінераловатні плити на синтетичному сполучному (ГОСТ 9573-82) в залежності від щільності і стисливості під питомим навантаженням 2 кПа підрозділяються на м'які ПМ, напівтверді, жорсткі ПЖ, і підвищеної жорсткості ППШ. М'які плити і мати випускають марок 50 і 75, напівтверді -марок 100 і 125 і жорсткі плити -Марк 150.
Таблиця-3. Фізико-механічні властивості мінераловатних плит і матів на синтетичному сполучному.
Для виробництва мінераловатних плит на синтетичному сполучному застосовують різні різні технологічні лінії і комплект устаткування. До складу таких ліній входить обладнання для виробництва мінеральної вати, ємності, насоси і механізми для приготування і подачі сполучного з подальшим ущільненням минераловатного килима, камера теплової обробки для затвердіння сполучного і забезпечення заданої форми виробів, а також камера охолодження килима, ножі поздовжньої і поперечної різання .
Малюнок-2. Технологічна лінія виробництва плит підвищеної жорсткості мокрим формуванням.
1-центрифуга, 2-вагранка, 3-камера волокноосадження; 4-розпушувач вати, 5 пульпатор, 6 трубопровід подачі пульпи в розкладники, 7-формувальний конвеєр; 8-зливний пристрій, 9-камера відсмоктування, 10-подпрессовивают валик, 11-камера теплової обробки (полімеризація); 12-ножі поздовжньої і поперечної різання, 13-трубопровід для подачі свіжого сполучного, 14-рециркуляционний басейн, 15-насос, 16-трубопровід.
Технологічна конвеєр з виробництва плит підвищеної жорсткості за способом мокрого формування (дивись малюнок-2) працює наступним чином: Мінеральна вата з камери волокноосадження -3 надходить до розпушувачів -4, звідки безперервно подається в пульпатор-5. Одночасно в пульпатор насосом по трубопроводу з рециркуляционного басейну -14 перекачується розчин сполучного. У пульпаторе кількість вати і води знаходиться від 1/15 до 1/35. З пульпатора -5 постійно по трубопроводу -6 подається готова пульпа в кількості, що дорівнює сумі кількостей надходять компонентів.
Пульпа з трубопроводу -6 безперервно надходить в зливний пристрій -8, яке рівномірно розподіляє її на сітчастому формувальному конвеєрі-7. Камера відсмоктування -9 зневоднює намитий килим, а подпрессовивают валик -10 ущільнює його до заданих параметрів. Товщина килима автоматично підтримується в заданих межах за допомогою задатчика товщини килима, розташованого на валу-10.
Після ущільнення мінераловатний килим надходить в камеру теплової обробки (полімеризації) -11, для затвердіння сполучного. На виході з камери килим розрізається ножами -12 відповідно до заданих розмірів плит. Відфільтрований розчин сполучного надходить в рециркуляционний басейн -14, в який через трубопровід підживлення -13 в необхідних кількостях додається свіжий розчин сполучного.
При роботі за технологією мокрого формування вироби виходять з високою початковою міцністю на стиск. Недоліки такої технології-значні коливання щільності виробів (180 ... 240 кг / м³), велика витрата енергії на теплову обробку і тривалість такої обробки. А також велика кількість викидів газів, забруднених токсичними речовинами.
плити мінераловатні
Мінераловатні м'які плити на бітумному сполучному (мінераловатний повсть) -Рулонні або листовий матеріал, що отримується в результаті обробки бітумом волокон мінеральної вати. Фізико-механічні властивості таких плит наведені в таблицю-4.
Таблиця-4. Фізико-механічні властивості мінераловатних плит на бітумному сполучному.
Застосування бітуму в якості сполучного висуває підвищені вимоги до пожежної безопасності.Возгореться може і готова продукція на складі, в залізничному вагоні, при транспортуванні і на будівельному майданчику. Пояснюється це тим, що шматочки неостиглого розплаву, оточені гарним теплоізоляційним шаром, повільно остигають і при припливі повітря можуть викликати запалення бітуму в цьому місці а потім і по всьому виробу.
У зв'язку з цим передбачається ретельний контроль за готовою продукцією на складі. Відвантаження готової продукції слід проводити не раніше ніж через 3-4 дні після виготовлення виробів. Полотнища плит згортають в рулони а між дотичними поверхнями по всій ширині і довжині рулону прокладають папір. Рулони повсті упаковують в жорстку тару. при перевезення повсті повинні бути створені умови, що оберігають його від зволоження та ущільнення.
Щільність виробів при цьому може збільшуватися в 1,5 ... 2 рази проти початкової. М'які мінераловатні плити застосовують всередині приміщень для ізоляції поверхонь, температура яких не перевищує 60 ° С. При ізоляції обладнання і трубопроводів, які знаходяться поза приміщеннями, за винятком вибухонебезпечних і небезпечних в пожежному відношенні об'єктів, м'які плити допускається застосовувати при температурі ізольованих поверхонь до 200 ° С.
Мінераловатні напівтверді плити на бітумному сполучному
Мінераловатні напівтверді плити на бітумному сполучному отримують в результаті теплової обробки минераловатного килима, просоченого бітумом не нижче марки БН-70/30 або сумішшю бітумів БН-50/50 і ВН-90/10, і охолодженням його в подпрессованном стані. За щільністю напівтверді мінераловатні плити на бітумному сполучному поділяють на марки: 150,200,250 і 300. Промисловість випускає такі плити щільністю 150 кг / м³, довжиною 500,1000 і 1500 мм, шириною 500 і 1000 мм, товщиною 50 ... 100 мм з градацією через 10 мм .
Технологія виробництва напівтвердих плит дещо відрізняється від технології виготовлення м'яких плит на бітумному сполучному. Відмінність полягає в сполучному. При виробництві напівтвердих плит на бітумному сполучному застосовують більш високоплавких бітум з температурою розм'якшення не нижче 700 ° С, кількість сполучного збільшується до 16%.
Таблиця-5. Фізико-механічні властивості мінераловатних плит марки 150 на бітумному сполучному (ГОСТ 10140-80)
При виробництві напівтвердих плит розплавлений бітум температурою 135 ... 140 ° С розпорошується паровим соплом в камеру волокноосадження і осідає на мінеральному волокні. Одночасно з бітумом в камеру з самостійної форсунки подається вода в кількості 400 ... 600 кг на 1 т мінеральної вати для зниження температури волокна і попередження спалаху бітуму. Витрата пара на розпорошення бітуму становить 1 ... 1,2 т / т.
З камери волокноосадження мінераловатний килим в пухкому стані подається в камеру теплової обробки, де через килим просасивается теплоносій (зазвичай димові гази) температурою не більше 180 ° С.Теплова обробку проводять з метою розплавлення бітумного сполучного перед ущільненням килима а також для забезпечення кращого зчеплення волокон, підвищення їх водостійкості і отримання більш міцних ізделій.Продолжітельность теплової обробки 16 ... 20 хв. У процесі теплової обробки видаляється волога.
Килим мінераловатний охолоджується шляхом просасиванія через нього холодного повітря протягом 6-8 хвилин і підпресовується ущільнювальними приводними валками. Для отримання якісних напівтвердих мінераловатних плит охолодження в момент підпресування необхідно вести дуже інтенсивно, щоб сили зчеплення виникають в результаті впливу сполучного. могли локалізувати пружну деформацію килима.
В цьому випадку готові плити можуть мати правильну геометричну форму паралелепіпеда. Охолоджений сформувався мінераловатний килим на бітумному сполучному розрізається ножами в поздовжньому і поперечному напрямку на плити заданих розмірів. Заходи протипожежної безпеки такі ж як і при виробництві м'яких плит на бітумному сполучному. Зберігають і транспортують напівтверді плити таким чином, щоб максимально збереглася їх форма.
Для цього плити упаковують в м'яку тару і укладають на тверду рівну поверхню в штабелі висотою не більше 1 м в умовах неприпустимих їх зволоження. перевозять плити в ящиках із суцільним днищем або в контейнерах.
Мінераловатні жорсткі плити на бітумному сполучному
Мінераловатні жорсткі плити на бітумному сполучному (ГОСТ 10140-80) виготовляють по мокрій технології з мінеральної вати і бітумної емульсії з наступним пресуванням і сушінням. плити використовують для теплової ізоляції будівельних конструкцій, технологічного устаткування і трубопроводів при температурі ізольованих поверхонь -100 ... + 60 ° С. Промисловість випускає жорсткі плити марок 200 і 250 довжиною 1000 мм, шириною 500 мм і товщиною 40, 50, 60,70 мм.
Показники фізико-механічних властивостей твердих плит на бітумному сполучному наведені в таблицю-4.
Таблиця-4. Фізико-механічні властивості мінераловатних плит марок 200 і 250 на бітумному сполучному.
Технологія виробництва жорстких мінераловатних плит на бітумному сполучному (рисунок -3) включає в себе:
◊ Попередню підготовку мінеральної вати, що вийшла з камери волокноосадження -10 в тіпального пристрої -12 для отримання окремих пластівців вати.
◊ Отримання в баке- змішувачі -7 бітумно-діатомітової емульсії, що застосовується в якості сполучного;
◊ Приготування гідромаси з віддозованих вати і сполучного в гідрозмішувачів-13;
◊ Формування плит з отдозірованние гідромаси на пресах -14;
◊ Укладання піддонів з відформованими плитами на сушильні вагонетки -15;
◊ Сушку плит в тунельної сушарці-16;
◊ Складування готових виробів -17.
Малюнок-3. Технологічна схема виробництва жорстких мінераловатних плит на бітумному сполучному
1-битумохранилище; 2-бак для розігріву бітуму; 3-склад діятимуть; 4-змішувач для приготування діатомітової суспензії; 5-дозатори; 6-диспергатор; 7-бак-змішувач; 8-видатковий бак-змішувач бітумного сполучного; 9-центрифуга; 10-камера волокноосадження; 11-проміжний конвеєр; 12-тіпального пристрій; 13-гідрозмішувачів; 14-формуюча установка (преси); 15-сушильні вагонетки; 16-тунельна сушарка; 17-склад готової продукції.
Після формування плита присмоктується до формуючої площині вакуум-щита, який витягує з її форми і переносить на сушильні піддони. Найбільш поширена теплова схема сушарки є прямоточно-протівоточная схема руху теплоносія. Висушені плити вологістю не більше 2% упаковують в жорстку тару або пакети з водонепроникної паперу. Зберігають і транспортують плити в умовах оберігають їх від ущільнення, механічних пошкоджень і зволоження.