Базальтовая ткань: описание, характеристики, технология производства, применение
В строительстве мостовых и дорог использовали базальт еще с незапамятных времен. В период более поздний расширяется сфера применения этого материала, его используют при производстве напольной плитки и антиабразивных покрытий. Через десятилетия, собственно говоря, было обнаружено, что химически идентичной друг другу является не вся базальтовая порода, и только тот материал, обладающий необходимыми физическими свойствами и определенным химсоставом, является пригожим для формирования базальтового волокна разного диаметра.
Создание базальтового волокна
Исследователи из Германии, Франции, Великобритании, США и Италии после Второй мировой войны сделали первую попытку создания базальтового волокна. Однако только в пятидесятых-шестидесятых годах были получены первоначальные значительные результаты в Праге и Москве.
Очередной интерес к базальту был отмечен в последующие десятилетия, особенно в тех странах, которые имели большой запас базальтовой породы. В это время в Советском Союзе изучается потенциал технологии создания базальтового волокна для того, чтобы ее (технологию) можно было применить в военных целях и при производстве воздушных судов.
Также в это время в Киеве проводятся исследования, практически не имеющие ограничения бюджета, которые завершаются успехом: была разработана технология, которая держалась под секретом. Рассекречена она была только в начале девяностых, после чего начались разработки по использованию ее в гражданском строительстве.
В наше время налажено производство базальтовой ткани в России и в Украине, в странах СНГ, а также в Китае. В основном полученное базальтовое волокно, закупается компаниями из Японии и применяется в автомобильном секторе для производства систем выхлопа и других деталей, а также для изготовления штативов для фотоаппаратов и сноубордов.
Технология производства
Четыре основных этапа подразумевает технология производства базальтовой ткани:
- предварительно обрабатывается базальтовый щебень (дробится, моется, сушится);
- плавится базальтовая крошка в плавильной печи для того, чтобы получилась непрерывное волокно в виде комплексной нити;
- формируется непрерывное волокно;
- плетется ткань или изготавливаются другие изделия, это зависит от сферы, в которой в дальнейшем волокно будет применяться.
Характерные темный цвет придает камню немалое содержание в базальтовой породе оксида железа, из-за чего также увеличивается время гомогенизации, температура кристаллизации, кривая вязкости получается более крутой по сравнению со стекловолокном. Для этих моментов применяются специальные печи особого дизайна, это делается для того, чтобы были обеспечены все условия, поддерживающие расплавленную массу в однородном состоянии на разных этапах технологического процесса. Метод вертикального обновления используется на типовом заводе, где производят непрерывное минеральное волокно. На заключительной стадии обработки материала после того, как получено базальтовое волокно в виде комплекса нитей, используются другие технологии, схожие с теми, что применяются на фабриках, производящих текстильные нити для ткани.
Характеристика
Характеристики базальтовой ткани ТБК-100 значительно отличают ее от подобных материалов — таких, например, как силикатное волокно и стекловолокно. Также от них она отличается высокой прочностью и возможностью использования его в наиболее широком диапазоне положительных и отрицательных температур. Благодаря своей экологичности, прочности и долговечности, термостойкости изделия из базальтовой ткани получили широкое применение на производстве и в строительной индустрии, где используются плиты и маты из базальтового волокна, базальтовое волокно рубленое. А для дорожного строительства применяется армирующая геосетка.
Свойства базальтовой ткани
- адгезия покрытия у нее хорошая;
- огнезащитная, не воспламеняемая;
- имеет отличную прочность на разрыв;
- при температуре до 982 градусов сохраняет целостность;
- проявляет устойчивость к электромагнитному излучению.
Изделия
Применение базальтовой ткани получило широкую известность в различных сферах — от индустрии строительства до пошива одежды.
К таким изделиям относятся:
- противопожарные шторы для локализации пожара и защиты от огня;
- фильтрационный материал для пылеуловительных камер и заводских дымовых труб;
- защита от разрушения огнем крыши;
- огнестойкая одежда;
- композитные армированные материалы;
- электромагнитные экраны.
Особые свойства
Использование базальтовой ткани в армировании композитных и стеклопластиковых конструкций обеспечивает достаточно хороший уровень прочности. А благодаря ТБК-100 она отлично пропитывается эпоксидными и полиэфирными смолами.
Материал базальтовый огнезащитный
Негорючие утеплители не только уменьшают теплообмен помещений с окружающей средой, но и обеспечивают пожаробезопасность зданий. Материал базальтовый огнезащитный применяется для промышленных и бытовых построек любых разновидностей, не исключая бани, парилки, дымоходы, котлы и тому подобное.
Характеристики и преимущества базальтового утеплителя объясняются происхождением материала, а выбор модификации утеплителя зависит от условий применения.
Происхождение и производство базальтового волокна
Впервые базальтовые волокна были обнаружены в местах извержения вулканов. Расплавленная горная порода (непосредственно базальт) попадает на поверхность земли и застывает, превращаясь в необычайно прочные волокна.
Впоследствии найденный природный материал начали изготавливать искусственно. Для этого горная порода нагревается до 1500 градусов. Затем ее выливают в специальный барабан с обдувом, где струи жидкого камня застывают, превращаясь в волокна длиной около 50 миллиметров, толщина которых составляет приблизительно 7 мкм.
Более длинные нити образуются при помощи фенол-формальдегидной смолы. На конечном этапе полученные волокна прессуются, превращаясь в базальтовую вату.
Структура каменного изолирующего материала полностью соответствует «конструкции» своего прообраза – хлопковой ваты: термическое сопротивление материала обеспечивается наличием множества воздушных пузырьков, разместившихся между волосками.
Под общее название «минеральная вата» вместе с материалом из базальта, попадает стекловата, изготавливаемая из расплавленного стекла, и шлаковата (из доменного шлака).
Но базальтовый огнезащитный утеплитель считается наилучшим. Он не впитывает влагу из воздуха, как это делают его «соплеменники» (все другие разновидности минеральной ваты), превращаясь из термоизоляции в проводник тепла.
В сравнении со шлаковатой базальтовый материал более экологически чист. С ним легче работать, чем со стекловатой (он меньше колет руки).
Достоинства и недостатки материала
Преимущества использования материалов из базальтового волокна определяются их свойствами, в числе которых:
- негорючесть (высокая температура плавления – 1114 градусов);
- отсутствие вредных испарений и дыма при нагреве до критических температур (базальт – натуральный камень, а фенол-формальдегидная смола в сертифицированных материалах нейтрализуется на стадии производства или не применяется вовсе);
- паропроницаемость (0,3 – 0,6 мг/м*ч*Па);
- гидрофобность (базальтовый утеплитель не впитывает влагу из воздуха);
- отсутствие усадки;
- устойчивость к вибрациям;
- широкий ассортимент плотности, увеличивающий спектр сфер применения огнезащитного материала;
- устойчивость к кислотно-щелочным средам;
- высокая прочность (выпускаются плиты прочностью 80 кПа, их деформация при сжатии не превышает 10%, таким материалом можно пользоваться при утеплении с наружной стороны эксплуатируемых плоских крыш);
- хорошая звуконепроницаемость (благодаря мягкой волокнистой структуре ваты из базальтового волокна);
- отличная теплоизоляция (от 0,034 до 0,048 Вт/м*С);
- небольшая собственная масса и толщина (базальтовый утеплитель не отягощает защищаемые конструкции).
Некоторые достоинства при определенных условиях выглядят как недостатки. Например, строительство по евростандартам ведется из паронепроницаемых материалов. А для деревянного зодчества, строительства из кирпича, пено- и газобетона, наоборот, важно, чтобы паропроницаемость утеплителя была выше того же показателя стен.
Кроме того, гидрофобность распространяется только на влагу, содержащуюся в воздухе. Если вода попадет на поверхность базальтовой ваты, она будет успешно впитана.
То же самое касается и конденсата. Поэтому, при вероятности возникновения точки росы, базальтовый утеплитель нужно изолировать со стороны стены паронепроницаемой пленкой.
К недостаткам также можно отнести высокую пыльность при работе, плохую сцепку с клеящим составом и необходимость применения дорогостоящих паропроницаемых красок. Кроме того, при использовании дешевых модификаций материала, следует ожидать выделения паров формальдегида.
Сферы применения
В зависимости от разновидности базальтовый утеплитель используется не только для обеспечения теплоизоляции стен, полов, кровли зданий. Негорючий материал незаменим при образовании противопожарного пояса снаружи и внутри строений.
Рулонным полотном из базальта оборачивают металлические опоры, деревянные столбы, кабельные каналы производственных построек, воздуховоды и коммуникационные элементы систем кондиционирования.
В случае возникновения пожара огонь и дым распространяются по зданию в основном через вентиляционные системы, пронизывающие насквозь несколько помещений. Металл воздуховодов способен деформироваться и прогорать под воздействием высоких температур.
Пламя, повинуясь принудительной или естественной тяге, моментально распространяется по всему строению, а это опасно для жизни людей и сохранности имущества.
Применение базальтовой огнезащиты воздуховодов, систем кондиционирования помогает в случае пожара предотвратить их разгерметизацию и возгорание перекрытий в местах пересечения с вентиляционными каналами.
Особенности использования разных видов утеплителя
Применение базальтового волокна признано простейшим способом организации преграды огню, позволяющей увеличить огнестойкость воздуховодов до трех часов. Каменное волокно наносят методом напыления. При этом на обрабатываемой поверхности образуется равномерное покрытие.
Работать с таким сложным материалом может только опытный оператор при наличии специализированного оборудования. Кроме того, такой способ создания огнезащиты требует тщательной подготовки поверхности (очистки, грунтовки), это обеспечивает качественное прилипание волокнистого материала и увеличивает затраты труда, что является недостатком этого метода.
Особенностью формирования огнезащитного барьера воздуховода с помощью базальтовых матов или плит является применение металлического бандажа.
Недостаток этого метода очевиден: при прогорании бандажа во время пожара защитный слой конструкции разрушается (распадается по частям). Но в России и на территории стран СНГ базальтовые огнезащитные системы широко распространены благодаря дешевизне и негорючести каменной ваты.
Огнезащитный барьер «Бизон» — базальтовое полотно из связанных волокон, покрытое фольгой с двух сторон. Этот материал изготавливается без клеевых составов и связующих веществ.
Благодаря полированной фольге отражается до 97% тепла, которое потенциально в критической ситуации (при возникновении пожара) способно передаться на каналы вентиляции. Рулонный материал поставляется отрезками по 20 метров, шириной 1 метр.
Наиболее эффективен метод комплексной огнеупорной защиты вентиляционных систем. Этот способ представляет собой совместное использование каучукобутилфенольных мастик и базальтовых фольгированных полотен разной толщины. Этапы формирования огнеупорного барьера:
- обработка мастикой (термостойкостью 1300°С) поверхности воздуховода и крепежных элементов;
- оборачивание вентиляционного канала базальтовым полотном (фольгированный слой снаружи);
- обработка мастикой базальтового полотна;
- создание второго слоя базальтового полотна.
Тонкости монтажа
Огнезащитный слой из базальтовой ваты формируется после тщательного очищения, обезжиривания поверхности и последующего нанесения на нее огнеупорного клеящего состава. Клей наносят при помощи стандартных малярных инструментов (кисти и шпателя).
Раскрой материала производится с помощью стандартных строительных ножниц или острого ножа.
Во время всех операций с базальтовой ватой следует соблюдать меры предосторожности (защищать глаза очками, органы дыхания маской, а руки перчатками).
После работы с таким пылящим материалом использованная спецодежда выбрасывается, так как очистить или постирать ее невозможно. Сразу же после нанесения клея на элементы конструкции (пока клеящей состав не застыл) производится монтаж полотна.
Края материала на стыках, образующихся в процессе монтажа, закрепляются алюминиевым скотчем. При раскрое полотна предусматривают запас для нахлеста на стыках не менее 5 сантиметров.
Важно покрыть базальтовым полотном все крепежные и ограждающие изолируемый участок элементы (шпильки и кронштейны). Только таким образом можно гарантировать полнейшую безопасность постройке. Воздуховоды не нуждаются в последующей отделке.
Большое значение имеет контроль качества выполнения швов, правильный выбор материалов: базальтового огнезащитного полотна достаточной толщины и клея с подходящими характеристиками. Необходимо грамотно подобрать и тип поверхности изолирующего материала, каждый вариант которой отличается параметрами теплопроводности, звукоизоляции и плотности.
Разновидности и маркировка
Утеплитель рулонный базальтовый огнезащитный производится в нескольких модификациях. В маркировке это проявляется следующим образом: фольгированный материал обозначается буквой «Ф», присутствие кремния – буквой «К». Если в маркировку входит буква «С» — утеплитель имеет обкладку из стеклоткани с одной стороны, если «С2» — с двух сторон, «СС» — стеклоткань. А обозначение «МБОР-5» сообщает о том, что базальтовый утеплитель без обкладки.
Базальтовые огнезащитные рулонные материалы имеет толщину от 5 до 16 мм. Их можно использовать при температурах от -200 и до +900 градусов. Плотность варьируется в диапазоне от 500 до 1900 г/кв. м – для МБОР. От 600 до 2000 г/кв. м – для утеплителя с фольгой, от 625 до 2025 г/кв. м – для базальтового полотна со стеклотканью.
Если нужна хорошая звукоизоляция, лучший вариант – фольгированный огнезащитный утеплитель толщиной 16 миллиметров. Уровень шума не превысит 31 дБ. Фольгированный материал обладает лучшей пожаростойкостью за счет отражения тепла блестящей поверхностью. Причем с увеличением толщины полотна возрастает его огнеупорная эффективность.
Базальтовые материалы в виде полотна обладают большинством достоинств базальтовой ваты: гидрофобностью, паропроницаемостью и другими.
Для закрепления рулонных материалов используется базальтовая огнезащитная лента.