Из чего делают стекловату, горит ли она и вредна ли для здоровья?

О материале

Это частный случай минеральной ваты — утеплителя, созданного на основе минеральных волокон. Волокна могут быть трех видов:

• стеклянные;
• каменные;
• шлаковые.

Тепловая изоляция обеспечивается наличием неподвижного воздуха между волокнами. Теплопроводность находится в пределах 0,030 – 0,052 Вт/м·К (при измерении в сухом состоянии при температуре 10 °C или 25 °C).

Звукоизоляция получается за счет поглощения волокнами звуковых волн (коэффициент звукопоглощения волокон может составлять 0,8 – 0,92).

Если сравнить термическое сопротивление стекловаты и кирпича, то 5 см толщины первого материала соответствуют 1 м толщины второго.

Как изготавливается стекловата?

Учитывая то, как делают стекловату, какое сырье применяется в производстве, становится понятно, что это экологически безопасный материал. Основными компонентами являются вещества, применяемые для изготовления обыкновенного стекла – сода, песок, доломит, этибор (или бура), известняк. Следует отметить, что современное производство стекловаты предусматривает применение до 80% стеклобоя.

Дальнейшая технология практически ничем не отличается от процесса изготовления базальтовых волокон, составляющих основу базальтовой (минеральной) ваты, а именно:

1. В бункер засыпаются ингредиенты в точной дозировке и начинается процесс плавления. Точное соответствие заявленным характеристикам — обеспечивается строгим контролем за составом исходного материала. Именно это обеспечивает физико-химические и эксплуатационные характеристики утеплителя.
2. Расплавленное стекло раздувается паром, который вырывается из центрифуги под давлением.
3. Волокнообразование сопровождается дополнительной обработкой полимерами.
4. Полученная таким способом нить попадает на валки и выравнивается.
5. Формируется стекловолоконный «ковер».
6. При температуре 250 градусов – запускается процесс полимеризации, во время которого испаряются остатки влаги, а стекловолоконные нити приобретают твердость и свой желтоватый цвет.

Но это не весь процесс того, как делают стекловату. После охлаждения – утеплитель поступает на раскрой и пресс. Это позволяет предложить покупателю качественный утеплитель с высокими теплоизоляционными характеристиками.

Характеристики и свойства

Волокна стекловаты располагаются параллельно друг другу, характеризуются значительными:

• длиной — от 15 до 50 мм (это в 2 — 4 раза больше каменных);
• толщиной — от 3 до 20 мкм,

Это придает изделиям из них прочность и упругость — наибольшие среди минеральных ват.

Значение удельной прочности стекловолокон превышает аналогичный показатель стальной проволоки.

Однородность состава определяет высокую устойчивость к вибрациям, а низкая плотность (11 – 45 кг/м3, в сравнении с 30 – 90 кг/м3 у каменной ваты) — минимальное воздействие на строительные конструкции.

Большая сжимаемость (90 %), мягкость и эластичность позволяют качественно изолировать неровные поверхности, конструкции сложной геометрии.

Неорганическая основа делает материал непригодным для поедания грызунами и обустройства гнезд, является неподходящей средой для появления грибка и плесени.

Кроме того, стекловата:

• стабильно держит форму;
• не стареет;
• не деформируется;
• не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов;
• сохраняет механические и термоизоляционные свойства на протяжении десятков лет;
• характеризуется морозоустойчивостью (используется в диапазоне от -60 °C).

К недостаткам относят:

• повышенную ломкость волокон — для защиты от мельчайших обломков монтаж следует вести в спецодежде с использованием средств защиты дыхания (например, респираторов), при установке снаружи требуется защита от ветрадля препятствия миграции волокон (например, установка стеклохолстов);
• чрезмерное впитывание влаги (коэффициент поглощения воды для материалов открытой пористости может составлять до 20 % по массе, до 2 % по объему); попавшая внутрь стекловаты влага необратимо меняет структуру на более хрупкую, приводит к потере более 40 % теплоизоляционных свойств;
• появление усадки с течением времени.

Для снижения воздействия влаги вату пропитывают специальными составами (маслами, кремниевыми органическими соединениями), вводят гидрофобизирующие добавки.

Действие на человека

Работа со стекловатой

Недостатком стекловаты является повышенная ломкость волокон, острые и тонкие обломки которых легко проникают в одежду (из которой их трудно удалить) и далее в кожу, вызывая зуд. Вдыхание воздуха с обломками волокон стекловаты может вызвать длительное раздражение лёгких, поскольку они выходят из лёгких очень медленно. Опасно также попадание волокон стекловаты в глаза.

Для профилактики этих явлений работа со стекловатой должна проводиться в плотной спецодежде, не оставляющей открытых участков тела, брезентовых рукавицах, защитных очках и респираторе.

Первая помощь при поражении стекловатой

При попадании стекловаты на кожу ни в коем случае нельзя чесаться, таким образом вы только загоните обломки в кожу. Постарайтесь осторожно стряхнуть стекловату с волос, опустив голову в ванну (без воды), закрыв глаза и потряхивая головой. Примите холодный душ под сильным напором воды без моющих средств. Не трите кожу мочалками, губками, не используйте горячую воду, так как она расширяет поры кожи. После принятия душа не вытирайтесь полотенцем

Дождитесь, пока тело высохнет, и примите холодный душ повторно, уже с мылом. При попадании стекловаты в глаза промойте их сильной струёй холодной воды. Если раздражение не проходит, срочно обратитесь к офтальмологу, лучше в клинику глазной хирургии, или вызовите скорую помощь. При вдыхании обломков волокон стекловаты, в случае непрекращающегося кашля, затруднений в дыхании и т. п. немедленно обратитесь к врачу. Одежду, загрязнённую стекловатой, лучше выбросить. Даже тщательная неоднократная стирка не даёт полной гарантии удаления волокон.

Состав

Из чего состоит стекловата? В этом материале есть как основные компоненты, обеспечивающие его свойства как утеплителя, так и связующие, которые позволяют ему сохранить прочность и целостность.

Основные:

• стекло или стеклянный бой;
• природный кварцевый песок;
• известняк (мел);
• кальцинированная сода;
• борная кислота;
• бура (сульфат);
• доломит;
• флюорит.

Связующие:

• полимерная смола;
• глина;
• шпат;
• другие вещества.

Связующие компоненты могут составлять 2,5 – 10 % от массы.

На возникающий у некоторых вопрос, зачем в стекловате стекло, можно ответить следующим образом. Наличием этого компонента обусловлены важные свойства материала, а именно:

• негорючесть;
• непривлекательность для грызунов и плесени;
• прочность и долговечность.

Будь в стекловате на месте стекольных, скажем, древесные волокна, все эти преимущества свелись бы к нулю.

Немного о терминах

Строго говоря, считать эти материалы разными не совсем корректно. Технически минеральная вата – это целая группа теплоизоляторов, волокна которых получены из расплава ископаемого сырья, минералов. В зависимости от состава, отличают каменную, или базальтовую вату, шлаковату из отходов рудных производств и стекловату из компонентов, которые применяются при изготовлении стекла – кварцевого песка, соды, известняка, а то и из самого стеклянного боя. Но со временем шлаковата стала сдавать позиции, и название «минеральная вата» с подачи маркетологов в обиходе закрепилось за базальтовым утеплителем.

Горит ли стекловата?

Стекловата не поддерживает горения, относится к классу негорючих материалов (НГ).

Такие материалы выдерживают воздействие высоких температур с сохранением целостности структуры, прочности и других свойств, они не воспламеняются.

Материал спекается при температуре от 500 до 550 °C.

Температурный диапазон использования определяется составом, точнее — органическими смолами, входящими в состав в качестве связующего вещества. Для стекловаты верхний предел — от 250 до 450 °C. Превышение этого диапазона можно считать температурой плавления.

При этом верхний предел обуславливается температурой выгорания смол, в результате чего материал теряет связку, а, следовательно, и эксплуатационные свойства.

Под воздействием огня не происходит выделения токсичных и вредных веществ.

Изготовление и технические характеристики стекловаты

Для изготовления используются те же компоненты, что и в производстве стекла: известняк, бура, просеянный песок, доломит, сода. Большинство производителей исходное сырье заменяют на стеклобой (до 80%), что снижает конечную стоимость и не сказывается на качестве продукции.

Технология производства состоит из нескольких этапов:

1. Компоненты (бой стеклянных изделий, наполнители) погружаются в бункер, сплавяются при температуре 1400°С.
2. Расплавленная масса раздувается под воздействием пара.
3. Для образования нитей добавляются полимеры.
4. Волокна направляются на выравнивающие валки, на которых образуется своеобразный «ковер» из стекловолокна.
5. Полимеризация при 250°С. Остатки влаги испаряются, материал остывает, становится желтоватым.
6. После охлаждения в естественных условиях стекловолокно отправляется на прессование, разрезание по размерам.

Производственные этапы
*

Материал выпускается в плитах, матах, рулонах. Размеры плит каждый производитель назначает самостоятельно. Основные параметры утеплителя, выпускающегося в рулонах, представлены в таблице.

Размеры рулонов

Свойства и характеристики следующие:

• Теплопроводность. Благодаря волокнистой структуре, в объеме материала удерживается воздух, это обеспечивает низкую теплопроводимость (0,039-0,047 Вт/м·К.
• Звукопоглощение (35 до 40 дБ). Волокна материала не способствуют распространению вибраций и шумов.
• Паропроницаемость (0,6 мг/мч·Па). По данному параметру утеплитель имеет преимущество перед другими материалами.
• Огнестойкость. Перед покупкой многие сомневаются, горит ли современная стекловата? Она выдерживает температуру до 500°С, под воздействием огня начинает бездымно спекаться без образования опасных веществ.
• Влагоустойчивость. При частичном погружении в жидкость параметр влагопоглощения составляет 15%.
• Биологическая инертность. Не содействует развитию колоний грибков, появлению гнили, не интересен для грызунов.
• Деформационная устойчивость. Утеплитель способен спрессовываться в 6 раз без потери своих свойств, после снятия нагрузки распрямляется до начального объема.
• Плотность. В зависимости от производителя параметр составляет от 11 до 25 кг/м3.

Стекловата обладает хорошими характеристиками

Сферы применения

Если говорить об отраслях применения, то это:

• строительство;
• теплоснабжение;
• производство;
• автомобилестроение;
• авиация;
• трубопроводная транспортировка материалов.

Для каждой сферы выбираются разные виды, различающиеся:

• типом волокон,
• их расположением,
• наличием дополнительных покрытий,
• плотностью (максимально возможная — 130 кг/м3).

Самые распространенные варианты исполнения стекловаты — рулоны и мягкие маты.

Утеплитель из стекловолокна выпускается в виде:

• непрерывной нити (рулонов);
• штапельного (резанного) волокна (плит), в том числе отличающихся повышенной жесткостью с облицовкой;
• мягких матов;
• армированных рулонов;
• кэшированной технической изоляции, в том числе в виде фольгированных изделий.

Рулоны давно и успешно применяются для утепления горизонтальных поверхностей — полов, кровли.
Кэшированный вид — для изоляции высокотемпературных трубопроводов, узлов и емкостей.

Маты и плиты используются для теплоизоляции различных помещений и конструкционных элементов, а именно:

• фасадов;
• оконных и дверных проемов;
• межэтажных и других перекрытий;
• внутренних и внешних перегородок зданий;
• звуковой и тепловой изоляции кабин.

Вату следует крепить так, чтобы обеспечить свободное положение (для максимального расправления) и одновременно плотную посадку без щелей.

Области применения

Прежде чем приобретать описываемый материал, вы должны ознакомиться с областями его использования. Среди прочих следует выделить:

• наружные работы;
• кровельные работы;
• теплоизоляция горизонтальных поверхностей;
• звукоизоляция и утепление перегородок и стен.

Для каждой из сфер выбираются разные типы стекловаты, которые отличаются между собой по типу волокон. Каждый материал имеет или лишён дополнительного покрытия, у каждой разновидности. Волокна в них расположены по-своему, что влияет на теплопроводность.

Разные типы имеют еще и определенную плотность. Поэтому к выбору стекловаты необходимо подходить с серьезностью, ведь только так удастся добиться высокого качества проведения работ и долговечности изделия.

Производство

Производство начинается с введения исходных компонентов в плавильную печь. В результате воздействия температуры 1400 °C, центробежных сил центрифуг и раздувания паром получают стеклянные нити.

Для получения на выходе тончайших нитей с необходимыми механическими свойствами требуется строгое соблюдение рецептурного состава.

Обработанные связующими растворами полимеров (модифицированной мочевиной, фенол-альгидными полимерами) нити отправляются на конвейерное выравнивание для формирования однородного стекловолокнистого полотна.

Далее следует этап полимеризации — температура 250 °C становится катализатором образования полимерных связей и удаления излишней влаги.

Охлаждение, раскрой пилами и фрезами, затем — прессование (сжимают в 5-6 раз), упаковка в полиэтилен — получаем готовые к транспортировке рулоны и плиты.

Отдельного внимания заслуживает использование в качестве основного компонента стеклобоя.

Современные технологии позволяют добавлять до 80 % стеклянного порошка, полученного дроблением и помолом отходов товарного стекла.

Состав стеклобоя регламентируется национальными стандартами — ГОСТом Р 52233-2004. Согласно положениям документа, данное вторичное сырье может быть 1 или 2 сорта и одной из пяти марок в соответствии с цветом (БС, ПСТ, ПСЛ, ЗС, КС).

Стекловата, полученная в результате утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов стекла, отвечает всем требованиям, предъявляемым к данным изделиям.

При этом продукт, изготовленный из вторичного сырья, отличается более низкой себестоимостью производства в сравнении с традиционной технологией, и, как следствие, более доступной для потребителя ценой.

Производством стекловаты по этой технологии занимается множество компаний, в их числе:

• Isover;
• URSA;
• Knauf.

Песня “Новый год” и грандиозная популярность

Создатель группы “Стекловата” Сергей Кузнецов был основателем легендарного бойз-бенда “Ласковый май” и автором песни “Белые розы” и других хитов. После конфликта с продюсером коллектива Андреем Разиным ушел из “Ласкового мая” и начал собирать похожие группы из молодых парней. Одной из них и стала “Стекловата”, созданная в 1999 году.

Изначально в “Стекловате” пели только Денис Беликин и Артур Еремеев, позже к ним присоединились Александр Гуляев и Сергей Дядюн.В 2001 году парни записали клип на песню “Новый год”, его показали в эфире оренбургского телевидения.

Текст песни Стекловата “Новый год”:

В час, когда зажигаются свечи В каждом доме и каждом окне Это пришел праздничный вечер. Пусть на улице вьюга и ветер, Но даже они улыбаются мне, И звон часов в праздничный вечер

Припев: Новый, новый, новый год все мечты исполнит! Новый, новый, новый год мы на год запомним! Новый, новый, новый – год не жалейте свечи! Новый, новый, новый год в новогодний вечер! Новый год! Новый год! Новый год!

Разукрашена золотом ёлка, В эту ночь город сказкою стал, Море огней в праздничном цвете. Запах мягких зелёных иголок Долгих месяцев наша мечта. Пусть дарит мне вьюга свой ветер!

Новогодняя зимняя сказка, И двенадцать ударов часов, Станет добрей белая вьюга. Карнавальные яркие маски, Шум весёлых хмельных голосов. Пожелайте в двенадцать часов счастья друг другу!

Этот шедевр пребывал в небытие, пока в 2008 году его не выложили в сеть. На песню обратили внимание в программе Shit Parade на MTV. C тех пор началось триумфальное шествие песни и группы “Стекловата”.

Видео показал в своем блоге +100500 Макс Голополосов, что принесло ему еще более широкую популярность. Актеры шоу “Большая разница” в пародии на видеоблог +100500 изобразили в том числе и “Стекловату”.

Оригинальное видео и его копии стали собирать миллионные просмотры, а пародии на “Новый год” стали делать по всему миру. Уже повзрослевших парней из “Стекловаты” в 2012 году пригласили в шоу “Пусть говорят” на Первом канале.

Стандарт изготовления

Производство стекловаты регламентируется рядом нормативных документов. Основным считается ГОСТ 19170 2001.

В нем описываются:

• способы производства;
• охранные меры при работе с материалом;
• сфера применения.

Допускается изготовление согласно собственным, утвержденным в соответствующем порядке ТУ.

Плюсы и минусы как утеплителя

Исходя из свойств стекловаты, можно выделить как положительные, так и отрицательные качества.

К плюсам относят:

• хорошие тепло- и шумоизоляционные свойства;
• пожаробезопасность;
• устойчивость к биологическим воздействиям (вредителям, бактериям);
• малый вес;
• легкость транспортировки;
• низкую стоимость (700 – 2100 рублей).

К минусам:

• гигроскопичность (потребность в дополнительной пароизоляции);
• неудобство монтажа (необходимость использования средств защиты);
• появление усадки после 8 – 10 лет службы.

Из чего делают стекловату?

Из чего делают стекловату? В этом материале есть как основные компоненты, обеспечивающие его свойства как утеплителя, так и связующие, которые позволяют ему сохранить прочность и целостность.

Основные:

• стекло или стеклянный бой;
• природный кварцевый песок;
• известняк (мел);
• кальцинированная сода;
• борная кислота;
• бура (сульфат);
• доломит;
• флюорит.

Связующие:

• полимерная смола;
• глина;
• шпат;
• другие вещества.

Связующие компоненты могут составлять 2,5 – 10 % от массы.

На возникающий у некоторых вопрос, зачем в стекловате стекло, можно ответить следующим образом. Наличием этого компонента обусловлены важные свойства материала, а именно:

• негорючесть;
• непривлекательность для грызунов и плесени;
• прочность и долговечность.

Будь в стекловате на месте стекольных, скажем, древесные волокна, все эти преимущества свелись бы к нулю.

Есть ли вред для здоровья человека?

В данном вопросе присутствует информационный хаос.

Производители, реализующие стекловату, говорят о ее безвредности, в то время как конкуренты, предлагающие другие утепляющие материалы, твердят о неблагоприятном воздействии.

Спорить не станем, сообщим лишь факты.

Стекловата может быть опасна и представлять угрозу исключительно в процессе ее установки — существует вероятность попадания стеклянной пыли на кожу и в органы дыхания.

Для защиты необходимо использовать спецодежду, респираторы.

В данном вопросе имеется хорошая новость — современные технологии позволяют выпускать материалы, не распространяющие стеклянную пыль.

По окончании монтажа стекловатный утеплитель становится абсолютно безвредным.

Спецодежду очищают:

• стряхиваем;
• обработкой пылесосом;
• стиркой с 3-4-кратным ополаскиваем;
• повторной обработкой пылесосом после просушивания.

При попадании частиц стекловаты на кожу следует принять прохладный душ с сильным напором без применения моющих средств.

Почему прохладный? Потому что горячая вода способствует расширению пор, а, следовательно, и проникновению частиц стекла.

Правила работы со стекловатой

• Перед работой со стекловатой необходимо расправить ее и очистить от всех осыпающихся частей. Саму утепляемую конструкцию обрабатывают антисептическими составами;
• В случае утепления потолка можно использовать обрешетку или обойтись без нее. В последнем случае на потолок наносится смазочная полимерная гидроизоляция. Помимо своих основных свойств, данный компонент улучшить адгезию с клеевым составом, который мы будем наносить на потолок и вату после высыхания. Как только клей нанесен на поверхность, необходимо прижать утеплитель к потолку и продержать в течение нескольких минут;
• При высокой сыпучести материала работать с ним без респиратора нельзя. В противном случае попадание стеклянных волокон в легкие может вызвать проблемы со здоровьем. Проблемы эти могут быть самыми разными, начиная от одышки и аллергии и заканчивая заболеваниями органов дыхания, вплоть до рака. Если респиратора под рукой нет, создайте качественную марлевую повязку;
• При работе необходимо не допускать втирания в кожу частиц волокон ваты. При попадании данных фрагментов на кожу необходимо смыть водой. После работы рекомендуется принять душ;
• Стирать одежду после использования не рекомендуется, так как это не приведет к удалению пыли. Идеальным решением станет встряхивание.

Утилизация

Стекловату можно получать путем повторной переработки стеклобоя. А как утилизируется она сама?

На сегодняшний день существует три варианта:

1. Захоронение на специальных полигонах.
2. Измельчение в чистом виде и повторное использование в дорожном строительстве, производстве кирпича.
3. Использование в виде шихты — твердого остатка, образующегося при сжигании мусора. При этом стеклянная составляющая может достигать 78 % общего объема, почти 20 % приходится на глину, 2 % — на силикат натрия.

Цена услуги утилизации по утилизации стекловаты колеблется в пределах от 400 до 1 000 рублей за тонну.

Существуют также установки (мельницы) для переработки (глубокого измельчения до размеров 0,1 – 100 мкм) производственных отходов стекловолокна и его возврата в технологический процесс.

Оборудование для производства стекловаты | Бизнес Промышленность

Стекловата — теплоизоляционный материал, который широко применяется строительстве, автомобилестроении ( тепло- шумоизоляции кабин автомобилей), утеплении труб теплосетей и многих других отраслях. Стеклянная вата имеет такие положительные свойства как высокая прочность и упругость.

Поскольку в стекловате почти нет посторонних включений, она имеет повышенную вибростойкость. Основные компоненты для производства стекловаты:

• известняк,
• кварцевый песок,
• кальцинированная сода,
• бура (сульфат).

Оборудование для производства стекловаты являться сложным технологическим комплексом, состоящих из множества узлов и устройств.

Оборудование для производства стекловаты состоит из таких основных частей:

• загрузочные бункера;
• система смешивания и дозирования материала;
• плавильная печь;
• центрифуга;
• узел волокнообразования;
• система валов для вальцевания стекловаты;
• камера полимеризации и сушки;
• узел раскроя;
• узел прессования;
• машина для упаковки.

Технологический прочес работы оборудования для производства стекловаты

Основные компоненты загружаются в бункера, согласно рецептуре, при помощи дозирующих устройств в системе смешивания все части тщательно перемешиваются. Готовая смесь поступает в плавильную печь, где при температуре 1400 – 1450 °C происходит нагревание до почти жидкого состояния.

Далее расплавленная масса поступает в центрифугу, откуда при помощи подачи пара, методом раздувания получают тонкие нити. Горячие нити стекловолокна поступают в узел волокнообразования, там они обрабатываются полимерными аэрозолями (раствор фенолоальдегидного полимера, модифицированного мочевиной).

Обработанные нити поступают на узел вальцевания – система валов, где происходит выравнивание волокна по всей площади полотна. Полотно направляется в камеру полимеризации, где при температуре 250°C образуются полимерные связи, и происходит сушка и удаление лишней влаги, которая осталось после применения аэрозоля. На выходе из камеры стекловата становиться твердой и приобретает янтарно-жёлтый оттенок.

Далее стекловата охлаждается до температуры 20 – 30 °C и поступает на узел раскроя. При помощи поперечных пил и продольных фрез полотно ваты разделяют на рулоны или маты.

Полученная стекловата насыщена воздухом и имеет большой объем, поэтому далее она поступает на узел прессования, где происходит шестикратное сжатие. Спрессованный материал упаковывается в полимерную пленку, наноситься маркировка и передается на склад готовой продукции.