Теплопроводность базальтовой ваты, коэффициент теплопроводности
admin | 18.09.2017 | Базальтовая вата, Утепление дома | Комментариев нет
Базальтовая вата имеет довольно разноплановые характеристики, среди которых следует выделить отличные противопожарные свойства, высокие тепло- и шумоизоляционные характеристики.
Содержание статьи о теплопроводности базальтовой ваты
- Свойства базальтового утеплителя
- Коэффициент теплопроводности базальтовой ваты
- Теплопроводность базальтовой ваты ведущих производителей
Свойства базальтового утеплителя
1. Негорючесть.
Базальтовая вата подвергалась проверкам во многих странах по различным методикам, в результате чего ее признали абсолютно негорючей, что позволяет использовать ее для теплоизоляции дымоходов. Это очень важный параметр в строительстве. На сегодняшний день множество материалов характеризируются как негорючие, но на самом деле многие оказываются не такими. Естественно, чтобы базальтовая вата была противопожарной, нужно приобретать ее у проверенных производителей.
2. Высокие водоотталкивающие свойства.
Кроме этого следует отметить отличные гидрофобные свойства материала. Базальтовая вата имеет в своем составе волокна, которые уже сами по себе водоотталкивающие. Кроме этого хорошие производители при производстве применяют особые добавки, увеличивающие свойства отталкивать влагу. В сравнении с другими разновидностями утеплителей базальтовая вата хорошо пропускает пар, а главное, что при этом она остается сухой. Это свойство незаменимое в строительстве.
3. Высокая устойчивость к нагрузкам.
Что касается устойчивости к нагрузкам, базальтовая вата хорошо справляется со всеми нагрузками, которыми она подвергается. Ее устойчивость напрямую зависит от того, где именно она применяется. Вата выдерживает нагрузки на сжатие 5-80 кПа при 10% деформации. Это свойство является особо важным физико-механическим показателем строительных материалов, подвергаемым нагрузкам.
Изделия из каменной ваты могут быть разными. В основном это зависит от положения волокон, плотности, размеров и количества связывающего вещества в определенном элементе.
4. Небольшая плотность.
Базальтовая вата – это материал, состоящий из очень тонких волокон (3-5 мкм), которые переплетены между собой в хаотическом порядке, образовывая ячейки. Именно ячейки обеспечивают отличительные теплоизоляционные свойства материала, так как в них содержится воздух. Утеплитель имеет небольшую плотность, особенно в сравнении с другими материалами, применяемыми в строительстве. Это значит, что в нем содержится много воздуха. Когда базальтовый утеплитель находится в сухом состоянии, его теплопроводность превышает теплопроводность воздуха, находящегося в неподвижном состоянии. Рассмотрим данную характеристику более подробно.
Коэффициент теплопроводности базальтовой ваты
Сегодня теплоизоляция базальтовой ватой широко распространена. И это не удивительно, ведь за невысокую цену вы покупаете негорючий материал с низкой теплопроводностью.
В свое время минеральная вата появилась в качестве замены асбестового полотна, которое убрали из рынка из-за небезопасности для здоровья человека.
Одно из самых существенных преимуществ, которое отличает базальтовую вату от других материалов – это стоимость. Заменители на основе пенопласта, пенополистерола и полиуретана или стоят на порядок больше, или не обеспечивают такой же уровень безопасности, теплоизоляции и негорючести. Среди проверенных производителей базальтовой ваты, выпускающих качественные изделия, следует выделить такие компании, как Лайнрок, Роквул, Теплит и Технониколь.
Выбор продукции определенного производителя зависит от назначения или характеристик продукта. Свойства базальтового утеплителя зависят от того, для чего она предназначена. Например, для утепления кровли характеристики будут одними, а для стен – совершенно другими. Плиты производятся с разной плотностью и ориентировкой под разные нагрузки. Естественно, на строительном рынке вы можете найти более дешевую минеральную вату неизвестных производителей за низкую цену.
Но здесь нужно быть предельно осторожным, так как непроверенные компании часто предоставляют некачественную продукцию с вредными добавками.
Что касается теплопроводности базальтовой ваты, то значение колеблется в пределах 0.032-0.048 Вт/мК. Такую же теплопроводность имеет пенопласт, пенополистерол, пробки и вспененный каучук. Минеральная вата обладает высокой паропроницаемостью. Это способствует хорошему влагообмену с окружающей средой, при этом вы навсегда избавитесь от проблемы возникновения конденсата, образования на стенах грибка и плесени.
Для обеспечения качественной пароизоляции можно использовать фольгированную вату. Часто это незаменимо для изоляции труб, трубопроводов, стен бань и саун. Фольга осуществляет высокую защиту от ветра, что очень важно для утепления мансард. В наше время базальтовая минеральная вата используется для строительства загородных домов, вентилируемых и «мокрых» фасадов, утепления для воздуховодов и оборудования. Сейчас практически не найти материала, способного составить конкуренцию вате, произведенной на основе минеральных горных пород.
Это высококачественный материал, поэтому смело отдавайте предпочтение именно этому утеплителю.
Теплопроводность базальтовой ваты ведущих производителей
На рынке базальтовых утеплителей хорошо зарекомендовали себя такие производители, как Изовер, Роквул и Кнауф. Какие же характеристики имеют материалы этих производителей?
Теплопроводность базальтовой ваты ISOVER
Для теплоизоляции кровель используется базальтовая вата Изовер Руф, Руф Н и Руф Н Оптимал теплопроводностью 0.036- 0.042 Вт/(м*K). Теплопроводность 0.035-0.039 Вт/(м*K) имеют материалы ISOVER Стандарт и Венти соответственно для утепления скатных кровель, мансард, каркасных стен и изоляции вентилируемых фасадов.
| Материал | Использование | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*K) ?10, ?А, ?Б |
|---|---|---|
| ISOVER Фасад | утепление штукатурных фасадов | 0.037, 0.041, 0.042 |
| ISOVER Стандарт | утепление скатных кровель, мансард, каркасных стен | 0. 035, 0.038, 0.039 |
| ISOVER Лайт | теплоизоляция внешних каркасных стен | 0.036, 0.039, 0.040 |
| ISOVER Венти | теплоизоляция вентилируемых фасадов | 0.035, 0.038, 0.039 |
| ISOVER Акустик | тепло- и звукоизоляция стен | 0.035, 0.039, 0.041 |
| ISOVER Флор | теплоизоляция пола, звукоизоляция от ударного шума | 0.04, — , — |
| ISOVER Оптимал | изоляция всех видов поверхностей | 0.04, — , — |
| ISOVER Руф | теплоизоляция кровель, однослойная изоляция | 0.037, 0.041, 0.042 |
| ISOVER Руф Н Оптимал | теплоизоляция кровель | 0.036, 0.040, 0.041 |
| ISOVER Руф Н | теплоизоляция кровель | 0.036, 0.040, 0.042 |
Теплопроводность базальтовой ваты ROCKWOOL
Самый низкий коэффициент теплопроводности (0.035 и 0.037 Вт/(м*K) для ?10°C, ?25°C имеют материалы КАВИТИ БАТТС, ВЕНТИ БАТТС, ВЕНТИ БАТТС Д для теплоизоляции внешних стен.
Более высокий коэффициент имеют плиты РУФ БАТТС (0.040) для утепления кровли.
| Материал | Использование | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*K) ?10°C, ?25°C |
|---|---|---|
| теплоизоляция легких покрытий, мансардных помещений, междуэтажных перекрытий, перегородок | 0.036, 0.038 | |
| КАВИТИ БАТТС | средний слоя в трехслойных наружных стенах | 0.035, 0.037 |
| ВЕНТИ БАТТС, ВЕНТИ БАТТС Д | теплоизоляция фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором | 0.035, 0.037 |
| РУФ БАТТС | теплоизоляция кровель | 0.038, 0.040 |
| ФАСАД БАТТС | теплоизоляция фасадов | 0.037, 0.039 |
| ФАСАД БАТТС Д | теплоизоляция фасадов | 0.036, 0.038 |
| ФЛОР БАТТС | тепловая изоляция полов по грунту, устройство акустических плавающих полов | 0.037, 0.038 |
Теплопроводность базальтовой ваты Knauf
Как известно, чем низшую теплопроводность имеет утеплитель, тем высший уровень теплоизоляции он обеспечивает.
| Материал | Использование | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*K) ?10 |
|---|---|---|
| Knauf Insulation FKD-S | утепление стен снаружи | 0.036 |
| Knauf Insulation FKD | утепление стен снаружи | 0.039 |
| Knauf Insulation LMF AluR | теплоизоляция наружных поверхностей, трубопроводов, воздуховодов,оборудования | 0.04 |
| Knauf Insulation WM 640 GG/WM 660 GG | теплоизоляция оборудования и трубопроводов | 0.035 |
| Knauf Insulation HTB | теплоизоляция оборудования и трубопроводов | 0,035-0,039 |
| Knauf Insulation DDP-K | 0.037 |
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
- Рубрики
- Теги
- Похожие записи
- Автор
Свойства базальтового волокна | basaltfiberworld
Механические свойства
Базальтовое волокно аналогично стекловолокну по удельному весу 2,6 г/м 3 , однако характеризуется на 20% более высокими механическими свойствами, такими как прочность на растяжение и сжатие, жесткость, Е- Модуль и отличная стойкость к химической среде. Базальтовые волокна обеспечивают на 10% более высокое поглощение электромагнитного излучения и поглощение сил. Кроме того, базальтовое волокно отличается отличной стойкостью к УФ-излучению, коррозии и органическим воздействиям.
Меньший коэффициент теплового расширения и более высокая рабочая температура, чем у стекловолокна, позволяют использовать базальтовое волокно в инновационных многослойных конструкциях с углеродным волокном, особенно при изготовлении нагревательных форм. Под воздействием высокой температуры не возникают расслоения отдельных слоев, что делает сэндвич-конструкции более устойчивыми и долговечными.
Базальтовое волокно и изделия из базальтового волокна также дают очень хорошие возможности для значительного сокращения неперерабатываемых материалов и позволяют снизить затраты на переработку. В результате LCA-оценки базальтовые волокна показывают значительно лучшие результаты, чем стеклянные или углеродные волокна.
Национальные директивы по автомобилям с истекшим сроком эксплуатации настоятельно рекомендуют производителям автомобилей использовать принципы управления с истекшим сроком эксплуатации при разработке и производстве автомобилей. Чтобы выполнить такие рекомендации, производители автомобилей должны искать новые «зеленые» материалы, которые могли бы помочь им соответствовать экологическим требованиям и обеспечить максимальную переработку, когда автомобили достигают стадии окончания срока службы.
| Диаметр мононити, мкм | 10 | 13 | 17 |
| Испытание на растяжение по ASTM D-3822 (сухое волокно), предел прочности при растяжении, мН/текс | ≥ 700 | ≥ 650 | ≥ 600 |
| Испытание на растяжение по ASTM D-2343 (в нити, пропитанной эпоксидной смолой), предел прочности при растяжении, МПа | 3200 | 3100 | 2900 |
| Испытание на растяжение по ASTM D-2343 (в пряди, пропитанной эпоксидной смолой), модуль растяжения, ГПа | 90-94 | 88-92 | 86-90 |
| Испытание на растяжение по ASTM D-2101 (мононити базальтовые), предел прочности при растяжении, МПа | 4300 | 4200 | 4000 |
| Испытание на растяжение по ASTM D-2101 (базальтовое моноволокно), модуль упругости при растяжении, ГПа | 95 | 93 | 92 |
Изменение предела прочности при нагреве
| Температура | Изменение прочности на растяжение |
| +20°С | 100% |
| +200°С | 95% |
| +400°С | 80% |
Температурный рабочий диапазон
| Диапазон плавления | 1460-1500 °С |
| Температура кристаллизации | 1250 °С |
| Температура спекания | 1050 °С |
| Теплопроводность, Вт/(м·К) | 0,031-0,038 |
Продолжительность теплового воздействия
|
| |
| Постоянный | От -260 до +400 °С |
| (1) Стадия 1: аморфное волокно с проклейкой на поверхности волокна | До +200 °C |
| (2) Этап 2: обжиг проклейки (10-15 минут), аморфное волокно | От +200 до +350 °С |
| (3) Стадия 3: аморфное волокно без проклейки на поверхности волокна | От +350 до +400°C |
| Кратковременный (несколько минут) | От +400 до +850 °С |
| (4) Стадия 4: переход FeO в Fe2O3 и начало кристаллизации Fe2O3. |
От +400 до +850 °С |
| Кратковременно (несколько секунд) | От +850 до +1250 °С |
| (5) Стадия 5: весь Fe2O3 находится в кристаллической форме, материал очень хрупкий, его механические свойства очень плохие, но без напряжения и вибрации он продолжает работать как теплоизоляция довольно хорошо | От +850 до +1050 °С |
| (6) Стадия 6: температура спекания | От +1050 до +1250 °С |
Химическая устойчивость
| Цемфил | Базальт | Э-стекло | |
| Невесомость при 3-х часовом кипячении в воде | – | 0,2% | – |
| Невесомость при 3-х часовом кипячении в насыщенном цементном растворе (pH 12,9) | 0,15% | 0,35% | 4,5% |
| Невесомость при 3-часовом кипячении в 2 н. |
– | 2-7% | 38,5% |
| Невесомость при 3-часовом кипячении в 2 н. растворе NaOH (гидроксид натрия) | – | 6% | – |
| Невесомость за 30 минут и за 180 минут в h3SO4 (серной кислоте) | – | 2% и 6% | 14% и 22% |
Сравнение механических свойств
.
| Непрерывный базальт |
Электронное стекло |
S-стекло |
Углерод |
Арамид |
|
| Плотность (г/см³) | 2,6- 2,8 | 2,5 – 2,6 | 2,5 | 1,8 | 1,5 |
| Прочность на растяжение (МПа) | 4100 – 4840 | 3100 – 3800 | 4020 – 4650 | 3500 – 6000 | 2900 – 3400 |
| Модуль упругости (ГПа) | 93,1 – 110 | 72,5 – 75,5 | 83 – 86 | 230 – 600 | 70 – 140 |
| Удлинение при разрыве | 3. |
4,7 | 5,3 | 1,5 – 2,0 | 2,8 – 3,6 |
| Максимальная рабочая температура °C | 600 | 380 | 300 | 500 | 250 |
Прочность тканей из базальтового волокна на растяжение
| Условия испытаний | ||
| Смола: L20 | Жестче: EPH 161 | Температура: 20°C |
| Ткань | Граммаж | Слои | Толщина | Выравнивание | Прочность на растяжение | Модуль упругости | Удлинение |
| Обычная | 150 г/м 2 | 1 | 0,17 мм | 0° | 250 МПа | 12200 МПа | 1,7 % |
| Обычная | 150 г/м 2 | 1 | 0,17 мм | 45° | 160 МПа | 361 МПа | 21 % |
| Саржа | 200 г/м 2 | 1 | 0,20 мм | 0° | 430 МПа | 12500 МПа | 2,7 % |
| Саржа | 220 г/м 2 | 1 | 0,15 мм | 0° | 315 МПа | 15000 МПа | 1,8 % |
| Саржа | 160 г/м 2 | 1 | 0,15 мм | 0° | 290 МПа | 15500 МПа | 2 % |
| Саржа | 160 г/м 2 | 1 | 0,15 мм | 45° | 95 МПа | 1724 МПа | 15 % |
SIC – Test
Испытания на стойкость ровниц к старению в бетонной матрице проводились в соответствии с DIN EN ISO 2062 и DIN EN 14649 (SIC). Результаты показывают, что наши ровинги из базальтового волокна БР130.2400.12РАА, БР170.240013РАА и БР170.240042РАА находятся в верхней группе и практически даже после старения достигают значений щелочестойких стеклянных волокон.
За дополнительной информацией обращайтесь по адресу [email protected]
Нравится:
Нравится Загрузка…
Коэффициент теплопроводности минеральной ваты: свойства и особенности
Каждый хочет жить в комфорте и спокойствии. Если такую цель ставят перед собой владельцы частных домов, то стараются защитить жилище от постороннего шума и холода с помощью специальных материалов. Если вы ищете защиту от зимнего холода и летнего зноя, вы можете использовать утеплитель из минеральной ваты. Этот материал представлен в продаже несколькими разновидностями, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы, поэтому перед тем, как совершить покупку, необходимо их изучить.
Коэффициент теплопроводности
Коэффициент теплопроводности минеральной ваты достигает 0,040 Вт/м°С и зависит от плотности. Теплоизоляция может быть основана на различном сырье, которое влияет на структуру волокна. В продаже можно найти горизонтально- и вертикально-слоистую, пространственную или гофрированно-слоистую вату, что значительно расширяет возможности использования материала в различных дизайнах.
Коэффициент теплопроводности минеральной ваты не всегда будет оставаться на одном уровне. Этот параметр увеличивается на 50 % за 3 года, что связано с проникновением влаги в структуру. Важно в совокупности с этой характеристикой обращать внимание еще и на паропроницаемость, которая равна единице, если нет пароизоляционной защиты. Эти свойства выступают одной из основных характеристик, влияющих на область использования материала.
Теплопроводность разновидностей минеральной ваты
Теплопроводность – это процесс передачи тепла от утеплителя к материалу с более низкой температурой. К описываемой теплоизоляции можно отнести следующие разновидности ват:
- Стекло;
- Шлак;
- Камень;
- Базальт.
Каждый из этих видов имеет свой коэффициент теплопроводности. Что касается стекловаты, то указанный параметр может иметь максимум 0,052 Вт/м*К. У базальтовой ваты эта характеристика может варьироваться от 0,035 до 0,046 Вт/м*К. Если речь идет о шлаковой вате, то это свойство равен пределу 0,46-0,48 Вт/м*К. Толщина утеплителя влияет на качество теплоизоляции и теплопроводность. Величина теплопроводности прописана в ГОСТ 7076-9.94.
Сравнение способности теплопроводности минеральной ваты Isover
Перед приобретением того или иного материала необходимо ознакомиться с параметрами теплопроводности минеральной ваты. Сравнение можно провести, взяв за основу теплоизоляцию под маркой Isover. Если он представлен рулоном и имеет маркировку «Классический», то коэффициент теплопроводности будет равен пределу 0,033-0,037 Вт/м*К. Этот утеплитель применяется для конструкций, где слой будет подвергаться нагрузкам .
Приобретая минеральную вату «Каркас-П32», вы будете использовать плиту с коэффициентом теплопроводности в пределах 0,032-0,037 Вт/м*К. Данная вата используется для теплоизоляции каркасных конструкций. Маты «каркас-М37» имеют коэффициент теплопроводности, который равен 0,043 Вт/м*К максимум. Этот материал также используется для каркасных конструкций типа «Каркас-М40-АЛ» с коэффициентом теплопроводности, который равен 0,046 Вт/м*К и не более.
Все вышеперечисленные утеплители имеют незначительный коэффициент теплопроводности, что обеспечивает отличную звуко- и теплозащиту. Большую роль в этом вопросе играет структура волокна. Для утепления каркасных стен используется минеральная вата «Каркас-П32», имеющая коэффициент теплопроводности в пределах 0,032 Вт/м*К, что является самым низким показателем.
Коэффициент теплопроводности ваты «Урса»
Таблица теплопроводности и других качеств материала довольно часто позволяет потребителям сделать правильный выбор. Это справедливо и в отношении минеральной ваты «Урса». Если вам необходима теплоизоляция для кровли, пола и стен, вы можете выбрать «Урса Гео М-11» с коэффициентом теплопроводности в пределах 0,040 Вт/м*К. Плиты представлены в рулонах и выпускаются под маркой URSA GEO, предназначены для скатных крыш. Коэффициент теплопроводности в этом случае равен 0,035 Вт/м*К.
Для утепления полов, акустических потолков и перекрытий применяют рулоны URSA GEO Lite, у которых описанная характеристика равна пределу 0,044 Вт/м*К. Как показывает практика, свойства минераловатного утеплителя при бренд Ursa входит в число лучших. С помощью этого утеплителя можно надежно утеплить дом, в результате удается добиться образования воздухопроницаемой поверхности с воздушными прослойками. По уникальной рецептуре и по экологически чистой технологии производится Ursa Geo, заслуживающая особого внимания.
Теплопроводность Minwata Rockwool
Коэффициент теплопроводности минеральной ваты Rockwool также может вас заинтересовать. Этот материал предлагается в продаже в нескольких наименованиях, каждое из которых представлено плитами или матами. Например, Rockmin с коэффициентом в пределах 0,039 Вт/м*К выпускается в виде плит и предназначен для звуко- и теплоизоляции чердаков, стен, крыш и вентилируемых покрытий.
Домрок в виде матов можно использовать для подвесных потолков, балок и легких каркасных стен. Описываемая характеристика в данном случае составляет 0,045 Вт/м*К. Панерок предлагается к продаже в виде плит и предназначен для звуко- и теплоизоляции наружных стен. Коэффициент теплопроводности этого материала 0,036 Вт/м*К.
Если перед вами плита Monrock max, то вы можете купить ее для утепления разных типов плоских крыш. Коэффициент теплопроводности в случае данного теплоизоляционного раствора составляет 0,039 Вт/м*К. Также вас может заинтересовать коэффициент теплопроводности минеральной ваты Stroprock от производителя Rockwool. Он равен 0,041 Вт/м*К, и материал можно использовать для звуко- и теплоизоляции полов и потолков, первые из которых устраивают на земле, а другие укладывают под бетонную стяжку. Минеральную вату в виде матов Alfarock, которая используется для изоляции трубопроводов и труб, следует размещать в специальном отсеке. Коэффициент теплопроводности в этом случае равен 0,037 Вт/м*К.
Особенности минеральной ваты «Технониколь»
Если вы решили выбрать товар «Технониколь», вас также должен заинтересовать коэффициент теплопроводности минеральной ваты этого производителя. Он равен пределу от 0,038 до 0,042 Вт/м*К. Материал представляет собой гидрофобизированные негорючие плиты, которые предназначены для звуко- и теплоизоляции. Материал создается на основе горных пород, которые относятся к группе базальтов.
Плиты применяются в промышленном и гражданском строительстве, в системах наружного утепления стен, где материал защищается сверху декоративным покрытием из тонкослойной штукатурки. Материал негорюч, его паропроницаемость 0,3 Мг/(м·ч·Па). Водопоглощение составляет 1% по объему. Плотность материала может быть равна пределу от 125 до 137 кг/м 3 .
Коэффициент теплопроводности минеральной ваты – не единственное свойство, о котором следует знать. Важно задать и другие параметры, например, длину, ширину и толщину. Первые два – 1200 и 600 мм соответственно. Что касается длины, то с шагом 10 мм она может варьироваться от 40 до 150 мм.
Основные свойства
Минеральная вата устойчива к химическим веществам и высоким температурам. Обладает отличными звуко- и теплоизоляционными свойствами. Материал используется не только в строительстве, где требуется утепление перекрытий и стен, но и для изоляции высокотемпературных поверхностей по типу трубопроводов и печей. Материал может стать огнеупорной конструкцией и выступать в качестве защитного слоя в акустических экранах и перегородках. В изделиях из каменной ваты, которые изготовлены на синтетическом связующем, процесс разрушения начинается, когда температура воздействия на материал становится равной предельной 300°С.
Свойства сэндвич-панелей из минеральной ваты
Сэндвич-панели из минеральной ваты достаточно популярны в строительстве. Коэффициент теплопроводности этого материала равен пределу от 0,20 до 0,82 Вт/м*К. Уровень звукоизоляции материала составляет 24 дБ. Прочность на сдвиг составляет 100 кПа, как и прочность на сжатие. Плотность изделий может быть равна предельным значениям от 105 до 125 кг/м 3 .
Конструкции не требуют применения специальной техники для строительных работ, легко подвергаются воздействию ультрафиолета, а также температурным перепадам. Сэндвич-панели устойчивы к ржавчине, огнестойки, обладают отличными тепло- и звукоизоляционными качествами. В случае повреждения панели допустима частичная замена. На фундамент такие конструкции не создают лишней нагрузки. Посетив магазин, вы сможете выбрать любой оттенок панелей, что позволяет добиться отличного эстетического результата.
Заключение
Минеральная вата предлагается к продаже под различной маркировкой, определяющей свойства и область применения. Например, у Р-75 плотность указана в названии. Материал отлично подходит для теплоизоляции горизонтальных плоскостей, которые не будут испытывать больших нагрузок в процессе эксплуатации. Если вам нужен материал для утепления потолка или пола, то можно предпочесть П-125, плотность которого указана в маркировке. Этот материал хорошо показал себя при утеплении перегородок и стен, которые эксплуатируются внутри помещений.
Оценка тепловых и акустических характеристик новых изоляционных панелей из базальтового волокна для зданий Академическая исследовательская работа по теме «Материаловедение»
CrossMark
Доступно на сайте www.sciencedirect.com
6-я Международная конференция по строительной физике, IBPC 2015
Оценка тепловых и акустических характеристик нового базальтового волокна
теплоизоляционные панели для зданий
Cinzia Burattia, Elisa Morettia*, Elisa Bellonia, Fabrizio Agostib
a Инженерный факультет, Университет Перуджи, Via G. Duranti 93, 06125 Perugia (PG), Италия b Agosti Nanotherm s.r.l., Via San Giacomo 23, 39055 Laives (BZ), Италия
Abstract
Теплоизоляция ограждающих конструкций очень важна для энергосбережения: растущий интерес сосредоточен на использовании изоляционных переработанных и устойчивых материалов. Исследованы тепловые и акустические свойства инновационных теплоизоляционных панелей из базальтового натурального волокна. Теплопроводность оценивали с помощью прибора Тепловой расходомер: она находится в диапазоне 0,030-0,034 Вт/мК. Коэффициент звукопоглощения измеряли с помощью трубки Кундта. Результаты сравнивались с традиционными растворами с аналогичным химическим составом, но меньшей механической стойкостью. Простое применение этого решения может быть полезно, особенно для реконструкции.
© 2015 Авторы. Опубликовано ElsevierLtd. Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.Org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Экспертная оценка под ответственность CENTRO CONGRESSI INTERNAZIONALE SRL
Ключевые слова: теплоизоляционные панели из базальтового волокна; тепловые характеристики; акустическое исполнение; трубка Кунда; ремонт зданий
1. Введение
Теплоизоляция зданий способствует уменьшению размера систем кондиционирования воздуха и годового потребления энергии. Периоды теплового комфорта могут быть продлены без зависимости от механических систем кондиционирования воздуха, особенно в межсезонье [1]. В Италии не менее 90% зданий были построены до 1991 года и большая часть не соответствует требованиям законодательства (последние нормы датированы 2006 годом). Применение инновационных решений может стать полезным инструментом для реконструкции существующих зданий, снижения тепловых потерь ограждающих конструкций. Оптические, тепловые и акустические свойства инновационных теплоизоляционных систем для зданий имеют
* Поддерживающий переписку автора. Тел.: +39-075-585-3694; факс: +39-075-585-3697 адрес электронной почты: [email protected]
1876-6102 © 2015 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd. Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Независимая экспертиза под ответственность CENTRO CONGRESSI INTERNAZIONALE SRL doi:10.1016/j.egypro.2015.11.648
исследовалась в Университете Перуджи с 2003 г. как с экспериментальными кампаниями, так и с программами моделирования [2, 3, 4] . Применение инновационных изоляционных систем, состоящих из натуральных волокон базальта, может стать разумным решением для снижения теплопотерь. Базальтовое волокно сочетает в себе экологическую безопасность, природную долговечность и многие другие свойства, такие как механическая прочность и теплоизоляционные характеристики. Это не новый материал, но его применение, безусловно, является инновационным во многих областях промышленности, в частности, для зданий, сооружений и энергоэффективности. Настоящее исследование посвящено тепловым и акустическим характеристикам изоляционных панелей, состоящих из натуральных базальтовых волокон. Три панели, разные по плотности (145, 175 и 200 кг/м3) и толщине (9мм, 18 мм и 27 мм). Теплопроводность измеряли с помощью прибора для измерения теплового потока в лабораториях компании Agosti Nanotherm. Испытания по оценке акустических коэффициентов нормального падения проводились в лаборатории строительной физики Университета Перуджи.
2. Современные теплоизоляционные панели из базальтового волокна
2.1. Материалы и области применения
Базальт представляет собой разновидность вулканической породы, особенно известной своей устойчивостью к высоким температурам, прочностью и долговечностью. Он подходит для применений, требующих устойчивости к высоким температурам, изоляционных свойств, устойчивости к кислотам и растворителям, долговечности, механической прочности, низкого водопоглощения и т. д. В частности, базальтовые волокна могут использоваться для противопожарных целей; это также экологически чистый материал, характеризующийся более легкой переработкой по сравнению с каменным или стеклянным волокном. Кроме того, технология производства базальтового волокна аналогична технологии производства стекловолокна, но требует меньше энергии. Большая доступность сырья во всем мире позволяет снизить затраты по сравнению со стекловолокном. Базальтовые волокна получают из базальтовых пород с использованием однокомпонентного сырья, а также путем вытягивания и намотки волокон из расплава. После того, как базальтовые волокна произведены, они перерабатываются в подходящую форму для конкретных применений [5].
Статья посвящена теплоизоляционным панелям из базальтового волокна как инновационным материалам для повышения энергоэффективности зданий (рис.1). Химический состав исследованных образцов показывает высокое содержание глинозема; полностью состоит из натуральных волокон, без добавок. При этом, в частности, все минеральные волокна, используемые для изготовления панелей, на 100% перерабатываются. Эти системы обладают высокой механической прочностью, отличными тепловыми и акустическими свойствами, а также хорошими воздухопроницаемыми свойствами. Они бывают разной плотности и толщины. Обычно их можно применять в качестве внутренних покрытий, их можно приклеивать к поверхности стены и штукатурить штукатурками или красками, не используя армировочную сетку.
Рис. 1. Теплоизоляционные панели из базальтового волокна.
2.2. Описание образцов
Квадратные образцы были изготовлены для термической характеристики. Они были собраны с внешними размерами 300 х 300 мм (размеры экспериментальной установки). Были исследованы три разные по плотности панели (145, 175 и 200 кг/м3). Наименования испытанных образцов и их характеристики приведены в табл. 1: тестировались только панели общей толщиной 9 мм с учетом трех различных плотностей (BF_9_a, BF_9_b и BF_9_c).
Для акустических испытаний изготовлены цилиндрические образцы диаметром 29 и 100 мм. Были исследованы три образца различной толщины (9 мм, 18 мм и 27 мм): плотности этих образцов неравномерны
и колеблются в пределах 145-200 кг/м3. Контроль плотности в процессе изготовления панелей большой толщины (18-27 мм) очень сложен. Более того, только для образца BF_9 были исследованы три различные плотности панелей, чтобы проанализировать влияние веса. На рис. 2 показаны образцы, испытанные с помощью трубки Кундта.
Таблица 1. Описание образцов для тепловых и акустических измерений.
Образцы Название Общая толщина (мм) Плотность (кг/м3) Характеристика
BF_9_A 145 Акустическая и термическая
BF_9_B 9 175 Акустика и тепло
BF_9_C 200 Акустическая и термовая
BF_18 175 175 ACOUSTIC
92929200292002
929292929200292002
92929200292002920029000 270029200292002727272272272272272272272272727
Рис. 2. Образцы базальтового волокна для акустической экспериментальной кампании.
3. Методика
3.1. Тепловые измерения
Прибор Hot Plate устанавливает стационарный одномерный тепловой поток через испытуемый образец между двумя параллельными пластинами при постоянных, но разных температурах. Закон Фурье для теплопроводности используется для расчета теплового сопротивления и теплопроводности. Основным оборудованием, используемым в лаборатории Nanotherm, является прибор Fox 314 HFM [4], который измеряет стационарную теплопередачу через плоские материалы в соответствии со стандартом ASTM C518 (2003) [6] и EN ISO 12667 [7]. Образец помещают между двумя плоскими пластинами, поддерживая заданную постоянную температуру. Термопары, закрепленные на пластинах, измеряют падение температуры на образце, а беспроводные измерители теплового потока (HFM), встроенные в каждую пластину, измеряют тепловой поток через образец.
теплопроводность (X в Вт/(м-K)) рассчитывается с помощью теплового потока, разницы температур поперек образца и толщины образца.
3.2. Акустическая характеристика
Коэффициент поглощения при нормальном падении измерялся с помощью двухмикрофонной импедансной трубки (Bruel & Kjffir, модель 4206) с использованием метода передаточной функции и цилиндрических образцов диаметром 29 и 100 мм (суммарная частота от 50 до 6400). Гц) согласно стандарту ISO 10534-2 [8]. Коэффициент звукопоглощения при нормальном падении указывает на часть акустической энергии падающей волны, которая поглощается испытуемым образцом в определенной конфигурации; непоглощенная часть отражается обратно в сторону источника. Звуковое давление измеряется одновременно в двух положениях микрофона и рассчитывается передаточная функция между ними. Образцы, помещенные в термоакустическую экспериментальную установку, показаны на рис. 3. 9l
Рис. 3. Образцы, помещенные в экспериментальную установку: прибор для измерения теплового потока (слева) и трубка Кундта (справа). 4. Результаты и обсуждение
4.1. Тепловые характеристики
Образцы BF_9_a, BF_9_b и BF_9_c (табл. 1) были испытаны как на тепловые, так и на акустические характеристики с помощью прибора для измерения теплового потока, и была рассчитана теплопроводность образцов. Полученные значения составляют 0,0320, 0,0335 и 0,0345 Вт/мК соответственно для образцов БФ_9._a, BF_9_b и BF_9_C. Были испытаны и другие образцы с меньшей плотностью (115 и 130 кг/м3): были найдены значения теплопроводности соответственно 0,0305 и 0,0315 Вт/мК, но результаты не учитываются из-за их недостаточной механической прочности. В целом наблюдалось небольшое увеличение X с плотностью.
4.2. Акустические свойства
Были испытаны три образца для каждого типа панели (BF_9a, BF_9b, BF_9c, BF_18 и BF_27) (три для большой трубы и три для маленькой) и проанализирована средняя тенденция. Также было проведено несколько измерений для того же диска, изменяя положение образца внутри трубки. На рис. 4 показан тренд коэффициента поглощения среднего нормального падения (комбинация измерений большой и малой трубок, 100–5000 Гц). Как правило, коэффициент поглощения при нормальном падении увеличивается при увеличении как плотности, так и толщины; тем не менее для частот выше 1600 Гц более высокие значения, чем BF_27 (рис. 4 (а)) были обнаружены для BF_18.
Кроме того, при увеличении как толщины, так и плотности наибольший сдвиг приходится на низкие частоты, согласно литературным данным [9,10]. На рис. 4 (б) показан средний коэффициент нормального падения образца БФ_9 для различных плотностей (145, 175 и 200 кг/м3): чем больше плотность, тем больше коэффициент поглощения.
Рис. 4. Коэффициент поглощения при нормальном падении: (а) сравнение между BF_9_b, BF_9_c, BF_18 и BF_27; (b) BF_9a, b и c,
с учетом трех плотностей.
5. Сравнение с традиционными решениями и анализ преимуществ
Инновационные изоляционные панели из базальтового волокна могут быть эффективным решением по сравнению с традиционными, такими как панели из минеральной ваты и стекловаты. Преимуществом является возможность их использования при небольшой толщине (< 3 см), в то время как толщина панелей из минеральной ваты и стекловаты варьируется в диапазоне 3-10 см. №
Чтобы оценить эффективность предложенного материала на месте, предполагалось, что различные существующие здания будут отремонтированы с использованием панелей: Tab. 2 показано снижение коэффициента теплопередачи различных типов стен из-за внутреннего применения новых изоляционных панелей (X = 0,032 Вт/м·К) трех различных толщин (9, 18 и 27 мм, с окончательным слоем около 1-2 мм). Их сравнивают с такими же стенами с применением минеральной ваты. Можно заметить, что инновационная панель очень эффективна для каменной стены толщиной около 60 см (тип 1) (U = 2,14 Вт/м2К). При применении панели из базальтового волокна толщиной всего 9 мм коэффициент теплопередачи стены становится равным 1,34 Вт/м2К (U-ред. около 38%), при увеличении толщины (As) всего 1,6%; сопоставимые результаты (U-ред. около 63 – 64%) получаются для той же стены при применении 27 мм панели из базальтового волокна (sbf = 0,027 м) или 30 мм минеральной ваты (sRW = 0,030 м), но толщина увеличение составляет около 4,8 -4,9%. Такую же тенденцию следует наблюдать и для кирпичной стены, и для пустотелой стены. Кроме того, для панелей из минеральной ваты необходима опорная конструкция, в то время как панели из базальтового волокна можно приклеивать непосредственно на стену любой толщины благодаря их более высокой механической прочности.
Прочность на растяжение панелей из базальтового волокна составляет около 350 кПа, в то время как у панелей из минеральной ваты высокой плотности (около 120 кг/м3) всего 10-20 кПа. На рис. (RW_40_a, RW_40_b и RW_40_c). Аналогичная тенденция была обнаружена, но значения для минеральной ваты на 0,1-0,2 выше, чем для базальтовых волокон для всех частот, за счет большей толщины [11, 12]. Будущие исследования будут сосредоточены на анализе характеристик потерь при передаче панелей, чтобы оценить свойства снижения шума.
Стоимость панелей из базальтового волокна колеблется в пределах 27 – 30 €/м2 (s = 9 мм) и не сильно отличается от стоимости панелей из минеральной ваты толщиной 40 – 60 мм. Ожидается, что цена нового материала снизится за счет значительного в настоящее время снижения транспортных расходов (китайские фабрики): целевое значение составляет около 16
€/м2.
Таблица 2. Коэффициенты теплопередачи различных типов обычных стен до и после ремонта с использованием различных изоляционных материалов.
До После ремонта После ремонта
Ремонт (Базальтоволоконные панели) (Ватные панели Rook)
Тип стены и описание s TOT U s s TOT U U – As S RW U U – As
(m) (W/ м2К) BF(м) (м) (Вт/м2К) красный. (%) (%) (м) (Вт/м2К) красн.(%) (%)
1 – Стена каменная (s = 600 мм), внутренняя и наружная оштукатурены известью 0,009 0,64 1,34 38 1,6
(s = 15 мм) 0,63 2,14 0,018 0,027 0,65 0,66 0,97 0,76 55 64 3,2 4,8 0,03 0,80 63 4,9
2 – Стена кирпичная (s = 300 мм), внутренняя и наружная штукатурка известковая 0,0090,33 1,11 31 3,1
(S = 15 мм) 0,32 1,61 0,018 0,027 0,34 0,35 0,84 0,68 48 58 6,2 9,4 0,03 0,71 56 9,5
3 – Стена полости (S = 250 мм) (воздушная стена 120 мм + 50 мм. 0,009 0,29 0,84 24 3,6
GAP + стена воздушного кирпича 80 мм), внутренняя и внешняя оштукатурный извести 0,28 1,10 0,018 0,30 0,68 38 7,1 0,03 0,59 43 10,8
(S = 15 мм) 0,027 0,31 0,57 48 10,7
… ………
— RW_40_b (140 кг/куб.см)
……RW 40 c< 160 кг/куб.см)
……BF27 (2()0 кгм )
частота |ll/|
Рис. 5. Коэффициент поглощения при нормальном падении: сравнение базальтовых волокон и панелей из минеральной ваты [11]. 6. Выводы
Эффективные изоляционные материалы способствуют снижению теплопотерь зданий и позволяют экономить энергию и деньги на отопление и охлаждение. В последнее время на рынке появилось много инновационных изоляционных продуктов, в том числе благодаря хорошей механической прочности и акустическим свойствам. В связи с этим были исследованы тепловые и акустические свойства инновационной изоляционной системы, состоящей из натуральных базальтовых волокон. Экологичная панель имеет теплопроводность в пределах 0,030 – 0,034 Вт/м·К, что ниже, чем у панелей из минеральной ваты; при реконструкции здания теплопроводность стен может быть снижена на 20-40 % (в зависимости от существующего типа стен) с использованием панелей очень малой толщины (9мм). Акустические характеристики инновационного изоляционного материала оценивались с точки зрения коэффициента звукопоглощения при нормальном падении: панели имеют высокие значения коэффициента звукопоглощения (которые увеличиваются при увеличении толщины или плотности), а характеристики сопоставимы с показателями панелей из минеральной ваты. Этот новый материал будет полезен не только благодаря своим хорошим акустическим и тепловым характеристикам, но и потому, что он на 100% переработан: будущие исследования будут анализировать оценку жизненного цикла инновационной системы, чтобы оценить воплощенную энергию и потенциал глобального потепления, когда по сравнению с традиционными материалами.
Ссылки
[1] Пападопулос AM. Современное состояние теплоизоляционных материалов и планы на будущее. Энергетическая сборка. 2005;37:77-86.
[2] Буратти С., Моретти Э., Беллони Э., Котана Ф. Нестационарное моделирование энергетических характеристик и теплового комфорта в нежилых зданиях. Строить. Окружающая среда. 2013;59:482-491.
[3] Moretti E, Zinzi M, Belloni E. Поликарбонатные панели для зданий: экспериментальное исследование тепловых и оптических характеристик. Энергетическая сборка. 2014;70:23-35.
[4] Буратти С., Моретти Э., Беллони Э., Агости Ф. Разработка инновационных штукатурок на основе аэрогеля: предварительная оценка тепловых и акустических характеристик. Устойчивое развитие 2014;6:5839-5852.
[5] Доступно на сайте: http://www.enea.it/it/produzione-scientifica/EAI/anno-2011/indice-world-view-3-2011/basalt-fiber-from-earth-an- древний материал для инновационного и современного применения // (по состоянию на 3 февраля 2015 г.).
[6] ASTM C518-10. Стандартный метод испытаний свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью прибора для измерения теплового потока; ASTM: Западный Коншохокен, Пенсильвания, США, 2003 г.
[7] EN ISO 12667. Тепловые характеристики строительных материалов и изделий. Определение теплового сопротивления с помощью защищенной нагревательной плиты и методов измерения теплового потока. Изделия с высоким и средним тепловым сопротивлением; ИСО: Женева, Швейцария, 2001 г.
[8] ИСО 10534-2. Акустика. Определение коэффициента звукопоглощения и импеданса в импедансных трубках. Часть 2. Метод передаточной функции; ISO: Женева, Швейцария, 1998.
[9] Ким Х.К., Ли Х.К. Влияние текучести цемента и типа заполнителя на механические и акустические характеристики ячеистого бетона. Прикладная акустика 2010;71:607-615.
[10] Асдрубали Ф., Д’Алессандро Ф., Менкарелли, Хорошенков К.В. Звукопоглощающие свойства тропических растений для внутреннего применения. 21-й Международный конгресс по звуку и вибрации, 13-17 июля 2014 г., Пекин/Китай.
[11] Ван С.Н., Торнг Дж.Х. Экспериментальное исследование поглощающих характеристик некоторых пористых волокнистых материалов. Прикладная акустика 2001; 62:447-459.
[12] Pompoli F. Studio di modelli di previsione delle proprieta fisico-acustiche, di materiali in lana di roccia Rockwool, Relazione Tecnica 2004.
Базальтовое волокно в строительстве
Щелочестойкое базальтовое волокно Basfiber®
Щелочестойкие проклейки КВ-13, КВ-42 и КВ-41 были разработаны специально для применения в строительстве Basfiber®. Эти замасливатели обеспечивают отличную щелочестойкость и хорошую совместимость с бетоном и различными смолами, используемыми для производства арматуры и других композитных изделий в строительной отрасли.
Помимо высокой щелочестойкости, эти продукты обладают гораздо более высокими механическими свойствами, чем Е-стекло, и гораздо более низкой ценой по сравнению со всеми другими щелочестойкими волокнами.
Все вышеперечисленные преимущества делают этот продукт отличной и доступной альтернативой щелочестойким волокнам, которые в настоящее время используются на рынке.
Применение
Каменный Век предлагает широкий ассортимент продукции для строительства и дорожного строительства:
- Пряди рубленые мокрые или сухие для премиксной технологии
- Специальная ровница для технологии Spray-Up
- Ровинг высокопрочный для производства арматуры и пултрузионных профилей
- Базальтовые маты и ткани для армирования бетона и теплоизоляции зданий
- Армирующая сетка для строительства дорог и зданий
- Рамки
Преимущества Basfiber®
В настоящее время композитные материалы успешно заменяют сталь в строительстве. Но даже среди армирующих волокон Basfiber® является предпочтительным продуктом для этого применения благодаря своему уникальному сочетанию свойств:
По сравнению со сталью:
- Высокое соотношение прочности и веса: Базальтовое волокно в 3 раза легче и до 2,5 раз прочнее стали.
- Химическая и коррозионная стойкость: базальтовое волокно не ржавеет и устойчиво к действию ионов солей, химикатов и щелочности, присущей бетону.
- Низкая теплопроводность: базальтовое волокно имеет чрезвычайно низкий коэффициент теплопроводности по сравнению со сталью. Это преимущество помогает уменьшить передачу тепла от внутренней части здания к внешней и значительно повышает энергоэффективность
- Нулевая электрическая и магнитная проводимость: базальтовое волокно имеет гораздо более высокое электрическое сопротивление по сравнению со сталью и не мешает работе чувствительных электронных устройств
По сравнению с Е-стеклом:
- Прочность на растяжение и модуль упругости: Basfiber® показывает прочность на растяжение на 25 % выше, а модуль упругости на 15 % выше по сравнению с Е-стеклом.
- Химическая стойкость: Базальтовое волокно демонстрирует гораздо лучшую химическую стойкость по сравнению с Е-стеклом.
- Тепло- и огнестойкость: Температура плавления базальтового волокна на 150°С выше, чем у Е-стекла.
Арматура из базальтового волокна
Железобетон – традиционный строительный материал для строительства. На сегодняшний день сталь является наиболее распространенной арматурой в этом приложении, но для этой цели все чаще используется базальтовое волокно.
Арматура, армированная базальтовым волокном, значительно повышает долговечность строительных конструкций, особенно в условиях коррозии.
Технология:
Базальтовая арматура производится путем сочетания процессов пултрузии и намотки из высококачественных базальтовых волокон вместе с полиэфирной, винилэфирной или эпоксидной смолой.
| Свойства арматуры | Басфайбер® | Е-стекло | Бетон стальной |
| Прочность на растяжение для арматуры 10 мм, МПа | до 1700 | до 1300 | 550 |
| Модуль упругости при растяжении, ГПа | 45-55 | 40-46 | 200 |
| Теплопроводность, Вт/мК | <0,5 | <0,5 | 60 |
| Плотность, г/см³ | 2,2 | 2,3 | 7,85 |
Несущие профили пултрузионные для мостов и зданий
Профили пултрузионные несущие широко используются для строительства мостов и зданий.
Каменный Век производит высокопрочный базальтовый ровинг, специально предназначенный для пултрузии. Этот продукт имеет проклейку с высоким тексом, низкой контактной цепью и щелочестойкостью.
Типичная продукция Basfiber® для производства арматуры и пултрузионных профилей:
Ровинг в сборе с редуцированной цепной связью или прямой ровинг, 17–22 мкм, 2000–4800 текс, внутренняя размотка, щелочестойкий КВ-42 (совместимый с эпоксидной смолой) или КВ-41 (совместимый с винилэстером и полиэстером).
Наружное армирование в жилищном строительстве и инфраструктуре
Использование однонаправленных, двухосных и трехосных базальтовых тканей в качестве наружного армирования является экономичным и надежным способом повышения несущей способности и обеспечения сейсмостойкости в различных приложениях для строительная промышленность.
Армирующая сетка
Базальтовые армирующие сетки предназначены для армирования верхнего слоя дорог и автомагистралей с целью продления срока службы дорожного покрытия за счет снижения эффекта отражающего растрескивания, вызванного транспортной нагрузкой, старением и температурными циклами.
Обычные температуры укладки не вызывают потери прочности или деформации, которые могут возникнуть при использовании синтетического материала.
Basfiber® значительно превосходит синтетические материалы по способности выдерживать низкие температуры, что крайне важно для дорог и автомагистралей в северных регионах.
Цемент или бетон, армированный рубленой базальтовой пряжей
Использование рубленой базальтовой пряжи в этом применении является эффективным способом повышения химической стойкости, ударопрочности и стойкости к растрескиванию цементных панелей или бетона.
Марка бетона Basfiber® производится со специальной проклеивающей добавкой, обеспечивающей хорошую совместимость с различными типами бетона, высокую щелочестойкость и легкость смешивания.
Бетон, армированный базальтовым волокном, может продлить жизненный цикл мостов, автомагистралей, железных дорог, жилья, морских сооружений, туннелей и т. д.
Технологии:
- Технологии набрызга и торкретирования
- Технология премиксов
Типичные продукты Basfiber® для этого применения
Для набрызга и набрызг-бетона: Непрерывное распыление 13-17 мкм, размер КВ-15.
Для премиксной технологии: рубленая прядь с моноволокном диаметром от 17 до 19 мкм, длиной от 6 до 50 мм, мокрая рубленая прядь с проклейкой КВ-05/1 (гидрофильная) или сухая рубленая прядь с щелочестойкой проклейкой КВ-13 (гидрофобная) .
камень | Определение, характеристики, формирование, цикл, классификация, типы и факты
размер камня
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Габриэль-Огюст Добре Артур Л. Дэй Ганс Клоос
- Похожие темы:
- осадочная порода метаморфическая порода вулканическая порода расслоение криосейсм
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Какие бывают типы геологических пород?
Горные породы часто классифицируют двумя способами; первый основан на процессах их образования, в которых горные породы классифицируются как осадочные, магматические и метаморфические. Горные породы также обычно классифицируют по размеру зерен или кристаллов.
Что такое магматические породы?
Изверженные породы образуются из застывшей магмы или лавы. Считается, что магма образуется в слое частично расплавленной породы под земной корой на глубине менее 60 километров (40 миль). Лава – это жидкая магма на поверхности Земли и застывшая горная порода, образованная остывшей лавой.
Что такое осадочные породы?
Осадочные породы образуются из отложившегося и литифицированного минерального материала. Окаменелости обычно находят в осадочных породах.
Что такое метаморфические породы?
Метаморфические породы образуются, когда физические и химические изменения происходят в магматических, осадочных или других метаморфических породах.
Что такое рок-цикл?
Цикл горных пород — это процесс, который объясняет основные взаимосвязи между изверженными, метаморфическими и осадочными породами. Процесс зависит от температуры, давления, времени и изменения условий окружающей среды в земной коре и на ее поверхности.
Сводка
Прочтите краткий обзор этой темы
горная порода , в геологии встречающаяся в природе и связанная совокупность одного или нескольких минералов. Такие агрегаты составляют основную единицу, из которой состоит твердая Земля, и обычно образуют узнаваемые и картографируемые объемы. Горные породы обычно делятся на три основных класса в зависимости от процессов, которые привели к их образованию. К этим классам относятся (1) магматические породы, затвердевшие из расплавленного материала, называемого магмой; (2) осадочные породы, состоящие из обломков ранее существовавших пород или материалов, выпавших из растворов; и (3) метаморфические породы, которые образовались из магматических или осадочных пород в условиях, вызвавших изменения минералогического состава, текстуры и внутренней структуры. Эти три класса, в свою очередь, подразделяются на многочисленные группы и типы на основе различных факторов, важнейшими из которых являются химические, минералогические и текстурные признаки.
Общие сведения
Типы горных пород
Узнайте, как магматические, осадочные и метаморфические породы превращаются друг в друга в цикле горных пород
Просмотреть все видео к этой статье минералы и обычно летучие вещества, такие как газы и пар. Поскольку составляющие их минералы кристаллизуются из расплавленного материала, магматические породы образуются при высоких температурах. Они возникают в результате процессов глубоко внутри Земли — обычно на глубине от 50 до 200 километров (от 30 до 120 миль) — в средней и нижней коре или в верхней мантии. Магматические породы подразделяются на две категории: интрузивные (внедренные в земную кору) и экструзивные (выдавленные на поверхность суши или дно океана), и в этом случае остывающий расплавленный материал называется лавой. Осадочные породы – это породы, которые отлагаются и литифицируются (уплотняются и сцементируются вместе) на поверхности Земли с помощью проточной воды, ветра, льда или живых организмов. Большинство из них откладывается с поверхности земли на дно озер, рек и океанов. Осадочные породы в основном слоистые — т. е. имеют слоистость. Слои можно отличить по цвету, размеру частиц, типу цемента или внутреннему расположению.
Метаморфические породы образуются в результате изменения ранее существовавших пород под воздействием высоких температур, давления и химически активных растворов. Изменения могут носить химический (композиционный) и физический (текстурный) характер. Метаморфические породы часто образуются в результате процессов глубоко внутри Земли, в результате которых образуются новые минералы, текстуры и кристаллические структуры. Происходящая перекристаллизация происходит в основном в твердом состоянии, а не в результате полного переплавления, и ей может способствовать пластическая деформация и присутствие внутрипоровых жидкостей, таких как вода. Метаморфизм часто приводит к очевидной слоистости или полосчатости из-за разделения минералов на отдельные полосы. Метаморфические процессы могут происходить и на земной поверхности вследствие ударов метеоритов и пирометаморфизма, происходящего вблизи горящих угольных пластов, воспламеняющихся от ударов молнии.
Britannica Quiz
Все на Земле
Если Земля — первая граница человечества, какие баллы вы получите на этом выпускном экзамене? Покопайтесь в этих вопросах и посмотрите, какие ответы вы найдете.
Геологические материалы — минеральные кристаллы и типы вмещающих их пород — циклически переходят в различные формы. Процесс зависит от температуры, давления, времени и изменения условий окружающей среды в земной коре и на ее поверхности. Цикл горных пород, показанный на рисунке 1, отражает основные отношения между изверженными, метаморфическими и осадочными породами. Эрозия включает выветривание (физический и химический распад минералов) и транспортировку к месту отложения. Диагенез, как объяснялось ранее, представляет собой процесс образования осадочной породы путем уплотнения и естественной цементации зерен, или кристаллизации из воды или растворов, или перекристаллизации. Превращение осадка в горную породу называется литификацией.
Текстура горной породы – это размер, форма и расположение зерен (для осадочных пород) или кристаллов (для изверженных и метаморфических пород). Также важны степень однородности породы ( т. е. однородность состава по всей поверхности) и степень изотропии. Последнее представляет собой степень, в которой объемная структура и состав одинаковы во всех направлениях породы.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Анализ текстуры может дать информацию об исходном материале породы, условиях и среде отложения (для осадочных пород) или кристаллизации и перекристаллизации (для изверженных и метаморфических пород соответственно), а также о последующей геологической истории и изменениях.
Классификация по размеру зерен или кристаллов
Общие текстурные термины, используемые для типов горных пород в зависимости от размера зерен или кристаллов, приведены в таблице. Категории размера частиц получены из шкалы Уддена-Вентворта, разработанной для отложений. Для магматических и метаморфических пород термины обычно используются в качестве модификаторов — например, среднезернистый гранит. Афанитовый – это описательный термин для мелких кристаллов, а фанеритовый – для более крупных. Очень крупные кристаллы (размером более 3 сантиметров или 1,2 дюйма) называются пегматитовыми.
Для осадочных пород существуют широкие категории размеров отложений: крупные (более 2 миллиметров или 0,08 дюйма), средние (от 2 до 1 / 16 миллиметров) и мелкие (менее 1 / 16 мм). К последним относятся ил и глина, которые имеют размер, неразличимый человеческим глазом, и также называются пылью. Большинство сланцев (литифицированная версия глины) содержат некоторое количество ила. Пирокластические породы образовались из обломочного (от греческого слова «сломанный») материала, выброшенного из вулканов. Блоки — это осколки, выбитые из твердой породы, а бомбы расплавляются при выбросе.
Термин «горная порода» относится к основному объему материала, включая зерна или кристаллы, а также содержащееся в нем пустотное пространство. Объемная часть объемной породы, не занятая зернами, кристаллами или природным вяжущим материалом, называется пористостью. Другими словами, пористость представляет собой отношение объема пустот к общему объему (зерна плюс пустое пространство). Это пустое пространство состоит из пор между зернами или кристаллами в дополнение к пространству трещин. В осадочных породах объем порового пространства зависит от степени уплотнения осадка (уплотнение обычно увеличивается с глубиной залегания), от упаковки и формы зерен, степени цементации и степени сортировки. . Типичными цементами являются кремнистые, известковые, карбонатные или железосодержащие минералы.
Сортировка — это склонность осадочных пород иметь зерна одинакового размера — , т. е. , иметь узкий диапазон размеров (см. рис. 2). Плохо отсортированный осадок демонстрирует широкий диапазон размеров зерен и, следовательно, имеет пониженную пористость. Хорошо отсортированный указывает на довольно равномерное распределение размеров зерен. В зависимости от типа плотной упаковки зерен пористость может быть значительной. Следует отметить, что в инженерном использовании — , например, геотехническое или гражданское строительство — терминология сформулирована противоположно и упоминается как градация. Хорошо отсортированный осадок — это (геологически) плохо отсортированный, а плохо отсортированный осадок — это хорошо отсортированный.
Общая пористость охватывает все пустотное пространство, включая те поры, которые связаны между собой с поверхностью образца, а также те, которые закрыты природным цементом или другими препятствиями. Таким образом, общая пористость (ϕ T ) равна, где Vol G — это объем зерен (и цемента, если он есть), а Vol B — это общий насыпной объем. В качестве альтернативы можно рассчитать ϕ T из измеренных плотностей основной породы и (моно)минеральной составляющей. Таким образом, где ρ B — плотность массивной породы и ρ G — плотность зерен ( т. е. минерал, если состав мономинералогический и однородный). Например, если песчаник имеет ρ B 2,38 г на кубический сантиметр (г/см 3 ) и состоит из зерен кварца (SiO 2 ) с ρ G г 2,66 /см 3 , общая пористость
Кажущаяся (эффективная, или нетто) пористость – это доля пустотного пространства, исключающая закупоренные поры. Таким образом, он измеряет объем пор, который эффективно взаимосвязан и доступен для поверхности образца, что важно при рассмотрении хранения и движения подземных флюидов, таких как нефть, грунтовые воды или загрязненные флюиды.
Бетон, армированный базальтовыми волокнами, продлевающими срок службы, — сетки, георешетчатые сетки, холсты, арматура, рубленый — Международное общество бетонных покрытий
«Базальтовое волокно — это 100% натуральная лавовая порода
, которая значительно снижает углеродный след
— потому что во время образование лавы,
все вредные выбросы
уже выпущены»
— Гордон Форрестер, PMSA-Южная Африка, Йоханнесбург Зона
Базальтовое волокно щелочестойкое представляет собой мелкозернистую арматуру из вулканической породы (силикат/минеральный полевой шпат) для строительства и дорог и эффективное средство для достижения отличных результатов благодаря высоким механическим свойствам и хорошей химической стойкости базальтового волокна. Базальтовая арматура может использоваться в:
- Сетка и холст
- Бетон, армированный волокнами
- Георешетка для дорог
- Арматурные стержни и пултрузионные профили
Щелочестойкие проклейки КВ-13, КВ-42 и КВ-41 для базальтовых волокон разработаны специально для применения в строительстве. Эти замасливатели обеспечивают отличную щелочестойкость и хорошую совместимость с бетоном и различными смолами, используемыми для производства арматуры и других композитных изделий в строительной отрасли. Помимо высокой щелочестойкости, эти изделия обладают гораздо более высокими механическими свойствами, чем стекловолокно, и гораздо более низкой ценой по сравнению со всеми другими щелочестойкими волокнами. Высокоэффективная, щелочестойкая базальтовая сетка будет не гниет, не ржавеет и не подвергается коррозии, а также обеспечивает повышенную прочность в различных цементных применениях . Базальтовая сетка легкая, простая в установке и использовании, станет превосходной альтернативой стальной.
Чашечные смесители Южная Африка (PMSA) запустила новаторскую технологию базальтового волокна и превосходный продукт для армирования бетона, изготовленный из измельченной и расплавленной базальтовой породы. Гордон Форрестер, директор по базальтовым технологиям -PMSA-Johannesburg Area , сказал, что технология базальтовых волокон известна в Европе с 19 века.20 , однако в то время это считалось слишком сложным и дорогим для инвестиций. Только в 1990-х годах он перешел в коммерческое производство на международном уровне.
Форрестер объяснил, что базальтовая порода превращается в волокна, если брать породу в чистом виде, плавить ее, а затем подвергать краске. Затем материал можно прясть для получения скрученной пряжи или можно наматывать в виде одного филаментного материала. «После того, как базальтовые волокна сформированы, они перерабатываются для создания различных продуктов. Базальтовое волокно имеет такие же химические свойства, что и стекловолокно, и базальтовые материалы могут использоваться во всех областях, где традиционно используется стекловолокно. Он подчеркивает тот факт, что Basalt Technology стремится подчеркнуть многочисленные преимущества базальтового волокна для промышленности, проводя различные презентации и предоставляя образцы продукции, где это возможно. Он сказал: «Стойкость продукта к ржавчине означает, что бетон не подвергается деформации, как это бывает со стальной арматурой».
В Южной Африке арматура из базальтового волокна в настоящее время проходит испытания в Департаменте гражданского строительства Университета Витса , а базальтовые волокна проходят испытания в 1295 Инженерно-строительный факультет Йоханнесбургского университета . Программа испытаний была запущена для того, чтобы предоставить будущим покупателям дополнительные гарантии качества и подлинности продукции».
Компания Forrester отметила, что базальтовая арматура все чаще используется в дорожном строительстве во всем мире; устойчив к коррозии; на 87% легче стали; имеет предел прочности при растяжении 1 200 МПа; может использоваться в различных областях строительства и гражданского строительства в бетонной арматуре, армировании бетонного пола, ограничителях забора, торкрет-бетоне и для армирования материалов для ремонта выбоин. В настоящее время композиционные материалы успешно заменяют сталь и стекло в строительной отрасли — базальтовое волокно является предпочтительным продуктом благодаря уникальному сочетанию свойств:
СРАВНЕНИЕ со СТАЛЬЮ:
- Высокое соотношение прочности и веса: базальтовое волокно легче на 87% и до 2,5 раз прочнее на разрыв
- Химическая стойкость: не ржавеет
- Защита от коррозии: устойчив к действию ионов солей, химикатов и щелочности, присущей бетону
- Низкая теплопроводность: базальтовое волокно имеет чрезвычайно низкий коэффициент теплопроводности — помогает уменьшить передачу тепла от внутренней части здания к внешней и значительно повышает энергоэффективность
- Нулевая электрическая проводимость — гораздо более высокое электрическое сопротивление
- Нулевая магнитная проводимость — не влияет на работу чувствительных электронных устройств
СРАВНЕНИЕ со СТЕКЛОВОЛОКНОМ:
- Почти на 50 % прочнее
- Непроницаем для воды и тепла, что негативно влияет на Е-стекло
- Прочность на растяжение выше на 25 %
- Модуль упругости на 15 % выше
- Более устойчиво к химически агрессивным средам: Базальтовое волокно показывает гораздо лучшую химическую стойкость
- Тепло- и огнестойкость: Температура плавления базальтового волокна выше на 150°С
- Замедляет процесс образования трещин и колейности
____________________
БАЗАЛЬТОВЫЕ АРМИРУЮЩИЕ СЕТЫ И ПОКРЫТИЯ – ПРИМЕНЕНИЕ В ГРУНТАХ И ДВУХСТУПНЫХ ПОКРЫТИЯХ: Бетонные дороги служат дольше, чем асфальтовые дороги, а бетонные изнашиваемые поверхности теперь дешевле укладывать по сравнению с асфальтовыми слоями. Сетка базальтоармирующая со щелочестойким покрытием разработана для предотвращения образования трещин при различных применениях в строительстве, а также для армирования растворов и ненесущих бетонов. Более высокая прочность на растяжение этого продукта по сравнению со стекловолокном или сталью повышает ударопрочность и предотвращает появление трещин. Эта сетка может удовлетворить ожидания и строгие требования самых требовательных компаний строительного рынка. Все больше строительных компаний по всему миру используют различные типы 9Базальтовая сетка 0003 и георешетка в своих проектах, и все больше производителей сетки начали производство базальтовой георешетки и сетки вместо традиционных изделий из волокна.
Этот повышенное использование базальтовых волокон в строительстве обусловлено повышением качества дорожного покрытия и строительных конструкций — увеличивает срок службы дополнительно на 3-5 лет и межремонтный период на 15%, замедляет процесс образования трещин и колейности по сравнению с сетками, изготовленными из стекла. В настоящее время до 50% всего производства базальтового волокна приходится на георешетки и изготовление сетки строительной . Использование базальтового волокна сетки в качестве армирования позволило оверлейному слою толщиной 50 мм выдержать 1625 осей в день, перевозя более 110 000 метрических тонн в месяц.
Более высокая прочность на растяжение этого продукта по сравнению со стеклом или сталью повышает ударопрочность и предотвращает появление трещин. Эта сетка может удовлетворить ожидания и строгие требования самых требовательных компаний строительного рынка.
Высокоэффективная, щелочестойкая базальтовая сетка
, не гниет, не ржавеет и не подвергается коррозии;
обеспечивает повышенную прочность в различных цементных применениях; он легкий, простой в установке и использовании;
и базальтовая сетка станут превосходной альтернативой стали
Швейно-вязальная технология производства сетки позволяет добиться наилучшего достижения физико-механических свойств базальтового волокна в готовом изделии. Базальтовая армирующая сетка предназначена для армирования верхнего слоя дорог и автомагистралей с целью продления срока службы дорожного покрытия за счет уменьшения эффекта отражающего растрескивания, вызванного транспортной нагрузкой, возрастным упрочнением и циклическим изменением температуры. Типичные температуры укладки не вызывают потери прочности или деформации, которые могут произойти с синтетическим материалом. Он значительно превосходит синтетические материалы по своей способности противостоять низким температурам , что крайне важно для дорог и автомагистралей в северных регионах . Срок службы дорожного покрытия между техническим обслуживанием может быть значительно увеличен.
БАЗАЛЬТОВАЯ СЕТКА ПРЕИМУЩЕСТВА:
- Экологичность
- Основано на природном материале, который встречается во всем мире
- Меньшее удлинение перед торможением, чем у синтетического материала
- Легко фрезеруется с помощью стандартного фрезерного оборудования
- Не растягивается и не тянет (как полимерные сетки)
- Для установки арматуры не требуется специального оборудования
- Специально разработанное покрытие обеспечивает хорошую адгезию с бетоном для улучшения прочности на растяжение и повышения ударопрочности
- Высокая механическая прочность и модуль
- Высокая стойкость к химически агрессивным средам
- Высокая щелочестойкость не допускает появления ржавчины или коррозии
- Уменьшает ширину и распространение трещин
- Простота установки и использования
- Специальное оборудование не требуется
- Чрезвычайно низкий коэффициент теплопроводности значительно снижает передачу тепла от внешней части здания к внутренней, что значительно повышает энергоэффективность
- Температура плавления базальтовых волокон 1450°С
- Обычные температуры укладки не вызывают потери прочности или деформации (может произойти с синтетическим материалом)
- Более низкая температура нанесения, чем для синтетического материала, что особенно важно для северного региона
- Транспортные расходы значительно ниже
- Срок службы продукта значительно больше
- Более экономичный в долгосрочной перспективе
- Увеличенный срок службы покрытия между ремонтами
____________________
АРМАТУРА:
Железобетон является традиционным строительным материалом для строительства. На сегодняшний день сталь является наиболее распространенной арматурой в этом приложении, но для этой цели все чаще используется базальтовое волокно. Армированная базальтовым волокном арматура /волокна StoneRod значительно повышают долговечность строительных конструкций , особенно в условиях коррозии. Базальтовая арматура по технологии производится путем объединения процессов пултрузии и намотки из высококачественных базальтовых волокон вместе с полиэфирной, винилэфирной или эпоксидной смолой. Срок службы бетона может быть значительно увеличен, особенно в прибрежных районах.
Базальтовые волокна могут быть переработаны в бетонную арматуру с использованием процесса пултрузии, и Forrester отмечает, что базальтовая арматура устойчива к коррозии, помимо того, что она на 87% легче стали, а также имеет предел прочности при растяжении 1 200 МПа. «Срок службы бетона можно значительно увеличить, используя арматуру из базальтового волокна, особенно в прибрежных районах. Устойчивость к ржавчине означает, что бетон не подвергается деформации, как это бывает со стальной арматурой».
Согласно Forrester, базальтовое волокно более экологично, чем сталь или стекло. «Во время производства стекла или стали продукты смешиваются с использованием смеси материалов, многие из которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Базальтовое волокно на 100% является натуральной лавовой породой и значительно снижает углеродный след, за счет того, что при формировании лавы все вредные выбросы уже были выпущены», — заключил он.
____________________
БАЗАЛЬТОВАЯ ПЛОЩАДЬ ИЗ РУБЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ: Это эффективное средство для повышения стойкости к химическому воздействию, ударам и растрескиванию цементных панелей или бетона. Базальтобетон колотый изготавливается со специальной проклеивающей добавкой, обеспечивающей хорошую совместимость с различными типами бетонов, высокую щелочестойкость и легкость перемешивания.
______________________
Компания Forrester отмечает, что базальтовое волокно может использоваться в строительстве и строительстве для различных целей, в том числе; бетонная арматура, армирование бетонного пола, капельницы для забора, торкрет-бетон и армирование асфальта для дорог. Волокно также можно использовать для армирования материалов для ямочного ремонта, и оно находит все более широкое применение в международном дорожном строительстве.
Гордон Форрестер представил документ для 9-й Африканской конференции по транспортным технологиям , которая состоится май 2020 г. в Мапуту, Мозамбик, под названием МАТЕРИАЛЫ». Чтобы загрузить документ, щелкните изображения выше или перейдите по ссылке: https://www.concretepavements.org/wp-content/uploads/2019/11/ForresterPaperPDF.pdf
. За дополнительной информацией обращайтесь:
Гордон Форрестер | Электронная почта: [email protected]
Веб-сайт: https://basfiber.com/application/construction
Для получения дополнительной информации о базальтовом волокне (Basfiber®) перейдите по следующим ссылкам:
https://basfiber.com/ Применение/конструкция
https://basfiber.com/products/reinforcing-mesh
https://www.basaltft.