Коэффициент теплопроводности ваты базальтовой: Коэффициент теплопроводности минваты. Описание и таблица

Содержание

Теплоизоляция и пароизоляция. Обзор строительных материалов

Строительные технологии находятся в постоянном развитии, и для удовлетворения возрастающих требований создаются новые материалы. Утеплению домов уделяется большое внимание, так как рациональное использование энергоносителей в настоящее время выходит на первый план.

Использование современных теплоизоляционных материалов позволяет не только минимизировать потери тепла через стены и крышу в холодное время года, но и обеспечить комфортные условия в жаркую погоду. Утеплители широко представлены на рынке, поэтому неискушенному потребителю сложно определить, какой из них лучше. Представляем обзор утеплителей и пароизоляционных пленок от наших экспертов.

Зачем нужна теплоизоляция

Использование теплоизоляционных материалов для утепления позволяет получить большой экономический эффект и повысит эксплуатационные характеристики дома. Потери тепла зимой через неутепленные стены может достигать 40%, что совершенно недопустимо и расточительно.

Летом возрастает нагрузка на климатическое оборудование, которое расходует большее количество электроэнергии. 

Таким образом, теплоизоляция позволяет устранить ошибки на этапе проектирования, а также снизить величину тепловых потерь, если она находится на неприемлемом уровне. Кроме этого, теплоизоляция может быть предусмотрена проектом с целью снижения затрат на строительство и расширения функциональности стен.

Создание теплоизоляционного слоя дает ряд преимуществ:

  • размеры помещений и их конфигурация остаются без изменений;

  • увеличение нагрузки на несущие конструкции минимально;

  • улучшение эстетических качеств фасада при использовании определенных видов теплоизоляционных материалов;

  • существенно продлевается срок эксплуатации конструкций здания;

  • не допускается промерзания и проникновения влаги в стены;

  • улучшается звукоизоляция стен.

Особенности выбора теплоизоляции

Подбор теплоизоляционного материала – ответственный этап, на котором необходимо учесть множество факторов и экономический аспект.  К основным техническим характеристикам теплоизоляторов относят:

  • Теплопроводность. Чем меньше этот показатель, тем эффективнее материал. На его величину оказывают влияние такие характеристики теплоизолятора, как влажность, состав, структура и пористость.

  • Пористость. Определяет долю пор, приходящихся на объем. Велина находится в зависимости от размеров и распределения пор.

  • Плотность. Представляет собой отношение массы к объему тела.

  • Паропроницаемость. Величина дает понятие о способности тела пропускать водяной пар, проходящего через утеплитель в единицу времени.

  • Влажность. Определяет количество влаги, которое содержится в материале.

  • Устойчивость к воздействию биологических факторов и разложению в условиях повышенной влажности. 

  • Огнестойкость. Определяет класс пожаробезопасности, то есть способность противостоять воздействию открытого огня.

  • Прочностные характеристики. Показатели должны обеспечивать возможность транспортировки, хранения и монтажа материала без разрушения.

  • Термическая устойчивость. Определяет диапазон рабочих температур, при которых материал сохраняет свои качества и структуру.

  • Теплоемкость. Характеризует способность сохранять определенное количество теплоты в объеме материала.

  • Морозоустойчивость. Определяет способность выдерживать циклические процессы замерзания и оттаивания с сохранением основных свойств.

Следует понимать, что универсальных теплоизоляционных материалов не существует – каждый из них подбирается с учетом особенностей архитектуры здания и условий эксплуатации.

Минеральная вата

Минеральные теплоизоляционные материалы – большая группа утеплителей, имеющих структурированную волокнистую структуру, для производства которых используют различные горные породы и вяжущие компоненты. 

Основные виды минеральной ваты:

  • Стекловата. Бюджетный вариант утеплителя, который обладает небольшой теплопроводностью и способностью гасить вибрации. Материал не способен выдерживать большие механические нагрузки. Работа с ним требует использования индивидуальных средств защиты.

  • Шлаковата. Продукт изготавливается из доменного шлака и имеет невысокие эксплуатационные показатели и высокую остаточную кислотность, поэтому его применение ограничено.

  • Каменная вата. Перспективный утеплитель с низкими показателями теплопроводности. Теплоизолятор изготавливается из габбро и диабаза. К его преимуществам относится возможность получать материалы с различными техническими характеристиками, наиболее подходящими для определенных условия эксплуатации. 


Ведущие производители минеральной ваты

URSA


Использование линейки теплоизоляционных материалов URSA – отличный способ сэкономить на отоплении. Утеплители отличаются повышенной прочностью волокна, которая обладает усиленной структурой, что повышает эксплуатационные характеристики, стабильность формы и упругие качества. При изготовлении продукта реализована технология Water Guard, которая обеспечивает хорошие гидрофобные свойства и защищает материал от проникновения влаги.

Теплоизоляция URSA TERRA содержит модернизированное полимерное связующее TERRA. Универсальный плитный материал используется для утепления стен и потолков, а также применяется в качестве звукоизолятора.

URSA TERRA PRO 34PN – экологически безопасный и эффективный теплоизолятор с использованием инновационного связующего TERRA.  Предназначен для профессионального утепления различных строительных конструкций. 

ISOVER

Теплоизоляция ISOVER Сауна предназначена для утепления бань и саун.  Материал предусматривает фольгированный слой, благодаря отражающему эффекту которого потери тепла сведены к минимуму, и увеличена механическая прочность. Утеплитель не только защищает помещение от потерь тепла, но и служит пароизолятором.

Базальтовые утеплители


Теплоизоляторы этой группы изготавливаются из расплавленных вулканических пород. Технология производства аналогична способу получения минеральной ваты, но характеристики базальтовых утеплителей по всем параметрам превосходят ее, а теплопроводность находится на уровне пенополистирола.

Преимущества:

  • низкая теплопроводность;

  • высокая устойчивость к воздействию влаги;

  • хорошие показатели паропроницаемости;

  • способность противостоять распространению огня;

  • высокие прочностные показатели;

  • материал способен поглощать звуки и вибрации;

  • при нагреве не выделяет токсичных веществ;

  • экологически безопасный материал не содержит компонентов, представляющих угрозу здоровью человека;

  • долговечность.

Недостатки:

  • неправильно заделанные стыки могут привести к нарушению целостности слоя утеплителя;

  • материал не относится к бюджетному сегменту, однако, затраты окупаются за счет высокого качества и длительного срока эксплуатации.

Лучшие образцы базальтовых утеплителей

ROCKWOOL


Базальтовый утеплитель ROCKWOOL – продукт от бренда с мировым именем. Производитель выпускает теплоизоляционные материалы в широком ассортименте для решения различных задач в строительстве и промышленности.

Теплоизоляторы ROCKWOOL обладает высокой устойчивостью к воздействию огня и способны выдерживать температуру более 1000℃. Низкий коэффициент теплопроводности позволяет достичь существенной экономии на отоплении. Дополнительным преимуществом продукта является способность поглощать звук и водоотталкивающие свойства.

BASWOOL


Линейка утеплителей BASWOOL представлена экологически чистыми материалами с неограниченным сроком службы. Отечественный бренд хорошо зарекомендовал себя на рынке и может служить альтернативой зарубежным образцам. 

Плитный теплоизолятор отличается влагостойкостью, огнеупорностью и высокой устойчивостью к воздействию биологических факторов. Минимальная усадка, способность сопротивляться деформации и сохранять геометрию в течение всего срока эксплуатации здания позволяет использовать его для утепления кровли, полов и стен.

Эковер


Теплоизоляционные материалы Эковер от отечественного производителя представлены несколькими линейками.Строители могут подобрать утеплитель с оптимальными характеристиками для фасадов, кровли, пола, а также индустриальные варианты. Каждый из них обладает специфическими характеристиками, но их объединяет общие качества:

  • повышенная прочность;

  • отличные теплоизоляционные характеристики;

  • высокие звукоизоляционные свойства;

  • способность длительный срок сохранять первоначальные геометрические размеры; 

  • хорошие водоотталкивающие свойства;

  • нулевая горючесть;

  • экологическая безопасность.

Технониколь


Базальтовые утеплители Технониколь – уникальное предложение от российского производителя. Строительные материалы отечественного бренда пользуются большой популярность у профессионалов и частных застройщиков.

Линейка базальтовых плит Технониколь представлена множеством вариантов, с различной толщиной и несущей способностью. Фольгированные модификации способны обеспечить конструкционным элементам здания надежную защиту от воздействия влаги. Благодаря минеральной основе утеплители обладают огнеупорными свойствами и препятствуют распространению огня.

Экструзионный пенополистирол

Экструзионный пенополистирол (ЭППС) – современный теплоизолятор, который производится путем экструзии вспененных полимерных композиций. Высокая степень однородности состава и замкнутая ячеистая структура позволяет получить материал с высокими эксплуатационными характеристиками.

Преимущества:

  • Крайне низкое водопоглощение.

  • Чрезвычайно малая теплопроводность.

  • Высокая механическая прочность.

  • Неизменность формы при деформации.

  • Небольшая масса.

  • Экологичность.

  • Неизменность свойств на протяжении всего срока службы.

Недостатки:

  • горючесть;

  • нагрев свыше 75℃ сопровождается выделением токсичных соединений;

  • изменение структуры и качеств при воздействии УФ;

  • может служить убежищем для насекомых и грызунов.

Топ российских ЭППС
ПЕНОПЛЭКС®


Экструдированный пенополистирол Пеноплэкс – теплоизолятор последнего поколения, разработанный отечественными учеными. Плитный материал отличается уникальными эксплуатационными характеристиками и долговечностью. Широкий размерный ряд и удобство в монтаже по достоинству оценили частные застройщики и профессионалы.

Технониколь

Экструдированный пенополистирол Технониколь – инновационная линейка теплоизоляторов, которые лишены недостатков, присущих этому материалу. Множество вариантов размеров и сочетаний технических характеристик позволяет подобрать оптимальный утеплитель для каждого конкретного случая.

Основные отличия экструдированного пенополистирола Технониколь:

  • в составе отсутствует горючий газ;

  • материал содержит антипирены;

  • размер закрытых ячеек составляет 100-200 мкм;

  • равномерная структура;

  • водопоглощение находится практически на нулевом уровне.

Пароизоляция


Контакт теплых воздушных масс с холодными сопровождается образованием конденсата. Это явление крайне негативно влияет на состояние конструктивных элементов здания, поэтому обязательно создается пароизоляционный барьер с помощью специальных пленок.

Пароизоляционные пленки Ондутис представлены в различных модификациях. Среди них присутствуют продукты линейки Smart, предусматривающие внутреннюю клеящуюся ленту для быстрого и надежного монтажа. Также представляют интерес материалы, которые служат не только пароизоляций, но и защищают от ветровых нагрузок и влаги.

Армированная пароизоляционная пленка Альфа Барьер 3.0 – трехслойный полупрозрачный материал с низкой паропроницаемостью и высокой прочностью на разрыв. Полупрозрачная структура дает возможность следить за качеством монтажа и оперативно устранять дефекты.

Свойства базальтовой ваты

Утепление базальтовой ватой является самым распространенным в строительстве вариантом теплоизоляции, удобен в применении, обладает пожаробезопасными свойствами и доступный по цене. Такие утеплители экологически безопасны, имеют разные эксплуатационные технические характеристики в зависимости от вариантов применения. Положительные свойства базальтовой ваты выгодно отличают ее от других утеплителей. В данной статье попытаемся максимально подробно рассмотреть данный вопрос.

 

Теплоизоляционные свойства

Базальтовая вата имеет предельно низкую теплопроводность воздуха, находящегося в порах волокнистой структуры. Благодаря этому практически полностью исключена возможность конвективного переноса тепла. Это обеспечивает минимальный коэффициент теплопроводности, что является главным отличительным показателем базальтовой теплоизоляции. Низкий коэффициент теплопроводности обозначает, что материал имеет высокие теплоизоляционные свойства. Это делает его универсальным и применяемым для многих работ в строительстве. Материал используется в разных строительных работах, об этом читайте в статье Применение базальтовой ваты. Утеплители из базальтового волокна можно использовать при температурах от -270 ˚С до +900 ˚С.

Высокая термостойкость

Слой базальтовой теплоизоляции не возгорается ни при каких обстоятельствах. Изделия относятся к группе негорючих стройматериалов. В случае возникновения огня волокна базальта остаются неповрежденными и связанными, сохраняя прочностные характеристики и создавая хорошую защиту от возгораний. При воздействии температуры более 600 0С материалы меняют свой цвет, сохраняя при этом первоначальную структуру.

Базальтовые материалы не разрушаемы даже при воздействии больших перепадов температуры, при повышении температуры выше нормы, при циклическом действии определенных температур сохраняют свои геометрические формы и характеристики.

Физико-механическая устойчивость

 

Каменная вата обладает высокими физико-механическими свойствами: прочность, термостойкость, вибростойкость, упругость, разрывная нагрузка, низкий коэффициент уплотнения, минимальная сжимаемость. Все это обеспечивается благодаря длинноволокнистой структуре и эластичности супертонких волокон. При температуре 600˚С базальтовые волокна сохраняют прочность до 98 %.

Пожаробезопасность и огнестойкость

Строительные конструкции, утепленные базальтовой ватой, ограничивают распространение огня, сохраняя во время пожара необходимые эксплуатационные качества. Материал характеризуется пределами распространения огня и огнестойкости. Огнезащита строительных конструкций – это основная задача при проектировании и сооружении новых зданий.

Естественно, при повышении предела огнестойкости конструкций увеличивается пожарная безопасность людей, которые живут или работают на данном объекте. При воздействии температуры 1100˚С базальтовые волокна сплавляются между собой. Изделия из них являются негорючими материалами и используются в качестве противопожарной защиты от огня.  При этом стоимость базальтовой ваты невысока, что позволяет использовать материал людям с разным уровнем дохода.

Механическая прочность

Изделия из базальтового волокна отличаются высокой прочностью. Если сравнить со стекловатой, показатель больший на 35 %. Особо важная характеристика теплоизоляции – сопротивляемость механическим воздействиям. Данный материал при воздействии механических нагрузок хорошо сохраняет необходимую толщину, не теряя изоляционные свойства. Коэффициент уплотнения характеризует разницу плотности того или иного материала и, естественно, выбор толщины утеплителя. Для изделий из тонких базальтовых волокон данный параметр равен 1,2, а для стекловолокна – 1,6-2,6.

Биологическая и химическая устойчивость

Минеральная вата химически устойчива к действию растворителей, масел, кислотных и щелочных сред, так как в их составе отсутствуют щелочные окислы. Это уникальное свойство позволяет использовать материал в агрессивных средах.

При повышенной влажности не возникает коррозия. Благодаря неорганическому химическому составу материалы не подвергаются воздействию микроорганизмов, плесени, грибков и грызунов.

Водоотталкивающие свойства

При выпадении на поверхность материала влаги она не проникает в толщу, он остается сухим и сохраняет первоначальные теплозащитные свойства. Именно это свойство наиболее полезное при утепление фасадов минеральной ватой. Более подробно читайте об этом в статье http://knigastroitelya.ru/uteplenie-doma/uteplenie-fasadov-mineralnoj-vatoj.htm

Долговечность

Утеплители из базальтовых волокон при правильном монтаже и эксплуатации служат около 70 лет. Одной из самых востребованных является базальтовая вата Технониколь. Производители гарантируют 30-40 лет. Изделия не разрушаются при перепаде температур, сохраняя свои свойства и геометрическую форму.

Звукоизоляция

Стоит отметить высокие акустические свойства утеплителя. Значительно сокращается риск возникновения звуковых вертикальных волн, улучшается воздушная звукоизоляция помещения, повышаются звукопоглощающие свойства всей конструкции. При поглощении звуковых волн они переводятся в тепловую энергию.

Экологическая безопасность

Утеплители на основе базальтовых волокон экологически чистые, не содержат вредных органических, канцерогенных, токсичных и горючих веществ. Они не выделяют никаких запахов, по свойствам сходны с природным камнем – базальтом.

 

Коэффициент теплопроводности технониколь. Базальтовая вата технониколь

[REQ_ERR: OPERATION_TIMEDOUT] [KTrafficClient] Something is wrong. Enable debug mode to see the reason.

Благодаря им каменная вата стала менее восприимчивой к воздействию влаги. Некоторые покупатели в своих отзывах отмечают, что базальтовые волокна с трудом впитывают воду, зато неплохо выводят ее обратно. Для минваты это настоящий прорыв. Также было найдено простое решение проблемы с грызунами и насекомыми, которые любят погреться в слое утеплителя.

Основные характеристики

Плиты из склеенных базальтовых волокон выпускаются в двух вариантах толщины: 50 или мм. Но в отличие от других марок у Технониколь можно найти утеплитель шириной не только 60, но и 50 см. Роклайт позиционируется как универсальный материал для большинства видов работ.

Но если внимательно изучить технические характеристики и отзывы на эту изоляцию, ни о каком многоцелевом применении здесь не может быть и речи.

Под лаги или как утеплитель для крыши Роклайт еще подойдет, если правильно подобрать толщину и устранить возможные нагрузки. Но использовать его в стеновых конструкциях все-таки не стоит.

Экструзионный пенополистирол является одним из самых эффективных теплоизоляционных материалов на строительном рынке и широко используется для теплоизоляции фундаментов, крыш, полов, трубопроводов, автомобильных и железных дорог. Обширное применение материала обусловлено уникальными и ценными свойствами, объединенными в одном материале: низкая теплопроводность, высокая прочность, биологическая устойчивость, экологичность и долговечность использования.

При этом акустическая изоляция понижает уровень внешнего шума на 60 дБ, что считается очень хорошим показателем. Такие технические характеристики матам обеспечивает особое хаотичное плетение базальтовых волокон. Плиты Техноакустик нашли применение в обустройстве межэтажных перекрытий и внутренних перегородок. Их толщина от 40 до мм позволяет приобрести утеплитель с требуемыми свойствами для любых работ. Эти плиты предназначены для каркасных систем и могут работать только без внешних нагрузок.

Изделия из минваты

Имеют два типа исполнения различной плотности:. Используется в качестве теплоизоляции под фасадную облицовку, то есть на вертикальных поверхностях. Однако скрепление волокон фенольными смолами позволило уменьшить усадку Техноблока.

Также производитель позаботился о лучшей стойкости теплоизоляции к воздействию влаги, хотя применение гидробарьера это и не отменяет. На вертикальных поверхностях велик риск усадки и сползания минваты, если не позаботиться о достаточно плотном ее закреплении. Открывает список изделий с уже более серьезным удельным весом.

Каменная вата производства ТехноНИКОЛЬ

Это достаточный показатель для монтажа под вентилируемые фасады, например, из сайдинга. Здесь уже можно говорить о приемлемой жесткости, позволяющей применять теплоизоляцию под небольшой сжимающей нагрузкой.

Выпускается в нескольких вариантах:. Технониколь в описании к этой группе товаров допускает применение базальтовой ваты для устройства систем Теплый пол, монтажа под стяжку и непосредственной укладки на подготовленный грунт. Этот утеплитель Технониколь применяется под штукатурку в фасадных работах.

ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF

К плюсам стоит записать и сопротивление слоев на отрыв. Но и стоимость теплоизоляции одна из самых высоких в каталоге товаров Технониколь. Производитель предлагает использовать его для утепления плоских крыш. Ассортимент плит достаточно большой: для двух- и однослойной укладки переменной жесткости.

В качестве основы выбирают виды с маркировкой Н, для более прочного верхнего покрытия — Техноруф В.

В исполнении Галтель базальтовый утеплитель имеет форму клина стандартной ширины или со сторонами х мм. Полноразмерные плиты позволяют выполнять разуклонку еще на уровне кровельного пирога, обеспечивая эффективное отведение воды.

Узкие Галтели используют для создания аккуратных и плавных стыков плоской крыши с боковыми стенками. Прочие технические характеристики утеплителей Технониколь примерно одинаковы для всех базальтовых продуктов:.

Виды продукции

Экструдированный пенополистирол XPS Carbon Eco преимущественно используется для теплоизоляции фундаментов. Выпускаются полимерные плиты в нескольких вариантах:.

Fas — идет на облицовку цоколей и фундаментов под последующую штукатурку. Имеет шероховатую поверхность, увеличивающую сцепление с растворами.

Drain — может использоваться для утепления крыши или при строительстве фундамента в обводненных грунтах, где требуется эффективное отведение влаги. Поэтому в плитах прорезаны дренажные канавки.

Особенности теплоизоляции компании Технониколь

Весьма интересны профессиональные серии полистирольных утеплителей от Технониколь Carbon Prof. В них реализована технология, объединяющая в одном материале низкую плотность и повышенную прочность:. Такие свойства определяют основную сферу применения теплоизоляции при ведении работ в цокольной части зданий.

Вентиляция чердака осуществляется с помощью продухов. Возможность попадания воды, образование наледей и сосулек на наружных стенах исключается наличием парапета, который расположен с внешних сторон по периметру наружных стен. Поверху парапета устанавливается металлическое ограждение. Покрытие здания утепляют минераловатными плитами ППЖ Верхним слоем укладывают цементно-песчаную стяжку, армированную сетками. Над лестнично-лифтовым узлом выполнена плоская кровля, совмещённая.

Технические характеристики всех видов продукции компании предоставляют возможность производить строительные работы на высоком уровне. Технические характеристики этих плит позволяют с успехом применять их для утепления плоских кровель.

Уклон обеспечивается разуклонкой из керамзитового гравия. Механическая прочность техноэласта обеспечивается использованием негниющей основы. Он обладает свойством пластичности при низких температурах и сохраняет прочность при высоких температурах.

Технические характеристики каменной ваты «Технониколь»

Полы в помещениях квартир и встроенных нежилых помещениях выполняются в черновом варианте – цементная стяжка. В санузлах выполняется гидроизоляция конструкции пола. Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей?

Основные понятия туризма : Это специалист в отрасли туризма, который занимается Развитие понятия о числе : В программе математики школьного курса теория чисел вводится на примерах Обучение и проверка знаний по охране труда на ЖД предприятии : Вредный производственный фактор — воздействие, которого Тест мотивационная готовность к школьному обучению Л.

Венгера : Выявление уровня сформированности внутренней

Каменная вата является одной из разновидностей минеральной. Производится она из габбро-базальтовых пород и широко применяется в основном в строительстве.

Преимущества и характеристики утеплителей PAROC

Свои отменные характеристики материалы PAROC (вата) получили благодаря высочайшему качеству базальтового волокна, которое является основой теплоизоляции PAROC. Эти волокна, пожалуй, самые тонкие (диаметр 3,5–4,0 мкм) и самые длинные (30–50 мм) среди всех каменных ват. Таким длинным и тонким каменным волокнам, из которых в дальнейшем будет изготовлена базальтовая вата, присуща чрезвычайная прочность и упругость, благодаря чему они могут без повреждений многократно восстанавливать свою форму после изгиба. Кроме того, тонкие волокна позволяют создать структуру базальтовой ваты с наименьшей величиной замкнутых воздушных пор, что приводит к уменьшению коэффициентов теплопроводности.

Гидрофобные свойства волокна базальтовой ваты PAROC позволяют добиваться низких коэффициентов теплопроводности во влажном состоянии (коэффициенты теплопроводности при условиях эксплуатации А и Б).

Совокупность всех уникальных свойств базальтовой ваты Paroc позволяет успешно применять ее в различных строительных системах. Расскажем подробнее о каждом свойстве.

Противопожарные свойства

На основании испытаний, проведенных как в Беларуси, России и Украине, так и в западных странах согласно различным методикам и стандартам (ISO 1182, DIN 4102, ГОСТ 30244-94), изделия из каменной ваты PAROC классифицируются как негорючие.

Стоит обратить внимание на то, что далеко не все материалы других производителей, имеющие нормативный статус негорючих, могут продемонстрировать такие же высокие противопожарные свойства, какбазальтовая вата PAROC.

Температура плавления базальта – основного компонента, входящего в состав базальтовой ватыPAROC, составляет примерно 1700°С, а температура спекания ее базальтовых волокон превышает 1000°С. Благодаря такой устойчивости к воздействию пожара теплоизоляционные изделия PAROC находят применение там, где применение других теплоизоляционных материалов невозможно.

Например, эти изделия играют роль огнезащиты металлических несущих конструкций и прекрасно обеспечивают пожарную безопасность навесных вентилируемых фасадов, делая их при своем участии лучшими среди всех.

Теплоизоляционные свойства

Базальтовая вата PAROC и изделия из нее состоят из чрезвычайно тонких (толщина 3–5 мкм) волокон, которые хаотично переплетены между собой и образуют ячейки, в которых содержится воздух, что и обеспечивает замечательные теплоизоляционные характеристики материалов PAROC.

Плотность изделий из базальтовой ваты PAROC, по сравнению с большинством строительных материалов, мала (минимум 27 кг/м3). Это фактор свидетельствует о большом содержании в них воздуха (более 90% по объему).

Именно поэтому теплопроводность изделий из каменной ваты в сухом состоянии (λ10) ненамного превосходит теплопроводность неподвижного воздуха и находится в диапазоне от 0,032 до 0,045 Вт/м×°С.

Гидрофобные свойства

Изоляционные материалы имеют наибольшую эффективность в сухом состоянии. При впитывании даже незначительного количества влаги наблюдается ухудшение теплотехнических свойств изоляционных материалов. В материалах ограждающих конструкций влага образуется в основном вследствие процессов сорбции, капиллярного увлажнения и конденсации водяных паров. Так как практически невозможно создать и гарантировать абсолютно сухое состояние конструкции, то особенно важно отношение к влаге предполагаемого к применению материала. Волокно каменной ваты PAROC само по своей природе обладает водоотталкивающими свойствами, т.е. негигроскопично.

Более того, при производстве каменной ваты PAROC добавляется небольшой процент водоотталкивающих присадок, что позволяет расширить границы применения материала и производить его установку в различных климатических условиях. Содержание влаги в изделиях PAROC при нормальных условиях эксплуатации составляет менее 0,5% от единицы веса. Каменная вата впитывает очень незначительное количество влаги, что может произойти только под воздействием водяного давления. При его прекращении влага из ваты испаряется.

По сравнению со многими другими строительными материалами каменная вата PAROC обладает высокой паропроницаемостью. Хорошо пропуская водяной пар, каменная вата PAROC практически всегдаостается сухой, что, в свою очередь, влияет на здоровый микроклимат в здании, с одной стороны, и долговечность строительной конструкции, с другой стороны. Каменная вата PAROC негигроскопична. При полном погружении в воду на 2 часа объем воды, абсорбированный плитой PAROC, составляет менее 1% по объему исследуемого образца, при долгосрочном погружении на 2 дня, менее 3%.Как уже говорилось выше, влага в материалах ограждающих конструкций образуется в результате сорбции и конденсации водяных паров.

Влияние конденсации водяных паров в ограждении можно уменьшить при правильном конструктивном решении, соответствующем влажностному режиму помещения. Это предусматривается при расчете ограждения на сопротивление паропроницанию. На практике это означает применение пароизоляционного барьера с теплой стороны, т.е. создание герметичной конструкции, исключающей попадание конденсата в массив ограждения.

Таким образом, при правильном конструктивном решении и качественном его исполнении, фактором, определяющим влажность материалов ограждающей конструкции, будет процесс сорбции. Сорбционная влажность материалов повышается как при повышении относительной влажности воздуха, так и при снижении его температуры. Как мы уже подчеркивали, для материалов PAROC значения сорбционного увлажнения чрезвычайно низки. Более того, в силу своей высокой гидрофобности каменная вата PAROC может использоваться и в конструкциях с возможным капиллярным подсосом влаги.

Компания PAROC рекомендует применение пароизоляции в большинстве теплоизоляционных решений. Но в конструкции, имеющей непосредственно контакт с землей, например, стены подвала, использование пароизоляции может оказаться не столь эффективным. Поэтому, необходимость применения того или иного материала в строительных конструкциях рассматриваются отдельно

Механическая прочность

Изделия PAROC включают в себя как эластичные плиты и маты (рулонный материал), применяемые в каркасных конструкциях, так и жесткие и полужесткие плиты, используемые в теплоизоляционных системах, где изоляция находится под воздействием деформационных нагрузок. В зависимости от целей применения изделия Парок могут выдерживать нагрузки на сжатие от 5 до 80 кПа при 10% деформации. Прочность на сжатие является одним из чрезвычайно важных показателей свойств теплоизоляционных материалов. В частности, эти показатели нормируются для кровельных и фасадных теплоизоляционных плит. Различают показатели, связанные с механической прочностью, в зависимости от места приложения нагрузки и направления действия. Эти показатели нормируются для различных конструкций и систем утепления, например: фасадные штукатурные системы – прочность на сжатие и на отрыв слоев, трехслойные металлические сэндвич-панели – прочность на сдвиг (срез) в поперечном сечении, на сжатие и прочность при растяжении.

При выборе утеплителя, необходимо учитывать прочностные свойства теплоизоляционных плит находятся в прямой зависимости от таких параметров, как:

  • плотность материала,
  • количество связующего,
  • ориентация волокон.

Однако, существует ошибочное мнение при выборе утеплителя для той или иной системы, где изоляция испытывает нагрузку, что, чем большей плотностью обладает материал, тем более высока его механическая прочность. Производители теплоизоляции могут предлагать материалы одинаковой плотности, имеющие различные показатели по возможным нагрузкам. И, наоборот, материалы, имеющие равнозначные прочностные характеристики, отличаются по своим плотностным параметрам. В данном случае было бы правильнее говорить об удельном весе (кг/м3) теплоизоляционного материала. И, конечно, если производитель может предложить утеплитель более легкий (т.е. c меньшей плотностью) и с более высокими нагрузочными характеристиками, то это дает дополнительные преимущества для конкретной системы. Плиты PAROC, имея сравнительно небольшой удельный вес (по сравнению с аналогами, представленными на рынке, для той или иной конструкции), обладают такими показатели, позволяющими использовать их в различных системах и обеспечивающими неизменно высокое качество, надежность и долговечность этих систем.

Все материалы испытаны в России, имеют необходимые Технические Свидетельства и Сертификаты, подтверждающие заявленные заводом изготовителем характеристики. Прочностные параметры можно найти в таблицах для каждой области применения.

Химическая стойкость

Каменная вата PAROC обладает высокой стойкостью к органическим веществам. Ни растворители, ни щелочные, ни умеренно кислые среды не оказывают на нее воздействия. В условиях нормальной влажности каменная вата не вызывает коррозии, но и не может ее предотвратить. Все металлические конструкции, выполненные с применением каменной ваты, должны быть защищены от коррозии. Каменная вата PAROC не вызывает коррозии на соприкасающихся поверхностях благодаря тому, что вытяжка из каменной ваты имеет нейтральную среду. Это чрезвычайно важно для материалов, применяемых при изоляции трубопроводов и резервуаров, в системах вентилируемых фасадов и в каркасных конструкциях.

Экологические свойства

Социальная ответственность концерна Paroc заключается в том, что развитие производства, планируется и осуществляется таким образом, чтобы уменьшить влияние техногенной деятельности человека на окружающую среду. Для этого концерн, выпуская базальтовую вату Paroc и другие продукты, использует новейшую технику и технологии, постоянно планирует и выполняет природоохранные мероприятия.

Эта работа осуществляется совместно с официальными органами разных стран и регулируется международной системой качества ISO. Совместно с потребителями своей продукции концерн Paroc создает позитивный экологический баланс. Уменьшение вредных выбросов в атмосферу, сокращение потребления невозобновляемых природных ресурсов и даже уменьшение уровня шума – все это достигается при использовании изделий PAROC и делает жизнь все более комфортной и безопасной.

Звукоизоляция продукции Paroc

Звукоизоляционные свойства Требования по звукоизоляции к жилым зданиям определяют такие параметры, как:

  • минимальной индекс изоляции воздушного шума;
  • максимальный индекс ударного шума;
  • максимальный индекс шума от оборудования;
  • максимальное время реверберации для разных помещений;
  • максимальный индекс внешнего и внутреннего шума от уличного транспорта.

Вследствие своей пористой волокнистой структуры и достаточной плотности каменная вата Paroc служит отличной изоляцией от шума, проникающего через стены и крышу, а также от внутренних шумов через внутренние стены, межэтажные перекрытия. Каменная вата PAROC может быть использована в конструкциях полов, стен, внутренних перегородок для снижения уровня шума.

Звукоизоляционные плиты Paroc устанавливаются в конструкциях полов для уменьшения ударного шума и в стеновых конструкциях для уменьшения воздушного шума. «Плавающие полы» во многих случаях являются лучшим решением, чем применение мягкого покрытия на полах только потому, что в них снижается передача звуков от торцевых поверхностей конструкций.

Одновременная эластичность и прочность

Каменная вата Paroc эффективно используется в качестве эластичного слоя для «плавающих полов». Материал является настолько прочным, что он выдерживает нагрузку со стороны верхнего слоя пола.

В то же время этот материал настолько эластичен, что обеспечит значительное уменьшение вибраций между слоями в полах. Важным свойством материала является его динамическая упругость, МН/м3, выражаемая динамическим модулем упругости Ед, приращенным по толщине применяемого материала, 105 Н/м2. Низкое значение модуля динамической упругости, характерное для материала Paroc, обеспечивает лучшую звукоизоляцию при действии динамических, ударных шумов.

Динамический модуль упругости

Каменная вата Paroc состоит из твердого материала и воздушных прослоек. При оценке свойств каменной ваты в качестве эластичного покрытия, ее динамическая упругость s представляется, как сумма двух компонентов: Sd = упругость твердого материала и Sa = упругость воздушных прослоек. Для характеристики материала различной толщины используются следующие значения Sa Величина Sd измеряется раздельно для соответствующих значений толщины и плотности материала. В соответствии со стандартом EN 29052_1 динамическая упругость каменной ваты должна быть измерена для эквивалентной нагрузки 200 кг/м2, если каменная вата используется в плавающих полах под бетонным покрытием.

По российским нормативам приведенный динамический модуль упругости также учитывает упругость воздуха в порах материала. Однако, при оценке звукоизоляции здания, как от воздушного, так и от ударного шума между различными помещениями, недостаточно учитывать лишь данные по изоляции для разделяющих элементов, таких, как, например, межэтажное перекрытие. На характеристики общей звукоизоляции также воздействуют звуки, распространяющиеся от торцевых поверхностей в конструкции здания, от имеющихся отверстий, связанных с наличием кабельной проводки и воздуховодов, и т.д. Эти факторы становятся особенно важными при оценке звукоизоляции для помещений с повышенными требованиями по звукоизоляции. По этой причине не всегда можно точно определить, что требования по звукоизоляции, например, полов действительно выполняются.

Компания PAROC готова предложить свои рекомендации и решения по отдельным конструкциям и элементам здания, но здесь необходим комплексный подход. Мы советуем обращаться к специалистам – акустикам, которые при расчетах учитывают все факторы, влияющие на звукоизоляционные характеристики здания, как единой системы.

Свойства базальтового волокна | базальтфиберворлд

Механические свойства

Базальтовое волокно

аналогично стеклянным волокнам с удельным весом 2,6 г/м 3 , однако характеризуется на 20% более высокими механическими свойствами, такими как прочность на растяжение и сжатие, жесткость, модуль упругости и превосходная стойкость к химическим средам. 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 службы настоятельно рекомендуют производителям автомобилей использовать принципы управления с истекшим сроком службы 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

 

    Длительность тепловой нагрузки                                                
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.Волокно становится все менее аморфным и все более ломким 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 в качестве теплоизоляции довольно хорошо От +850 до +1050 °С
(6) Стадия 6: температура спекания От +1050 до +1250 °С

 

Химическая стабильность

Цемфил Базальт Э-стекло
Невесомость при 3-х часовом кипячении в воде 0,2%
Невесомость при 3-часовом кипячении в насыщенном цементном растворе (pH 12,9) 0,15% 0,35% 4,5%
Невесомость при 3-часовом кипячении в 2 н. растворе HCl (соляная кислота) 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 (серная кислота) 2% и 6% 14% и 22%

 

 

 

 

 

Сравнение механических свойств

Свойства 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 3.1 4,7 5,3 1,5 – 2,0 2,8 – 3,6
Максимальная рабочая температура °C 600 380 300 500 250

 

Прочность на растяжение тканей из базальтового волокна

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 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 430 МПа 12500 МПа 2,7 %
Саржа 220 г/м 2 1 0,15 мм 315 МПа 15000 МПа 1,8 %
Саржа 160 г/м 2 1 0,15 мм 290 МПа 15500 МПа 2 %
Саржа 160 г/м 2 1 0,15 мм 45° 95 МПа 1724 МПа 15 %

SIC – тест

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.

Для получения дополнительной информации обращайтесь по адресу [email protected]

Нравится:

Нравится Загрузка…

Теплопроводность базальтовой ваты, коэффициент теплопроводности. Теплопроводность минеральной ваты Isover, Ursa, Knauf, Rockwool

Rockwool – известный мировой бренд, выпускающий качественные утеплители для жилых и производственных помещений.Благодаря богатому опыту и использованию самых современных технологий утеплители Rockwood по многим параметрам опережают аналогичную продукцию других брендов.
Главной особенностью изоляции Rockwood является ее высокая стойкость к плавлению, гарантирующая высочайший уровень безопасности. В состав утеплителя входит минеральная вата из базальтового волокна, что позволяет во много раз повысить теплоизоляционные свойства, что особенно актуально для сурового российского климата.Несмотря на это, утеплитель «дышит», обеспечивая постоянное кондиционирование воздуха и не давая влаге застаиваться между потолками. Утеплитель Rockwool идеально подходит для утепления полов, крыш и фасадов загородных домов, многоэтажек или промышленных зданий.
Специальная пропитка удерживает изоляцию от деформации. Поскольку материал не впитывает влагу, утеплитель Rockwool никогда не теряет своих теплоизоляционных свойств, обеспечивая комфортную температуру в любую погоду.

ROCKWOOL ЛАЙТ БАТТС ®

ROCKWOOL LIGHT BATTS® с технологией Flexy — это легкие изоляционные плиты из каменной ваты. Отличительной особенностью этого утеплителя является загнутый край (усаживающийся и расширяющийся), что облегчает монтаж утеплителя в каркас.
Данная модель предназначена для использования во внутренних межкомнатных и межэтажных перегородках, либо в качестве первого внутреннего, ненагружаемого слоя в навесных фасадных системах.

Технические характеристики

Параметр Значение
Плотность 37 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.036 Вт/(м·К)
λ25 = 0,038 Вт/(м·К)
λA = 0,040 Вт/(м·К)
λB = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Сжимаемость, не более 30 %
мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
2.0

БЕТОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ BATTS®

CONCRETE ELEMENT BATTS® – жесткие теплоизоляционные плиты из каменной ваты.Применяются в качестве изолирующего среднего слоя в трехслойных бетонных и железобетонных стеновых панелях.

Технические характеристики
Параметр Значение
Плотность 90 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0,035 Вт/(м·К)
λ25 = 0,037 Вт/(м·К)
λA = 0.039 Вт/(м·К)
λB = 0,041 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ

Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее

20 кПа

Водопоглощение при полном погружении, не более

1,5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

ВЕНТИ БАТТС®

ROCKWOOL VENTI BATTS® – жесткие теплоизоляционные плиты на связующем из синтетической каменной ваты. Они предназначены для использования в качестве теплоизоляционного слоя в навесных фасадных системах с воздушным зазором при выполнении однослойного утепления или в качестве наружного слоя при выполнении двухслойного утепления. Механическое крепление осуществляется специальными тарельчатыми дюбелями. Дюбели должны проникать в основание не менее чем на 30 мм.

Технические характеристики
Параметр Значение
Плотность 90 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.035 Вт/(м·К)
λ25 = 0,037 Вт/(м·К)
λA = 0,039 Вт/(м·К)
λB = 0,041 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
20 кПа
4 кПа
1,5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

ВЕНТИ БАТТС D®

ROCKWOOL VENTI BATTS D® состоит из жесткого верхнего (внешнего) и более легкого нижнего (внутреннего) слоев на связующем из синтетической каменной ваты.Плиты
VENTI BATTS D® применяются в качестве теплоизоляционного слоя в фасадных системах с вентилируемым воздушным зазором и применяются для выполнения утепления в один слой. В отличие от двухслойного решения нет необходимости закреплять нижний слой плит, за счет этого сокращается количество креплений, сокращаются сроки монтажа и стоимость системы. Благодаря плотному верхнему слою, более 90 кг/м3, плиту VENTI BATTS D® можно монтировать без дополнительной ветрозащитной пленки. Механическое крепление осуществляется специальными тарельчатыми дюбелями.Дюбели должны проникать в основание не менее чем на 30 мм.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность верхнего слоя

Плотность нижнего слоя

Теплопроводность

λ10 = 0,035 Вт/(м·К)
λ25 = 0,037 Вт/(м·К)
λA = 0.039 Вт/(м·К)
λB = 0,041 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 4 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Модуль кислотности, не менее 2.0

КАВИТИ БАТТС®

ROCKWOOL KAVITI BATTS® — легкие изоляционные плиты из каменной ваты.Применяются в качестве теплоизоляционного среднего слоя в трехслойных наружных стенах из мелкоразмерных материалов.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

45 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0,035 Вт/(м·К)
λ25 = 0,037 Вт/(м·К)
λA = 0.039 Вт/(м·К)
λB = 0,041 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Сжимаемость, не более 15 %
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Модуль кислотности, не менее 2.0
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)

ШТУКАТУРНЫЕ ВАТЫ®

ROCKWOOL PLASTER BATTS® — это жесткие изоляционные плиты из каменной ваты на основе базальтовых пород.Применяются в качестве теплоизоляционного слоя в системах утепления фасадов с оштукатуриванием на стальной армирующей сетке. В качестве креплений используйте подвижные стальные скобы. Количество кронштейнов рассчитывается в зависимости от ветровой нагрузки. Минимальное количество – 4 штуки на 1 м2. Для армирования основного слоя штукатурки следует использовать сварную стальную сетку из оцинкованной проволоки.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

90 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.035 Вт/(м·К)
λ25 = 0,037 Вт/(м·К)
λA = 0,039 Вт/(м·К)
λB = 0,041 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 15 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Модуль кислотности, не менее 2.0
Паропроницаемость, не менее мк = 0.30 мг/(м·ч·Па)
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 4 кПа

РУФ БАТТС®

ROCKWOOL RUF BATTS® – теплоизоляционные плиты повышенной жесткости из каменной ваты на основе базальтовых пород. Применяются в качестве тепло- и звукоизоляционного слоя в покрытиях, в том числе для кровли без цементной стяжки. Плиты минеральной ваты РУФ БАТТС® должны быть механически закреплены на покрытии. Количество креплений должно определяться расчетом.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

160 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0,038 Вт/(м·К)
λ25 = 0,040 Вт/(м·К)
λA = 0,042 Вт/(м·К)
λB = 0,043 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 60 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1.5% по объему
Модуль кислотности, не менее 2.0
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 12 кПа
500 Н

РУФ БАТТС V®

ROCKWOOL RUF BATTS B® — очень жесткие изоляционные плиты из каменной ваты. Применяются в качестве верхнего тепло- и звукоизоляционного слоя в многослойных или однослойных конструкциях покрытий, в том числе для кровли без цементной стяжки.Плиты
должны быть механически (анкерно) закреплены на покрытии. Количество крепежных элементов должно определяться расчетным путем на основании данных поставщика крепежных элементов.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

190 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.039 Вт/(м·К)
λ25 = 0,041 Вт/(м·К)
λA = 0,043 Вт/(м·К)
λB = 0,045 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 70 кПа
Модуль кислотности, не менее 2.0
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 15 кПа
Сопротивление точечной нагрузке, не менее 600 Н

RUF BATTS N®

ROCKWOOL RUF BATTS N® – жесткие изоляционные плиты из каменной ваты на основе базальтовых пород.Применяются в качестве нижнего тепло- и звукоизоляционного слоя в многослойных кровлях, в том числе для кровли без цементной стяжки. Плиты из каменной ваты RUF BATTS N® следует механически крепить к покрытию, собранному с помощью RUF BATTS V®. Количество креплений должно определяться расчетом.
Допускается клеевое крепление кровельного утеплителя. При этом прочность сцепления должна быть не ниже прочности на отрыв слоев теплоизоляционного материала.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

115 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.037 Вт/(м·К)
λ25 = 0,039 Вт/(м·К)
λA = 0,041 Вт/(м·К)
λB = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 35 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Модуль кислотности, не менее 2.0
Паропроницаемость, не менее мк = 0.30 мг/(м·ч·Па)
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 7,5 кПа

РУФ БАТТС S®

ROCKWOOL RUF BATTS S® – жесткие изоляционные плиты из каменной ваты. Применяются в качестве теплозвукоизоляционного слоя в кровлях с защитным покрытием из бетонных, железобетонных и других плит, из цементно-песчаного раствора или песчано-асфальтобетона с предельно допустимой нормативной нагрузкой 3 кПа.
Допускается укладка плит ROCKWOOL RUF BATTS S® в несколько слоев перед нанесением защитного слоя.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

135 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0,037 Вт/(м·К)
λ25 = 0,039 Вт/(м·К)
λA = 0.041 Вт/(м·К)
λB = 0,043 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 40 кПа
Сопротивление точечной нагрузке, не менее 300 Н
Модуль кислотности, не менее 2.0
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 7.5 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему

RUF BATTS EXTRA®

ROCKWOOL RUF BATTS EXTRA® – жесткие теплоизоляционные плиты на основе связующего из синтетической каменной ваты. Плиты имеют комбинированную структуру и состоят из жесткого верхнего (внешнего) слоя и более легкого нижнего (внутреннего) слоя.
Помечен верхний (жесткий) слой. Они используются в качестве изоляционного слоя в железобетонных и металлических настилах.Плиты применяются для устройства гидроизоляционного ковра из рулонных и мастичных материалов, в том числе без устройства выравнивающих цементно-песчаных стяжек. Плиты ROOF BATTS EXTRA® используются для выполнения утепления в один слой. Плиты ROOF BATTS EXTRA® механически крепятся к покрытию.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность верхнего слоя

Плотность нижнего слоя

Теплопроводность

λ10 = 0.037 Вт/(м·К)
λ25 = 0,039 Вт/(м·К)
λA = 0,040 Вт/(м·К)
λB = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 60 кПа
Сопротивление точечной нагрузке, не менее 550 Н
Модуль кислотности, не менее 2.0
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 15 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1.5% по объему

RUF BATTS OPTIMA®

ROCKWOOL RUF BATTS OPTIMA® – жесткие теплоизоляционные плиты на основе связующего из синтетической каменной ваты. Разработан по принципу двойной плотности. Благодаря этому плиты имеют уменьшенный вес и просты в монтаже.
Применяются в качестве изоляционного слоя в кровельных конструкциях. Плиты применяются для устройства гидроизоляционного ковра из рулонных и мастичных материалов, в том числе без устройства цементно-песчаных стяжек.Допускается его применение в теплоизоляции чердачных перекрытий. Плиты RUF BATTS OPTIMA® механически крепятся к покрытию.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность верхнего слоя

Плотность нижнего слоя

Теплопроводность

λ10 = 0.036 Вт/(м·К)
λ25 = 0,038 Вт/(м·К)
λA = 0,040 Вт/(м·К)
λB = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 45 кПа
Сопротивление точечной нагрузке, не менее 450 Н
Модуль кислотности, не менее 2.0
Водопоглощение при полном погружении, не более 1.5% по объему

ВАТЫ ДЛЯ СЭНДВИЧА S®

ROCKWOOL SANDWICH BATTS S® — это жесткие теплоизоляционные плиты из каменной ваты. Применяются в качестве теплоизоляционного среднего слоя в сэндвич-панелях с металлической обшивкой, применяемых в стеновых конструкциях.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

Теплопроводность

λ10 = 0.040 Вт/(м·К)
λ25 = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 60 кПа
50 кПа
100 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0.53 мг/(м·ч·Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

ВАТС ДЛЯ СЭНДВИЧЕЙ K®

ROCKWOOL SANDWICH BATTS K® — это жесткие теплоизоляционные плиты из каменной ваты. Применяются в качестве теплоизоляционного среднего слоя в сэндвич-панелях с металлической обшивкой для крыш зданий.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

140 155 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.042 Вт/(м·К)
λ25 = 0,043 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 100 кПа
Сдвиг/прочность на сдвиг, не менее 75 кПа
Прочность при растяжении, не менее 100 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0.53 мг/(м·ч·Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

ФАСАДНЫЕ БАТТС®

ROCKWOOL FACADE BATTS® – жесткие и плотные теплоизоляционные плиты из каменной ваты, устойчивые к деформации. Применяются в качестве теплоизоляционного слоя в системах утепления фасадов с тонким слоем штукатурки. Продукт не только обеспечивает теплоизоляцию, но и служит основой для нанесения штукатурного слоя.Механическое крепление осуществляется специальными дюбелями.

Технические характеристики
Параметр Значение

Плотность

Теплопроводность

λ10 = 0,037 Вт/(м·К)
λ25 = 0,039 Вт/(м·К)
λA = 0,041 Вт/(м·К)
λB = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 45 кПа
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 15 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1.5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

ФАСАДНЫЕ ПАНЕЛИ D®

ROCKWOOL FACADE BATTS D® – жесткие теплоизоляционные плиты на связующем из синтетической каменной ваты. Плиты имеют комбинированную структуру и состоят из жесткого верхнего (внешнего) слоя и более легкого нижнего (внутреннего) слоя. Применяются в качестве теплоизоляции снаружи зданий в системах с тонким слоем штукатурки.Плиты обеспечивают не только теплоизоляцию, но и служат основой для нанесения штукатурного слоя.
Концепция двойной плотности позволяет улучшить теплоизоляционные свойства фасадной системы, снизить расход армирующей шпаклевки, сократить сроки монтажа. ФАСАД Плиты BATTS D® крепятся с помощью специального клея. Механическое крепление осуществляется специальными дюбелями.

Технические характеристики
Параметр Значение
Плотность верхнего слоя
Плотность нижнего слоя
180 кг/м³
94 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.036 Вт/(м·К)
λ25 = 0,038 Вт/(м·К)
λA = 0,040 Вт/(м·К)
λB = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 15 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Модуль кислотности, не менее 2.0

ФАСАД LAMELLA®

ROCKWOOL FACADE LAMELLA® – полосы-ламели, нарезанные из плит каменной ваты соответствующей плотности и используемые при расположении волокон перпендикулярно утепляемой поверхности.Предназначен для использования в качестве теплоизоляционного слоя в системах утепления фасадов с тонким слоем штукатурки или под клинкерную плитку. Также изделия используются для утепления участков стен с криволинейной или «ломаной» поверхностью (эркеры, пилястры и т.п.). Механическое крепление осуществляется специальными дюбелями. Допускается фиксация планок LAMELLA® FACADE специальным клеем, который должен быть нанесен на поверхность изделия полностью.

Технические характеристики
Параметр Значение
Плотность 90 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.039 Вт/(м·К)
λ25 = 0,041 Вт/(м·К)
λA = 0,042 Вт/(м·К)
λB = 0,044 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 40 кПа
Прочность на разрыв при разделении слоев, не менее 80 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0.30 мг/(м·ч·Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

ФЛОР БАТТС ®


Предназначен для полов со стандартной нагрузкой до 3 кПа.

Технические характеристики
Параметр Значение
Плотность 125 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.036 Вт/(м·К)
λ25 = 0,038 Вт/(м·К)
λA = 0,040 Вт/(м·К)
λB = 0,042 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 35 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

ФЛОР БАТТС И ®

ROCKWOOL FLOR BATTS® — это жесткие изоляционные плиты из каменной ваты. Предназначен для теплоизоляции полов по грунту, а также для устройства акустических плавающих полов.
Предназначен для полов со стандартной нагрузкой более 3 кПа.

Технические характеристики
Параметр Значение
Плотность 150 кг/м³

Теплопроводность

λ10 = 0.037 Вт/(м·К)
λ25 = 0,040 Вт/(м·К)
λA = 0,041 Вт/(м·К)
λB = 0,043 Вт/(м·К)

Группа воспламеняемости НГ
Прочность на сжатие при 10 % деформации, не менее 50 кПа
Водопоглощение при полном погружении, не более 1,5% по объему
Паропроницаемость, не менее мк = 0,30 мг/(м·ч Па)
Модуль кислотности, не менее 2.0

Так что же такое теплопроводность? Физически Теплопроводность Это молекулярный перенос тепла между непосредственно контактирующими телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

Проще говоря, теплопроводность Это способность материала проводить тепло. Если внутри тела есть разница температур, то тепловая энергия передается от более горячей части к более холодной.Теплопередача происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Это происходит до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Этот процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.

На практике, например, в строительстве по теплоизоляции зданий, рассматривается еще один аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. Возьмем в качестве примера «абстрактный дом». В «абстрактном доме» есть обогреватель, поддерживающий постоянную температуру внутри дома, скажем, 25°С.На улице температура тоже постоянная, например 0°С. Вполне понятно, что если отключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0°С. Все тепло (тепловая энергия) через стены будет иди на улицу.

Для поддержания температуры в доме на уровне 25°С обогреватель должен работать постоянно. Обогреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.

Коэффициент теплопроводности.

Количество тепла, проходящего через стены (а по-научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разницы температур (в доме и снаружи), от площади стен и теплопроводности материал, из которого сделаны эти стены.

Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов . Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию.Чем выше значение теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из , и различные. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – .

Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К).Это значит, что если взять кирпичную стену, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2, то при разнице температур в 1 градус через нее пройдет 0,67 Вт тепла. энергия стены. Если разница температур 10 градусов, то пройдет 6,7 Вт. А если при таком перепаде температур стену сделать 10 см, то теплопотери будут уже 67 Вт. Подробнее о методике расчета теплопотерь зданий можно узнать по телефону

.

Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указаны для толщины материала 1 метр.Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, коэффициент теплопроводности необходимо разделить на искомую толщину, выраженную в метрах.

В строительных нормах и расчетах часто используется термин «термическое сопротивление материала». Это обратная величина теплопроводности. Если, например, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см равна 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление составит 1/0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/ВТ

В таблице ниже приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов, используемых в строительстве.

ДСП
Материал Коэфф. теплый Вт/(м2*К)
Алебастровые плиты 0,470
Алюминий 230,0
Асбест (шифер) 0,350
Волокнистый асбест 0,150
Асбоцемент 1 760
Плиты асбестоцементные 0,350
Асфальт 0,720
Асфальт на полу 0,800
Бакелит 0,230
Бетон на щебне 1 300
Бетон на песке 0,700
Пористый бетон 1400
Полнотелый бетон 1 750
Изоляционный бетон 0,180
Битум 0,470
Бумага 0,140
Легкая минеральная вата 0,045
Тяжелая минеральная вата 0,055
Вата 0,055
Листы вермикулита 0,100
Шерстяной войлок 0,045
Гипс строительный 0,350
Глинозем 2 330
Гравий (наполнитель) 0,930
Гранит, базальт 3 500
Почва 10% воды 1 750
Почва 20% воды 2 100
Песчаный грунт 1 160
Почва сухая 0,400
Уплотненный грунт 1 050
Смола 0,300
Древесина – доски 0,150
Дерево – фанера 0,150
Твердая древесина 0,200
ДСП 0,200
Дюралюминий 160,0
Железобетон 1700
Зола 0,150
Известняк 1700
Известково-песчаный раствор 0,870
Yporka (вспененная смола) 0,038
Камень 1400
Картон строительный многослойный 0,130
Вспененный каучук 0,030
Натуральный каучук 0,042
Фторкаучук 0,055
Керамзитобетон 0,200
Силикатный кирпич 0,150
Пустотелый кирпич 0,440
Силикатный кирпич 0,810
Полнотелый кирпич 0,670
Шлаковый кирпич 0,580
Кварцевые плиты 0,070
Латунь 110,0
Лед 0°С 2 210
Лед -20°С 2 440
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) 0,150
Медь 380,0
Мипора 0,085
Опилки для засыпки 0,095
Сухие древесные опилки 0,065
ПВХ 0,190
Пенобетон 0,300
Пенопласт ПС-1 0,037
Пенопласт ПС-4 0,040
Пенопласт ПВХ-1 0,050
Пенопласт resopen FRP 0,045
Пенополистирол ПС-Б 0,040
Пенополистирол PS-BS 0,040
Пенополиуретановые листы 0,035
Панели из пенополиуретана 0,025
Легкое пеностекло 0,060
Тяжелое пеностекло 0,080
Пергамин 0,170
Перлит 0,050
Перлитоцементные плиты 0,080
Песок 0% влажности 0,330
Песок 10% влажности 0,970
Песок влажностью 20 % 1 330
Обожженный песчаник 1 500
Плитка облицовочная 1 050
Плитка теплоизоляционная ПМТБ-2 0,036
Полистирол 0,082
Поролон 0,040
Портландцементный раствор 0,470
Пробковая пластина 0,043
Легкие пробковые листы 0,035
Тяжелые пробковые листы 0,050
Резина 0,150
Кровельный материал 0,170
Шифер 2 100
Снег 1 500
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450 … 550 кг/куб.м, влажность 15%) 0,150
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, влажность 15%) 0,230
Сталь 52,0
Стекло 1 150
Стекловата 0,050
Стекловолокно 0,036
Ламинат из стекловолокна 0,300
Стружка – упаковка 0,120
Тефлон 0,250
Рубероид 0,230
Цементные плиты 1 920
Цементно-песчаный раствор 1 200
Чугун 56,0
Гранулированный шлак 0,150
Котловой шлак 0,290
Шлакобетон 0,600
Сухая штукатурка 0,210
Цементная штукатурка 0,900
Эбонит 0,160

Зимой нужно отапливать помещение, но ограниченность ресурсов и забота о природе побуждают разумно расходовать энергию.

Поэтому за последние пару лет особую популярность получили различные теплоизоляционные материалы, необходимые для снижения расхода тепловой энергии.

Благодаря правильный выбор изоляции , вы можете сделать здание теплым в зимний сезон и едва прохладным в летние месяцы.

На особом счету, который является одним из лучших теплоизоляционных материалов: он безвреден для здоровья , доступен по цене и высокоэффективен.

Теплопроводность и свойства минеральной ваты

Теплопроводность – свойство объекта пропускать через себя тепло и отдавать его. Любой утеплитель имеет свою теплопроводность, которая определяет качество материала, область его использования.

Теплопроводность минеральной ваты зависит от марки и состава. В среднем показатели равны 0,034-0,05 Вт/м*К. Данные очень низкие, поэтому каменная вата является отличным теплоизоляционным материалом.

Разрыхлитель Структура минеральной ваты имеет более низкий уровень теплопроводности, поэтому тепло лучше удерживается в воздушных подушках.

Минеральная вата тяжелая Теплопроводность равна 0,48-0,55 Вт/м*К, а у легкой (с рыхлой структурой) теплопроводность 0,035-0,047 Вт/м*К. Сравнить коэффициент теплопроводности минеральной ваты с разными типами обогревателей поможет Таблица 1.

Чем ниже значение теплопроводности, тем лучше изоляция.По сравнению с пенополистиролом и пенополистиролом минеральная вата дает менее эффективные энергоемкие показатели. Но, если сравнивать огнестойкость и вредность этих утеплителей, то явно выигрывает минеральная вата.

Минеральная вата не горит и не содержит потенциально вредных веществ.

Одинаково сохраняет тепло :

    Пенополистирол экструдированный
  • (40 кг/м 3 ) с толщиной слоя 95 мм;
  • минеральная вата (125 мг/м 3 ) – 100 мм;
  • ДСП (400 кг/м 3 ) – 185 мм;
  • дерево
  • (500 кг/м 3 ) – 205 мм.

Минеральная вата имеет низкую теплопроводность , поэтому применяется повсеместно. Используется для теплоизоляции фасадов зданий, для внутреннего и внешнего утепления.

Выбор минеральной ваты и расчет толщины утеплителя

Любое здание имеет свой показатель теплостойкости … Цифры зависят от климатической зоны и различаются в зависимости от региона.

Каждый утеплитель имеет свой уровень теплопроводности … Поэтому важно создать комфортные теплоизоляционные условия, которые снизят энергозатраты на обогрев и охлаждение помещения.

Если здание уже построено, расчеты необходимо провести исходя из вида материала, его сечения, рассчитать теплопроводность , узнать показатели теплоизоляции. Для домов, которые только строятся, больше возможностей выбора стройматериалов, утепления и отделки.

Для расчета толщины утеплителя нужно знать три числа:

  • региональные нормы термического сопротивления зданий;
  • коэффициент термического сопротивления строительного материала конструкции;
  • Коэффициент теплопроводности изоляции.

Расчет по формуле :

К = Р/Н,

где К – показатель термического сопротивления стены; R – толщина слоя изоляции; N – коэффициент теплопроводности.

Эта формула поможет вам рассчитать тепловое сопротивление стены . И, исходя из полученных данных, вы сможете рассчитать, какая теплоизоляция нужна по толщине. Полный расчет толщины утеплителя вы найдете в статье «Толщина утеплителя для стен».

Технические характеристики минеральной ваты в качестве утеплителя

Каждый теплоизоляционный материал хорош по-своему. Минеральная вата в том числе.

Даже больше: он по многим параметрам лучше других утеплителей, потому что экологически чистый, не вредит здоровью , прост в монтаже и долго сохраняет свои эксплуатационные свойства.

Например, в таблице 2 сравните технические характеристики минеральной ваты и экструдированного пенополистирола.

Таблица 2. Технические характеристики минеральной ваты и экструдированного пенополистирола
Описание характеристик Минеральная вата Экструдированный пенополистирол
Прочность на сжатие при линейной деформации 10 %, МПа 37-190 (+/- 10%) 28-53 (+/- 10%)
Водопоглощение по объему за 24 часа меньше 0.4 0,2-0,4
Время самогорения, не более, с негорючий материал вспыхивают ядовитые газы
Пожарно-технические характеристики по СНиП 21-01-97 НГ, Т2 Г1, Д3, РП1
Диапазон рабочих температур, °С от -180 до +650°С

При t ≥ 250°С связующее испаряется. Плавится при 1000°С

от -50 до +75°С

При температуре 200-250°С токсичные вещества разлагаются

Коэффициент паропроницаемости, мг/(м.час Па) 0,31-0,032 0,007-0,012
Безопасность +
Термическое сопротивление 0,036-0,045 0,03-0,033
Звуко- и ветрозащитный + +
Влагостойкость + +
+
Сохранение стабильных размеров +
Долговечность 50 лет (фактический – 10-15 лет) 50 лет (фактический – более 20 лет)
Удобство использования + +
Воспламеняемость +

Популярные производители минеральной ваты

Утеплители из минеральной ваты производятся разными компаниями. Наиболее популярными являются: KNAUF, ROCKWOOL, ISOVER, URSA, ТехноНИКОЛЬ. Продукция этих компаний соответствует нормам безопасности, не вредна для здоровья и пригодна для длительного использования с целью теплоизоляции.


Минеральная вата КНАУФ
является одним из лидеров рынка по продаже утеплителей. Компания занимается производством строительных материалов более 70 лет. В области утепления она производит только один вид утеплителя: минеральную вату.

С ней легко работать , технические характеристики и особенности ее эксплуатации просты. А о его эффективности можно писать стихи. Knauf производит качественную минеральную вату, не содержащую вредных смол.

При резке плиты Кнауф не выделяет пыль , поэтому дополнительные средства защиты не нужны. Наличие в нем гидрофобизаторов и водоотталкивающих веществ делало минеральную вату устойчивой к влаге. Выдерживает перепады температуры, не горит.

Уровень его теплопроводности – 0,035-0,4 Вт/м (очень низкий коэффициент). Подходит для жилых и коммерческих помещений. Доступны в листах и ​​матах.


ТехноНИКОЛЬ
производят минеральную вату, представляющую собой негорючий, звуко-, теплоизоляционный материал на основе горных базальтовых пород. Выпускает несколько серий минераловатных утеплителей.

Rocklight – продукция применяется для утепления чердаков, стен с обшивкой сайдингом, трехслойных или каркасных стен, полов, потолков, перегородок.Имеет теплопроводность 0,045-0,048 Вт/м.

Техноблок – утеплитель гидрофобный негорючий минераловатный с теплопроводностью 0,041-0,044 Вт/м. Техновент применяется в строительстве жилых, коммерческих зданий для вентиляции фасадных систем. Имеет теплопроводность 0,037-0,044 Вт/м.

Технофас применяется для наружного утепления стен с защитно-декоративным тонким слоем штукатурки. Теплопроводность равна 0.036-0,045 Вт/м.

Minwata ROCKWOOL производится для различных целей. Применяется в качестве утеплителя в домах, квартирах, для теплоизоляции скатных крыш, чердаков, подвалов, полов, наружных стен, каминов, плоских крыш. Разновидностей продукции ROCKWOOL много: все зависит от условий и цели использования.

Средняя теплопроводность материала составляет до 0,036-0,044 Вт/м. Выпускается в виде рулонов, пластин, также есть изделия с односторонним покрытием из алюминиевой фольги.

УРСА применяется для утепления крыш, стен, вентиляции, коммуникаций. Снижает уровень шума, обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Minvata URSA подходит для жилых и коммерческих зданий.

В его производстве участвуют песок, доломит, сода и другие компоненты. Компания продает продукцию URSA GEO из стекловолокна. Изготовлен из экологически чистых материалов, где не содержит вредных веществ .

Теплопроводность – 0.036-0,045 Вт/м. Минеральная вата URSA производится в плитах и ​​рулонах, есть материалы с дополнительным фольгированным покрытием.

Minvatu ISOVER может применяться для вентилируемых и оштукатуренных фасадов, перегородок, саун, скатных крыш, полов, утепления стен изнутри или снаружи, систем отопления, вентиляции, каркасных конструкций. Выпускается в плитах, рулонах. Теплопроводность ISOVER составляет 0,032-0,041 Вт/м.

Выбирая минеральную вату для утепления , правильно рассчитайте толщину теплоизоляционного материала, исходя из индивидуальных особенностей здания и климатических условий региона.В этом случае вы подберете идеальный утеплитель, который снизит расходы на отопление и обеспечит комфортное тепло зимой, легкую прохладу летом.

Профессионалы расскажут о видах и технических характеристиках минеральной ваты в видео:

Об особенностях минеральной ваты как утеплителя, ее свойствах и характеристиках смотрите в видео ниже:

Все хотят жить в комфорте и спокойствии. Если владельцы частных домов ставят перед собой такую ​​цель, то жилище стараются защитить от посторонних шумов и холода с помощью специальных материалов.Если вы ищете защиту от зимнего холода и летнего зноя, вы можете использовать теплоизоляцию на основе минеральной ваты. Этот материал представлен в продаже несколькими разновидностями, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы, поэтому перед совершением покупки необходимо их изучить.

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности достигает 0,040 Вт/м°С и зависит от плотности. Теплоизоляция может быть основана на различном сырье, что влияет на структуру волокна.В продаже можно найти горизонтально- и вертикально-слоистую, пространственную или гофрированную слоистую вату, что значительно расширяет возможности использования материала в определенных конструкциях.

Теплопроводность не всегда остается на одном уровне. Этот параметр увеличивается на 50% за 3 года, что связано с проникновением влаги внутрь конструкции. Важно в совокупности с этой характеристикой обратить внимание еще и на паропроницаемость, которая равна единице, если нет пароизоляционной защиты.Эти свойства являются одними из основных характеристик, влияющих на область использования материала.

Теплопроводность минераловатных разновидностей

Теплопроводность – процесс передачи тепла от утеплителя к материалу с более низкой температурой. К описываемой теплоизоляции относятся следующие виды ваты:

Каждый из этих видов имеет свой коэффициент теплопроводности. Что касается стекловаты, то указанный параметр может быть максимально равен 0.052 Вт/м*К. Для базальтовой ваты эта характеристика может варьироваться от 0,035 до 0,046 Вт/м*К. Если речь идет о шлаковой вате, то указанное свойство равно пределу 0,46-0,48 Вт/м*К. К. Толщина утеплителя влияет на качество теплоизоляции и теплопроводность. Величина теплопроводности прописана в ГОСТ 7076-994.

Сравнение теплопроводности минеральной ваты Isover

Перед приобретением того или иного материала необходимо ознакомиться с параметрами теплопроводности минеральной ваты.Сравнение можно провести на основе теплоизоляции под маркой Isover. Если он представлен в рулоне 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 плиты с коэффициентом теплопроводности в пределах 0,032-0,037 Вт/м*К. Данная вата используется для теплоизоляции каркасных конструкций.Коврики «Каркас-М37» имеют коэффициент теплопроводности, который равен 0,043 Вт/м*К максимум. Этот материал используется и 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. Структура волокна играет важную роль в этом вопросе. Для утепления каркасных стен используется минеральная вата Каркас-П32, имеющая коэффициент теплопроводности 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 касается и минеральной ваты Ursa. Если вам нужны кровли, перекрытия и стены, то вы можете выбрать «Урса Гео М-11» с коэффициентом теплопроводности в пределах 0,040 Вт/м*К. Плиты в рулонах, выпускаемые под названием УРСА ГЕО, предназначены для скатные крыши.Коэффициент теплопроводности в этом случае равен 0,035 Вт/м*К.

Для утепления полов, акустических потолков и перекрытий применяют рулоны URSA GEO Light, у которых описанная характеристика равна пределу 0,044 Вт/м*К. К. Как показывает практика, свойства минеральной ваты под маркой Урса одни из лучших. С помощью этого утеплителя можно надежно утеплить дом, в результате удается добиться образования воздухопроницаемой поверхности с воздушными промежутками.Ursa Geo производится по уникальной рецептуре и экологически чистой технологии, что заслуживает особого внимания.

Теплопроводность минеральной ваты Rockwool

Вас также может заинтересовать коэффициент теплопроводности. Этот материал предлагается к продаже в нескольких наименованиях, каждое из которых представлено плитами или матами. Например, Rockmin с коэффициентом 0,039 Вт/м*К выпускается в виде плит и предназначен для звуко- и теплоизоляции чердаков, стен, крыш и вентилируемых покрытий.№

Маты Domrock можно использовать для подвесных потолков, балочных перекрытий и стен с легким деревянным каркасом. Описываемая характеристика в данном случае равна 0,045 Вт/м*К. Панелирок предлагается к продаже в виде плит и предназначен для звуко- и теплоизоляции наружных стен. Коэффициент теплопроводности этого материала составляет 0,036 Вт/м*К.

Если перед вами плита Monrock max, то вы можете приобрести ее для утепления разных видов 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 устраиваются на земле, а остальные располагаются под бетонной стяжкой. В специальный отдел следует вынести минеральную вату в виде матов Alfarock, которая используется для труб.Коэффициент теплопроводности в данном случае составляет 0,037 Вт/м*К.

Особенности минеральной ваты «Технониколь»

Если вы решили выбрать продукцию Технониколь, то коэффициент теплопроводности минеральной ваты этого производителя также должен вас заинтересовать . Он равен пределу от 0,038 до 0,042 Вт/м*К. Материал представляет собой водоотталкивающую негорючую плиту, которая предназначена для звуко- и теплоизоляции. Материал создан на основе горных пород, которые относятся к группе базальтов.

Плиты применяются в промышленном и гражданском строительстве, 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.Также важно поинтересоваться и другими параметрами, например, длиной, шириной и толщиной. Первые два равны 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 потолков и стен, но и для изоляции высокотемпературных поверхностей вроде трубопроводов и печей.Материал может обеспечивать противопожарную защиту конструкций и выступать в качестве защитного слоя в акустических экранах и перегородках. В изделиях из каменной ваты, которые изготовлены на синтетическом связующем, процесс разрушения начинается при достижении температуры воздействия на материал предельной 300 °С.

Свойства сэндвич-панелей из минеральной ваты

Минеральная вата Сэндвич-панели довольно популярны в строительстве. Коэффициент теплопроводности этого материала равен пределу от 0.20 на 0,82 Вт/м*К. Звукоизоляция материала 24 дБ. Прочность на сдвиг составляет 100 кПа, как и прочность на сжатие. Плотность изделий может быть равна предельной от 105 до 125 кг/м 3 .

Конструкции не предусматривают необходимости применения специальной техники для строительных работ, легко подвергаются воздействию ультрафиолета, а также перепадам температур . Сэндвич-панели не поддаются ржавчине, огнестойки, обладают отличными тепло- и звукоизоляционными качествами.При повреждении панели допустима частичная замена. Такие конструкции не создают лишней нагрузки на фундамент. Посетив магазин, вы сможете выбрать любой оттенок панелей, что позволяет добиться отличного эстетического результата.

Заключение

Вата минеральная предлагается к продаже под различной маркировкой, определяющей свойства и область использования. Например, П-75 имеет указанную в названии плотность. 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 отлично показал себя при утеплении перегородок и стен, используемых внутри помещений.

Разновидности минеральной ваты

Минеральные утеплители – это утеплители, изготовленные из сырья минерального происхождения. Наиболее популярным и широко используемым утеплителем является минеральная вата. Теплопроводность минеральной ваты является важным показателем целесообразности использования ее в качестве утеплителя.

Различают минеральную вату каменную и шлаковую … Каменную вату производят из различных горных пород, например, базальта, известняка, доломита. Он прочный, качественный, имеет высокие эксплуатационные характеристики и часто применяется при строительстве зданий и сооружений.

Сырьем для шлаковой ваты является смесь шлаков черной и цветной металлургии. Он менее прочен и не предназначен для длительного использования. Не используйте его в условиях перепадов температур и повышенной влажности.

Показатели минеральной ваты

Основные показатели минеральной ваты приведены в таблице

Характеристика

Минеральная вата

Плотность

Водопоглощение при полном погружении, не более

Средний диаметр волокна, не более

Теплопроводность при 283 + 1 К, не более

0.044 Вт/м*К

Прочность на сдвиг, не менее

Прочность на сжатие, не менее

Прочность при растяжении, не менее

Теплопроводность нагревателей. Что это?

Коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, проводимого через 1 квадратный метр поверхности материала толщиной 1 м в час при отсутствии утечек тепла со стороны и разности температур обеих поверхностей в 1 °С.Это одно из важнейших свойств теплоизоляционных материалов. Понятно, что чем ниже теплопроводность, тем меньше тепла теряется.

Теплопроводность минеральной ваты

Если сравнить теплопроводность минеральной ваты с теплопроводностью других теплоизоляционных материалов, то получим следующие показатели:

Теплопроводность, Вт/м°С/требуемый слой утеплителя толщина, мм:

Базальтовая вата – 0.039/167 мм
Расширенный полистирол – 0,037 / 159 мм
Стеклянная вата – 0,044 / 189 мм
Расширенная глина – 0,170 / 869 мм
кирпичная кладка – 0.520 / 1460 мм 7

Сравнительные коэффициенты теплопроводности строительных материалов:

Бетон – 1,5
Кладка на растворе – 1,2
Кирпич рабочий – 0,6
Кирпич облицовочный – 0,4
Гипс – 0,3
Газобетон – 0,2
Стекловата – 0,05
Пробковые покрытия – 0,039

19 Минеральная вата – 0,035
Пенопласт – 0.034

Как видно из показателей, по теплопроводности минеральная вата уступает только материалам из пенополистирола. Хотя если сравнивать пенополистирол и каменную вату по огнестойкости, то каменная вата однозначно в числе победителей. Все виды каменной ваты относятся к негорючим материалам.

Свойства минеральной ваты

Коэффициент теплопроводности указывает на способность проводить тепло. Однако, чтобы определить необходимый материал для утепления, важно учитывать не только его теплопроводность, но и другие, не менее важные характеристики.


В дополнение к хорошей теплопроводности

  • Огнеупорный – материал выдерживает высокие температуры
  • Устойчивый к агрессивным химическим средам
  • Экологичный – материал безвреден для человека
  • Паропроницаемый – пропускает водяной пар
  • Пластмассовый – под воздействием внешней силы способен принимать нужную форму
  • Простота монтажа – мягкая, легко режется ножом, прочная – ножовкой
  • Влагостойкая – при полном погружении коэффициент водопоглощения равен 0.5%
  • Устойчив к бактериям и грибкам
  • Не дает усадки со временем, тем самым предотвращает появление мостиков холода
  • Долговечность – При правильном использовании срок службы составляет около 70 лет.

Еще одним важным преимуществом минеральной ваты является ее стоимость. Именно благодаря всем вышеперечисленным характеристикам минеральная вата стала одним из самых популярных утеплителей на рынке строительных материалов.

Правильный выбор утеплителя позволит вам долгие годы иметь в доме комфортные условия.

Разведка базальтовых стекол как высокотемпературных Материалы для хранения явного тепла

2.1. Состав и структурный анализ

Химический состав базальтовых стекол анализировали с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра. (XRF), а молярные проценты основного компонента стекол представлены в таблице 1. Можно заметить, что кремнезем является преобладающим компонентом три образца, которые действуют как формирователь стеклянной сетки, и основной сетчатый каркас стеклосистемы формируется в тетраэдре [SiO 4 ].По сравнению с обычными стеклами и рудами базальты содержат больше оксида железа (4–7 мол. %), что окажет большое влияние на теплофизические свойства, такие как температура кристаллизации и вязкость. 24,25 Среди исследованных образцов содержание глинозема в сетчатом интермедиате колебалось слабо. Глинозем может объединяться со свободным кислородом в стекле, чтобы участвовать в сетевом образовании с четырехкоординатным [AlO 4 ], играющим роль сетевой компенсации.Он также войдет разрыв стеклянной сетки в виде шестикоординатной [AlO 6 ]. Кроме того, небольшое количество оксидов щелочных металлов и оксиды щелочноземельных металлов, и слабые изменения в этих компоненты также оказывают существенное влияние на структуру и свойства образца.

Таблица 1

Химические композиции базальтовых очков (моль%)

(Mol%) SiO 2 OL 2 O 3 Fe 2 O 3 СаО MgO TiO 2 К 2 О На 2 О Р 2 О 5
БГ-1 62 .3 10,72 4,02 8,04 8,71 0,67 1,34 4,02 0,19
БГ-2 57,41 9,21 7,09 12,05 7,8 2,83 0,71 2,84 0
БГ-3 49,83 9,43 5,39 11,45 15,49 2,69 1,35 4.04 0,35

Состояние стеклосетки промежуточной Al 2 O 3 в стеклосистеме определяется количеством свободного кислорода, обеспечиваемого щелочным металлом и щелочноземельным металлом оксида, и 1 моль свободного кислорода может быть использован на 1 моль Al 2 O 3 с образованием [AlO 4 ]. Сумма бесплатно кислорода можно рассчитать по уравнению i представляет собой мольную долю оксида. 26 Согласно уравнению 1 содержание свободного кислорода в трех стеклянных системах БГ-1, БГ-2 и БГ-3 составляли 10,32, 9,93 и 13,07 мол.% соответственно. За исключением того, что количество свободного кислорода у БГ-1 несколько меньше чем у Al 2 O 3 (10,72 мол.%), остальные выше, чем содержание Al 2 O 3 соответствующих системы. Следовательно, Al 2 O 3 во всех трех стеклах можно считать состоящим из тетраэдров [AlO 4 ] участвующие в сети, и он функционирует как формирователь сети.В зависимости от базовой теории строения расплава силикатного стекла, тетраэдры 27 [SiO 4 ] и [AlO 4 ] образуют сложную трехмерную сетевую структуру, разделяя кислород ионы и соединительные углы и вершины. 28 Чем выше их содержание, тем выше степень полимеризации стекло. 22,29 Следовательно, по составу из трех видов базальтового стекла можно предварительно предположить что структурная стабильность трех видов базальтового стекла снижается в свою очередь, что подтверждается последующими испытаниями.

Таблица 2

Кислород Коэффициент предложения из различных окислов

оксида СаО MgO К 2 О На 2 О
К я 0,4 0,2 1 1

Инфракрасный спектры базальтовых руд и стекол показаны на , где волновое число колеблется от 500 до 4000 см –1 .Малое плечо расположено на 550 см –1 можно отнести к Si–O–Al изгибные колебания тетраэдров [SiO 4 ] и [AlO 4 ] структурные подразделения. 30,31 Полоса наблюдается на отметке 699 см –1 обусловлена ​​валентной вибрацией Al–O тетраэдра [AlO 4 ]. 31,32 Фурье Преобразование инфракрасных спектров (FTIR) показывает слабые пики при 743 и 780°. см –1 , что можно отнести к группе Si–O–Si симметричное валентное колебание и валентное колебание Si–Si. 32 Широкополосный, наблюдаемый между 850 и 1250 см –1 относится к асимметричным колебаниям растяжения связей Si–O–Si, Si–O–Al и Si–O. 30 Пик около 1020 см –1 есть приписывается тетраэдру [SiO 4 ] и немостиковому кислороду колебания атома. 33 Можно сделать вывод, что сетчатые скелеты базальтовых руд и стекол в основном сложены тетраэдра [SiO 4 ] и тетраэдра [AlO 4 ], что также подтверждает достоверность расчета конструкции тип.Слабые пики, появляющиеся при 1450, 1640 и 1730 см –1 , относятся к деформационным колебаниям H–O–H адсорбирующих вода. 34,35 Очевидно, эти вершины базальтовых стекол ослабевают или даже исчезают, что свидетельствует о том, что содержание адсорбированных вода значительно уменьшается после плавления базальтовых руд. То пик около 3430 см –1 объясняется присутствием силанольных гидроксильных групп: деформация и растяжение Si–OH вибрации, 35,36 где пики базальтовых стекол значительно ослабевает, что свидетельствует об уменьшении содержания Si–OH.

ИК-спектры базальтов и базальтовые стекла при комнатной температуре.

2.2. Теплофизическая характеристика

2.2.1. Термальный Устойчивость

Твердые материалы, аккумулирующие тепло, не должны плавиться в рабочем состоянии диапазон температур. Анализ термической стабильности имеет решающее значение для оценки производительность хранения тепла, чтобы предсказать соответствующую работу температура материалов, аккумулирующих тепло, и возможные физические и химические реакции во время термического цикла.В этой работе термогравиметрия (ТГ) – дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) анализ базальтов и стекла осуществляли в интервале температур 40–1200 °C и три цикла нагрева/охлаждения проводили при температуре скорость изменения 20 ° C / мин для оценки устойчивости к термоциклированию. a–c отображает кривые ТГ трех циклов нагрева-охлаждения базальтов. Это можно заметить, что три образца имеют очевидную потерю массы во время первый процесс нагрева и скорость потери массы около 1.91, 5.18, и 2,04% соответственно, при этом образец Б-2 имел наибольшую потерю массы.

Кривые ТГ базальты и базальтовое стекло: (а) Б-1, (б) Б-2, (в) Б-3 и (г) БГ-1.

а показывает кривые ДСК анализа базальтов, где скорость нагрева составляет 20 °С/мин. В сочетании с анализом ТГ-ДСК три образца вступают в ту же реакцию при первом нагревании. Ниже 200 °C потеря массы связана с уходом адсорбированной воды, а образец Б-2 имеет более высокое содержание адсорбированной воды около 1.7%. При 200–800 °С за счет разложения реакция силанола, новых связей Si–O–Si и молекул воды производятся. 37 Молекулы воды инкапсулированы в закрытых порах сетевого каркаса давление пара увеличивается с повышением температуры, а напряжение вызывает внутреннее атомное связи разрываются, что затем приводит к возникновению трещин. 18 Руды можно рассматривать как поликристаллы, состоящие различных минеральных фаз. На каждой ДСК имеется эндотермический пик. кривая около 580 ° C, которая представляет собой превращение кварца фазы от α до β. 17 Причитается к более высокому содержанию кварца в Б-1 форма пика более острая, а формы пиков B-2 и B-3 постепенно уширяются. Тем не мение, из-за большого коэффициента теплового расширения β-кварца, порода будет трескаться в процессе нагрева, что ограничивает ее рабочая температура. 38 Утечка воды молекул вследствие распада силанола и фазового перехода кварц приведет к разрушению материала. Для поддержания высокой температуры производительность хранения и длительный срок службы, идеальный максимальный рабочий температура этих базальтов всего 500 °С.Стоит отметить что образец Б-2 имеет дополнительный эндотермический пик на кривой ДСК от 700 до 800°С. Это может быть преобразование оливина фаза до гематита (Fe 2 O 3 ). 39 Из-за высокого содержания Fe в B-2 этот пик более очевидно.

ДСК-анализ: (а) базальт руды и (б) базальтовые стекла.

Напротив, три образца стекла показали почти отсутствие потери массы в течение трех циклов, как показано на d для кривой TG BG-1 (другие два стакана имеют такую ​​же тенденцию, и здесь не были представлены чтобы изображение не было лишним).Кривая ТГ колеблется, и там имеет восходящий тренд около 660 °C. Это может быть связано с температурой эффект стеклования, приводящий к неравномерному распределению температуры вокруг образца, создавая конвекцию газа и опускание тяжелого газа, и вызывая явное увеличение веса. Кривые ТГ показывают, что летучие и разлагающиеся примеси удаляются, а термическая стабильность значительно улучшается после того, как базальтовые руды переплавляются в стекла.

Как показано на рис. b, три стекла имеют как эндотермические, так и экзотермические пики на кривая ДСК (скорость нагревания 20 °С/мин), а первая эндотермический пик представляет собой точку стеклования.Стекло температура перехода Т г из трех образцы не сильно отличались, варьировались между 663 и 669 °С. Первый экзотермический пик соответствует температуре кристаллизации T p . Температура пика кристаллизации можно наблюдать последовательное уменьшение: 884, 864 и 851 °С соответственно, и пик постепенно становится острым. В виде уменьшается содержание сетеобразователя, стеклосетка становится рыхлым, расплав стекла более склонен к фазовому расслоению, более Предусмотрены места зародышеобразования, и кристаллическое ядро ​​​​легко формируется и расти.Кроме того, БГ-2 и БГ-3 содержат больше Fe 2 O 3 и TiO 2 . Поскольку энергия связи Fe–O (397,48 кДж/моль) меньше, чем у Al–O (481,16 кДж/моль). и Si–O (774,04 кДж/моль), 25 Тетраэдр [FeO 4 ] нестабилен в стекле. Во время жары обработки часть связи Fe–O разрывается, в результате снижение вязкости, тем самым увеличивая эффективность нуклеации. Это также приводит к образованию большего количества зародышей кристаллов в стекле и снижает температура пика кристаллизации.Более того, TiO 2 может способствовать фазовому разделению и снижению межфазной энергии и кристаллизации. энергия активации. 40 Последний эндотермический пик на кривой ДСК соответствует пику плавления стекла, а температура пика плавления Т м всего стекол выше 1100 °С.

Приведенное выше описание подтверждает, что проанализированные базальтовые стекла имеют превосходный термоудар стойкость по сравнению с базальтами. В образце БГ-1 в качестве сеткообразователей больше SiO 2 и Al 2 O 3 , а небольшое количество оксидов, способствующих зародышеобразованию.Структура стеклянной сети более компактен, что способствует теплопроводности, уменьшает термическое напряжение во время заряда и разряда стеклянной системы, и предотвращает образование трещин. Поскольку температура плавления из трех стекол выше 1100 °С, предварительно пришел к выводу, что максимальная рабочая температура базальтовых стекол используемые в качестве материалов, аккумулирующих ощутимое тепло, могут достигать 1000 °C. Это можно также найти из того, что стекла не плавятся при нагревании до 1000 °С.

Контурные картинки базальтовых стекол при разных температурах: (а) БГ-1, (б) БГ-2 и (в) БГ-3.

2.2.2. Тепловое расширение

Показатели теплового расширения является важным фактором, определяющим термическая стабильность теплоаккумулирующего материала. Аккумулятор тепла материал требует, чтобы коэффициент теплового расширения был как можно меньше по возможности уменьшить объемное напряжение, вызванное температурой изменение во время термического цикла, чтобы продлить срок его службы и улучшить его безопасность.При повышении температуры амплитуда колебаний частиц в стекле увеличивается, и расстояние между частиц соответственно увеличивается, поэтому стекло расширяется. Тепловое расширение отрицательно влияет на прочность сцепления стеклянного компонента и герметичность сети. Кривые теплового расширения трех образцов стекла от 40 до 750 °С представлены в , а скорость нагрева составляет 5 °С/мин. Полученный результат показывает, что изменение длины образцов увеличивается линейно с температурой от 40 до 650 °C, и резкое увеличение наклона кривых теплового расширения при температуре выше 650°С.Это связано с стеклование, произошедшее при температуре около 650 °C, сеть стеклования становится рыхлым, а характеристика состояния расплава, начинающегося происходить.

Эволюция термальный расширение базальтовых стекол.

Высшая точка кривой теплового расширения указывает температура размягчения стекла, а температура размягчения 686,5, 697 и 684,6 °С соответственно, а максимальная длина варьируется от 0,6 до 0,7%. После температуры точки размягчения, повышена подвижная способность атомов, поры сети структура будет быстро заполняться, а микротрещины залечиваться для компенсации эффекта теплового расширения, что приводит к отрицательному тепловое расширение.Это показывает, что базальтовые стекла более благоприятны. для высокотемпературного использования. Дин и др. 41 провел исследование теплового расширения методом молекулярной динамики. свойства кварцевого стекла, подтверждающие явление отрицательного расширения.

отображает контурное изображение базальтовых стекол на высокая температура, показывающая, что объем почти не меняется с увеличением температуры без воздействия внешней силы. Линейный коэффициенты теплового расширения трех образцов варьируются в пределах 7.63 и 8,91 × 10 –6 °С –1 , что значительно ниже, чем у кремня (16–18 × 10 –6 °C –1 ), 37 Базальты Египта и Франции (10 × 10 –6 °C –1 ), 39 высокотемпературные бетон (9,3 × 10 –6 °C –1 ) и литейная керамика (11,8 × 10 –6 °C –1 ), 42 указывает на то, что базальт стекла обладают хорошей устойчивостью к тепловому удару и являются подходящими кандидатами для теплоаккумулирующих материалов.Коэффициенты теплового расширения исследованные базальтовые стекла несколько отличаются, а величина BG-1 относительно низкий, что также подтверждает, что структура сети БГ-1 более стабилен.

2.2.3. Плотность

измеренные значения плотности исследуемых образцы при комнатной температуре выставлены в таблице 3 со значениями плотности других материалов, полученных из литературы. Можно заметить, что БГ-2 и БГ-3 имеют почти одинаковая плотность, тогда как значение плотности БГ-1 несколько меньше.На самом деле первые два образца содержат больше оксидов, модифицированных сеткой. а ионы щелочных металлов и ионы щелочноземельных металлов заполнены в тетраэдрическую сетку [SiO 4 ] и [AlO 4 ] промежутка, чтобы сделать систему более плотной, поэтому значения плотности немного больше. Будем считать, что плотность базальтового стекла остается постоянной при высоких температурах из-за малого коэффициента теплового расширения. Это также может быть продемонстрировано контурными изображениями при различных температурах. как показано в .После нагрева исследуемых стекол от комнатной температуры до 1000 °С и выдерживали 2 ч, объем стаканов не изменился. существенно. По сравнению с известными материалами, аккумулирующими ощутимое тепло, такие как солнечная соль Hitec (1,899 г/см 3 ) 43 и высокопрочный бетон (2,250 г/см 3 ), 44 , анализируемые базальтовые стекла показывают более высокую плотность. Согласно уравнению 2 они имеют очевидные преимущества в аккумулировании тепла.

Таблица 3

Плотность базальтовых стекол и других материалов Место хранения Материалы, приведенные в литературе при комнатной температуре

BG-1 BG-2 BG-2 BG-3 Солнечная соль Бетон Плотность (G / см 3 ) 2.66 2,85 2,81 1,899 2,25
2.2.4. Конкретный Теплоемкость и теплоемкость

Объемная теплоемкость (ρ × C p ) — физическое свойство что характеризует количество тепловой энергии, запасенной в теплоаккумулирующем материале. это самый важным параметром в приложениях для хранения тепла и имеет значительное влияние на тепловую эффективность и инвестиции в аккумулирование тепла система. 45,46 Кроме того, широко признанный объемный теплоемкость должна быть выше 1000 КДж/(м 3 ·К). 47 Плотность накопления тепла представляет собой тепловая энергия, запасенная в единице объема теплоаккумулирующего материала в течение один термический цикл. Согласно уравнению 2, плотность накопления тепла положительно коррелирует с объемной теплоемкостью и рабочим диапазоном температур. По мере увеличения этого свойства может уменьшаться требуемый объем хранилища. для систем хранения тепла, повысить экономическую эффективность и быть более конкурентоспособен в коммерческих приложениях.

В а–в экспериментально измеренная удельная теплоемкость C p из базальтовые стекла строились в интервале температур 40–1000 °C в течение трех термоциклов, а сплошная линия показывает процесс нагрева. При первом нагреве появились пики. на кривой удельной теплоемкости, которая обусловлена ​​экзотермическим или эндотермическим реакция при максимальной температуре, которая соответствует стеклованию и процессы кристаллизации соответственно. Это повлияет на измерение фактической удельной теплоемкости, а истинной удельной теплотворная способность вокруг эндотермических и экзотермических областей может быть получена по интерполяции.Тем не менее, в двух последующих процессах нагрева BG-1 и BG-3 не имели явных эндотермических и экзотермических пиков. Этот подразумевает, что первый термический цикл позволил стеклянной системе расслабиться на достаточное время, и внутренняя энергия высвобождается достичь более устойчивого состояния равновесия. Стоит упомянуть, что БГ-2 еще имеет пики кристаллизации в последующие два нагрева. процессов, что может быть связано с высоким содержанием Fe 2 O 3 , что затрудняет достижение энергетического равновесия состоянии и легко расстекловывается.Можно заметить, что в течение трех последовательные процессы нагрева и охлаждения, удельная теплотворная способность каждого образца при одной и той же температуре практически не меняется из-за фиксированный состав, что доказывает, что изученные базальтовые стекла обладают хорошая устойчивость к термоциклированию.

Удельная теплоемкость емкость против температуры базальтовых стекол. Экспериментальные измерения: (а) БГ-1, (б) БГ-2, (в) БГ-3 и установленный значения, и (d) три образца стекла.

Удельная теплоемкость базальтовых стекол при разных температурах представлены в табл. 4, а реальное изменение зависимости удельной теплоемкости от температуры подгоняется под d.Очевидно, удельная теплоемкость трех образцов стекла изменяется одинаково с температурой, а удельная теплотворная способность обычно увеличивается с температурой. Это связано с тем, что удельная теплоемкость твердых тел есть сумма вкладов колебаний атомов при различных частоты. С повышением температуры степень свободы колебания атомов увеличиваются, поэтому увеличивается удельная теплоемкость. 48 Кроме того, удельная теплоемкость быстро поднимается ниже 300°C, колебания атомов замораживаются при очень низких температурах и запертым в яме энергетического потенциала, а количество «оттаявших» атомов быстро растет с увеличением температура.Увеличение удельной теплоемкости от 300 до 600 °C становится медленным и постепенно достигает постоянного значения, которое соответствует закону Дюлонга и Пети. Удельная теплоемкость резко изменяется между 600 и 800 °С, это связано с быстрым уменьшением вязкости стекла после температуры стеклования и переход от плотной структуры к рыхлой. Он похож на расплав свойства и увеличивает свободу атомных колебаний; внезапный увеличение удельной теплоемкости называется конфигурационной энтропией, затем стабилизируется удельная теплоемкость.

Таблица 4

Удельная теплоемкость базальтовых стекол При разных температурах (J / (G · K))

9361 0,957 1.274 0,770 1,025
температура (° C) 40 200 400 600 800 1000
BG-1 0.822 0.957 1.077 1.127 1.245 1.274
BG-2 0.780 0.858 +0,946 0,983 1,195 1,230
БГ-3 0,840 0,880 0,886 0,989

Более подробно, удельная теплоемкости незначительно изменяются от 0,822 до 0,770 Дж/(г·К) при 40 °C для BG-1, BG-2 и BG-3, а значения C p , которые достигают максимальных значений, варьируются от 1,274 до 1,025 Дж/(г·K) при 1000 °C, что увеличилось примерно на 55, 58, и 33% соответственно.Средняя удельная теплоемкость керамики которые сертифицированы как материалы, аккумулирующие явную теплоту, составляет 0,85 Дж/(г·К). в интервале 200–400 °С значения 43 и С р базальтовых стекол проанализированные в этом исследовании, значительно превышают это значение. То средняя удельная теплоемкость солнечной соли Hitec при работе температура от 220 до 600 °С составляет 1,5 Дж/(г·К). 43 Хотя удельная теплоемкость базальта стекол ниже этого значения, плотность заметно выше чем у солнечной соли, поэтому они имеют более высокие значения теплоемкости.Теплоемкость каждого базальтового стекла рассчитывается путем умножения его удельная теплоемкость и плотность, а полученные результаты представлены в . Можно заметить, что до 700 °С БГ-1 имеет наибольшую теплоемкость. При более высоких температурах теплоемкость БГ-2 даже превосходит БГ-1 из-за большей плотности. Средний объемный теплоемкость базальтовых стекол от 100 до 1000 °C составляют 3,164, 2,915 и 2,28 МДж/(к·м 3 ), а тепло плотность хранения, рассчитанная по уравнению 2 в этом диапазоне температур, составляет 2847.6, 2623,5 и 2052 МДж/м 3 соответственно. Тепловая мощность в настоящее время предпочтительные расплавы нитратов 3,0 МДж/(к·м 3 ), 43 ограничены рабочим диапазоном температур около 300 °C, поэтому он может хранить только 900 МДж/м 3 тепла, что показывает, что базальтовые стекла имеют огромные преимущества с точки зрения накопления тепла.

Теплоемкость изученных базальтовых стекол.

2.2.5. Температуропроводность и Теплопроводность

Температуропроводность и теплопроводность определяют эффективность заряда и разряда в теплоаккумулирующих материалах. 49 Материалы должна иметь достаточно высокую теплопроводность, которая должна быть более 1 Вт/(м·К), 50 , чтобы тепло для быстрой передачи между внутренней частью и поверхностью, так что каждая часть материалов имеет меньший градиент температуры 51 , чтобы уменьшить термическое напряжение тепла накопительный материал и улучшить характеристики теплообмена ТЭС. Измерение коэффициента термодиффузии является косвенным методом. для получения теплопроводности.Измеренное значение теплового коэффициент диффузии в зависимости от температуры показан в а, а ошибка столбцы в представлении рисунка соответствуют стандартным отклонениям трех измерений при одной и той же температуре. В а подобие теплового видны кривые диффузии базальтовых стекол. От 200 до 750 °C коэффициент термодиффузии незначительно уменьшается с повышение температуры. Это связано с тем, что теплопроводность твердых материалов зависит от движения фононов, а так как температура увеличивается, увеличивается число фононных столкновений и, следовательно, средний свободный пробег фононов уменьшается.В этом диапазоне температур, коэффициент термодиффузии исследуемых образцов снижается от 0,46 до 0,41 мм 2 /с (около 11%), от 0,44 до 0,41 мм 2 /с (около 7%), и от 0,43 до 0,38 мм 2 /с (около 12%), соответственно. Коэффициент термической диффузии немного увеличивается выше 750 °С, что может быть связано с заполнением структурных пор и микротрещины, приводящие к увеличению теплоотдачи базальта очки. Следует отметить, что коэффициент термической диффузии у БГ-1 выше, чем у БГ-2 и БГ-3, что объясняется высокому содержанию SiO 2 в БГ-1, а кварц самый высокий коэффициент термодиффузии среди основных минералов (3.8 мм 2 /с). 52 Хэнли и др. 20 показали, что породы с высоким содержанием кремнезема (SiO 2 ), такого как песчаник Berea или кварцит, как правило, имеют высокую температуропроводность, в то время как известняк и мрамор имеют низкие коэффициенты термодиффузии, так как не содержат кварц.

(а) Термический распространение коэффициент и (б) теплопроводность в зависимости от температуры для различных базальтовых стекол.

Как показано в б, теплопроводность исследованных стекол был рассчитан из уравнения 3 увеличения в зависимости от температуры, что согласуется с изменение теплопроводности большинства стекол.Термальный проводимости базальтовых стекол при 200 °С равны 1,19, 1,07 и 1,02 Вт/(м·К) соответственно. БГ-1 обладает самой высокой теплопроводностью, а у БГ-3 самый низкий, потому что SiO 2 с высокой термической проводимость может значительно улучшить теплопроводность стекло. Кроме того, большая часть [SiO 4 ] и [AlO 4 ] в БГ-1 связаны каркасной структурой, а структура имеет высокую степень полимеризации и упорядоченности, что способствует к фононной передаче.До 700 °С изменение термической проводимость трех образцов относительно мягкая. Термальный проводимость быстро увеличивается после температуры точки размягчения, а БГ-2 имеет самый быстрый рост и даже достигает уровня БГ-1. Следует отметить, что базальтовые стекла, проанализированные в данном исследовании, обладают более высокой теплопроводностью по сравнению с солнечными солями (0,52 Вт/(м·К)) и термальное масло (0,1 Вт/(м·К)). 43 Таким образом, базальтовые стекла имеют очевидные преимущества в с точки зрения теплопроводности, что поможет улучшить производительность эффективность системы хранения тепловой энергии.

Базальтовое волокно в строительстве

 

Базальтовое волокно щелочестойкое Basfiber®

Щелочестойкие проклейки КВ-13, КВ-42 и КВ-41 для Basfiber® были 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 продукты имеют гораздо более высокие механические свойства, чем Е-стекло, и гораздо более низкую цену 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.

 

Приложения

Каменный Век предлагает широкий ассортимент товаров для строительства и дорожного строительства:

  • Влажная или сухая рубленая пряжа для технологии премиксов
  • Специальная ровница для технологии Spray-Up
  • Ровинг высокой прочности для производства арматуры и пултрузионных профилей
  • Базальтовые маты и ткани для армирования бетона и теплоизоляции зданий
  • Сетка армирующая 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: Basfiber® демонстрирует прочность на растяжение на 25 % выше и 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, армированная базальтовым волокном

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.

Армированная базальтоволокном арматура

значительно повышает долговечность строительных конструкций, особенно в условиях коррозии.

Технология:

Базальтовая арматура

производится путем объединения 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

Пултрузионные несущие профили 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 сборный с редуцированной контактной или прямой ровинг, 17-22 мкм, 2000-4800 текс, внутренняя размотка, щелочестойкая проклейка КВ-42 (совместимая с эпоксидной смолой) или КВ-41 (совместимая с винилэфиром и полиэстером).

 

Наружная арматура в жилищном строительстве и инфраструктуре

Использование однонаправленных, двухосных и трехосных базальтовых тканей в качестве внешнего армирования является экономически выгодным и надежным способом повышения несущей способности и обеспечения сейсмостойкости в различных областях применения в строительной отрасли.

 

Армирующая сетка

Базальтовые армирующие сетки

предназначены для армирования верхнего слоя дорог и автомагистралей, чтобы продлить срок службы дорожного покрытия за счет уменьшения эффекта отражающего растрескивания, вызванного транспортной нагрузкой, возрастным упрочнением и циклическим изменением температуры.

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 базальтовой рубленой пряжей

Использование рубленой базальтовой пряжи в этом приложении является эффективным способом повышения химической, ударной и растрескивающей стойкости 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 срок службы мостов, автомагистралей, железных дорог, жилых домов, морских сооружений, туннелей и т. д.

Технологии:

  • Технологии набрызга и торкретирования
  • Технология премиксов

Типичные продукты Basfiber® для этого применения

Для набрызга и набрызг-бетона: непрерывная торкретировка 13-17 мкм, проклейка КВ-15.

Для премиксной технологии: рубленая прядь с моноволокном диаметром от 17 до 19 мкм, длиной от 6 до 50 мм, мокрая рубленая пряжа с проклейкой КВ-05/1 (гидрофильная) или сухая рубленая прядь с щелочестойкой проклейкой КВ-13 (гидрофобная).

 

Измерение и прогнозирование теплопроводности вулканических базальтовых пород района Варсак

Точные значения тепловых свойств горных пород необходимы для ряда инженерных приложений, начиная от тепловых потерь в зданиях и заканчивая подземным геотермальным моделированием. Магматические породы являются одним из основных компонентов земной коры и образуются в результате кристаллизации и затвердевания расплавленной магмы. В этой работе свойства теплопереноса пористых изверженных базальтовых пород измеряются с использованием метода переходного плоского источника (TPS) в условиях окружающей среды с воздухом в качестве насыщающего вещества в поровых пространствах.Приведены данные для пятнадцати образцов вулканических базальтовых пород с различной пористостью от 0,267% до 9,432% по объему, взятых из места Варсак близ города Пешавар, расположенного на севере Пакистана. Параметры пористости и плотности измеряются с использованием стандартов Американского общества испытаний и материалов (ASTM). Минеральный состав образцов анализируется с помощью рентгенофлуоресцентного (XRF) метода. Удельный вес прогнозируется по химическому составу базальтов и сравнивается с экспериментальными результатами.Значения теплопроводности и температуропроводности измеренных образцов также прогнозируются с использованием закона смешения и эмпирических моделей, а результаты сравниваются с измеренными данными. Результаты показывают, что теплопроводность исследований образцов базальта снижается с увеличением значений пористости, тогда как в данных температуропроводности существенного изменения не наблюдается. Данные измерений важны для геотермального моделирования и прогнозирования потерь тепла в зданиях, где используются базальтовые породы.

1. Введение

Знание теплотранспортных свойств горных пород представляет большой интерес для ученых и инженеров для оценки точного теплообмена в горных породах в процессе бурения на нефтегазодобывающих предприятиях. Точные значения термических свойств горных пород необходимы для геотермального моделирования и подземного хранения энергии [1–4]. Горные породы считаются твердыми телами с плохой теплопроводностью, и их теплопроводность основана в основном на фононном (решетчатая проводимость) вкладе.Циммерман сообщил о существовании нескольких корреляций между теплопроводностью, плотностью и пористостью [5, 6]. Влияние ряда физических свойств на решеточную теплопроводность нескольких образцов сухого песчаника было исследовано Анандом в 1973 г. [7–9].

Изверженные породы являются основным компонентом земной коры и образуются в результате кристаллизации и затвердевания расплавленной магмы. В зависимости от размера зерен магматические породы подразделяются на две группы: (1) при остывании магмы или лавы над поверхностью Земли образуются экструзивные или вулканические магматические (мелкозернистые) породы и (2) при остывании магмы. под поверхностью Земли формируются интрузивные или плутонические (крупнозернистые) породы [10, 11].В зависимости от химического состава магматические породы подразделяют на четыре группы: ультраосновные (SiO 2  < 45%), основные (SiO 2 45–52%), средние (SiO 2 53–65%), и кислый (SiO 2  > 65%). Базальтовые породы считаются наиболее распространенными вулканическими породами на Земле и составляют ключевой компонент океанической коры. Базальт представляет собой мелкозернистую горную породу темного цвета, используемую в основном в строительстве в виде строительных блоков, а также в качестве основания для полов и дорог, так как он препятствует диффузии влаги из-за его низких значений пористости [12, 13].Исследуемые образцы представляют собой базальты и относятся к основной группе магматических пород, содержащих около 45–52% кремнезема.

Для измерения теплотранспортных свойств горных пород используется ряд нестационарных и стационарных методов; однако из-за длительного времени измерения стационарные методы не являются предпочтительными для влажных/насыщенных материалов. С другой стороны, переходные методы предпочтительнее из-за их короткого времени измерения и одновременного измерения как теплопроводности, так и температуропроводности.Бугерра и др. использовали метод Transient Plane Source (TPS) для измерения теплопроводности твердых заполнителей строительных материалов и выполнили как экспериментальные, так и теоретические работы по оценке теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости древесных композитов, снова используя известный TPS методика [14, 15]. Работа Груеску и др. был связан с определением эффективной теплопроводности пористых пород или камнеподобных композитов, состоящих из нескольких твердых компонентов в условиях частичного насыщения [16].Гонг и др. приготовили пористую муллитовую керамику из порошка муллита промышленного качества путем вспенивания и консолидации крахмала, измерили их теплопроводность с помощью метода ТПС и подробно обсудили взаимосвязь между теплопроводностью и пористостью [17].

В этой работе образцы изверженных базальтовых пород были отобраны в месте под названием «Варсак» на севере Пакистана. Район Варсак расположен примерно в 30 км от города Пешавар в геологическом положении 34°6′–34°14′ северной широты и 71°20′–71°26′ восточной долготы [18, 19].Геологическая съемка и карта района Варсак уже подробно обсуждались многими авторами [18–21]. Например, геологическая карта изучаемого района и петрография пород подробно обсуждались Ахмадом и др. Континентальный магматизм, связанный с позднепалеозойским и мезозойским рифтогенезом в районе Варсак, и подтверждение базальтовой природы пород изучаемого района было дано Касимом Яном и Каримом [22].

В качестве метода измерения используется метод переходного плоского источника (TPS) для измерения теплофизических свойств образцов горных пород в зависимости от пористости.Существующие теоретические модели и модели законов смешения используются для прогнозирования эффективной теплопроводности образцов базальтовых пород, и результаты сравниваются с экспериментальными данными. Результаты, полученные в ходе этого исследования, могут быть использованы в качестве обязательных исходных данных для геотермального моделирования и для прогнозирования скорости теплопередачи в зданиях из базальтовых пород.

2. Модели прогнозирования эффективной теплопроводности

Эффективная теплопроводность многофазных пористых сред зависит от теплопроводности и объемных долей составляющих фаз.Следовательно, эффективная теплопроводность системы является функцией индивидуальных теплопроводностей твердой матрицы , теплопроводности насыщающей жидкости и пористости насадочного слоя; это, . В целом, для прогнозирования эффективной теплопроводности используются три основных типа моделей, а именно модели закона смешения, эмпирические модели и теоретические модели [23].

Ниже приведены несколько хорошо известных моделей теплопроводности, используемых для прогнозирования теплопроводности пористых материалов:

Уравнения (1) и (2) также называются верхней и нижней границами Винера соответственно.

Хашин и Штрикман дали другой набор оценок теплопроводности двухфазной системы, который является более точным/узким по сравнению с оценками Винера [24]:

Другая модель закона смешения является моделью среднего геометрического и задается следующим образом [25 ]:

Расширенная модель Максвелла была разработана Беком [26] на сильных физических основаниях:

Уравнение Асаада очень похоже на модель WGM [27]: где c — эмпирический показатель степени, равный 1 для низкой пористости образцы [28].

Кумар и Чаудхари представили модель для прогнозирования эффективной теплопроводности [29, 30]: где , для , , и – регулируемый параметр.

Для пористых уплотненных материалов Pande et al. предложил эмпирическую модель следующего вида [31]: где – объемная доля твердой фазы, – эмпирический коэффициент.

Аурангзеб и др. Модель для прогнозирования теплопроводности пористых консолидированных материалов формулируется как [32], где – эмпирический коэффициент, который можно определить, зная экспериментальные значения эффективных теплопроводностей.

Испытание на экспоненциальное затухание (EDT) также может применяться для прогнозирования теплопроводности консолидированных пористых сред при комнатной температуре (303 K) и нормальном давлении, как указано ниже:где – эмпирический показатель степени [1]. Еще один момент, который следует отметить здесь, заключается в том, что все упомянутые выше эмпирические константы рассчитываются методом наименьших квадратов.

3. Экспериментальная установка

Плоский источник переходных процессов (TPS), также известный как зонд Густафссона, используется для измерения теплофизических свойств широкого спектра изотропных и анизотропных материалов, включая твердые тела, пасты и порошки [14, 15, 33].Датчик можно использовать для измерения теплопроводности в диапазоне от 0,005 Вт·м-1K-1 до 500 Вт·м-1K-1 в соответствии со стандартами ISO 22007-2 [34]. Он состоит из плоского спиралевидного термоэлектрического элемента толщиной 10  из чистого никеля диаметром 20 мм, нанесенного между двумя каптоновыми фольгами. Каптоновая фольга (толщиной 25 ) используется для обеспечения электрической изоляции и механической прочности датчика. Датчик TPS образует мостовую схему Уитстона и работает одновременно как нагреватель и термометр.Образцы базальтовой породы были приготовлены в виде диска диаметром 45 мм и толщиной 25 мм. Образцы высушивали при 105  2°С в печи (Heraeus M110) в течение суток, охлаждали в течение получаса и помещали в эксикаторы во избежание диффузии влаги. Для выполнения измерения датчик помещается между двумя половинками образца, как показано на рисунке 1(а). Кроме того, для минимизации контактного сопротивления поверхности образцов максимально сплющивали, а половинки образцов сжимали с помощью зажима или путем навешивания на образцы дополнительного груза.

Во время измерений через датчик пропускают постоянный электрический ток, который увеличивает температуру датчика. В этой работе мы использовали системный источник питания HP-6633A для измерения тока и цифровой мультиметр HP3478A для измерения напряжения по мостовой схеме, при этом оба устройства были подключены к компьютеру. Во время измерений на датчик подается ток силой 200 мА в течение временного интервала 120 с. Тепло, выделяемое из-за эффекта джоулева нагрева, равномерно рассеивается в образце с обеих сторон датчика.Повышение температуры (2 K для базальтовых пород) датчика зависит от термических свойств измеряемого образца. Записывая зависимость температуры от времени отклика датчика, можно измерить теплопроводность и температуропроводность материала, тогда как удельную теплоемкость образца можно рассчитать с помощью уравнения (11). Один из них – плотность, а – температуропроводность образца.

Теория датчика TPS предполагает, что датчик находится в бесконечной среде (образце) и рассеянное тепло не выходит за границы измеряемого образца.Поэтому время измерения выбирается таким образом, чтобы генерируемое тепло проникало в образец, но не покидало его границы. При каждом запуске измерений собирается около 200 точек данных. Некоторыми точками исходных данных пренебрегают, чтобы исключить влияние контактного сопротивления. Что касается погрешностей измерения этой методики, то стандартные отклонения при измерении теплопроводности, температуропроводности и удельной теплоемкости составляют 5 %, 7 % и 10 % соответственно [33–36].

4. Характеристика проб

Чтобы понять химический состав рассматриваемых проб, химический состав анализируется методом XRF в сотрудничестве с Исследовательскими лабораториями Хана, Кахута, Исламабад, и приводится в Таблице 1. Поскольку содержание кремнезема в исследуемых породы составляют от 42 до 52 %, а по диаграмме общей щелочи-кремнезема (TAS) доля (Na 2 O + K 2 O) лежит в пределах 5 %; таким образом, подтверждается базальтовая природа образцов [37].

5

Образец номер SiO 2 TiO 2 Аль 2 О 3 Fe 2 О 3 FeO MnO MgO, СаО Na 2 O К 2 О P 2 O

BS-01 45.21 4,72 13,48 2,79 11,41 0,20 07,90 07,84 3,50 1,45 1,49
BS-02 47.10 2,02 13,78 2,61 10.68 0.68 0.20 06.76 11.06 2,57 0.87 0.21
BS-03 51.47 2.18 14.04 2,61 10,71 0,17 05,71 10,51 1,95 0,53 0,11
BS-04 45,37 5,72 13,36 2,79 11,45 0,20 05.85 10.62 294 0,89 0.80026
45.79 5.13 12.86 3.02 12.36 0,18 06,12 09,54 3,04 1,53 0,44
BS-06 44,54 3,55 13,59 2,28 09,34 0,14 10,95 12.13 2.14 0.97 0.37 0.37
BS-07 50.12 50.12 2,69 12.98 3,06 15.55 0,22 04.88 09,71 2,40 1,10 0,29
BS-08 47,45 4,19 10,66 2,72 11,17 0,12 10,56 09,56 2,14 0,99 0.43
BS-09 45.88 45.88 25.55 16.18 16.18 1.96 08.02 0,17 07.18 10.88 3.71 1,90 1,56
БС-10 47,17 2,99 16,73 2,74 11,23 0,15 05,61 08,94 2,65 1,39 0,39
BS-11 51.95 3.64 3.64 11.86 11.86 1,50 06.13 06.13 0,06 08.35 12.25 3.71 0.50 0.05
BS-12 46,81 4,72 13,61 2,67 10,95 0,17 07,04 07,77 4,86 ​​ 0,87 0,52
BS-13 45.88 4.34 15.07 15.07 2.12 08.68 08.68 0,19 08.14 08.40 5.85 0.88 0,45
BS-14 43.63 3,77 14,41 2,96 12,13 0,22 08,77 08,45 2,95 1,33 1,39
BS-15 48,18 3,75 13,72 2.65 10,85 0,18 06,93 09,10 2,76 1,38 0,49

Пористость, плотность и удельный вес сгруппированы в виде свойств плотности связанных скал .Эти свойства зависят от минерального состава и строения горных пород. Все эти величины измерены с использованием стандартов ASTM-D6473-15 [38] и приведены в таблице 2. Удельный вес также определяется с использованием индекса Фельсика-Мафика [39], известного как индекс Фельсика-Мафика.


Фракционная пористость Фракционная пористость Массовая плотность (GM / CM 3 ) Специфическая гравитация по стандартам ASTM Удельная гравитация по сравнению с ASTIC Удельная гравитация с помощью FELSIC-MAFIC INDEX процентное отклонение

БС-01 0.0027 2.712 2,717 2.935 8,171
BS-02 0,0034 2,713 2,718 2,939 7,984
BS-03 0,0059 2,695 2.700 2.924 8.926
BS-04 0,0063 2.692 2.697 2.940 9.344 9.344
BS-05 0.0079 +2,687 2,692 2.939 8,618
BS-06 0,0083 2,702 2,707 2,958 8,106
BS-07 0,0114 2,636 2.641 2.928 10.45
0,0124 2.664 2.664 2.670 2.950 10.48
BS-09 0.0137 +2,677 2,682 2,924 9,582
BS-10 0,0188 2,681 2,686 2,926 9,010
BS-11 0,0192 2,583 2.588 2,913 12.94
0,0457 0,0457 2.566 2.571 2.923 2.923 13.30
BS-13 0.0522 2,596 2,601 2.917 13,72
BS-14 0,0872 2,578 2,583 2,949 13,82
BS-15 0,0943 2,583 2,589 2,928 13,01

Из табл.09432. Также можно заметить, что процентное отклонение предсказанного удельного веса и его экспериментально измеренных значений составляет до 10%, что согласуется с теорией [40].

5. Результаты

Теплотранспортные свойства образцов измерены экспериментально с использованием метода ТПС (известного также как зонд Густафссона [33]) при комнатной температуре (303 ± 2 К) и нормальном давлении с использованием воздуха в качестве насыщающего вещества в поровых пространствах. Полученные экспериментальные результаты приведены в таблице 3. Значения теплопроводности и температуропроводности получены экспериментально, а объемная теплоемкость рассчитана по уравнению (12).


пористость () (WM -1 · K -1 ) стандартное отклонение A (мм 2 · с -1 ) -1 ) стандартное отклонение (MJM -3 · K -1 ) стандартное отклонение

BS-01 0,00267 3,024 0.049 1.190 0,080 2,541 0,139
BS-02 0,00341 3,014 0,029 1,223 0,040 2,464 0,061
BS-03 0.00586 3.060 0,036 1.036 0,058 0,058 2.448 0,082
BS-04 0,00633 2.481 0.032 0.925 0,050 2,682 0,137
BS-05 0,00787 2,626 0,039 1,048 0,063 2,506 0,118
BS-06 0.00827 2.985 0,039 0,039 0,057 0,057 2,653 0,079
BS-07 0.01137 2.196 0.021 0,922 0,041 2,382 0,059
BS-08 0,01242 2,074 0,012 0,864 0,037 2,400 0,083
BS-09 0.01373 2.772 0,049 1.043 0,043 0,044 2,658 0,044
BS-10 0.01878 2,465 0.038 +1,012 0,056 2,435 0,106
BS-11 0,01917 2,374 0,017 0,965 0,044 2,460 0,094
BS-12 0.04569 2.195 0.010 0.010 0.027 0,027 2.532 0,073 0,073
BS-13 0,05221 2,542 0.035 +1,017 0,047 2,500 0,081
BS-14 0,08724 2,254 0,018 0,964 0,024 2,338 0,046
BS-15 0,09432 2,003 0,040 0,834 0,054 2,402 0,126

Перед применением смешением закона и эмпирические модели, данные протестированы с использованием оценки теплопроводности, как описано в Раздел 2.Для применения этих границ значения и принимаются равными 0,026 Wm −1 ·K −1 и 3,5 Wm −1 ·K −1 соответственно. Следует отметить, что значение рассчитывается путем выбора метода, обсуждаемого Aurangzeb et al. [1]. Верхние и нижние значения связанных значений и ценностей Wiener и HS и значения, полученные через геометрическую среднюю модель и модель Максвелла, приведены в таблице 4.

4 Образец номер

Фракционная пористость (WM -1 · K -1 ) Ограничения Wiener HS границы MAXM модель Maxwell Model Maxwell Model
Уравнение (1) Уравнение (2) Уравнение (3) Уравнение (3) 4) Уравнение (5) Уравнение (6)

БС-01 0.00 267 +3,024 3,491 2,580 3,486 3,123 3,455 3,486
BS-02 0,00341 3,014 3,488 2,405 3,482 3,032 3,442 3.482
BS-03 0,00586 3.060 3.480 1.963 3.470 3.470 2.765 3.401 3.470
BS-04 0,00633 2,481 3,478 1,897 3,467 2,719 3,393 3,467
BS-05 0.00787 2,626 3,473 1.706 3.459 2.578 3.368 3.368 3.459
BS-06 0,00827 2.985 3.471 3.471 1.663 3.457 +2,544 3,361 3,457
BS-07 0,01137 2,196 3,461 1,389 3,441 2,306 3,310 3,441
BS-08 0.01242 2.074 3.457 1.457 3.436 3.436 2.235 3.293 3.293 3.436
BS-09 0.01373 2.772 +3,442 1,235 3,429 2,152 3,272 3,429
BS-10 0,01878 2465 3,435 0,997 3,403 1,882 3,192 3,403
BS-11 0.01917 2.374 3.433 0,983 3.401 1.864 3.186 3.401
BS-12 0.04569 +2,195 3,337 0,481 3,262 1,097 2,798 3,268
BS-13 0,05221 2,542 3,319 0,439 3,236 1,016 2,710 3.236
BS-14 0.08724 2.254 3.197 3.197 0.277 3.066 0.675 2.282 3.066
БС-15 0,09432 2,003 3,172 0,257 3,032 0,631 2,204 3,032

Результаты показывают, что лежат данные находится в пределах, доказывающих достоверность полученных экспериментальных данных. После применения ограничений теплопроводность также прогнозируется с использованием модели WGM и расширенной модели Максвелла с использованием уравнений (5) и (6) соответственно.Результаты таблицы 4 представлены на рис. 2. Экспериментальные данные теплопроводности () и значения эффективной теплопроводности (), предсказанные с помощью различных моделей законов смешения, сравниваются на рис. 2.


следующим образом: в то время как постоянное значение 1,67 представляет собой значение теплопроводности базальтового образца, когда относительная пористость приблизилась к значению 1, а показатель мощности «-0,098» представляет собой показатель степени масштабирования, представляющий пропорциональное изменение (уменьшение в данном случае) в теплопроводность по отношению к изменению (в данном случае увеличению) фракционной пористости.

Для применения модели Асаада (уравнение (7)), модели Вирендры и Чаудхари (уравнение (8)), модели Панде и Чаудхари (уравнение (9)), Zeb et al. модели (уравнение (10)) и модели EDT (уравнение (11)) для прогнозирования теплопроводности мы использовали значение теплопроводности жидкой фазы как 0,026 Wm −1 · K −1 , поскольку воздух действует как жидкость в поровых пространствах. Значение теплопроводности твердой фазы рассчитывается с использованием метода, описанного Zeb et al.(2007). Как упоминалось ранее, расчетное значение теплопроводности твердой матрицы составляет  = 3,5 Wm -1 ·K -1 .

6. Обсуждение

Базальтовая природа породы наглядно подтверждается более высоким содержанием кремнезема (42% < SiO 2  < 52%) и менее 5% значением (Na 2 O + K 2

O) химические вещества в образцах согласно диаграмме TAS. Поскольку SiO 2 является основной минеральной частью в исследованных образцах, по этой причине мы проверили зависимость теплопроводности образцов от содержания кремнезема.На рис. 3 показаны экспериментальные результаты на образцах базальта, представляющие зависимость теплопроводности от содержания кремнезема в образцах. Удивительно, но мы не обнаружили закономерной зависимости теплопроводности в наблюдаемом диапазоне содержания кремнезема в исследованных образцах. Теплопроводность находится в пределах от 2 до 3 Wm -1 ·K -1 , и все значения ориентированы случайным образом, не показывая никакой корреляции в исследуемых выборках.


Экспериментальные результаты по теплофизическим свойствам, как показано на рисунке 2, показывают, что теплопроводность образцов базальта находится в диапазоне от 2.003 до 3.060 WM -1 · K -1 · K -1 и диапазон тепловой диффузии от 0,825 до 1,250 мм 2 · S -1 , тогда как объемная теплоемкость от 2,338 до 2,682 MJM -3 · к −1 . Результаты показывают, что теплопроводность имеет тенденцию к снижению с увеличением пористости; однако по данным температуропроводности не наблюдается четкой зависимости от пористости. В этой работе мы рассматривали только сухие образцы во время экспериментов и ожидали, что поры заполнены сухим воздухом, что привело к предположению, что более высокая пористость означает увеличение объема воздуха внутри образца.Это видно из того факта, что по мере того, как воздух, являющийся средой с низкой теплопроводностью ( = 0,026 Wm −1 ·K −1 ), замещает минералы с более высокой теплопроводностью, общая объемная теплопроводность образца снижается. Снижение теплопроводности базальтовых пород за счет увеличения пористости в наших образцах согласуется с результатами, полученными Robertson et al. (1974) [41].

Экспериментальные результаты сравниваются с эмпирическими моделями (уравнения (7)–(11)), как показано на рисунках 2 и 4.Результаты показывают, что измеренные данные находятся в пределах теоретических и эмпирических границ, что подтверждает достоверность полученных экспериментальных результатов, тогда как значения показателей/коэффициентов в эмпирических моделях, упомянутых в разделе 2, рассчитаны с помощью регрессионного анализа с использованием известных экспериментальных значений теплопроводности ( ), фракционная пористость (), теплопроводность твердой матрицы () и теплопроводность насыщенного флюида (воздуха) () для образцов с номерами БС-04, БС-07, БС-08, БС-12, БС-13, БС -14 и БС-15.Для модели Асаада значение эмпирического показателя c равно 4,8; для Zeb et al. модели значение м установлено равным 0,22; для модели EDT значение z равно 0,18; для модели Панде и Чаудхари значение F равно 2,626; а для модели Верендры и Чаудхари значение равно 0,25 Wm −1 ·K −1 .


Используя указанные расчетные значения c , m, z и т. д., а также значения , , и в приведенных выше моделях (уравнения (7)–(11)), эффективная теплопроводность рассчитывают значения для остальных восьми образцов, пронумерованных как BS-01, BS-02, BS-03, BS-05, BS-06, BS-09, BS-10 и BS-11.Экспериментальные значения восьми образцов сравниваются с результатами, полученными с помощью эмпирических моделей (приведенных в таблице 5), и показаны на рисунке 4. Доля пористости на рисунке 4 ограничена между 0 и 0,02; это связано с тем, что образцы, имеющие относительную пористость в диапазоне от 0,02 до 0,1, используются для оценки эффективной теплопроводности других образцов, имеющих более низкие значения относительной пористости. С другой стороны, если все пятнадцать выборок использовались для расчета регулируемых параметров и их показателей степени для предсказания, то это будет просто подгонка кривой, а не истинная теоретическая модель.

Уравнение (7)


Образец номер Фракционная пористость (WM -1 · K -1 ) модель Asaad Veerendra и Chaudhary Model Pande и Chaudhary Model Зеб и др. Модель EDT модель
Уравнение (8) Уравнение (9) Уравнение (9) Уравнение (10) 2 Уравнение (11)
% DEV % dev % dev % % dev % % dev

BS-01 0.0027 3,02 3,29 -8,00 2,24 34,88 2,32 30,57 3,24 -6,78 3,29 -8,00
BS-02 0,0034 3,01 3.23 -6.69 2.24 34.31 34.31 2,32 30.19 3.18 – 5.10 – 60026 -66.60
BS-03 0.0059 3,06 3,05 0,36 2,25 36,06 2,31 32,35 2,98 2,55 3,05 0,36
BS-05 0,0079 2,63 2,91 -9.71 – 9.71 2.25 16.50 2.31 13.73 2,84 -7.54 -7.54 2,91 -99.70
BS-06 0.0083 2,99 2,88 3,61 2,26 32,37 2,31 29,28 2,81 6,08 2,88 3,61
BS-09 0,0137 2,77 2,53 9.41 9.41 2.27 22.22 22.22 2.30 20.42 2,49 11.19 11.19 2,54 9.35
BS-10 0.0188 2,47 2,25 9,57 2,28 8,11 2,30 7,36 2,26 9,26 2,25 9,36
BS-11 0,0192 2,37 2,23 6,49 2,28 4,08 2,30 3,44 2,24 6,22 2,23 6,55

Результаты на рисунке 4, показывают, что теплопроводность уменьшается с увеличение пористости и экспериментальные результаты больше отклоняются от данных модели закона смешения по мере того, как относительная пористость увеличивается от 0.8%. Было замечено, что результаты, предсказанные эмпирическими моделями, лучше, чем результаты, полученные с помощью моделей закона смешивания. Одной из основных причин получения лучших результатов с эмпирическими моделями может быть использование в этих моделях подходящих параметров, что делает их более эффективными по сравнению с теоретическими моделями.

7. Заключение

В этом исследовании свойства теплопереноса пятнадцати сцементированных изверженных базальтовых пород измеряются с использованием зондового метода Густафссона в условиях окружающей среды.Все образцы получены из места Варсак, примерно в 30 км от города Пешавар в Пакистане. Методы ASTM применяются для определения параметров, связанных с плотностью, тогда как минеральный состав образцов изучается с использованием метода XRF. Экспериментально определенные значения теплопроводности и температуропроводности для базальтовых пород находятся в пределах от 2,003 до 3,024 Wm −1 K −1   и от 0,825 до 1,250  мм 2  мм 2 с −1 , соответственно от 2.от 338 до 2,682 МДж·м −3 ·K −1 . Замечено, что теплопроводность исследуемых образцов базальта снижается с увеличением значений пористости; однако из полученных результатов не видно четкой тенденции. Кроме того, теплопроводность образцов также прогнозируется с использованием теоретических моделей и моделей закона смешения. Предсказанные результаты сравниваются с экспериментальными значениями и сообщается о соответствующих отклонениях. Отклонение прогнозируемых результатов от фактических экспериментальных результатов может быть связано с тем, что не учитываются многие факторы, такие как размер и количество пор, связность пор, размер зерна и извилистость.Было замечено, что результаты, предсказанные эмпирическими моделями, лучше, чем результаты, полученные с помощью моделей закона смешивания. В моделях закона смешения рассматриваются довольно упрощенные геометрии материалов по сравнению с эмпирическими моделями. Одной из основных причин получения лучших результатов с помощью эмпирических моделей может быть использование в этих моделях подходящих параметров, что делает их более эффективными по сравнению с моделями закона смешивания. Это исследование может быть дополнительно расширено за счет включения реалистичной порово-зернистой структуры и литологии породы.

Собещения

TPS: TPS: TPS Source
ASTM: Американское общество тестирования и материалов
XRF: рентгеновская флуоресценция
WAM: взвешенная арифметика означает
WHM: Weighted гармонического среднего
МШГА: Взвешенных среднего геометрические
EDT: Экспоненциального испытание распада
HS: Хашина и Штрикман
SD : Стандартное отклонение
F : эмпирический коэффициент для Панде и Чаудхари модели
с : эмпирический показатель степени для Asaad в уравнение
м : эмпирический коэффициент для Зеб и др.Модель
Z : Эмпирический экспонент
F:
Fe: Felsic-Mafic Index
B:
B: Обливая плотность
: Удельное тепло при постоянном давлении.
греческие символы
: Фракционный пористость
: Регулируемый параметр для Веерендра и Чаудхари модели
: Температуропроводность
: Теплопроводность
: Термальная проводимость фазы жидкости
: Теплопроводность твердой фазы
:
: Массовая плотность
: Эффективная теплопроводность
: Экспериментальная теплопроводность .
Доступность данных

Все данные, использованные для поддержки этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

КОМПОЗИТ МИНЕРАЛЬНО-ВАТНЫЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПОНИТОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Исследованы теплофизические, физико-механические и акустические характеристики шероховатой непрерывной базальтовой нити под воздействием эксплуатационных факторов и агрессивной среды.Показано, что получение защитных материалов с высокими теплофизическими и акустическими свойствами возможно при создании пористой системы с известной текстурой, характерной для пор разных классов, назначения и соединений. Исследовано влияние пористой системы грубого непрерывного базальтового волокна на эксплуатационные свойства гибких теплозвукоизоляционных изделий и материалов. Требования нормативных документов по теплозащите зданий и сооружений обусловили постоянную тенденцию создания новых материалов, обеспечивающих надежную работу конструкций и оборудования в условиях интенсивного воздействия разрушающих факторов внешнего воздействия.Это привело к повышению требований к ограждающим стеновым материалам, которые используются для заполнения проемов в каркасном строительстве, либо как самостоятельный конструктивный и теплоизоляционный материал при возведении зданий с несущими стенами. К ним предъявляется комплекс требований, объединяющий: физико-механические, химические, гигиенические, теплофизические, декоративно-отделочные и другие свойства материала. В связи с этим возникает необходимость создания материалов, обладающих малой средней плотностью и высокой прочностью, способных выдерживать температурные нагрузки, воздействие агрессивной среды.Определено, что эксплуатационные характеристики гибких теплозвукоизоляционных материалов прямо пропорциональны степени пористости композиционных материалов и их структурным характеристикам. Показано, что повышение рабочей температуры этих материалов, звуко- и термической стойкости определяется химическим и минералогическим составом исходных материалов и их структурными характеристиками. Изучено влияние механизма селективного выщелачивания грубых непрерывных базальтовых волокон на их текстурные характеристики и рабочую температурную зону.Полученный материал производится из экологически чистого сырья по одностадийной технологии без вредного воздействия на окружающую среду и, в отличие от теплоизоляционных материалов на основе полимеров или асбеста, не оказывает вредного воздействия на организм человека, соответствует требованиям Евросоюза по охране окружающей среды и санитарно-гигиеническим нормам.

Алюминий и углеродное волокно – сравнение материалов

Какой материал может заменить алюминий и обеспечить повышенную прочность и меньший вес?

Можно ли производить компоненты, которые весят на 50% меньше, чем алюминий, но обладают такой же или большей прочностью?

Алюминий

является широко используемым материалом, но углеродное волокно представляет собой новое решение для многих инженеров-строителей.В этой статье указаны различия между этими материалами и описаны их сильные и слабые стороны.

Каковы сильные и слабые стороны этих материалов?

Прочтите эту статью, чтобы узнать больше о сильных и слабых сторонах алюминия и углеродного волокна.

Введение Углеродное волокно

используется в отраслях, где требуется высокая прочность и жесткость по отношению к весу. например в авиации, автоматы, гоночные автомобили, профессиональные велосипеды, реабилитационное оборудование.

Благодаря своему уникальному дизайну углеродное волокно также используется в производстве предметов роскоши, включая часы, кошельки и т. д. Этот материал делает продукт уникальным в мире роскоши и элегантности и помогает ему быть на шаг впереди конкурентов.

Сравнивать свойства углеродного волокна со сталью или алюминием непросто. В отличие от углеродного волокна, металлы обычно однородны – изотропны, что обеспечивает одинаковые свойства во всех направлениях.

Прочность и жесткость компонента из углеродного волокна достигается за счет особого расположения тканей. Это открывает возможности для производителя, но также требует больших знаний и опыта.

В этом исследовании анализируются 10 наиболее важных свойств для инженеров-строителей:

  1. Жесткость и прочность материала по отношению к весу.
  2. Жесткость и прочность материала одинаковой толщины.
  3. Вес/плотность.
  4. Механическая обработка.
  5. Тепловое расширение.
  6. Теплопроводность .
  7. Термостойкость
  8. Долгосрочная эффективность.
  9. Осуществление производственного процесса.
  10. Сводка

Обратите внимание, что любое упоминание углеродного волокна и его характеристик в этом документе относится к композиту, изготовленному из углеродного волокна и эпоксидной смолы.

1. Жесткость и прочность материала по отношению к весу

Чтобы объяснить зависимость жесткости от веса, представьте себе лист шириной 5 см, длиной 50 см и толщиной 2 мм.Когда вы подвешиваете груз массой 5 ​​кг к концу листа, нагрузка приводит к изгибу, а степень изгиба будет соответствовать жесткости. Для разных материалов лист одинаковой толщины будет демонстрировать разные свойства на изгиб. Чем жестче материал, тем меньше будет изгиб. После того, как нагрузка будет снята, лист вернет свою первоначальную форму.

А теперь представьте, что полоса материала подвергается более высокой нагрузке – это вызовет деформацию полосы и после снятия нагрузки полоса вернет свою первоначальную форму.Сила делает это возможным. Чем большей прочностью обладает материал, тем большую нагрузку он выдержит, прежде чем последует постоянная деформация.

Помимо прочности и жесткости, еще одним важным свойством для инженеров-конструкторов является вес элемента, который определяется плотностью.

Жесткость материала измеряется модулем Юнга. Однако одного этого параметра недостаточно для определения жесткости материала без учета веса данного элемента.

в случае велосипедной рамы (размеры, геометрия, толщина стенки), изготовленной из из двух разных металлов: стали и алюминия, стальная будет иметь в 3 раза большую жесткость, чем алюминиевая. Однако если учесть еще и вес элементов, то стальная рама хоть и имеет в 3 раза большую жесткость, чем алюминиевая, но и будет в 3 раза тяжелее .

Эти цифры являются приблизительными, так как на практике инженер-конструктор указывает геометрию для выбранного материала, т.е.г. в случае алюминиевой велосипедной рамы чаще всего увеличивают диаметр рамы, а также толщину стенки. В случае велосипедной рамы жесткость и прочность напрямую связаны с геометрией и толщиной стенки (увеличение толщины стенки в 2 раза приводит к увеличению жесткости примерно в 8 раз).

Прочность зависит не только от материала и толщины сечения, но и от его геометрии.

На самом деле факторов очень много, но именно отношение жесткости материала к его весу является общим знаменателем и упрощает сравнение и анализ различных материалов.

Отношение жесткости к весу (а именно к определенному модулю) на практике наиболее эффективно для определения жесткости материала , поскольку для большинства инженеров-конструкторов и жесткость, и вес являются наиболее важными параметрами.

Углеродное волокно — это материал, обладающий жесткостью и прочностью при низкой плотности , который легче алюминия и стали, что обеспечивает множество практических преимуществ.

Вес к весу, углеродное волокно обеспечивает от 2 до 5 раз большую жесткость (в зависимости от используемого волокна) , чем алюминий и сталь .В случае конкретных компонентов, которые будут нагружены только в одной плоскости, изготовленных из однонаправленного углеродного волокна, его жесткость будет в 5-10 раз больше, чем сталь или алюминий (того же веса).

В следующих таблицах сравниваются жесткость и устойчивость к повреждениям для различных материалов одинакового веса . Для целей анализа было применено двунаправленное углеродное волокно, одно из которых наиболее часто используется для изготовления композитов, а однонаправленное углеродное волокно используется изредка, в основном для изделий, в которых ожидается напряжение только в одной плоскости.

Анализ алюминия, стали и двунаправленного углеродного волокна на жесткость по отношению к весу и прочность по отношению к весу:

Алюминий Сталь Двунаправленное углеродное волокно – общий модуль Двунаправленное углеродное волокно – улучшенный модуль Двунаправленное углеродное волокно – самый высокий модуль
Жесткость по отношению к весу

(Удельный модуль)
Единица измерения: 10 6 м 2 с -2

26 25 56 83 120
Устойчивость к повреждениям

(Удельная прочность)
Единица кН·м/кг

214 254 392 211 126

Анализ алюминия, стали и однонаправленного углеродного волокна на жесткость по отношению к весу и прочность по отношению к весу:

Алюминий Сталь Однонаправленное углеродное волокно – общий модуль Однонаправленное углеродное волокно – улучшенный модуль Однонаправленное углеродное волокно – самый высокий модуль
Жесткость по отношению к весу

(Удельный модуль)
Единица измерения: 10 6 м 2 с -2

26 25 113 166 240
Устойчивость к повреждениям

(Удельная прочность)
Единица кН·м/кг

214 254 785 423 252

Приведенные выше данные для листов из углеродного волокна относятся к образцу, изготовленному по технологии заливки эпоксидной смолы (соотношение углеродного волокна и смолы 70/30%).

Приведенное выше утверждение показывает множество преимуществ, обеспечиваемых углеродным волокном, а также элементами, разработанными и изготовленными из углеродного волокна. Ткани с улучшенным и высоким модулем относятся к специальным материалам (к сожалению, очень дорогим), которые обеспечивают характеристики жесткости в 2 или 3 раза выше, чем стандартное углеродное волокно, и используются в основном в военных приложениях и аэрокосмической промышленности.

Чтобы интерпретировать результаты, показанные в таблице, представьте, что инженер-конструктор собирается построить прочный и легкий лист из углеродного волокна длиной 1 м 2 и максимальным весом 10 кг , и он рассматривает алюминий, сталь и углеродное волокно.

Помня о предельном весе в 10 кг , инженер-конструктор может выбрать:

  • Стальной лист толщиной около 1,5 мм.
  • Алюминиевый лист толщиной около 4 мм.
  • Лист из углеродного волокна толщиной около 7 мм.

Углеродное волокно обеспечивает 2 существенных преимущества.

Углеродное волокно обеспечивает большую жесткость (как описано выше) при меньшей плотности, и, следовательно, продукт того же веса может быть толще, что приведет к повышению жесткости только за счет увеличения толщины.Проще говоря, увеличенная в 2 раза толщина материала обеспечивает жесткость 2 3 – то есть примерно в 8 раз больше. Это дает много возможностей для снижения веса благодаря использованию углеродного волокна.

 

2. Жесткость и прочность материала при одинаковой толщине стенки элемента

Очень часто инженеры-конструкторы ищут материал, который позволит им изготовить компонент, идентичный алюминиевому во всех размерах, включая толщину .В приведенных ниже таблицах показано сравнение жесткости и прочности компонентов одинаковой толщины, изготовленных из алюминия, стали и углеродного волокна. Отметим, что компонент из углеродного волокна тех же размеров будет на 42% легче алюминиевого и более чем в 5 раз легче стального. Подробнее читайте в разделе 3. Вес/плотность материала .

Жесткость и прочность при одинаковой толщине стенки: для алюминия, стали и двунаправленного углеродного волокна:

Алюминий Сталь Двунаправленное углеродное волокно – общий модуль Двунаправленное углеродное волокно – улучшенный модуль Двунаправленное углеродное волокно – самый высокий модуль
Жесткость (модуль Юнга) Единица измерения: ГПа 69 200 90,5 132 190
Предел прочности (Предел прочности – предел прочности) Единица кН · м/кг 500 1000 800 368 126

Жесткость и прочность при одинаковой толщине стенки: для алюминия, стали и однонаправленного углеродного волокна:

Материал Алюминий Сталь Однонаправленное углеродное волокно – общий модуль Однонаправленное углеродное волокно – улучшенный модуль Однонаправленное углеродное волокно – самый высокий модуль
Жесткость (модуль Юнга)

Единица измерения: ГПа

69 200 181 264 380
Предел прочности (Предел прочности – предел прочности ) Единица кН · м/кг 500 1000 1600 736 252
Замена алюминия на углеродное волокно привела к уменьшению веса спинки для дайвинга на 55% (с 700 до 450 грамм).

Компонент из стандартного углеродного волокна той же толщины, что и алюминиевый, будет иметь на 31% большую жесткость, чем алюминиевый , и в то же время весит на 42% меньше и будет иметь на 60% большую прочность.

Использование углеродного волокна с более высоким модулем и однонаправленной ткани может обеспечить в 4 раза большую жесткость по сравнению с алюминием при аналогичном или улучшенном пределе прочности.

Обратите внимание, что на практике сталь и алюминий имеют предел прочности ниже указанного в таблице.Это связано с тем, что перед полным разрушением (исходя из этого момента был расчет предела прочности) металлический элемент будет испытывать остаточную деформацию (не восстановит свои первоначальные размеры).

Момент, когда происходит постоянный изгиб (без разрушения), относится к пределу текучести. Для устойчивости к повреждениям в приведенных выше данных применяли предел прочности при растяжении, который относится к сопротивлению полному разрушению (растрескиванию).

Например, при изгибе алюминиевого листа до полного разрушения и растрескивания образец сначала ломается (без возможности восстановить первоначальные размеры).Данные, представленные в таблице, относятся к полностью разрушенным образцам (растрескиванию) при допущении, что изгиб приведет к полному разрушению (что не совсем верно). Углеродное волокно имеет разные характеристики – при нагрузке, вызывающей постоянный изгиб алюминия без восстановления первоначальных размеров, углеродное волокно проявит большую эластичность и после кратковременного изгиба восстановит свою форму после снятия нагрузки (эффект пружинения). Полное разрушение элемента из углеродного волокна произойдет внезапно и без предупреждения – в отличие от алюминия, который демонстрирует некоторые предупреждения, связанные с необратимым изгибом.Всегда помните вышеизложенное при проектировании изготовленного компонента из углеродного волокна, чтобы предусмотреть некоторые допуски.

В ролике ниже представлено сравнение стойкости к повреждениям карданного вала из углеродного волокна со стальным, а также описан процесс разрушения материала:

Что касается интерпретации результатов в таблице, очевидно, что углеродное волокно с самым высоким модулем упругости обеспечивает исключительную жесткость. Однако устойчивость к повреждениям снижается по мере увеличения жесткости (более высокий модуль).

Другой пример: лист из углеродного волокна максимальной жесткости, изготовленный из ткани с самым высоким модулем упругости, менее устойчив к повреждениям. Чем больше компонент армирован тканью с самым высоким модулем упругости, тем больше он будет подвержен разрушению при изгибе.

Дальнейший анализ будет проводиться с углеродным волокном стандартного модуля, а композиты, изготовленные из тканей с самым высоким модулем, предоставят возможности благодаря углеродным композитам.

Обратите внимание, что как алюминий, так и углеродное волокно могут использоваться в качестве «гибридов», которые придают компоненту другие рабочие характеристики. В случае алюминия это относится к сплавам наряду с другими металлами, а в случае углеродного волокна относится к одновременному использованию арамидных, стеклянных, базальтовых или вектроновых волокон.

Очень распространены кевларовые и арамид-кевлар-углеродные композиты, которые обеспечивают жесткость и высокую устойчивость к повреждениям , но это будет предметом другого исследования.

3. Вес/плотность материала

Вес важен для многих продуктов.Например, , уменьшающий вес стрелы/ловителя автоматизированной тяжелой машины, работающей со скоростью 10 м/сек. позволит увеличить его скорость и продлить срок его службы. В промышленных масштабах это может привести к увеличению производительности предприятия и значительной экономии.

Другим примером может быть кресло-коляска, уменьшение веса которой облегчает подъем и высадку из автомобиля, а также улучшает контроль. Это очень хорошо видно на примере гоночных автомобилей Формулы-1, где замена алюминия на углеродное волокно привела к снижению веса, что имеет решающее значение в этом виде спорта.

Автоматическая стрела KUKA, изготовленная из углеродного волокна, позволяет увеличить рабочую скорость и одновременно уменьшить ее вес, что приводит к снижению нагрузки на подшипники и другие компоненты, подверженные износу. Автоматический манипулятор KUKA

из углеродного волокна позволяет увеличить рабочую скорость и одновременно уменьшить его вес, что приводит к снижению нагрузки на подшипники и другие компоненты, подверженные износу.

Из сравнения алюминия с углеродным волокном мы знаем, что плотность материала напрямую влияет на его вес.

Композиты из углеродного волокна имеют плотность 1,55 г/см 3 (эпоксидная смола 30%, углеродное волокно 70%), что в случае алюминия составляет 2,7 г/см 3 и 4,5 г/см 3 для титана или 7,9 г/см 3 для стали.

Композит из углеродного волокна имеет плотность почти в 2 раза меньше, чем алюминий, и более чем в 5 раз меньше, чем сталь. Следовательно, в компоненте тех же размеров замена алюминия углеродным волокном уменьшит его вес примерно на 42% . Замена стали на углеродное волокно уменьшит вес в 5 раз.

Чтобы проиллюстрировать это, представьте лист толщиной 6 мм площадью 1 м 2 .

Один квадратный метр листа углеродного волокна толщиной 6 мм имеет вес:

  • 47,4 кг для стального листа
  • 16,2 кг для алюминиевого листа
  • 9,3 кг для листа из углеродного волокна.

При проектировании изделий и при выборе материала необходимо учитывать жесткость, а также прочность данного материала, как описано в разделах 1 и 2 настоящего исследования. На практике возможности снижения веса компонентов за счет замены алюминия углеродным волокном потребовали дальнейших испытаний и экспериментов. Каждый элемент относится к индивидуальному случаю уникальной геометрии и параметров. Обычно можно уменьшить вес на 20-40 % за счет использования углеродного волокна.

Кузов автомобиля из углеродного волокна позволил BMW снизить вес модели IS на 300 кг.

Компания BMW запустила производство цельных кузовов из углеродного волокна для своей модели I3.Кузов автомобиля из углеродного волокна позволил снизить вес каждого автомобиля на 300 кг. Ежегодно компания выпускает десятки тысяч таких автомобилей. На самом деле этой моделью интересуется больше клиентов, чем первоначально предполагалось BMW.

Уменьшение веса за счет использования углеродного волокна возможно и выгодно, особенно для продуктов, для которых важна направленная прочность. В отличие от металлов, композиты не демонстрируют одинаковую прочность в любом направлении (неоднородны). На самом деле именно во время производственного процесса принимаются решения относительно направления ткани (при использовании однонаправленных тканей) и направления, которое обеспечит наибольшую прочность за счет уменьшения прочности в других местах.Это решение позволяет еще больше снизить вес компонентов из углеродного волокна.

4. Обработка / резка

Углеродное волокно из-за его низкой плотности является материалом, который легко поддается механической обработке на станках с ЧПУ или ручными инструментами, включая угловую шлифовальную машину или дремель.

Углеродное волокно — это материал, который легко обрабатывается на станке с ЧПУ. На фото показана тату-машинка, изготовленная из углеродного волокна.

Хотя высококачественные конструкции из углеродного волокна, изготовленные вакуумным методом (вливание смолы, препрег) могут быть резьбовыми, там, где требуется много резьбовых соединений, вместо них используются специальные вставки.

Алюминиевые элементы

чаще всего соединяют сваркой, клепкой или вставками. С углеродным волокном чаще всего используется склейка, с усиливающими заклепками и вставками при необходимости. Современные эпоксидные клеи обеспечивают прочность склеивания, аналогичную сварке.

Интересно, что Ferrari постепенно внедряла новую технологию, которая заменила сварку алюминия склеиванием с помощью эпоксидных клеев . В настоящее время Ferrari 458 Italia имеет 70 м сварных швов и 8 м клея .Главный инженер Ferrari Moruzzi ожидает, что в будущем из-за изменения производственных процессов кузова автомобилей будут больше склеиваться, чем сваривать. Для Ferrari это возможность использовать другие алюминиевые сплавы, обладающие улучшенными характеристиками, но не поддающиеся сварке.

Сравнивая склейку со сваркой, обратите внимание, что склейка требует простой технологии реализации (хотя необходимы ноу-хау и опыт).

Технология склеивания широко применяется в авиационной промышленности для снижения веса и одновременного снижения расхода топлива.

Однако приклеивание имеет некоторые недостатки, включая подготовку поверхности или время, необходимое для приклеивания клеевого слоя. Во многих случаях компоненты, которые могут подвергнуться удару (например, при автомобильной аварии), усилены специальными вставками для противодействия внезапной разрушающей нагрузке.

Технология склеивания будет использоваться чаще благодаря разработке более эффективных клеев, а также повышению осведомленности о ее преимуществах и возможных возможностях.

5.Тепловое расширение

Каждый материал имеет разные характеристики теплового расширения.

Тепловое расширение связано с изменением размеров материала в результате изменения температуры. Углеродное волокно на практике показывает практически нулевое тепловое расширение и поэтому широко используется в устройствах, включая 3D-сканеры.

Поскольку на практике углеродное волокно почти не имеет теплового расширения, оно широко используется в устройствах, включая 3D-сканеры.

Поскольку на практике углеродное волокно почти не имеет теплового расширения, оно широко используется в устройствах, включая 3D-сканеры .

Инженеры-конструкторы все чаще убеждаются в многочисленных преимуществах углеродного волокна благодаря низкому тепловому расширению по сравнению с традиционными материалами, такими как сталь или алюминий. Углеродное волокно демонстрирует исключительные параметры в этом отношении, и оно подходит, в частности, для высокоточных элементов, таких как оптические устройства, 3D-сканеры, телескопы и другие, где решающее значение имеет минимальное тепловое расширение.

Углеродное волокно (композит из углеродного волокна и эпоксидной смолы) представляет собой материал с тепловым расширением в 6 раз меньшим, чем у алюминия, и более чем в 3 раза меньшим, чем у стали.

В таблице ниже представлен анализ теплового расширения различных материалов с учетом соотношения дюйм/градус Фаренгейта. Указанные единицы приведены только для справки в отношении различий между материалами.

Материал Тепловое расширение
Алюминий 13
Сталь 7
Стекловолоконно-эпоксидный композит 7-8
Кевлар/арамид – эпоксидный композит 3
Углеродное волокно-эпоксидный композит 2

6.Теплопроводность

Углеродное волокно — материал с низкими характеристиками теплопроводности.

Углеродное волокно является идеальным изолятором. На приведенной выше фотографии показано входное отверстие турбины из углеродного волокна.

Теплопроводность в основном зависит от переноса/проводимости энергии из областей с высокой температурой в области с низкой температурой. Материалы с высокой теплопроводностью легче переносят температуру, чем материалы с низкой теплопроводностью.

Композит из углеродного волокна и эпоксидной смолы представляет собой материал с теплопроводностью в 40 раз меньшей, чем у алюминия и в 10 раз меньшей, чем у стали. Следовательно, можно предположить, что углеродное волокно является очень хорошим изолятором.

В этой таблице сравнивается теплопроводность различных материалов, включая углеродное волокно (единица измерения, Вт/м*)

Материал Теплопроводность
Углеволокно-эпоксидный композит 5-7
Сталь 50
Алюминий 210

7.Термостойкость Алюминий

является материалом, устойчивым к высоким температурам, и в этом отношении он имеет преимущества перед композитами из углеродного волокна.

Характеристики углеродного волокна

и устойчивость к высоким температурам зависят от структуры композита и технологии обжига. Верно, что композит из углеродного волокна устойчив к высоким температурам , но, к сожалению, это часто не так. На самом деле это происходит из-за неподходящих материалов, неправильного обжига композита или недостаточного ноу-хау и опыта в этом отношении у многих поставщиков композитов.

Для обеспечения устойчивости к высокой температуре при изготовлении могут использоваться только материалы, демонстрирующие такую ​​стойкость, при условии, что обжиг композита осуществляется надлежащим образом в диапазоне температур, близких к желаемой стойкости композита. Использование смол, устойчивых к высоким температурам, без дополнительного отверждения внутри печи не обеспечит требуемой стойкости.

Стандартные эпоксидные композиты из углеродного волокна, прошедшие надлежащую сушку, обладают устойчивостью к температурам до 70–100 °C (160–210 °F).

Если требуется устойчивость к температурам выше 100 °C, чаще всего подходит препрег из углеродного волокна , часто вместе с отверждением композита при температурах около 150 °C/300 °F, что позволяет повысить устойчивость до температур 200 °С/400°F. Например, Prepreg Gurit EP127 имеет сопротивление до 230°C/445°F.

Если требуется устойчивость к более высоким температурам, используются фенольные смолы, и эти композиты обладают кратковременной устойчивостью до 500°C/930°F.

Хотя такая стойкость может быть обеспечена для композитов, следует учитывать, что эти специальные материалы являются дорогостоящими и требуют не только закалки в печи при высокой температуре, но и ноу-хау. Поэтому все это приводит к высокой цене композитов, устойчивых к очень высоким температурам.

 

8. Долгосрочная эффективность

При использовании в строительстве углеродный композит должен изготавливаться вакуумным методом – заливкой смолы или препрегом.Такая технология обеспечивает долгий срок службы углеродного композита. Углеродный композит, изготовленный вручную «валиком и кистью», имеет низкую прочность и короткий срок службы.

Углеродное волокно обладает коррозионной стойкостью, что дает еще одно преимущество по сравнению с алюминием.

Композит углеродное волокно-эпоксидная смола имеет недостаток, связанный с пониженной стойкостью к УФ-излучению, и поэтому композит, подвергающийся воздействию УФ-излучения, должен быть защищен нанесением верхнего покрытия, что, как дополнительный процесс, увеличивает производственные затраты.

9. Реализация продукции

Почему углеродное волокно не так широко используется в производстве, хотя оно предлагает много преимуществ по сравнению с очень популярным алюминием?

Чаще всего это связано с ценой: элементы из углеродного волокна стоят дороже, чем алюминиевые, потому что углеродное волокно стоит дороже, а производство углеродных изделий требует больше времени.

С другой стороны, при сравнении затрат, связанных с внедрением производства алюминия и углеродного волокна, во многих случаях именно производство элемента из углеродного волокна будет более дешевым и, что более важно, доступным при малом тираже, для которого внедрение производства алюминиевых элементов было бы нерентабельно.

В следующем видеоролике показано изготовление элементов из углеродного волокна с использованием технологии препрега.
Наконец, мы должны упомянуть широко распространенную неосведомленность о преимуществах и преимуществах углеродного волокна по сравнению с традиционными материалами, включая алюминий или сталь. Мы надеемся, что эта статья даст больше информации об углеродном волокне и о том, чем этот материал отличается от алюминия, а также о том, какие преимущества возможны при замене алюминия углеродным волокном.

10. Резюме

Мы надеемся, что это исследование предоставило больше информации о свойствах углеродного волокна по сравнению с алюминием. Со временем все больше и больше инженеров-конструкторов будут использовать этот материал, поскольку углеродное волокно предлагает множество преимуществ, включая легкий вес, практически нулевое тепловое расширение, простоту обработки и высокую жесткость.

Наша компания является поставщиком компонентов из углеродного волокна .

Мы поставляем нестандартные компоненты, а также партии изделий из углеродного волокна.
Местонахождение: Воломин, Польша (Европа), Доставка по всему миру.
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *