Минеральная вата. 2
Запасы доменного шлака
– отхода Темиртауского комбината,
исчисляются миллионами тонн и пока
будет производиться металл, всегда
будет и доменный шлак. Поэтому
можно считать, что сырье для
производства обычной минеральной
ваты и, соответственно, минераловатных
изделий (полужестких и жестких
плит) имеется в достаточном
Из горных пород лучшими видами сырьевых материалов являются изверженные основные горные породы габбро-базальтовой группы (диабазы, базальты, габбро) и подобные им по химическому составу метаморфические горные породы и мергели.
По укрупненным данным, по регионам Казахстана разведаны следующие виды сырьевых материалов.
В Актюбинской области
Мугалжарского района имеется месторождение
диабаза с общим запасом в 227
млн тонн. В Карагандинской области
Жанааркинского района разведано месторождение
диабаза с общим запасом в 15,3
млн тонн. Общие запасы сырья для
минваты в Жамбылском районе составляют
46,9 млн тонн; месторождения Уш-Кызыл,
Дорменсай располагаются в
Ниже представлены более подробно геологические характеристики месторождений горных пород, пригодных для использования в качестве сырья при изготовлении минеральной ваты и изделий на ее основе.
На территории Западного Казахстана выявлено три месторождения - Мамытское, Никельтауское и Мугоджарское. Мамытское слабо изучено, а Мугоджарское эксплуатируется.
МесторождениеМугоджарское - расположено в Мугоджарском районе Актюбиенской области, в 30 км от п. Эмба и 210 км от Актюбинска. Район экономически развит. Изучалось в 1961 г.
Месторождение приурочено к зеленокаменной полосе вулканитов верхнего силура в юго-западной части Мугоджар. Оно вытянуто в северо-северо-западном направлении на 3800 м при ширине от 500 до 1350 м. В рельефе представлено серией куполообразных сопок, разделенных глубокими балками. Продуктивная толща представлена вулканитами верхнего силура (диабазы, диабазовые порфириты, спилиты). С поверхности породы выветрены, трещиноваты и покрыты элювиальноделювиальными осадками по склонам сопок, мощность их от 0 до 4 м (ср. 0,51). Средняя мощность продуктивной толщи 31 м.
МесторождениеНикельтауское
- расположено в Хромтауском
Приурочено к Кокпектинскому массиву габброидов, сложенному зеленовато-серыми массивными среднезернистыми, реже крупнозернистыми и мелкозернистыми габбро. В массиве, подвергшемся процессам метаморфизма, амфобилизации и выветривания, выявлена сильная трещиноватость, местами породы осложнены тектоническими подвижками и интенсивно перемяты.
МесторождениеМамытское - расположено в Хромтауском районе Актюбинской области, в 40 км к западу от ж.-д. ст. Кимперсай. Открыто в 1952 году, изучалось в 1985 году.
Приурочено к прибортовой
зоне Орской депрессии и представлено
диабазами вулканогенно-
Северный Казахстан
богат месторождениями
Месторождение Козыревское-
расположено в Тарановском
Месторождение приурочено к Ушсорско-Валерьяновской антиклинали. Андезитовые порфириты и туфы выделяются в рельефе в виде гряды сопок различных размеров северо-восточного простирания. Продуктивная толща, представленная андезитовыми порфиритами и туфами визе-намюра, перекрыта глинистой корой выветривания по туфам и порфиритам триас-мелового возраста и бурыми современными суглинками, супесями и песками. Средняя мощность вскрыши 2,5 м.
Месторождение Валерьяновское
- расположено в Тарановском
Месторождение приурочено к Валерьяновскомусинклинорию и представлено базальтовыми порфиритами раннего триаса. Залежь имеет пластообразную форму, простирание северо-западное, по мощности не выдержана, залегает горизонтально. С поверхности перекрыто корой выветривания триас-мелового возраста и современными суглинками. Средняя мощность вскрышных пород 3,1 м. В подошве залегают порфириты и туфопорфириты визе. Длина залежи 1450 м, ширина 25-40 м, мощность 23,8-30,7 м, глубина залегания 0,09-9,7 м. До глубины 9 м порфириты выветрелые, до глубины 22 мсильно трещиноваты.
Месторождение Алексеевское - расположено в Красноармейском районе Северо-Казахстанской области, на правом берегу р. Чаглинки, в 4 км юго-западнее ж.-д. станции Азат, в 0,2 км севернее поселка Алексеевка. Асфальтированное шоссе Кокшетау-Петропавловск находится в 2 км. Район преимущественно сельскохозяйственный, экономически освоен. Открыто в 1964 году, изучалось в том же году М. Д. Денисовым.
Месторождение приурочено к Кокшетаускомуантиклинорию и представлено базальтовыми порфиритами среднего-позднегоордовика. Порфириты сильно трещиноваты, до глубины 12м выветрелы и ожелезнены. Залежь перекрыта триас-меловой глинистой корой выветривания. Средняя мощность 4,27 м. Горизонтальная залежь имеет пластовую форму и простирание восток-юго-восточное. Длина ее 940 м, ширина 310 м, мощность 6-33,9 м (средняя 22,41 м), глубина залегания кровли - 0,1-11,9 м.
Месторождение ЧернаяМазарка
- расположено в Семиозерном
Месторождение приурочено к Кушмурунской синклинали. Оно представлено базальтом раннего-среднего триаса (валерьяновская свита). С поверхности перекрыто глиной с базальтовой дресвой (кора выветривания триас-мелового возраста). Средняя мощность вскрыши 10,12 м. Залежь выдержана по простиранию, мощности и качеству сырья, сильно трещиновата, имеет пластообразную форму, залегает горизонтально. Простирание ее меридиональное. Длина 400 м, ширина 200-280 м, мощность 24,5-44,1 м (средняя 33,46 м). Глубина залегания кровли 0-15 м.
Основными сырьевыми материалами для производства стеклянных волокон являются кварцевый песок, полевой шпат, известняк, мел, доломит. Месторождения полевых шпатов, известняков, доломитов имеются практически во всех регионах Казахстана. Кварцевые пески имеются в Актюбинской области (201,3 млн. тонн), в Павлодарской области(месторождения расположены в Актогайском, Экибастузском, Баянаульском районах с общим запасом 12,35 млн тонн), в Акмолинской области (3 месторождения с общим запасом 10 млн. тонн), в Карагандинской области (17 месторождений кварцитов, сосредоточенных в Шетском, Жанааркинском, Бухар-Жырауском, Осакаровском районах с общим запасом 253,2 млн.тонн.), в Костанайской области (находятся в Тарановском и Мендыкаринском районах,общие запасы 20,83 млн.тонн), в Североказахстанской области (месторождение – Айсарлинское, находится в Акжарском районе,общие запасы 14,6 млн.тонн) и Южно-Казахстанской области.
В Западном Казахстане имеются крупные месторождения мела (13) с суммарными запасами, учтенными госбалансом по промышленным категориям 136,14 млн. т. Кроме применения его в качестве одного из сырьевых компонентов при получении минеральной ваты, мел пригоден для производства цемента, строительной извести, в сельском хозяйстве для нейтрализации кислых почв, минеральной подкормки животным, в качестве наполнителя в целлюлозно-бумажной и резиновой промышленности. При дальнейшем развитии добычи мела могут осуществляться экспортные поставки его в ближнее и дальнее зарубежье.
Промышленные месторождения
базальтов имеются в
Таким образом можно констатировать
о том, что в Казахстане практически
в каждом регионе можно и нужно
организовать завод по выпуску минеральной
ваты и изделий на ее основе. Необходимо
принять во внимание, что перевозка
минераловатных энергосберегающих
изделий экономически крайне невыгодна.
Считается, что перевозка минераловатных
изделий это то же самое, что перевозить
воздух. Действительно, железнодорожный
вагон грузоподъемностью 60 т вмещает
минераловатные плиты, например марки
по плотности П35, всего по массе
не более 3 т. Поэтому в каждом регионе
должен функционировать собственный
завод по выпуску энергосберегающих
теплоизоляционных минерало- и стекловолокнистых
материалов и изделий. При отсутствии
сырьевой базы экономически выгоднее
привозить сырье и выпускать
энергосберегающие материалы, чем
импортировать эти материалы. Это
же правило относится и к любым
другим видам теплоизоляционных
материалов. В частности для
Цель работы: выполнить проект цеха по производству минеральной ваты.
ГЛАВА 1 НОМЕНКЛАТУРА ПРОДУКЦИИ
Множество способов волокнообразования, а также разнообразие исходного сырья предопределяют различия качественных показателей ваты.
В зависимости от температуры применения искусственные минеральные волокна делятся на:
- стеклянные с температурой применения до 400°С;
- рядовые с температурой применения до 600°С;
- высокотемпературные
- огнеупорные с температурой применения до 1000°С и выше соответственно.
Минеральная вата
– продукт специальной
Основным показателем минеральной ваты является диаметр волокон, колеблющийся в пределах 1…10 мкм. В соответствии с требованиями ГОСТ4640–84 толщина волокон ваты, применяемой для изготовления теплоизоляционных изделий, не должна превышать 8 мкм, так как увеличение ее влечет за собой увеличение теплопроводности. Длина волокон определяется химическим составом расплава и способом получения и составляет 2…300 мм. Более длинные волокна сообщают изделиям большую прочность и эластичность.
Частицы расплава, не вытянувшиеся в волокна и имеющие, как правило, сферическую форму, получили название корольков. Эти включения ухудшают теплоизоляционные свойства материала. Согласно ГОСТ 4640–94, предусмотрен выпуск минеральной ваты марок 75, 100 и 125 с содержанием корольков размером свыше 0,25 мм не более 12, 20 и 25% соответственно. Марка минеральной ваты соответствует ее средней плотности при нагрузке 0,002 МПа.
Пористость минеральной ваты достигает 96%, что обусловливает ее высокие теплоизолирующие свойства. Характер пор открытый, поэтому минеральную вату следует оберегать от увлажнения, так как при этом резко увеличивается ее теплопроводность. Водопоглощение минеральной ваты при погружении в воду высокое – до 600%, гигроскопичность 0,2…2%.
Ввиду того, что волокна представлены веществом в стекловидном состоянии, высокая температура эксплуатации способствует кристаллизации (расстекловыванию), которая в зависимости от состава волокон может происходить уже при 500°С. С развитием этого процесса ухудшаются теплофизические свойства минеральной ваты. Ее теплопроводность не должна превышать 0,045 Вт/(м°С) при температуре (25+5)°С; 0,064 Вт/(м°С) – при (125+5)°С; 0.105 Вт/(м°С) – при (300±5)°С.
Сырьём для производства минеральной ваты являются горные вулканические породы, поэтому она удовлетворяет самым жёстким требованиям пожарной безопасности. Температура спекания волокон составляет 1000°С. Не все виды продукции, классифицированные как негорящие, могут похвастаться такими свойствами.
Изоляционные материалы из минераловатного утеплителя отличаются высокой химической стойкостью. Более того, минераловатный утеплитель является химически пассивной средой и не вызывает коррозию контактирующих с ней металлов.
Современное производство минеральной
ваты позволяет создавать
В зависимости от области
применения и технических характеристик,
производители выпускают
Изоляция ограждающих конструкций включает в себя как мягкие плиты и маты для применения в каркасных конструкциях, так и жёсткие и полужёсткие плиты, используемые, например, в фасадных конструкциях, где изоляция находится под воздействием нагрузок.
Применение минеральной ваты. Достоинства и недостатки
Строительная минеральная вата используется на различных объектах, в том числе и промышленных. Этот тип строительной изоляции не подвержен возгоранию, отличается практичностью, эффективностью и долговечностью.
Теплоизоляционные и механические свойства изделий из минеральной ваты сохраняются на первоначальном уровне в течение десятков лет.
Среди ярко выраженных преимуществ минеральной ваты следует также отметить устойчивость к механическим нагрузкам, полное отсутствие мостиков холода, а также отсутствие стыков, приводящих обычно к разрушению целостности покрытия.
Минеральная вата обладает эластичностью при упаковке: так, вата в рулонах может сжиматься до 75% от собственного объема, а вата в матах – до 40%, что позволяет сэкономить на транспортных расходах.
Применение рыхлой минеральной ваты для тепловой изоляции затруднено присущими ей специфическими недостатками. При перевозках и хранении вата уплотняется и комкуется, часть волокон ломается и превращается в пыль; в конструкциях рыхлая вата должна быть защищена от механических воздействий, её укладка требует больших трудозатрат.
Перечисленные недостатки рыхлой минеральной ваты частично или полностью устраняются при переработке её в различные минераловатные изделия.
Это материал с низким содержанием связующего предназначен для изоляции колонн, резервуаров и печей. Его можно использовать как набивной материал в полиэтиленовых матах. Её также называют “надувная” минеральная вата.
Для строительных целей предпочтительнее использовать изделия из ваты из горных пород на фенольном связующем, поскольку карбамидное связующее менее водостойкое.
Несмотря на устойчивое негативное
мнение о фенольном связующем, бояться
выделения фенола в процессе эксплуатации
не стоит. При строгом следовании
технологическому процессу производства
теплоизоляционных изделий
Применение минеральной ваты позволяет обеспечить не только тепло-, но и звукоизоляцию стен.
Минеральная вата значительно снижает риск возникновения стоячих звуковых волн внутри ограждающей конструкции, тем самым, увеличивается изоляция от воздушного шума. Звукопоглощающие свойства материала увеличивают затухание акустических волн и значительно снижают звуковой уровень помещения.
Минеральная вата не горит, ее не портят грызуны. Компании – производители сотрудничают с предприятиями, осуществляющими производство минеральной ваты на основе экологически чистых технологий. Поэтому минеральная вата – это не только эффективный, но и безопасный утеплитель.
На основании ГОСТа 52953-2008, к такому понятию, как «минеральная вата», относятся следующие ее разновидности:
стекловата – утеплитель, который изготовлен из расплавленного стекла
шлаковата – изготовленная из расплавленного доменного шлака
каменная вата – изготовленная из расплавленных горных (преимущественно – базальтовых) пород
Минеральная вата нашла широкое применение в строительстве и в различных отраслях промышленного производства.
Несмотря на неоспоримые достоинства, минеральная вата, как и любой утеплитель не лишена определенных недостатков, о которых речь пойдет ниже. Поэтому наша компания поставляет в страны СНГ более современный и эффективный материал – утеплитель на основе аэрогеля.
Область применения минеральной ваты – утеплителя, в общем-то, универсального, достаточно широка. Выпускается он в двух основных формах:
минераловатные плиты
различных фиксированных
маты в виде рулонов
Сами волокна минеральной ваты выдерживают температуру до 700°С, однако для фенолформальдегидных смол, используемых в качестве связующего, процесс деструкции начинается уже при температуре300-350°С, при этом минеральные волокна начинают сыпаться.
Итак, где применяется минеральная вата:
для монтажа одного из теплоизоляционных
слоев (нижнего или верхнего) так
называемого кровельного пирога
или самостоятельной
при теплоизоляции промышленных трубопроводных систем, отопительных и водопроводных сетей, резервуаров и оборудования
при изготовлении сэндвич-панелей и трехслойных железобетонных конструкций.
в трехслойных кладках в качестве внутреннего заполнителя
в виде ненагружаемой теплоизоляции во всех видах строительных конструкций
для наружного утепления стен с нанесением штукатурки
в вентилируемых фасадах
Таким образом, минеральная вата может использоваться практически везде. Однако технология ее применения предусматривает в обязательном порядке монтаж паро- и влагоизоляции, которые призваны сохранить необходимый уровень влажности внутри утеплителя. При нарушении этих слоев свойства минеральной ваты, как теплоизоляции могут ухудшаться по мере ее увлажнения.
Производство минеральной ваты включает в себя получение расплава пород и превращение его в волокна, из которых затем формируют полотно минваты.
Расплав получают плавкой сырья в специальных печах, обычно в вагранках. Вагранки, внутренним диаметром 1–1,25 м используют в качестве топлива кокс и имеют водяное охлаждение горна. Возможно использование в качестве исходного материала для получения расплава огненно-жидких шлаков – отходов доменных печей.
Превращение расплава в волокна минеральной ваты осуществляется дутьевым или центробежными способами.
Дутьевой способ получения минеральной ваты основан на раздуве расплава струей водяного пара или сжатого воздуха при 6–10 атм.
Центробежные способы
вытягивания минерального волокна
из расплава используют центробежные
силы. Вытягивание волокна
Центробежный способ производства минваты экономичнее дутьевого.
Минеральная вата состоит из гибких и тонких, диаметром 7–15 μ, стекловидных волокон. Минвата может содержать так называемые «корольки» – частично не вытянувшиеся в волокна стекловидные капли. «Корольки» могут быть размером до 2–3 мм. «Корольки» ухудшают качество минеральной ваты.
Объёмный вес минеральной ваты зависит от среднего диаметра волокон, степени уплотнения и количества «корольков», его определяют в специальном приборе в сухом состоянии под нагрузкой 0,02 кг/см².
Преимущества
Минеральная (базальтовая) вата
наряду с отличными тепло- и звукоизоляционными
качествами по сравнению с другими
изоляционными материалами
• Теплотехнические характеристики
Изоляция из камня и
ваты проходит испытания на соответствие
всем применимым стандартам отрасли
для обеспечения отсутствия снижения
меры теплосопротивления теплоизоляционного
материала с течением времени. Засыпная
изоляция из каменной и шлаковой ваты
устойчива к оседанию и отдаче
шерстяных продуктов после
• Огнестойкость
Изоляция из каменной и шлаковой ваты обладает от природы огнеупорными свойствами и сохраняет их на протяжении всего срока эксплуатации продукта. Такая изоляция способна выдерживать температуры, превышающие 2,000°F. Поскольку у этих продуктов высокая температура плавления, их можно использовать для производства целого ряда применения, для которых необходимы такие уникальные свойства. Эти продукты соответствуют требованиям NFPA 220 и стандартам Американского общества по испытанию и материалам (ASTM) E136, и представляют собой продукты Класса А, прошедшие испытания в соответствии с ASTM E84 и NFPA 101. Изоляция из каменной и шлаковой ваты используется как средство пассивной противопожарной защиты во многих зданиях.
• Звукопоглощение
Волоконная структура и высокая плотность изоляции из каменной и шлаковой ваты обеспечивает высокие свойства звукопоглощения, что делает эти продукты важной частью систем, предназначенных для уменьшения передачи звуков.
• Устойчивость к воздействию плесени, грибка и бактерий
Изоляция из каменной и шлаковой ваты устойчива к росту плесени, грибка и бактерий, поскольку является неорганическим материалом.
Волоконный состав изоляции из каменной и шлаковой ваты обеспечивает гибкость и универсальность, которую не могут обеспечить другие виды изоляции. Изоляция из каменной и шлаковой ваты выпускается в виде самых различных форм, разновидностей и размеров, включая доску, войлок, засыпную изоляцию, материал для напыления, а также изоляцию для труб для многих общих и специализированных применений.
• Экологические преимущества
Одним из самых важных преимуществ, которые предоставляет изоляция из камня и шлака, является ее способность делать здания и оборудование более энергосберегающими. Термоэффективная система или термосберегающее здание уменьшают количество энергии, необходимые для их материально-технического обслуживания.
Шлаковую шерсть производят из доменного шлака, побочного продукта производства стали. По оценкам отрасли, более 90 процентов шлака, используемого для изоляции, приобретается непосредственно у производителей стали. Оставшиеся 10% добывают на площадках для утилизации и свалках. В период между 1992 и 2005 гг., производители изоляции из шлаковой ваты использовали более 13 миллиардов фунтов отходов доменного шлака для производства изоляции.
• Низкая теплопроводность
Она является важнейшим и
отличительным свойством
• Паропроницаемость
С её помощью минеральная вата может с легкостью накапливать и испарять избыточную влагу в помещениях. Данное свойство очень благоприятно влияет на влажностный режим сооружения.
• Экологичность
За счет неё минеральная
вата полностью безвредна для
здоровья и организма человека. Она
обеспечивает необходимое удобство
внутри помещений благодаря своим
отличительным свойствам
• Долговечность
Обеспечивается за счет использования горных пород базальтового камня, благодаря чему минеральная вата также устойчива к внешним воздействиям и может сохранять свои отличительные свойства довольно продолжительное время. Минимальный срок службы минваты - 50 лет.
• Ничтожно малая усадка
С её помощью минеральная
вата сохраняет свои геометрические
размеры в течение всего
Достоинства минераловатных материалов дополняет легкость выполнения монтажа. Мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные - ножовкой.
Столь много отличительных качеств вряд ли найдется в каком-либо другом материале, поэтому итог можно подвести только один - еще очень долгое время вряд ли найдется замена столь высокоэффективному материалу, использующемуся повсеместно
Но у минваты есть и свои недостатки.
Недостатком этого материала является его большая осадка под воздействием вертикальных нагрузок, особенно при вибрации, и его большая влагоемкость.
Так же применение рыхлой минеральной ваты для тепловой изоляции затруднено присущими ей специфическими недостатками. При перевозках и хранении вата уплотняется и комкуется, часть волокон ломается и превращается в пыль; в конструкциях рыхлая вата должна быть защищена от механических воздействий, её укладка требует больших трудозатрат.
Таблица 1 Технические характеристики
Марка |
Характеристика по ГОСТ в сухом состоянии |
Расчетные характеристики | |||||||
Плот- ность, кг/м3 |
Теплопроводность, Вт/(м.К) |
Теплопро- водность, Вт/(м.К), в условиях |
Расчетное массовое отношение влаги, %, в условиях |
Прочность на сжатие при 10 % деформации, МПа |
Коэф- фициент паропрони- цаемости, мг/(м.ч.Па) | ||||
А |
Б |
А |
Б |
||||||
175 |
150-175 |
0,043 |
0,046 |
0,05 |
2 |
5 |
0,04 |
0,53 | |
200 |
175-200 |
0,046 |
0,049 |
0,053 |
2 |
5 |
0,045 |
0,48 | |
225 |
176-225 |
0,054 |
0,057 |
0,062 |
2 |
5 |
0,04 |
0,49 | |
П175-ГС |
150-175 |
0,052 |
0,055 |
0,06 |
2 |
5 |
0,03 |
0,53 | |
П200-ГС |
175-200 |
0,053 |
0,057 |
0,061 |
2 |
5 |
0,04 |
0,49 | |
ППЖ-200 |
200(+-)25 |
0,052 |
0,055 |
0,06 |
2 |
5 |
0,1 |
- | |
ППЖ-ГС -175 |
175(+-)15 |
0,051 |
0,054 |
0,059 |
2 |
5 |
0,045 |
- | |
ППЖ-ГС -200 |
200 |
0,053 |
0,057 |
0,061 |
2 |
5 |
0,06 |
- | |

- Минеральная вещества в питании животных
- Минеральная и органическая часть почв
- Минерально вяжущие материалы (гипс, шпатлевка)
- Минерально-сырьевая база и территориальная организация химической промышлености
- Минерально-сырьевая база развития хозяйственного комплекса Республики Беларусь
- Минерально-сырьевой потенциал
- Минерально-сырьевые ресурсы мирового океана:проблемы и перспективы их использования
- Милиция общественной безопасности
- Милиция: понятие, структура и полномочия
- Милиция республики Беларусь
- Милиция Российской Федерации: задачи, функции
- Милосердие в Исламе
- Минералы ультраосновных пород бассейна р. Кингаш
- Минеральная вата