доставка грунта грунт Дмитров
Новости компании Вопросы и ответы
Галерея Статьи и публикации
Главная страница / Статьи и публикации / Супертонкое базальтовое волокно в строительстве: быть или не быть?

 Супертонкое базальтовое волокно в строительстве: быть или не быть? 

В.Б.Пономарев, зам.директора НИЦ АО “Теплопроект, канд. техн. наук

 

Теплоизоляционные изделия из базальтового волокна (базальтовая вата, маты, плиты, скорлупы) имеют уникальные характеристики, широкую область применения, пользуются постоянным спросом, не имеют зарубежных аналогов и конкурируют по качеству с лучшими образцами ведущих производителей волокнистой теплоизоляции (Rockwool, Paroc, Ursa, Heraklith и др.), хотя значительно дешевле их.

Базальтовые утеплители из супертонкого (БСТВ) и тонкого штапельного волокна (БТШВ) являются самым современным материалом XXI века, сочетающими экологическую чистоту, природную долговечность, пожаробезопасность (негорючесть). Между тем, использование его в строительстве пока достаточно ограничено. В чем же причина столь медленного продвижения этого прекрасного материала в практику массового строительства? Каковы перспективы расширения выпуска этого материала? Что предстоит решить исследователям, конструкторам, производственникам для продвижения этого универсального утеплителя на рынок? Эти вопросы задают сегодня те, кто поближе познакомился с базальтовым волокном.

Базальтовое волокно производят из горных магматических пород габбро-базальтового типа: базальта, диабаза, габбро, амфиболита, андезита и их производных, путем плавления этих минералов в пламенных или электрических печах при температуре 1400-1500°С.

Переработка расплава в волокно возможна двумя способами: одно- или двустадийным.

При двустадийном способе расплав вытягивается тонкими струйками из жаростойкой фильерной пластины (200-300 фильер диаметром 1,5-2 мм). Струйки застывают в первичные нити толщиной 150-300 мкм, а затем раздуваются высокотемпературным (до 1600°С) высокоскоростным газовым потоком (до 300 м/с), под воздействием которого они плавятся и вытягиваются в супертонкие (1-3 мкм в диаметре) волокна.

Далее волокна осаждаются на сетчатый вращающийся барабан до набора холста из хаотически переплетенных волокон требуемой толщины (обычно 150-200 мм). Затем холст обрезают по образующей барабана и рулонируют или упаковывают в полиэтиленовую пленку, бумагу и др. Полученные рулонные маты (холсты) имеют плотность 20-35 кг/м3. Материалом для жаропрочных фильерных пластин обычно служит пластина и ее сплавы, срок службы которых не превышает 3-х месяцев, однако в последние годы появились более дешевые металлические сплавы на основе железа, хрома и др. материалов, правда их срок службы пока не превышает 20-30 суток.

Основными недостатками двустадийного способа являются высокая энергоемкость процесса и низкая производительность - 200-300 кг/сутки по волокну.

К достоинствам следует отнести малогабаритность установок, высокое качество волокна и изделий.

Малогабаритные фильерные установки в современных условиях, когда необходимо организовать производство на малых площадях и малыми затратами могут найти широкое применение. Для этого необходимо решить проблему увеличения их единичной мощности и уйти от дорогостоящих платиновых фильер.

В настоящее время в России работают такие установки на 13 предприятиях в г.г. Брянске, Ивоте, Железнодорожном, Дмитрове, Нижней Туре, Сыктывкаре, Боткинске, Ноябрьске, Когалыме, Азове и др. Работает несколько установок на Украине и по одной - в Кыргызстане, Грузии, Узбекистане.

Одностадийный способ разработан Теплопроектом в 80-е годы прошлого столетия и предполагает переработку струи расплава эжекционно-дутьевыми головками при производительности 100-300 кг/час на одной головке и может применяться в более масштабных проектах, когда надо переработать комбинацией из 2-3 дутьевых головок до 1 т/час расплава. В результате можно производить 35-70 тыс.куб.м в год базальтового волокна (как тонкого, так и супертонкого, в зависимости от параметров раздува, давления и количества сжатого воздуха или пара, а также температуры расплава). Такое количество волокна трудно осадить на барабан с отсосом, поэтому в этой технологии применяют вертикальные или наклонные диффузоры с плавным переходом в горизонтальную часть, где волокно собирают на длинном сетчатом конвейере в виде непрерывного ковра заданной толщины (от 40 до 250 мм) плотностью 35-75 кг/м3 и более.

При еще большей производительности (от 1 до 3 т/час) струю расплава перерабатывают одностадийно с помощью системы валков, вращающихся вокруг горизонтальной оси на специальной центрифуге, а волокно собирают в горизонтальной камере волокноосаждения. Эта технология позволяет производить от 100 тыс.куб.м в год волокнистой теплоизоляции и более.

На пути широкого внедрения этих технологических процессов и оборудования есть также ряд вопросов, над решением которых сегодня работают на ряде предприятий. Суть проблемы в том, что при переходе на получение волокна непосредственно из расплава, тонкая струя быстро остывает. Это ведет к ухудшению качества волокна, повышению количества в нем "корольков" и требует получения расплава с высокой температурой, а, следовательно, - электрических печей. При получении толстой струи (при большой производительности) отработанные акустические  распылители не справляются. Разбиение толстой струи на мелкие опять таки ведет к остыванию с описанными проблемами.

Базальтовое супертонкое волокно (БСТВ) применяют в тех случаях, где необходим легкий вес, термовиброустойчивость, долговечность, высокие теплозвукоизоляционные показатели. По комплексу технологических характеристик (толщина волокон, сорбционная способность, стойкость к действию острого пара, низких температур, химических реагентов) БСТВ не имеет конкурентов в ряде специальных отраслей: атомной энергетике, судо-авиастроении, криогенной технике, приборостроении, медицинской промышленности. Перспективно применение БСТВ в качестве заменителя асбеста в производстве тормозных колодок, дисков сцепления, различных прокладок и листовых материалов, в том числе шифера.

Базальтовое тонкое штапельное волокно (БТШВ), производимое одностадийным способом, существенно снижающим себестоимость по сравнению с БСТВ, обладает практически теми же достоинствами, что и БСТВ. Правда, здесь необходимо оговорить, что подразумеваются волокна со средним диаметром 3-6 мкм (а не до 17 мкм и выше, т.к. при толщине более 10 мкм волокна могут проткнуть кожу человека, вызывая раздражение и неприятные ощущения). За счет большего диаметра волокон ковер из БТШВ обладает большими упругими свойствами, а плиты из него - большей жесткостью, формостабильностью и не дают усадки при длительной эксплуатации.

Для изготовления плит и изделий сложной формы (скорлуп, цилиндров и т.п.) применяют экологически чистые (глину) или нейтральные связующие вещества (соли алюминия, жидкое стекло и др.), поэтому ни волокна, ни изделия из них не горят, не выделяют вредных веществ и сохраняют свои потребительские свойства вплоть до температур плавления. Залогом этого является природная чистота габбро-базальтов, сформированных миллионы лет назад горных пород, запасы которых практически неограниченны в России, и неорганических связующих (глина с водой, жидкое стекло и др.). Плиты из базальтовых волокон (тонких и супертонких) на глиняной связке устойчиво работают при температурах до 1100°С, на жидком стекле и солях алюминия - до 700-900°С, поэтому их чаще всего используют в строительстве объектов энергетики, металлургии, машиностроения, строительство подземных, гражданских и промышленных объектов и вообще там, где требуются высокие огнезащитные и противопожарные характеристики (например в различных сейфах и хранилищах).

Базальтоволокнистые плиты плотностью 50-200 кг/м3 на нейтрализованных экологически нейтральных связующих, которые применяются при температурах от минус 160°С до плюс 700°С для теплоизоляции и звукопоглощения в жилищном, промышленном и сельском строительстве, являются, в перспективе, наиболее распространенным и широко используемым утеплителем.

По цене и качеству такие изделия вполне конкурентоспособны с продукцией иностранных фирм. Эти изделия, технология оборудование являются не копированием известных "западных", по принципу "догоним и непегоним", а действительно новым словом в получении качественных теплоизоляционных материалов. Поэтому, решив основную задачу  настоящего периода - доработку технологии и оборудования волокнообразования, можно быстро организовать в России массовое производство базальтоволокнистых утеплителей.

Ответ на гамлетовский вопрос, поставленный в заголовке статьи, однозначен -  быть в России производству базальтового волокна и изделий на его основе, причем не только супертонкого (для специфических целей), но и, в основном, тонкого, неколючего, непылящего, экологически чистого и долговечного.

Резюмируя все изложенное, хочется повторить рекламный призыв одной из отечественных фирм: "Хотите строить надолго? - Используйте базальтовое волокно! "Хотите гарантированно заработать на стройматериалах? - Производите базальтовое волокно и изделия!".