|
|
Технологические особенности создания рулонных кровельных материалов на основе базальтовых наполнителей и полиэтиленовых пленок
Области применения базальтовых волокон
-применение БВ в качестве фильтрующего материала. До последнего времени основным типом фильтров мелиоративных сооружений как у нас, так и за рубежом, являлись многослойные песчано-гравийные фильтры. Однако эти фильтры громоздки и дороги, работы по их укладке во многих случаях практи- чески не поддаются механизации. Фильтры из базальтового штапельного во- локна позволяют заменить несколько переходных слоев песчано-гравийных фильтров одним слоем войлока из этого волокна или плитой толщиной 2,5-10 см. При этом в несколько раз уменьшается количество затрачиваемых для фильтров материалов и потребность в транспортных средствах, изготовление и
укладка фильтров может быть полностью механизирована. В результате стои- мость строительства таких фильтров уменьшается на 30-50% по сравнению с принимающимися песчано-гравийными фильтрами.
Оптимальный диаметр штапельного базальтового волокна в этом случае равен 17-25 мкм. Войлок из волокна такого диаметра обладает достаточной во- допроницаемостью и гибкостью.
Волокно, используемое для фильтров дренажей мелиоративных систем, расположенных в зонах избыточного увлажнения, помимо хороших гидравли- ческих характеристик, обладает достаточной устойчивостью к действию хло- рид-сульфатных и сульфат-хлоридных грунтовых вод и не подвергается хими- ческой кольматации (отложению солей на волокнах).
Базальтовое штапельное волокно показало достаточную устойчивость при испытании его в стоячей воде и непрерывной фильтрации в течение длительно- го времени, при многократном поочерёдном замораживании и оттаивании, на- мокании и высушивании, а также устойчивость к длительному действию атмо- сферных влияний [41].
БВ прошло успешные испытания как фильтрующий материал при высоких температурах. На его основе изготовлены эффективные фильтры для очистки воздуха во всем диапазоне рабочих температур [55].
-применение базальтового волокна в качестве хладоизоляции. Базаль- товое волокно может быть использовано как эффективный изоляционный мате- риал при низких температурах. Прочность волокон ВРВ после 40 ч пребывания в жидком азоте (-196°С) не снижается. Коэффициент теплопроводности очень низок и составляет для волокон ВРВ у = 140 кг/м3 - 0,027, а для РПВ при у = 60 кг/м3 - 0,026 ккал/м .ч .град. [56,57].
-использование волокна в качестве звукопоглощающего материала. Волокно из базальта является высокоэффективным звукопоглощающим мате- риалом. Нормальный коэффициент его звукопоглощения при объёмном весе 15 кг/м3 и толщине 30 мм составляет при нулевом зазоре между материалом и жё-
сткой стенкой 0,05-0,15 для частот 100-300 Гц; 0,22-0,75 для 400-900 Гц; 0,85-
0,93 для 1200-7000 Гц, при зазоре 100 мм - 0,15 для частот 100-200 Гц; 0,86-0,99
для 300-900 Гц; 0,74-0,99 для 1000-6000 Гц [58].
-применение БВ для производства труб. Трубы, изготовленные из поли- мерных композиционных материалов на основе базальтовых нитей пригодны для работы в условиях разнообразных рабочих сред. Они устойчивы к кисло- там, щелочам, газовому конденсату, нефтепродуктам, обладают высокой корро- зионной и биологической стойкостью, пожаробезопасны, не нуждаются в элек- трозащите, удобны в монтаже. Базальтопластиковые трубы большого диаметра, рассчитанные на высокое давление, имеют ряд преимуществ по сравнению со стальными и чугунными трубами, а также с трубами из термопластичных мате- риалов (полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен). Они могут применяться в магистральных трубопроводах систем газо-, водо- и теплоснабжения, в сис- темах водослива и канализации, для транспортировки молока, минеральных вод и др.видов пищевой продукции, а также химических стоков [59,60].
-производство арматуры из БВ. Арматура из базальтопластика применя- ется в качестве армирующего материала в строительных несущих и ограждаю- щих конструкциях. Она имеет 100% адгезию с бетоном, устойчива к агрессив- ным средам и в несколько раз долговечнее арматуры из металла.
Замена железной арматуры базальтопластиковой обеспечивает экономию металла при одновременном уменьшении массы и продлении срока службы строительных конструкций [61-63].
-применение БВ для теплоизоляции. Эффективность базальтоволокни- стой изоляции определяется тем, что волокна формируются в массе беспоря- дочно, образуя рыхлую высокодисперсную структуру с большим количеством воздушных промежутков [64].
Исследования и длительная эксплуатация базальтовых волокон показали возможность применения их в интервале температур от -196 до +700ºС [41]. Ба- зальтоволокнистая изоляция успешно применяется во многих отраслях про-
мышленности взамен теплоизоляции на основе кремнеземных волокон. Базаль- товое супертонкое волокно, получаемое при температуре 1450-1550ºС, не горит ни при каких температурах, а только плавится в зоне высоких температур, не выделяя при этом никаких вредных газов [65].
Базальтовое ультратонкое волокно благодаря низкому коэффициенту теп- лопроводности в диапазоне температур 300-77ºК и вакууме 133,3·10-5Н/м2 мож- но успешно применять в качестве низкотемпературной теплоизоляции в раз- личных криогенных установках.
Базальтовое волокно отвечает требованиям пожарной безопасности, т. е. является огнестойким материалом и поэтому может быть рекомендовано при оборудовании залов кинотеатров, киностудий и других помещений [41,65 -71].
- применение БП в строительстве. Высокая механическая прочность и способность окрашиваться в любой цвет заданной интенсивности позволяет широко использовать БП в области строительства в виде рулонных кровельных материалов, плоских и гофрированных листов, арматуры, трехслойных панелей (сэндвич), гибких связей для кирпичной кладки и монолитного строения [59,61].
Базальтовая вата - это новый эффективный хладо- и теплоизоляционный материал. Её получают из горных пород способом вертикального раздува воз- духом без подшихтовки. Плавится базальт в неглубоких ванных печах, отапли- ваемых природным газом. Формуется волокно в окислительной атмосфере при использовании платинородиевых питателей, обогреваемых электротоком. Диа- метр волокна полученной ваты 7- 14μ, длина его 30-40 мм; содержание не во- локнистых включений размером более 0,5 мм не более 5%. Объёмный вес ваты в свободном состоянии 40-50 кг/м3, при приложении нагрузки он увеличивается и составляет 110-135 кг/м3, при удельной нагрузке - 20-40 г/см2 [41]. Темпера- тура спекания базальтовой ваты при нагрузке 20 г/см2 составляет 1050 - 1075°С, т.е. на 450°С выше стеклянной. Огнестойкость базальтовой ваты
1000°С [72,73].
Коэффициент возвратимости (упругости) такой ваты (85-90%) практически не зависит от диаметра волокна.
При кристаллизации базальтовой ваты вследствие фазовых превращений, сопровождающихся изменением объёма, происходит усадка, величина которой зависит от температуры и исходного объёма ваты. Так при 700°С эта усадка при объёмном весе 100 кг/м3 составляет около 10%, при 150 кг/м3 - 2%, а при 180 кг/м3 она практически отсутствует.
В связи с тем, что в ряде случаев волокно в процессе службы подвергается кроме теплового воздействия ещё и вибрации. Условия испытания были сле- дующими: амплитуда 1 мм, частота 50 Гц, время испытаний 6 часов. Потери в весе при температуре изолируемой поверхности 650° составляли только 2-3%.
Приведённые выше сведения показывают, что базальтовая вата ВРВ может служить в качестве теплоизоляционного материала в условиях вибрации до 600-650°С, без вибрации - до 700-750°С, а также при низких температурах до - 200°С [41].
|
|
|
Скачать 1.02 Mb.