Минеральная вата - волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей. Производство минеральной ваты состоит из следующих операций: подготовки сырьевых материалов, плавления сырья и получения расплава, переработки минерального расплава и волокна, осаждение ваты (волокон), формирование минераловатного ковра в камере волокноосаждения.

В технологии производства минеральной ваты как в России, так и за рубежом, основным технологическим и теплотехническим агрегатом, используемым для плавления сырья, является вагранка, где в качестве топлива используется кокс (коксовая вагранка). Ведущие мировые фирмы-производители минераловатной продукции в качестве сырья используют базальтовые породы, что позволяет получить минеральную вату высокого качества с длительным сроком эксплуатации. Для плавления тугоплавких пород в коксовых вагранках применяют горячее кислородной дутье, обеспечивающее по технологии температуру расплава 1500 °С, необходимую для дальнейшей переработки расплава в высококачественную вату, или после вагранки устанавливают вторую ступень перегрева расплава с электродуговым или газовым обогревом. Такие вагранки оборудуются системами дожига оксида углерода и пылеочисткой отходящих газов.

Практически все отечественные коксовые вагранки работают без горячего и кислородного дутья, а в качестве сырья применяют менее тугоплавкие, чем базальтовые породы, доменные шлаки, в результате чего большая часть отечественной продукции неконкурентоспособна, так как минеральная вата, получаемая из шлаков, недолговечна (хрупкость волокон) и менее водостойка.

Основной показатель пригодности сырья для производства минеральной ваты - модуль кислотности М_к, представляющий собой отношение суммы масс содержащихся в сырье кислых оксидов (кремнезема SiO₂ и глинозема Al₂O₃) к сумме масс основных оксидов (кальция CaO и магния MgO).

Для материалов, применяемых в строительстве модуль кислотности должен быть не менее 1,6. Минеральная вата фирм "Rockwool" и "Paroc", получаемая из расплава горных пород имеет модуль кислотности не менее 2.

Полученный в плавильном агрегате расплав перерабатывается в волокно центробежно-валковым способом. В современном производстве применяются многовалковые центрифуги с системой отдува волокон.

Для получения минераловатных изделий в камеру волокноосаждения вводят синтетическое связующее и гидрофобизирующие добавки. Затем минераловатный ковер поступает в камеру полимеризации, где происходит поликонденсация связующего.

В настоящее время в качестве связующего применяют: фенолоформальдегидную или карбамидную смолы, поливинилацетатную дисперсию. Фенолоформальдегидную смолу нейтрализуют сернокислым аммонием с добавлением аммиачной воды или борной кислотой.

Гидрофобизация осуществляется водным раствором эмульсии КЭ-30-04 и силана.

Теплоизоляционные материалы, отечественного производства.

Остановимся подробнее на материалах из минеральной ваты, выпускаемых на территории России отечественными производителями и на предприятиях, фактически принадлежащих инофирмам, которые можно использовать для утепления покрытия и в качестве основания под рулонные и мастичные кровли.

Разобраться в том, какие материалы применять для тех или иных целей неспециалисту очень сложно. Строительные фирмы должны выполнять работы в соответствии с проектной документацией. Однако, зачастую ремонтные и прочие мелкие работы, дачное строительство ведутся подрядчиком без документации на утепление или очень неполной. Сведения, изложенные в этом разделе с учетом вышеизложенных требований, помогут из всей номенклатуры предлагаемых современным рынком материалов выбрать наиболее подходящие. К сожалению, рынок отечественных теплоизоляционных материалов не слишком разнообразен. В отличие от инофирм, выпускающих для каждого вида работ строго определенные типы и марки материалов, российский производитель довольствуется очень скромным перечнем материалов, пытаясь использовать их на все случаи жизни.

Больше всего по объему выпускается изделий из минеральной ваты. Это плиты теплоизоляционные минераловатные на синтетическом связующем марок 50, 75, 125, 175, 225. Марка указывает на плотность материала в кг/м³. В качестве связующего используются фенолоспирты, карбамидная смола КС и модифицирующие добавки. Плиты повышенной жесткости ППЖ-200, в том числе с гофрированной структурой. Маты минераловатные прошивные марок 50, 100 и 125.

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 происходит полная нейтрализация и поликонденсация фенола, в связи с чем, все указанные изделия имеют гигиенические сертификаты и могут применяться повсеместно.

Не следует использовать изделия из ваты, полученной из доменных шлаков, для ответственных строительных конструкций, где требуется их многолетняя надежная служба, вследствие их недолговечности в условиях знакопеременных температур, повышенной влажности и действия нагрузок и деформаций. Для дачного строительства, времянок и в конструкциях, где можно легко выполнить ремонтные работы, применение этих недорогих материалов допустимо.

Перечень материалов и их характеристики.

1. Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-96). Без опасения можно применять при условии гидрофобизации в качестве основания под кровельное покрытие без устройства цементной стяжки плиты марки П225. По пожарной классификации плиты относятся к группе Г2. По ГОСТ плиты должны выпускаться со следующими размерами в мм : длиной 1000, 1200; шириной 500, 600, 1000; толщиной 40, 50, 60, 70, 80. Тепломеханические характеристики материала представлены в таблице 2.

Среди поставщиков АО 'Термостепс', АО 'Комат', Бокинский ЗТМ, Назаровский завод ТИМ, Мальтинский ЗСМ.

2. Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем (ТУ 5762-010-04001485-96).

Изделия гидрофобизарованы. Плиты марок 175 и 200 можно применять в качестве основания под кровельное покрытие без устройства цементной стяжки. По пожарной классификации плиты марки 175 относятся к группе Г1, плиты марки 200 - Г2. По ТУ плиты выпускаются со следующими размерами в мм: длиной 1000; шириной 500; толщиной 40...150 с интервалом 10. Тепломеханические характеристики материалов представлены в таблице 2.

3. Плиты теплоизоляционные повышенной жесткости на синтетическом связующем ППЖ-200, изготовленные из минераловатной гидромассы по технологии мокрого формования с добавкой синтетического связующего и гидрофобизатора, и плиты минераловатные повышенной жесткости гофрированной структуры, изготовленные по технологии сухого формования ППЖ-ГС-175 и 200 (ГОСТ 22950-95).

Плиты предназначены для тепловой изоляции перекрытий, покрытий, выполненных из профилированного металлического настила или железобетона, без устройства стяжки и выравнивающего слоя. Конструкция ограждения должна быть выполнена так, чтобы контакт изделий с окружающим воздухом был исключен.

По горючести плиты относятся к группе Г2. Водопоглощение плит ППЖ-200 и ППЖ-ГС-200 - не более 30 % по массе, плит ППЖ-ГС-175 - не более 40. Длина и ширина плит 1000х500, толщина 40 - 80 мм с интервалом 10 мм для плит ППЖ-200 и 50-100 - для плит ППЖ-ГС. Другие характеристики представлены в таблице 2.

Качественные плиты марки ППЖ-200 выпускаются заводами 'АКСИ' (г.Челябинск) и ЗТМ 'Бокинский'. Выпускает такие плиты и Пермский ЗТИ АО 'Термостепс'.

4. Плиты минераловатные гофрированной структуры по ТУ 5762-001-05299710-94, выпускаемые АО 'Комат' (г. Ростов). Производятся плиты марок 175 и 200. Плиты марки П175-ГС по горючести относятся к группе Г1, плиты марки П200-ГС - к группе Г2. Размеры плит соответствуют указанным в п.III.1.3. Технические характеристики представлены в таблице 1.

5. ЗАО 'Минеральная вата' освоило выпуск плит теплоизоляционных на синтетическом связующем 'РУФ БАТТС'. Плиты негорючие, гидрофобизированные и специально предназначены для использования в качестве тепло-звукоизоляционного слоя в кровельных покрытиях, в том числе для устройства мягких кровель без цементной стяжки. В качестве сырья используются горные породы, имеющие заключение о радиологической безопасности. Предлагаемая номенклатура разнообразна: плиты длиной 1000 и 1200, шириной 500 и 600 мм, толщиной от 30 до 125 мм.

Поскольку это новый материал, данных о теплопроводности и расчетном массовом отношении влаги в условиях А и Б пока не имеется. Однако, можно прогнозировать, что расчетное массовое отношение, %, влаги в условиях А и Б для этого материала будет существенно ниже требуемых СНиП II-3-79* 'Строительная теплотехника', поскольку водопоглощение по объему 1,5 %, и расчетную теплопроводность в условиях А и Б, вероятно, можно принимать без большой ошибки, соответственно, 0,041 и 0,043 Вт/ (м^.К),.

Таблица 1

Примечание: рекомендуемая теплопроводность в условиях А и Б приведена с учетом рекомендаций СНиП II-3-79* 'Строительная теплотехника' и разработок института 'Теплопроект'.

Материалы инофирм

1. Фирма 'Paroc' (Финляндия)
Жесткие утеплители из минеральной ваты основе горных пород.

Утеплители фирмы 'Paroc' заслужено завоевали мировое признание высоким качеством, отличными теплотехническими характеристиками, водостойкостью, многообразием номенклатуры для всех видов утепления. По данным фирмы теплопроводность минераловатных изделий из горных пород при температуре +10 °С составляет l примерно равно 0,025 Вт/(м^.К). Теплопроводность, рекомендуемая фирмой для практических расчетов с учетом условий эксплуатации и приведенная в таблицах, скорректирована с учетом требований СНиП II-3-79* для условий эксплуатации Б.

Утеплители отличаются химической стойкостью к маслам и растворителям, умеренно кислым и щелочным растворам. Легкость выполнения монтажа и простота обращения дополняют их превосходные характеристики. Жесткие утеплители из минеральной ваты на основе горных пород предназначены для применения на объектах, где изоляция подвергается нагрузке либо во время выполнения монтажных работ, либо при эксплуатации. Прочность на сжатие жестких изделий зависит от плотности ваты и содержания связующего. Следует отметить, что фирма отмечает необходимость вентиляции теплоизоляционного слоя, хотя бы по краям, для возможности его осушки в летний период.

Плита TKL - плита повышенной жесткости и заданных размеров, с односторонней облицовкой из стеклохолста. Модификация плит TKL имеет пазы 20х30 мм в продольном направлении. Плиты предназначены для утепления плоских крыш и других вертикальных и горизонтальных конструкциях, где общая нагрузка не должна превышать 25 кН/м2. Негорючие.

Размеры плит 600 х 1200 мм, толщина - 30, 50, 60, 70, 80, 100 мм.

Плита AKL - жесткая минераловатная плита на основе горных пород заданных размеров без армирования. Рекомендуемая нагрузка 15 - 25 кН/м² в зависимости от толщины плиты. Несгораемая. Применяется в сочетании с плитой KKL. Размеры плит 900 х 1200, 1800 х 1200, 1800 х 900 мм, толщина - 80, 100, 120, 130, 140, 160, 180 мм. Имеется модификация плиты AKLU - с пазами 20х30 мм в продольном направлении.

Плиты AKL являются основной теплоизоляцией, создающей необходимое термическое сопротивление. Поверх них укладываются плиты KKL толщиной 20 мм, по которым наносится кровельное покрытие.

Плита KKL - плита повышенной жесткости и заданных размеров, с односторонней облицовкой из стеклохолста. Применяется в сочетании с плитой в качестве основания под кровельное покрытие. Обладает по сравнению с остальными плитами повышенной прочностью. Рекомендуемая общая нагрузка не должна превышать 25 кН/м2 при сжатии не более 5 %, и 50 при сжатии не более 10 %. Негорючие. Размеры плит 900 х 1200, 1800 х 1200, мм, толщина - 20 мм. Характеристики материалов в таблице 3.

Характеристики теплоизоляционных изделий фирмы 'Rockwool' очень близки к аналогичным им по назначению и плотности. Изделия негорючи, химстойки, обладают низкой теплопроводностью, негигроскопичны (гидрофобизированы). Имеют длительный срок службы. Все, что было сказано выше об изделиях фирмы 'Partek' относится и к изделиям фирмы 'Rockwool'. Кроме того, продукция фирмы 'Rockwool' на российском рынке получила большее распространение, чем 'Paroc'.

Для изоляции плоских крыш больше всего подходят изделия 'Хардрок' и кровельная плита "Ламелла". Размеры плит "Хардрок": длина - 2000, ширина 600, толщина - 50, 85, 100 и 180 мм. Размеры кровельных плит "Ламелла": длина - 900, ширина 600, толщина 35 - 350 мм. Характеристики материалов в таблице 2.

Таблица 2

2. Изделия из минеральной ваты 'Izomat'

Словацкая фирма 'Izomat' производит изделия из минеральной ваты из горных пород, отвечающие всем требованиям к теплоизоляционным материалам, применяемым для строительства. Пока их применение в России еще ограничено, вероятно, вследствие недостаточной информации. Однако, фирма активно работает на нашем рынке: получены все необходимые сертификаты - соответствия, гигиенический и пожарный; проведены испытания теплопроводности плит для условий эксплуатации А и Б, а также прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации для плит, применяемых в нагружаемых конструкциях.

Для утепления плоских крыш предназначена плита 'Нобасил JPS-Т' различных модификаций. Плиты 'Нобасил JPS-Т- SP, JPS- SP' имеют уклон в одну сторону. Имеются (по отдельному заказу) плиты с отделкой поверхности асфальтовой суспензией 'Нобасил JPS-SТА' и с первым слоем гидроизоляции 'Нобасид'. Плиты 'Нобасид JPS-Т' негорючи, паропроницаемы, водостойки, не увеличивают коррозионную активность при контакте с металлами. Теплотехнические характеристики и размеры плит в таблице 3. Значения теплопроводности плит для условий эксплуатации А и Б, а также прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации приведены по данным испытаний, проведенных АО 'ЦНИИ Промзданий'.

Таблица 3

Примечание. * - имеются другие размеры, предусмотрен выпуск и нестандартных размеров.

На страницах Строительного форума работает консультант, готовый ответить на Ваши вопросы по проблемам устройства крыш, особенностям применения кровельных материалов и др.