Электрическое поле: определение, характеристики, свойства

Сам электрик

Электрическое поле: определение, характеристики, свойства

Есть такой термин в физике, как «Электрическое поле». Он описывает явление возникновения определенной силы вокруг заряженных тел. Оно применяется на практике и встречается в повседневной жизни. В этой статье мы рассмотрим, что такое электрическое поле и какие его свойства, а также, где оно возникает и применяется.

Определение

Вокруг заряженного тела возникает электрическое поле. Если сказать формулировку простыми словами, то это такое поле, которое действует на другие тела с определенной силой.

Основной количественной характеристикой является напряженность электрического поля. Она равна отношению силы, действующей на заряд, к величине заряда. Сила действует в каком-то направлении, значит и напряженность ЭП векторная величина. Ниже вы видите формулу напряженности:

Напряженность ЭП действует в направлении, которое вычисляется по принципу суперпозиции. То есть:

На рисунке ниже вы видите условное графическое изображение двух зарядов разной полярности и силовые линии электрического поля, возникающего между ними.

Важно! Главным условием возникновения электрического поля является то, что тело должно иметь какой-то заряд. Только тогда вокруг него возникнет поле, которое будет действовать на другие заряженные тела.

Чтобы определить величину напряженности электрического поля вокруг единичного пробного заряда используют закон Кулона, в этом случае:

Такое поле называют еще и кулоновским.

Другой важной физической величиной является потенциал электрического поля. Это уже не векторная, а скалярная величина, она прямопропорциональна энергии, приложенной к заряду:

Важно! Силовой и энергетической характеристикой электрического поля является напряженность и потенциал. Это и есть его основные физические свойства.

Он измеряется в Вольтах и численно равен работе ЭП по перемещению заряда из определенной точки в бесконечность.

Более подробно узнать о том, что такое напряженность электрического поля, вы можете из видео урока:

Виды полей

Различают несколько основных видов полей, в зависимости от того, где оно существует. Рассмотрим несколько примеров возникающих полей в различных ситуациях.

  1. Если заряды неподвижны – это статическое поле.
  2. Если заряды движутся по проводнику – магнитное (не путать с ЭП).
  3. Стационарное поле возникает вокруг неподвижных проводников с неизменяющимся током.
  4. В радиоволнах выделяют электрическое и магнитное поле, которые расположены в пространстве перпендикулярно друг другу. Это происходит, потому что любое изменение МП порождает возникновения ЭП с замкнутыми силовыми линиями.

Обнаружение электрического поля

Мы попытались вам рассказать все важные определения и условия существования электрического поля простым языком. Давайте разбираться, как его обнаружить. Магнитное обнаружить легко – с помощью компаса.

Электрическое поле мы можем обнаружить в быту. Все мы знаем, что если потереть пластиковую линейку об волосы, то мелкие бумажки начнут к ней притягиваться. Это и есть действие электрического поля. Когда вы снимаете шерстяной свитер, слышите треск и видите искорки – это оно же.

Другим способом обнаружить ЭП – поместить в него пробный заряд. Действующее поле отклонит его. Это применяется в ЭЛТ мониторах и, соответственно, лучевых трубках осциллографа, об этом поговорим позже.

Практика

Мы уже упомянули о том, что в быту электрическое поле проявляется, когда вы снимаете шерстяную или синтетическую одежду с себя и проскакивают искорки между волосами и шерстью, когда натрете пластиковую линейку и проведете над мелкими бумажками, а они притягиваются и прочее. Но это не является нормальными техническими примерами.

В проводниках малейшее ЭП вызывает движение носителей зарядов и их перераспределение. В диэлектриках, так как ширина запрещенной зоны в этих веществах большая, ЭП вызовет движение носителей зарядов только в случае пробоя диэлектрика. В полупроводниках действие находится между диэлектриком и проводником, но нужно преодолеть небольшую ширину запрещенной зоны, передав энергию порядка 0.3…0.7 эВ (для германия и кремния).

Из того, что есть в каждом доме – это электронные бытовые приборы, в том числе и блоки питания. В них есть важная деталь, которая работает благодаря электрическому полю – это конденсатор. В нём заряды удерживаются на обкладках, разделенных диэлектриком, как раз таки благодаря работе электрического поля. На картинке ниже вы видите условное изображение зарядов на обкладках конденсатора.

Другое применение в электротехнике — это полевые транзисторы или МДП-транзисторы. В их названии уже упоминается принцип действия. В них принцип работы основан на изменении проводимости СТОК-ИСТОК под воздействием на полупроводник поперечного электрического поля, а в МДП (МОП, MOSFET – одно и то же) и вовсе затвор отделен диэлектрическим слоем (окислом) от проводящего канала, так что влияние токов ЗАТВОР-ИСТОК невозможно по определению.

Другое применение уже отошедшее в быту, но еще «живое» в промышленной и лабораторной технике – электроннолучевые трубки (ЭЛТ или т.н. кинескопы). Где одним из вариантов устройства для перемещения луча по экрану является электростатическая отклоняющая система.

Если рассказать простым языком, то есть пушка, которая излучает (эмитирует) электроны. Есть система, которая отклоняет этот электрон в нужную точку на экране, для получения необходимого изображения. Напряжение прикладывается к пластинам, а на эмитированный летящий электрон воздействуют кулоновские силы, соответственно и электрическое поле. Все описанное происходит в вакууме. Тогда к пластинам прикладывают высокое напряжение, а для его формирования устанавливают трансформатор строчной развертки и обратноходовой преобразователь.

Читайте также:
Утепление стен – лучшая подготовка к зимнему периоду

На видео ниже кратко и понятно объясняется, что такое электрическое поле и какими свойствами обладает этот особый вид материи:

Электрическое поле и его характеристики

Время на чтение:

Современные представления предполагают, что электрозаряды не действуют друг на друга непосредственным образом. Абсолютно любое заряженное тело создает вокруг себя ЭП, которое воздействует на окружающее этот объект пространство. Оно может появляться и создаться при прохождении через проводник электричества и оказывает силовое воздействие на все другие заряженные тела. Основное свойство как раз в этом и заключается. В этой статье будет подробно разобрано, какие свойства электрического поля есть и какова структура электрополя.

Что это такое

Электрическое поле — это особое векторная характеристика, которая действует на все обладающие электрозарядом частицы, находящиеся в ее радиусе действия. Это электрополе входит в состав электромагнитного, то есть для него характерно отсутствие визуальной составляющей. Это значит, что ЭП нельзя увидеть глазами и оно может быть зафиксировано только в результате воздействия за заряженные частицы.

Напряженность и потенциал ЭП

Важно! На последнее реагируют все заряженные электрочастицы и тела, обладающие другими (противоположными) полюсами.

Электрополе — особая форма состояния материи, которое проявляется в ускорении электрочастиц и определенных тел, которые обладают электро зарядом. К особенностям электрополя относятся:

  • Оно действует только при наличии электро заряда;
  • Оно не имеет определенных четких границ;
  • ЭП обладает определенной величиной воздействия;
  • Его определить только по результату его воздействия.

Принцип суперпозиции

Характеристика ЭП неразрывно связана с зарядами. Они находятся в определенной электрочастице или теле. Преобразование ЭП происходит в двух случаях:

  • При появлении вокруг него электрозарядов;
  • При перемещении волн электромагнитной природы, которые способствуют изменению электрополя.

Работа сил ЭП

Электрополе влияет на неподвижные относительно наблюдателя объекты в виде электро заряженных частиц или тел. В конечном итоге они получают силовое влияние. Пример воздействия ЭП можно наблюдать и в бытовой ситуации. Для этого достаточно создать электрозаряд достаточной мощности. Книги по теоретической физике предлагают для этого простейший эксперимент, когда диэлектрик натирается о шерстяное изделие. Получить электрополе вполне можно просто, взяв пластиковую шариковую ручку и потерев ее о волосы или шерсть. На ее поверхности образуется заряд, который приводит к появлению электрополя. Как следствие ручка притягивает мелкие электрочастицы в виде волос или бумаги. Если ее преподнести к мелко разорванным кусочкам бумаги, то они будут притягиваться к ней. Такой же результат можно достигнуть и при использовании пластмассовой расчески.

Также примером появления электрополя в быту является образование мелких световых вспышек при снятии одежды из синтетических материалов. В результате нахождения на теле диэлектрические волокна накапливают вокруг себя различные электрозаряды. При снятии такого предмета одежды с тела ЭП подвергается различным силам воздействия, которое приводит к образованию вспышек. Особенно это характерно для зимней одежды, в частности свитеров и шарфов, которые сделаны из синтетических материалов.

Сделал открытие и впервые подтвердил наличие электрополя Майкл Фарадей — английский физик и экспериментатор. Именно он внес в физику понятие «поля» и установил основы его концепции, его физическую реальность.

Важно! Фарадей ввел понятие ЭП при исследовании диамагнетизма и парамагнетизма, когда он обнаружил небольшое отталкивание специальным магнитом ряда веществ.

Свойства

Основные свойства ЭП:

  • Источником самого ЭП являются заряженные частицы и переменные ЭП магнитного происхождения. ЭП неразрывно связано с магнетизмом. Источником поля электростатической природы являются неподвижные электростатические заряды;
  • ЭП воздействует на внесенные в него электрозаряды с некоторой силой;
  • Скорость распространения электрического поля равна конечность скорости света в вакууме, то есть константе C, которая равна 3 * 10 в 8 степени метров в секунду;
  • Обнаружение электрополя происходит по его воздействию на другие электрически заряженные тела;
  • ЭП подчиняются принципу суперпозиции, то есть наложения. Это означает, что в каждой точке, пространства, электрополя действуют, как будто других сил воздействия нет. В данной точке, их суммарное воздействие на пробный электрозаряд определяется как сумма воздействий действующих ЭП.

Различают несколько основных видов электрополей. Отличие зависит от того, где оно существует. Следует рассмотреть несколько примеров возникающих сил в различных ситуациях:

  • Когда заряженные электрочастицы неподвижны. Это называется статическим ЭП;
  • Когда заряженные электрочастицы находятся в движении по проводнику. Это называется магнитным полем, которое не следует отождествлять с электрическим;
  • Стационарное ЭП возникает вокруг неподвижных проводников с неизменяющимся током.

В радиоволнах есть ЭП и МП. Они расположены в пространстве перпендикулярно друг другу. Это происходит, потому что любое изменение магнитного поля порождает возникновения электрополя с замкнутыми силовыми линиями.

Вихревые электромагнитные волны

Структура электрического поля

Для того чтобы понять структуру электрического вначале следует определить потенциал. Говоря просто, потенциал — это действие по переведению какого-либо тела или заряда из начального места в конкретный пункт размещения. Потенциал в сфере электрополя — это своеобразная энергия, которая двигает электрон. В результате движения он перемещается с точки так называемого нулевого потенциала в другую точку, имеющую ненулевой потенциал.

Читайте также:
Создание садовых скульптур из бетона

Чем выше потенциал, который потрачен на передвижение электрического заряда или тела, тем более значительной будет плотность потока на единице площади. Это явление сравнимо с законом гравитации: чем больше вес тела, тем выше энергия, действующая на него, а, значит, значительнее плотность гравитационной характеристики. В естественных условиях существуют заряды с незначительным потенциалом и с низкой степенью плотности, а также заряженные частицы и тела с высоким потенциалом и насыщенной плотностью потока. Такое явление, как работа по перемещению электрозаряда, наблюдается при грозе и молнии, когда в одном месте происходит истощение электронов, а в другом — их насыщение, образовывающее своеобразное электрически заряженное ЭП, когда происходит разряд в виде молнии.

Переменное МП

Как определить

Для количественного определения электрополя вводится значение силы напряженности электрического поля. Ею называют физическую величину, равную отношению силовых характеристик, с которыми ЭП воздействует на положительный пробный электрозаряд, находящийся в некоторой точке пространства, к величине этого заряда. Она равна E = F/q.

Течение жидкости под действием магнитных волн

Напряженность представляет собой векторную величина физического типа. Направление векторов силы в каждой точке конкретной области пространства соответствует направлением сил, воздействующих на положительный пробный заряд.

Формула напряженности поля между двумя зарядами

Электрополе неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Во многих случаях для краткости это ЭП обозначают общим термином — электрическое поле

Если ЭП исследуется с помощью пробного заряда и создается сразу несколькими заряженными телами, то конечная силовая характеристика оказывается равной геометрической сумме сил, которые воздействуют на электрозаряд со стороны всех заряженных тел по отдельности. Следовательно, напряженность электрополя, которая создается набором зарядов в конкретной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей ЭП, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности: E = E1 + E2 + E3 +…

Напряженность точечного заряда

Таким образом, было определено, какими свойствами обладает электрическое поле и какова его структура. Все тела создают электрополя, если они заряжены. Понять, есть оно или нет нельзя визуальным путем. Для этого нужно подтвердить его воздействие на окружающие объекты.

Обзор шлаковаты

Содержание статьи:

  • Описание и производство
  • Технические характеристики
  • Достоинства
  • Недостатки
  • Критерии выбора
  • Цена и производители
  • Инструкция по монтажу

Шлаковата — это разновидность минеральной ваты, которая применяется для утепления жилых и нежилых зданий. В качестве сырья для этого материала выступает доменный шлак, переработанный в микроволокна.

Описание и особенности производства шлаковаты

Шлаковату изготавливают из доменного шлака, который представляет собой отход металлургического производства. В годы СССР практически при всех крупных металлургических предприятиях функционировали цеха по выпуску шлаковаты. Инвестиции в это производство — минимальные, а практическая польза — очевидная, можно избавиться от отходов и изготовить утеплитель для нужд как самого завода, так и гражданского строительства.

Для производства шлаковаты используют, как правило, кислые (тягучие) доменные шлаки. В них есть такие вредные соединения, как окислы железа, сернистые вещества, марганец. Если содержание серы больше одного процента, а извести — свыше сорока, то готовый утеплитель будет со временем разлагаться. Кроме того, присутствие серы будет способствовать появлению ржавчины на железных элементах, соприкасающихся с теплоизолятором, особенно при его намокании.

Утеплитель шлаковата состоит из тонкого минерального волокна диаметром примерно 0,002-0,005 миллиметров и длиной до 60 миллиметров. Также в состав могут входить шлаковая пыль и мелкие шарики. Впрочем, их наличие в структуре теплоизолятора свидетельствует о низком качестве материала.

Получают такие нити посредством продувания струи огненного жидкого шлака мощной струей пара или сжатого воздуха. Кроме того, часто шлак проходит еще и этап миксеризации и обогащения кремнеземом. После формирования волокон они прессуются и обрабатываются связывающим веществом. Далее происходит формирование материала в листы.

Технические характеристики шлаковаты

В настоящее время шлаковата используется намного реже, чем во времена советского строительства. На смену ей пришли волокнистые теплоизоляторы нового поколения. Однако этот материал обладает в целом неплохими техническими характеристиками, что позволяет его применять до сих пор.

Рассмотрим характеристики шлаковаты:

    Теплопроводность. Этот параметр зависит от плотности укладки утеплителя. В среднем он составляет 0,46-0,48 ватта на метр на Кельвин. Самый меньший коэффициент достигается при плотности монтажа в 350-450 килограммов на кубометр. Теплопроводность шлаковаты — наибольшая среди всех видов минеральных волокнистых теплоизоляторов.

Гигроскопичность. Коэффициент сорбционного увлажнения составляет 1,9%. Это значит, что шлаковата хорошо впитывает воду и практически не обладает влагоотталкивающей способностью.

Звукоизоляция. По этому показателю шлаковата подобна всем остальным разновидностям минеральной ваты — 0,75-0,82. Это значит, что материал вполне подходит для создания звукопоглощающего слоя. А вот вибрации этот утеплитель поглощать не в состоянии.

Огнеустойчивость. Материал относится к категории НГ, то есть не способен гореть.

Температура спекания. Несмотря на то, что шлаковата не горит, она имеет довольно низкую температуру спекания. При воздействии 250-300 градусов выше нуля по Цельсию утеплитель начинает плавиться. В результате такого воздействия материал утрачивает свои теплоизоляционные качества.

Экологичность. В составе шлаковаты присутствуют фенолформальдегидные смолы. У качественного утеплителя их концентрация минимальна. Однако важно соблюдать технику безопасности при работе с этим материалом и технические условия использования.

Читайте также:
Современный дизайн двухкомнатной квартиры - 10 проектов
  • Биологическая устойчивость. Шлаковата не привлекает грызунов, насекомых, микроорганизмы.
  • Достоинства шлаковаты

    В целом преимущества использования в качестве теплоизолятора шлаковаты такие же, как и у всех остальных волокнистых утеплителей. К плюсам можно отнести следующие факторы:

      Хорошая теплоизоляция. Материал обладает неплохими теплосберегающими свойствами. Шлаковата немного уступает по этому параметру каменной и стекловате, однако при правильном монтаже также надежно защищает строение от холодного ветра и промерзаний.

    Высокий коэффициент звукопоглощения. В качестве звукоизоляционного материала шлаковату можно укладывать как на наружные стены, так и на межэтажные перекрытия. Она надежно защитит от проникновения посторонних звуков извне благодаря собственной волокнистой структуре, в которой задерживается воздух, а звуки подавляются.

    Невысокая цена. Шлаковата — это довольно бюджетный материал. Это объясняется тем, что для его производства используются отходы металлургической отрасли.

    Простота монтажа. Укладывать утеплитель можно как на ровные, так и на криволинейные поверхности. Также легко справиться и с монтажом теплоизолятора на круглые объекты. Он достаточно гибкий. Кроме того, вес шлаковаты — небольшой, поэтому работа по установке по силам даже одному человеку.

  • Длительный срок эксплуатации при оптимальных условиях. Если шлаковата не будет намокать и подвергаться воздействию высоких температур, то она способна сохранять отличные звуко- и теплоизоляционные характеристики в течение 50 лет и более.
  • Недостатки шлаковаты

    Это специфический материал, в котором велик процент остаточной кислотности доменного шлака, что делает утеплитель не таким практичным, как другие виды минеральной ваты.

    Кроме того, к недостаткам шлаковаты относят следующее:

      Плохая устойчивость перед резкими перепадами температуры. Утеплитель может терять теплоизоляционные свойства, если часто подвергается колебаниям температуры.

    Хорошая способность впитывать воду. Этот фактор провоцирует ряд негативных моментов. Так, намокая, шлаковата перестает выполнять функции теплоизолятора. Кроме того, при попадании влаги на материал образовывается кислота, которая разъедает металлические детали, крепежи и элементы.

    Ограниченная сфера использования. Шлаковату не рекомендуют укладывать в качестве утеплителя на постройки, где присутствует высокий уровень влажности (бани, сауны), фасады зданий из-за риска намокания. Кроме того, изолировать этим материалом деревянные дома также не следует. Если она намокнет, то дерево под слоем теплоизолятора будет гнить.

    Высокая ломкость и колкость волокон. Подобно стекловате имеет острые и хрупкие волокна, которые опасны при попадании на открытые участки кожи и слизистой. Поэтому работать с материалом нужно с обязательным использованием средств защиты.

    Низкая виброустойчивость. При сильных вибрационных нагрузках шлаковата будет оседать, а ее теплопроводность увеличиваться.

  • Наличие в составе вредных веществ. Многие утеплители не очень высокого качества содержат химические летучие соединения, например, фенолформальдегид.
  • Критерии выбора шлаковаты

    Выбирая шлаковату, следует, прежде всего, обратить внимание на материал от известных производителей, который имеет хорошие отзывы. Ни в коем случае не покупайте утеплитель от малоизвестных брендов в сомнительных точках продажи, где вам не могут предоставить на товар весь перечень документов, сертификатов и лицензий.

    Кроме того, учитывайте такие рекомендации:

      Самые качественные минеральные волокнистые утеплители предлагают немецкие производители. Только у них самые придирчивые органы сертификации, которые не выпустят на рынок некачественный или потенциально опасный товар.

    Уточните у продавца, в каком направлении располагаются волокна теплоизолятора. При вертикальном расположении шлаковата будет хорошо хранить тепло и поглощать звук. При хаотичном — будет более прочной и выдерживать динамическую нагрузку.

    Проверьте ГОСТ изделия на упаковке, если шлаковата отечественного производства. Его наличие гарантирует качество продукции.

  • Подбирайте материал, который оптимально подойдет под ваши нужды. Плотность шлаковаты может быть разной, а от этого зависит сфера ее использования. Плотность 75 килограммов на кубометр подходит для утепления кровли, чердаков. Материал с плотностью 125 кг/м 3 применяется на полу, потолках, внутренних стенах.
  • Цена и производители шлаковаты

    Многие крупные производители минеральных утеплителей постепенно отказываются от изготовления шлаковаты. Те же, которые до сих пор ее выпускают, имеют ограниченный ассортимент.

    Достойны внимания такие отечественные производители этого утеплителя: ЗАО «Минвата», ООО «Завод Техно», ЗАО «Завод Минплита», ООО «Комбинат Теплоизоляционных изделий».

    Кроме того, местные представительства крупных брендов, таких как Rockwool, Isoroc, выпускают серии теплоизоляторов технического предназначения на основе доменного шлака.

    Цена шлаковаты составляет около 500 рублей за упаковку.

    Краткая инструкция по монтажу шлаковаты

    Учитывая то, что этот утеплитель может критически реагировать на воздействие влаги, его не рекомендовано устанавливать на фасад здания. Также не стоит крепить шлаковату на металлический каркас. Если вы планируете утеплять вертикальные или наклонные поверхности, то используйте деревянную обрешетку.

    Схема монтажа теплоизолятора такая:

      Подготавливаем деревянные брусья размером 50х50 или 50х100 миллиметров. Толщину и ширину подбираем с учетом ширины утеплителя.

    Крепим на поверхность гидроизоляцию, используя строительные скобы, с нахлестом в 10 сантиметров.

    Чтобы не кроить лишний раз шлаковату и не поднимать вредную пыль из микрочастиц волокон, рекомендовано устанавливать обрешетку с шагом под ширину мата. Обычно это около 50 сантиметров.

    Плиты должны плотно входить в отверстия между соседними брусьями и укладываться встык.

    Читайте также:
    Электрический заряд: что это такое и как он измеряется

    Дополнительного крепления утеплитель не требует.

  • Сверху шлаковаты укладываем пароизолятор. Его крепим также внахлест и проклеиваем стыки специальным скотчем.
  • Сверху такой конструкции можно устанавливать дополнительную обрешетку для дальнейшей обшивки стены. В процессе работы следите, чтобы шлаковата не соприкасалась с металлическими элементами. Также нужно быть внимательными и не допускать открытых участков утеплителя. Во-первых, он может намокнуть. Во-вторых, шлаковата пылит и будет создавать неблагоприятный микроклимат в помещении.

    Смотрите видео о производстве каменной ваты:

    Характеристики и свойства минеральной ваты

    При выборе утеплителей одним из лидирующих материалов является минеральная вата, характеристики и свойства которой позволяют повысить пожаробезопасность, звуко- и теплоизоляционные параметры объекта. Она имеет натуральный состав, легко монтируется, её срок службы составляет до 50 лет. При этом минвата доступна по цене и выпускается в виде рулонов или плит, что делает её использование экономически выгодным.

    Характеристики и свойства минеральной ваты

    Выбор в пользу конкретного утеплителя обусловлен их техническими характеристиками и свойствами. Именно от них зависит удобство монтажа и длительность эксплуатации материала. Характеристики минеральной ваты следующие:

    • коэффициент теплопроводности изменяется в пределах от 0,03 до 0,052 Вт/м·К, в зависимости от толщины и плотности слоя;
    • длина волокон составляет от 15 до 50 мм, а их диаметр – 5-15 мкм;
    • максимальная предельная температура эксплуатации от +600 0 С до +1000 0 С;
    • материал волокон: стекло, горные породы (базальт, доломит и др.), шлак из доменных печей;
    • ширина плит и рулонов составляет 0,6-1 м, а толщина от 30 до 200 мм;
    • плотность материала от 25 до 200 кг/м 3 .

    К основным свойствам менераловатных утеплителей относятся:

    • гибкость, позволяющая выполнять монтаж на поверхности практически с любой геометрией и формировать герметичные швы;
    • высокая огнестойкость, за счёт которой достаточно легко можно обеспечить контакт нагреваемых конструкций с легко воспламеняемыми материалами;
    • полностью натуральный состав, отсутствие в процессе эксплуатации выделения токсичных или вредных веществ;
    • оптимальная паропроницаемость, не допускающая образования конденсата на поверхности с контактируемым материалом в результате резкого перепада температур;
    • стойкость к биологическим воздействиям: грибку, плесени, грызунам и другим вредителям;
    • звукоизоляционные свойства;
    • гигроскопичность: в результате попадания влаги материал теряет изоляционные свойства, поэтому при монтаже необходимо уложить поверх него качественную гидроизоляцию.

    Рулонная минеральная вата

    Виды минеральной ваты

    Выпускаются следующие виды минеральных ват, характеристики и свойства которых имеют существенные отличия:

    • стекловата;
    • шлаковата;
    • каменная вата;
    • базальтовая вата.

    Стекловата

    Стекловата является самым дешевым материалом, так как производится из переработанного стекла, песка, извести и химических реагентов в печах при высоких температурах с последующим выдувом под давлением из центрифуги через специальную решетку. Толщина волокон 5-15 мкм, длина от 15 до 50 мм. Из-за содержания формальдегида применяется для утепления нежилых помещений: промышленных цехов, складов, мастерских и т. д.

    Коэффициент теплопроводности стекловаты варьируется в пределах от 0,03 до 0,052 Вт/м·К. Предельный нагрев, при которых сохраняются все свойства материала, составляет до +450 0 С. Минимальная температура эксплуатации -60 0 С. При эксплуатации не теряет первоначальный объём и не деформируется.

    Стекловата

    Шлаковата

    Шлаковую вату изготавливают из отходов металлургического производства, а именно – доменных шлаков. По этой причине она имеет остаточную кислотность, из-за которых, при контакте с металлическими поверхностями могут протекать процессы окисления. Кроме того, материал гигроскопичен, что требует применения качественной гидроизоляции.

    Толщина волокон варьируется от 4 до 12 мкм, а длина – до 16 мм. Коэффициент теплопроводности – 0,046-0.048 Вт/м·К. Температурный интервал, при котором допускается эксплуатировать материал, составляет от -50 0 С до +300 0 С.

    Технические характеристики минеральной ваты на основе шлаковых волокон не позволяют её эксплуатировать для изоляции труб, утепления фасадов и различных наружных поверхностей. Кроме того, она также, как и стекловата, обладает хрупкостью, поэтому при монтажных работах потребуется применение индивидуальных защитных средств.

    Каменная вата

    Каменная вата лишена недостатков стекловаты и шлаковаты – не имеет хрупкости, обладает высокой прочностью на разрыв, со временем практически не даёт усадки, выдерживает высокие температуры до +600 0 С и низкие от -45 0 С. Однако при этом является менее гигроскопичной.

    Изготавливается каменная вата из волокон диабаза и габбро диаметром 5-12 мкм и длиной 16 мм. Обеспечивает коэффициент теплопроводности от 0,048 до 0,077 Вт/м·К.

    Подходит для контакта с любыми материалами, легко гнётся, не требует использования индивидуальных средств защиты.

    Базальтовая вата

    Базальтовая вата, как и каменная, изготавливается из габбро-базальтовых волокон с диаметром 5-15 мкм и длиной 20-50 мм, однако не содержит минеральных или связующих добавок. За счёт этого повышается температурный интервал её использования от -190 0 С до +1000 0 С и обеспечивается самый низкий уровень гигроскопичности, по сравнению с другими минераловатными утеплителями.

    Коэффициент теплопроводности варьируется в пределах от 0,035 до 0,039 Вт/м·К. Уровень звукоизоляции составляет 0,9-99 дБ. Материал относится к классу негорючих, благодаря чему может контактировать с нагретыми конструкциями. Срок службы базальтовой ваты составляет до 80 лет.

    Базальтовая минеральная вата в форме плит

    Марки минеральной ваты и их характеристики

    Параметры и характеристики утепления минеральной ваты классифицируются в зависимости от плотности утеплителя следующим образом:

    • П-75;
    • П-125;
    • ПЖ-175;
    • ППЖ-200.
    Читайте также:
    Экономия пространства в квартире: простые решения

    Минвата П-75 имеет плотность 75 кг/м 3 и обладает высокой гибкостью. Подходит для теплоизоляции ненагружаемых горизонтальных или с минимальным наклоном конструкций, а также коммуникаций. Применяется также для теплоизоляции кровли, чердаков, потолков, полов по лагам, водопроводных и отопительных труб, вентиляционных каналов.

    Минеральная вата П-125 с плотностью 125 кг/м 3 отличается от предыдущей марки тем, что обладает отличными звукоизоляционными свойствами, высокой прочностью и оптимальной гибкостью. Основная сфера её применения – утепление газо- или пенобетонных стен, межкомнатных перегородок, фасадов, балконов.

    Характеристики видов минеральной ваты с маркировкой ПЖ-175 имеют существенное отличие от обычных утеплителей, благодаря повышенной жёсткости, которая позволяет выполнять монтаж на нагружаемые и вертикальные конструкции. Их плотность составляет 175 кг/м 3 , обладают отличными звукоизоляционными и минимальными противопожарными свойствами. Укладываются на стальные, деревянные и бетонные плоские поверхности.

    Минвата ППЖ-200 имеет плотность 200 кг/м 3 и обладает повышенной жёсткостью и отвечает всем требованиям негорючих материалов по противопожарной безопасности. Используются для утепления промышленных, складских и торговых объектов. Монтаж возможен только на плоские поверхности со статическими нагрузками, так как плиты имеют минимальную гибкость за счёт использования армирующего внутреннего слоя.

    Базальтовая фольгированная вата в рулоне

    Критерии выбора минеральной ваты

    При выборе подходящего типа минераловатного утеплителя рекомендуется опираться на следующие критерии:

    • коэффициент теплопроводности и толщину материала;
    • плотность листов, характеризующие нагрузку на утепляемые конструкции;
    • показатели гигроскопичности;
    • тип поставки материала: рулоны или плиты;
    • звукоизоляционные свойства;
    • тип волокон и наличие в составе вредных химических компонент;
    • прочность на разрыв и гибкость для утепления поверхностей сложной формы.

    Опытные специалисты дают следующие рекомендации и советы по выбору качественной минеральной ваты:

    • несмотря на дороговизну продукции брендовых производителей, рекомендуется использовать именно её, так как она обладает гарантированными характеристиками и, самое главное, имеет заявленную долговечность;
    • выбор рулонов или плит зависит от типа и сложности работ по утеплению, но всегда должен сводиться к получению минимального количества стыковочных швов;
    • от материала с волокнами, расположенными горизонтально или вертикально по длине, лучше отказаться в пользу с хаотичными, так как он обладает большей прочностью;
    • стоимость ваты определяется не только типом волокон, а и их плотностью, поэтому важно в первую очередь изучать технические характеристики, а не смотреть на цену;
    • нужно находить оптимальный вариант для получения достаточного уровня теплоизоляции и при этом не перегружать несущую конструкцию;
    • для утепления жилых домов следует подбирать минвату с минимальным содержанием формальдегидных смол;
    • утеплитель даже с минимальным уровнем гигроскопичности необходимо гидроизолировать, чтобы максимально продлить срок его эксплуатации, поэтому заранее нужно внести соответствующие изменения в смету затрат;
    • перед покупкой важно убедиться в соответствии материала заявленным характеристикам: размеру листов, толщине, гибкости, сохранению формы.

    Продукция брендовых производителей обладает гарантированными характеристиками

    Кроме того, для удобства монтажа важно подбирать минеральную вату по жёсткости, которая позволит плотно стыковать её с обрешёткой, исключать появление воздушных пазов, зазоров и других дефектов. На данный параметр может влиять не только толщина слоя, а и наличие фольгированного слоя или армирующих волокон.

    Качественно по жёсткости можно выделить следующие типы минваты:

    • мягкие, применяемые для изоляции трубных коммуникаций (дымоходов, труб) или кровельного пирога;
    • полужёсткие, используемые для наружной теплоизоляции фасадов и в качестве среднего слоя в сэндвич-панелях;
    • жёсткие, предназначенные для изоляции плоских металлических или деревянных поверхностей стен, полов, потолков, кровель и т. д.

    Мягкая минеральная вата применяется для изоляции трубных коммуникаций

    При подборе материала с подходящим коэффициентом теплопроводности следует руководствоваться следующими критериями:

    • данными о средних температурах в зимний и летний периоды в конкретном регионе;
    • толщине стен здания и теплопроводностью материалов, из которых они были возведены.

    Обычно при покупке материалы приобретают с небольшим запасом по параметрам. Однако при этом важно не забывать про экономическую выгоду от получения реальных теплоизоляционных свойств по сравнению с требуемыми и не допускать переплат.

    Преимущества и недостатки минеральной ваты

    Независимо от конкретного вида и характеристик, минеральная вата обладает рядом следующих преимуществ:

    • простота монтажа на любые типы материалов, применяемых в строительстве объектов;
    • повышенная стойкость к химическим веществам;
    • сохранение всех свойств в течение минимум 30 лет;
    • минимальная усадка (1-5%, в зависимости от типа волокон) за весь период эксплуатации;
    • повышенная огнестойкость и пожаробезопасность;
    • лёгкость обработки;
    • допустимость установки в любых типах помещений с оптимальным уровнем влажности;
    • минимальный коэффициент теплоизоляции;
    • паропроницаемость, предотвращающая накопление капель конденсата на поверхности контакта с другими материалами;
    • относительно невысокая стоимость.

    К недостаткам минераловатных утеплителей следует отнести:

    • гигроскопичность: при накоплении влаги безвозвратно теряются все свойства;
    • выделение при нагреве формальдегида и соединений на его основе;
    • вредность мелких волокон, попадающих в органы дыхания и зрения.

    Области применения

    Применение минеральной ваты на основе подбора характеристик допустимо в следующих целях:

    • теплоизоляции фасадных стен;
    • изоляции нагретых коммуникаций, печей, дымоходов и производственного оборудования;
    • утепления кровельного пирога, стен, полов, потолков, перекрытий;
    • изоляции холодильных установок;
    • в качестве звукоизолирующего материала.
    Читайте также:
    Устройство парилки своими руками - инструкция!

    Несмотря на то, что в составе утеплителя есть небольшое количество формальдегидных соединений, их концентрация не представляет опасности для здоровья людей. Главное, полностью соблюдать все требования технологии монтажа, чтобы минимизировать влияние влаги и исключить прогрев выше допустимых пределов.

    Использование минваты отдельно в качестве звукоизоляционных материалов не является выгодным, однако в виде дополнительного свойства к теплоизоляции – весьма выгодным вложением финансовых средств. В некоторых случаях, например, при утеплении фасада, для создания оптимальной акустической обстановки внутри помещений, не потребуется укладка слоя звукоизоляции.

    При сравнении срока службы минваты с аналогами оказывается, что они примерно одинаковы. При этом волокнистые утеплители пожаробезопасны и не выделяют токсических веществ при эксплуатации в разрешённом температурном режиме. Кроме того, их легче транспортировать и укладывать.

    Минеральная вата – утеплитель, характеристики которого ничуть не уступают другим типам теплоизоляционных материалов, является наиболее востребованным при строительстве и ремонте различных объектов. Волокнистая структура из различных минеральных пород обладает различными свойствами и различается по стоимости, что позволяет подобрать наиболее выгодный вариант для монтажа.

    Производство шлаковой ваты из доменных шлаков Текст научной статьи по специальности « Технологии материалов»

    Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Русских Владимир Петрович, Кравченко Владимир Петрович

    Шлаковая вата ценный и самый дорогой продукт переработки доменных шлаков . В статье выделены факторы, влияющие на качество шлаковой ваты : химический состав , определяющий модуль кислотности , температура шлакового расплава и постоянство требуемой толщины струи шлака. Установлено, что для получения качественной ваты из шлаков металлургических комбинатов ММК им. Ильича и«Азовсталь» необходимо вводить добавки для уменьшения основности шлаков. В связи с подорожанием топливно-энергетических материалов для снижения себестоимости необходима разработка новой технологии получения шлаковой ваты с использованием огненно-жидких шлаков , а также удаление из шлакового расплава соединений железа и серы для повышения качества шлаковой ваты . Хорошие показатели по теплопроводности (0,03 ккал/м∙ч∙°С) и по другим показателям (огнестойкость, объемный вес) позволяют использовать материалы из шлаковой ваты (маты, жесткие и полужесткие плиты) в качестве теплои звукоизолирующих материалов

    Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Русских Владимир Петрович, Кравченко Владимир Петрович

    Виробництво шлакової вати з доменних шлаків

    Slag wool is the most expensive and valuable product of blast furnace slag processing. Slag wool is in great demand nowadays. The article highlights the factors influencing the mineral wool quality: chemical composition that determines the acidity of the module, the temperature of the molten slag and the required slag jet thickness consistency. Mineral wool is produced by blowing air or steam into a jet of molten slag. As a result of it the slag crushes into droplets stretching. The resulting wool contains 5% slag and 95% air. The quality of the obtained slag wool depends on the module acidity of the slag. The blast furnace slags of «Ilyich iron and steel works of Mariupol» and «Azovstal iron & steel works» are the main (short) slags they give short fibers. To obtain high-quality long fiber wool it is necessary to add admixtures into basic blast furnace slag to reduce its basicity. As a result of the fuel and energy rising prices and the necessity to reduce the slag wool cost it is necessary to develop a new technology with fiery-liquid slag, with the removal of iron compounds and sulphur from the melts and the introduction of corrective additives to improve the quality of slag wool . Good thermal conductivity (about 0,03 kcal/m∙h∙°C) and other indicators (resistance, volume weight) make it possible to use the materials from slag wool (pads, rigid and semi-rigid plates) as heat and sound insulating materials

    Текст научной работы на тему «Производство шлаковой ваты из доменных шлаков»

    Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733

    © Русских В.П.1, Кравченко В.П.2

    ПРОИЗВОДСТВО ШЛАКОВОЙ ВАТЫ ИЗ ДОМЕННЫХ ШЛАКОВ

    Шлаковая вата – ценный и самый дорогой продукт переработки доменных шлаков. В статье выделены факторы, влияющие на качество шлаковой ваты: химический состав, определяющий модуль кислотности, температура шлакового расплава и постоянство требуемой толщины струи шлака. Установлено, что для получения качественной ваты из шлаков металлургических комбинатов ММК им. Ильича и «Азовсталь» необходимо вводить добавки для уменьшения основности шлаков. В связи с подорожанием топливно-энергетических материалов для снижения себестоимости необходима разработка новой технологии получения шлаковой ваты с использованием огненно-жидких шлаков, а также удаление из шлакового расплава соединений железа и серы для повышения качества шлаковой ваты. Хорошие показатели по теплопроводности (0,03 ккал/м^ч^°С) и по другим показателям (огнестойкость, объемный вес) позволяют использовать материалы из шлаковой ваты (маты, жесткие и полужесткие плиты) в качестве тепло- и звукоизолирующих материалов.

    Ключевые слова: доменные шлаки, шлаковая вата, химический состав, модуль кислотности, огненно-жидкие шлаки, теплопроводность.

    Руських В.П., Кравченко В.П. Виробництво шлаковог вати з доменних шлатв.

    Шлакова вата – коштовний i найдорожчий продукт переробки доменних шлаюв. У статт1 видтет фактори, що впливають на яюсть шлаковог вати: хiмiчний склад, що визначае модуль кислотностi, температура шлакового розплаву й сталiсть не-обхiдног товщини струменя шлаюв. Установлене, що для одержання яюсног вати зi шлаюв металургтних комбiнатiв ММК iм. Iллiча i «Азовсталь» необхiдно вво-дити добавки для зменшення основностi шлаюв. У зв’язку з подорожчанням палив-но-енергетичних матерiалiв для зниження собiвартостi необхiдна розробка новог технолог^ одержання шлаковог вати з використанням вогненно^дких шлаюв, а також видалення з шлакового розплаву з’еднань залiза й арки для тдвищення яко-стi шлаковог вати. Гарн показники по теплопровiдностi (0,03 ккал/мгод°С) i за тшими показниками (вогнесттюсть, об’емна вага) дозволяють використовувати матерiали з шлаковог вати (мати, твердi й напiвтвердi плити) у якостi тепло- й зву^золюючих матерiалiв.

    Читайте также:
    Укладка наливных полов по маякам, виды и критерии для выбора, монтаж

    Ключовi слова: доменн шлаки, шлакова вата, хiмiчний склад, модуль кислотностi, вогненно^дю шлаки, теплопровiднiсть.

    V.P. Ruskih, V.P. Kravchenko. Slag wool manufacturing from blast furnace slag. Slag wool is the most expensive and valuable product of blast furnace slag processing. Slag wool is in great demand nowadays. The article highlights the factors influencing the mineral wool quality: chemical composition that determines the acidity of the module, the temperature of the molten slag and the required slag jet thickness consistency. Mineral wool is produced by blowing air or steam into a jet of molten slag. As a result of it the slag crushes into droplets stretching. The resulting wool contains 5% slag and 95% air. The quality of the obtained slag wool depends on the module acidity of the slag. The blast furnace slags of «Ilyich iron and steel works of Mariupol» and «Azovstal iron & steel works» are the main (short) slags – they give short fibers. To obtain high-quality long fiber wool it is necessary to add admixtures into basic blast furnace slag to reduce its basicity. As a result of the fuel and energy rising prices and the necessity to reduce the slag wool cost it is necessary to develop a new technology with fiery-liquid slag, with the re-

    1 канд. техн. наук, профессор, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь

    2 канд. техн. наук, гл. инженер, «Эра плюс», г. Мариуполь

    Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733

    moval of iron compounds and sulphur from the melts and the introduction of corrective additives to improve the quality of slag wool. Good thermal conductivity (about 0,03 kcal/mh°C) and other indicators (resistance, volume weight) make it possible to use the materials from slag wool (pads, rigid and semi-rigid plates) as heat and sound insulating materials.

    Keywords: blast furnace slag, slag wool, chemical composition, module of acidity, fiery liquid slag conductivity.

    Постановка проблемы. Шлаковая вата, лучшие сорта которой производят впечатление настоящей ваты, является ценным и наиболее дорогим продуктом, получаемым из доменных шлаков. Ее достоинствами, как материала, является гигиеничность, несгораемость и тепло-звукоизолирующие свойства, что позволяет использовать ее для бетонного и сталекаркасного жилищного строительства как тепло- и звукоизолирующий материал, который находит применение и для технических целей, таких как изоляция паропроводов, паровых котлов, водопроводных труб, ледников, холодильников, изотермических вагонов для перевозки пищевых продуктов и т. п. [1]. Но существующие технологии производства шлаковой ваты не обеспечивают получение качественной шлаковой ваты, например, из высокоосновных доменных шлаков металлургических комбинатов ММК им. Ильича и «Азовсталь».

    Анализ последних исследований и публикаций. Как известно из источников [1, 2], получение шлаковой ваты производится продуванием жидкого шлака струей воздуха и пара при определенном давлении для дробления шлака на множество мелких капелек, которые преобразуются (вытягиваются) в более или менее тонкие волокна. При малом давлении образуется граншлак, при высоком – волокна. В результате этого процесса объем массы увеличивается в 13 раз и получающаяся вата содержит 5% шлака и 95% воздуха. Однако в то время как часть капелек при продувании вытягивается в тонкие волокна (каждая капля дает одно волокно), в других капельках этот процесс может не доходить до конца, и они дают волокна с висящими на концах преждевременно застывшими шариками (корольками). А часть капелек вовсе не вытягиваются в волокна и присутствуют в шлаковой вате в виде «корольков» (см. рис. 1). Чем меньше «корольков», тем выше качество ваты (см. рис. 2).

    Рис. 1 – Обычная шлаковая вата (х50) [2] Рис. 2 – Качественная шлаковая вата (х50) [2]

    Обычные сорта состоят, как видно на рис. 1, из стеклянных волокон и «корольков», лучшие сорта – почти из очень тонких волокон (рис. 2).

    Следовательно, для получения качественной шлаковой ваты является важным установить факторы, влияющие на волокнообразование.

    Цель статьи – исследовать факторы, влияющие на производство качественной ваты из высокоосновных доменных шлаков.

    Изложение основного материала. Проанализировав литературные источники [1, 2] и опыт работы Мариупольского завода изоляционных материалов (ЗИМ), работающего на шлаках ММК им. Ильича, можно выделить следующие основные факторы, влияющие на волокно-образование: химический состав шлаков, температура шлакового расплава, постоянство требуемой толщины струи шлака.

    Читайте также:
    Черепица компании BRAAS

    В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2016р. Серiя: Техшчш науки Вип. 32

    Химический состав шлаков имеет большое значение для процесса волокнообразования. Основным показателем, определяющим пригодность сырья для образования минеральной (шлаковой) ваты, служит модуль кислотности, определяемый по формуле [1]:

    SiO2 + Al2O3 CaO + MgO

    Минеральная (шлаковая) вата лучшего качества получается при модуле кислотности 1,4^1,5. Химический состав и модуль кислотности доменных шлаков комбинатов ММК им. Ильича и «Азовсталь» приведены в таблице 1.

    Химический состав и модуль кислотности доменных шлаков комбинатов ММК им. Ильича и «Азовсталь»

    Доменные шлаки SÍO2 AI2O3 СаО MgO MnO FeO S TÍO2 Na2O K2O Модуль кислотности, mk

    ЧАО «ММК им. Ильича» 39,44 6,88 44,78 7,63 0,23 0,33 0,88 0,29 0,54 0,41 0,88

    ЧАО «МК «Азовсталь» 38,16 7,65 47,17 6,11 0,26 0,48 1,68 – – – 0,86

    Из таблицы 1 следует, что доменные шлаки комбинатов ММК им. Ильича и «Азовсталь» являются основными шлаками и их модули кислотности не соответствуют требованиям стандартов (1).

    Исправление богатых известью и магнезией шлаков, которые обычно содержат вредные для потребителя шлаковой ваты сернистые соединения, возможно путем присадки материалов, богатых кремнеземом. Несмотря на то, что точка плавления таких материалов высока, получение в результате высококачественной шлаковой ваты экономически оправдано.

    Образование волокон происходит только до известной температуры. При правильном ведении процесса длина волокон достигает 3 метров. Использованный вместо холодного воздуха подогретый воздух или перегретый пар, как показали эксперименты на Мариупольском ЗИМе, положительных результатов не дали, что вполне коррелирует с изысканиями Langa, который установил, что процесс не поддается правильному тепловому расчету [2].

    Экспериментально установлено, что при слишком низкой температуре, даже при присадке богатых кремнеземом материалов, волокна получаются короткими, при слишком высокой температуре шлаковая вата получается твердой и ломкой. Хорошие результаты были получены при температуре расплава 1100±20°С.

    Исходя из полученных экспериментальных результатов на заводе ЗИМ, можно сделать вывод, что необходимые условия для получения качественной шлаковой ваты не могут быть выполнены, если вести продувание непосредственно у доменных печей, где невозможно проводить соответствующие добавки для корректировки химического состава, не соответствует температура выпускаемой из печи струи шлака, равномерность и постоянство ее необходимой толщины.

    Установлено, что с увеличением содержания соединений железа в шлаке увеличивается количество «корольков», а при предельном содержании, зависящем от степени кислотности шлака, а также от исходной температуры и давления воздуха при продувке, образование волокон прекращается. Решающее значение для образования волокон с точки зрения химического состава шлака имеет влияние различных его составных частей на вязкость шлака. Установлено экспериментально, что температура спекания тонких волокон была намного ниже, чем у образцов с более толстым волокном, а температура плавления была наивысшей, и разница температур спекания и плавления составила 500°С (см. табл. 2).

    Причина здесь не только в химическом составе, но и в структуре (тонкое волокно). Чем больше температурный интервал между точкой размягчения и точкой плавления, тем больше область пластичности и тем длиннее образующиеся волокна. Это обуславливает получение ваты хорошего качества. Чем тоньше волокна, тем длиннее они вытягиваются, а, следовательно, уменьшается вероятность образования «корольков».

    Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733

    Более длинные волокна образуются у «кислых» шлаков. Поэтому у основных (коротких) шлаков комбинатов ММК им. Ильича и «Азовсталь» волокна толще (см. табл. 2). Следовательно, существует связь между химическим составом шлаков и процессом волокнообразования. Анализируя влияние химического состава шлака на волокнообразование, можно заключить, что кислые шлаки «длинные» более пригодны для производства шлаковой ваты, чем основные «короткие», которые вследствие их повышенной температуры плавления требуют большего расхода топлива или добавок, понижающих точку плавления. Следовательно, для производства шлаковой ваты из основных доменных шлаков мариупольских комбинатов с целью снижения энергозатрат требуется разработка новой технологии получения шлаковой ваты, в которой также необходимо предусмотреть удаление из шлакового расплава соединений железа и серы, что позволит уменьшить образование «корольков» и предотвратит при отсыревании ваты выделение неприятного запаха сероводорода.

    Характеристики доменных шлаков комбинатов ММК им. Ильича и «Азовсталь»

    Показатели Доменные шлаки металлургических комбинатов Из источника [2]

    ММК им. Ильича «Азовсталь» а1 s

    Химический состав SlO2 39,44 38,16 32,31 33,95

    АЬОз 6,88 7,65 19,02 13,63

    СаО 44,78 47,17 39,69 44,37

    MgO 7,63 6,11 5,01 2,50

    Модуль кислотности 0,86 0,88 1,15 1,02

    Толщина нитей, мкм 6,5 7,0 3,8 11,0

    Огнестойкость Температура спекания, °С 1100 1110 830 950

    Температура плавления, °С 1280 1280 1350 1230

    Разница между Ъп. и tпл., С 180 180 500 280

    Поглощение воды сухой шлаковой ватой % за 24 ч 0,50 0,50 0,59 0,51

    Большое значение имеет теплопроводность шлаковой ваты. Для сравнения укажем, что

    коэффициент теплопроводности воздуха составляет 0,2-, а других теплоизолирующих

    материалов см. рис. 1.

    Из рис. 3 видно, что шлаковая вата (наряду с древесными опилками) обладает наименьшим коэффициентом теплопроводности (0,03) из всех теплоизоляционных материалов, причем ряд органических теплоизоляторов (войлок, пробковые материалы, торфяные материалы и др.) имея меньший объемный вес, обладают большей теплопроводностью, чем шлаковая вата, которая при этом еще отличается от них огнестойкостью и малой гигроскопичностью (см. табл. 2).

    Читайте также:
    Сшить кресло мешок своими руками: последовательность действий

    Шлаковая вата с тонкими волокнами является не только самым лучшим теплоизолирующим материалом, но и наилучшим антикоррозийным материалом из всех теплоизоляторов [2].

    Дальнейшим развитием технологии шлаковой ваты является производство теплоизолирующих плит (полужестких, жестких) путем смешивания с вяжущими веществами, минеральными или органическими, и последующим прессованием в плиты. При этом должно соблюдаться условие: чтобы плиты имели хорошие теплоизоляционные свойства, волокна ваты не

    В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2016р. Серiя: Техшчш науки Вип. 32

    должны быть при прессовании разрушены (сломаны), и плита должна состоять из мелких замкнутых ячеек.

    BrickNews.ru

    Новости строительства и архитектуры

    • Главная
    • »
    • Отделка
    • » Шлаковата: технические характеристики и преимущества

    Шлаковата: технические характеристики и преимущества

    На сегодняшний день существует несколько видов минеральной ваты, и шлаковата является одним из них. Как и понятно из названия, основой денного рулонного утеплителя является шлак, отходы металлургической отрасли. И сегодня мы хотим познакомить вас с этим способом утепления жилых и нежилых строений.

    С чего все начиналось

    Интерес к шлаковате проснулся еще в советские времена. Тогда в доменных печах отечественных металлургических заводах образовывалось огромное количество шлака, и необходимость его переработки стала очевидной. В качестве выхода было предложено создание шлаковаты, которое способствовало не только улучшению экологии, но и получению эффективного утепляющего материала, который использовался не только на самих предприятиях, но и шел на продажу.

    Насчитывающая уже несколько десятилетий история применения шлаковаты продолжается и сейчас. Впрочем, на данный момент появились куда более совершенные волокнистые утеплители из семейства минеральной ваты. Однако шлаковату все равно покупают, применяя в различных направлениях преимущественно нежилого утепления.

    Как производится шлаковата

    Доменные шлаки превращаются в волокно, которое имеет длину до 60 миллиметров при предельной низкой толщине в 0,002-0,005 миллиметров. Такие волокна получаются при продувании паром или сжатым воздухом горячего жидкого шлака. После получения волокна обрабатываются связующим веществом и формируются в гибкие листы, удобны для перевозки и хранения в форме рулонов.

    Технические характеристики шлаковаты

    • Класс горючести – материал относится к негорючим. При этом при воздействии температуры более 300 градусов по Цельсию такая вата может начать плавиться;
    • Коэффициент звукопоглощения – 0,75-0,82;
    • Теплопроводность — 0,46-0,48 Вт/(м*К);
    • Доля связующего вещества – от 2 до 10 процентов от общей массы;
    • Теплоемкость — 1000 Дж/(кг*К).

    Преимущества шлаковаты

    • Низкая стоимость. Основное преимущество материала, которое и делает его столь популярным. Обусловлена тем, что шлаковата изготавливается из отходов металлургической отрасли, а ее производство довольно простое и развивающееся несколько десятилетий;
    • Высокие изоляционные способности. Шлаковата немного уступает каменной или стекловате по этому показателю, но отставание совсем небольшое, и при правильном монтаже разница не ощущается. В целом данный показатель для этого утеплителя типичен для любого вида минеральной ваты;
    • Простой монтаж. Опять же – общее качество любой минеральной ваты. Материал легкий, так что с ним можно справиться даже в одиночку. При этом гибкость позволяет монтировать утеплитель не только на прямые, но и на изогнутые поверхности. Разрезание ваты происходит просто и для этого применяются подручные материалы;
    • Звукопоглощение. Структура шлаковаты позволяет ей успешно использоваться в качестве слоя, задерживающего звуковые волны. В этом случае применять материал можно как на стенах, так и на межэтажных перекрытиях;
    • Долгий срок эксплуатации. При правильном использовании и отсутствии внешних воздействий, вроде высокой влажности, срок эксплуатации утеплителя составляет полвека и более. Но для этого лучше доверить процесс монтажа и изоляции специалистам;
    • Биологическая устойчивость. Шлаковата, в отличие от многих других утеплителей, не интересна насекомым или грызунам.

    Недостатки

    Низкая экологичность. В составе материала в качестве соединителя используются фенолформальдегидные смолы. Количество последних очень сильно зависит от качества материала, и у лучших образцов может быть весьма незначительным. Но все же лучше применять такой материал снаружи здания, а также носить средства индивидуальной защиты во время монтажа. К таким средствам относятся очки, респиратор, перчатки и плотная одежда. Находящиеся в составе доменные шлаки также имеют высокие показатели кислотности, и при попадании на них воды образуется кислота, которая может оказывать разрушительное воздействие на металлы.

    В целом материал имеет крайне слабую сопротивляемость воде и высокой влажности, и это является главным недостатком, снижающим утеплительные качества, технические характеристики и срок службы. Также подверженность воздействию влаги ограничивает сферу применения утеплителя. Так, деревянные строения, утепленные таким образом, могут начать покрываться плесенью, ну а для утепления бани шлаковату использовать и вовсе нельзя. При этом впитавшая влагу вата становится слишком подверженной вредному воздействию резких перепадов температур.

    Важно! Процесс монтажа такой ваты профессионалами должен проводиться еще и потому, что закрепление ее должно быть надежным и не допускать провисаний. Все дело в том, что шлаковата сильно подвержена вибрационным воздействиям и со временем может осесть, оставив без изоляции целый участки стены.

    Как правильно выбирать шлаковату

    • Постарайтесь изучить рынок, известных производителей. Не покупайте материал сомнительного производства, так как в этом случае качество конечного продукта не гарантируется. А качество, как мы упоминали выше, в случае с данным материалом может иметь сильные разрывы. На данный момент самыми качественными являются немецкие производители, которые хорошо следят за техническими характеристиками и безопасностью своей продукции;
    • Отечественные производители, такие, как ООО «Комбинат Теплоизоляционных изделий», ЗАО «Завод Минплита», ЗАО «Минвата» и несколько других также производят этот продукт с высокими показателями качества. При этом их цена намного ниже тех же немецких аналогов;
    • Определитесь, что вам необходимо – изоляционные качества или долговечность. В последнем случае приобретайте вату с хаотичным расположением волокон. Если же волокна располагаются вертикально, то срок службы материала будет меньшим, но при этом такая вата будет лучше поглощать звуки и не пропускать тепло;
    • В зависимости от разной плотности материала различными будут сферы применения. Более плотная идеально подойдет для стен и потолков, а менее плотная – для тех же чердаков.
    Читайте также:
    Устройство парилки своими руками - инструкция!

    Советы по монтажу шлаковаты своими руками

    Монтаж материала проходит на деревянную обрешетку, которая монтируется из брусьев, соответствующих шириной ширине самого утеплителя. Недостаток ширины деревянных элементов приведет к тому, что последующая отделка сдавит утеплитель, кардинально снизив его утепляющие качества.

    В процессе укладки необходимо добиться прочность прилегания краев изолятора к обрешетке, не оставляя открытых участков. В противном случае на стенах появятся «мостики холода», которые значительно снизят показатели теплоизоляции.

    Сама вата устанавливается по принципу своеобразного сэндвича, когда с одной стороны материал обкладывается слоем гидроизоляции, а с другой – пароизолятором.

    Шлаковата: фото, технические характеристики, отзывы

    Home » Шлаковата: фото, технические характеристики, отзывы

    Шлаковата: фото, технические характеристики, отзывы

    Шлаковая вата — один из распространенных звуко- и теплоизоляционных материалов. Шлаковата является разновидностью минеральной ваты. Основным сырьем для производства данного материала служит доменный шлак, который перерабатывается в микроволокна. Далее, волокна с применением связующего вещества прессуются и проводится их формовка в плиты/листы. Средняя длина волокон шлаковой ваты составляет 16 мм, диаметр от 4 до 12 микрон. Эти показатели примерно одинаковы для всех видов минеральной ваты.

    Шлаковой ватой, чаще всего, утепляются нежилые помещения либо какие-то временные сооружения. В силу своей высокой гигроскопичности, материал нельзя применять в качестве утеплителя фасадов зданий или водопроводных труб.

    Содержание:
    • Технические характеристики шлаковаты
    • Преимущества
    • Недостатки
    • Вредные вещества в шлаковате

    Технические характеристики шлаковаты

    1. Теплопроводность — 0,46-0,48 Вт/(м*К).
    2. Максимальная температура использования — 250 градусов.
    3. Температура спекания — 250-300 градусов.
    4. Теплоемкость — 1000 Дж/(кг*К).
    5. Связующее вещество — 2,5-10%.
    6. Коэффициент звукопоглощения — 0,75-0,82.
    7. Вибростойкость — нет.
    8. Класс жаростойкости – НГ (не горит).
    9. Выделение вредных веществ — есть.
    10. Колкость — есть.

    Технические параметры говорят о том, что данный материал немного уступает по определенным показателям другим разновидностям минеральной ваты, например, стекловаты либо каменной ваты. Особенно это касается теплопроводности и спекаемости.

    Здесь можно посмотреть фото шлаковой ваты.

    Преимущества

    Главным преимуществом шлаковой ваты является возможность утепления как прямолинейных, так и криволинейных поверхностей. Материал очень удобен в монтаже на округлых поверхностях. Утеплитель служит хорошим звукоизолятором. При соблюдении правил эксплуатации может прослужить более 50-ти лет без потери звуко- и теплоизоляционных свойств. Немаловажным преимуществом материала является его низкая стоимость.

    Шлаковата — не новый и хорошо изученный материал. Его монтаж, достаточно, прост и не требует каких-то дополнительных знаний. Утеплитель может укладывать один человек.

    Недостатки

    При всех своих преимуществах шлаковая вата имеет несколько недостатков. Материал плохо переносит резкие перепады температуры.

    Доменный шлак, из которого производится данный материал, имеет высокие показатели кислотности. При попадании на материал, даже, незначительно количества влаги, образуется кислота, оказывающая разрушительное воздействие на металл. Поэтому применять шлаковату на металлических поверхностях, где есть риск попадания влаги, не рекомендуется.

    В процессе монтажа от материала отслаиваются небольшие частицы волокон. Потому работать со шлаковатой нужно в респираторе и спецодежде.

    Вредные вещества в шлаковате

    Фенолформальдегидные смолы, входящие в состав шлаковаты, негативно влияют на здоровье человека. Некоторые эксперты считают, что такие вещества очень опасны для человека. Однако производители уверяют, что концентрация вредных веществ очень маленькая и не может нести никакой опасности. Чтобы не рисковать своим здоровьем, лучше покупать материал только известных и проверенных производителей.

    По отзывам строителей, использующих данный утеплитель, говорят, что шлаковата — практичный и недорогой материал с длительным сроком эксплуатации. Главное — соблюдать все технические условия и меры безопасности при монтаже.


    Уникальный теплоизолятор Пеноплекс, технические характеристики которого просто впечатляют, набирает популярность на строительном рынке России. Входит в…


    Для сооружения печей и каминов подбирают особый вид кладочного материала – печной полнотелый кирпич. Он обладает набором таких характеристик, которые…


    При желании получить полностью готовый к использованию каркасный дом, можно заказать строительство коттеджа «под ключ» в специализированной компании….

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: