Теплопроводность каолиновой ваты. Теплоизоляционные материалы (теплоизоляционные плиты, одеяла, маты). Применение каолиновой ваты

Вата каолиновая состоит из муллитокремнеземистых волокон и относится к категории теплоизоляционных материалов. Она отличается устойчивостью к огню и применяется также для заполнения пустот в кладке и уплотнения щелевых отверстий.

Описание

Материал, как правило, реализуется в виде рулонов. Он изготавливается в процессе плавления и алюминия при воздействии высоких температур в специальных печах. Вата каолиновая уже много лет активно используется для теплоизоляции зданий и по своим характеристикам превосходит многие другие материалы. Несмотря на современное разнообразие других средств со схожими свойствами, она становится все более популярной и нашла свое применение в промышленной сфере. Она выступает в качестве изоляции в тепловых устройствах, камерах сгорания, теплообменниках и турбинах. Наибольшее распространение отмечается в металлургии. Также вата каолиновая применяется при изготовлении плит и других формованных элементов.

Материал отличается высоким уровнем звуко- и теплоизоляции, стойкостью к вибрационным нагрузкам и деформации. Помимо этого, вата обладает другими свойствами, которые не характерны для многих материалов со схожим предназначением. Изоляционное средство не подвержено влиянию высоких температур в окислительной и нейтральной среде, при этом уровень устойчивости может быть повышен за счет применения Несмотря на это, главное свойство, заключающееся в сохранении тепла, существенно снижается в восстановительных средах.

Преимущества

Вата МКРР-130 оптимально подходит для создания тормозных колодок, изоляции сводов печей и стеновых конструкций. Ее минимальный вес снижает количество требуемого времени и усилий, необходимых для монтажа, а также уменьшает расходы на ГСМ. Стоит отметить и другие положительные стороны:

  • тщательно очищенные волокна отличаются высокой сопротивляемостью к расстекловыванию;
  • минимальный уровень аккумуляции тепла;
  • устойчивость к термическому удару;
  • сохранение первоначальных характеристик при многократном использовании;
  • высокая степень шумоизоляции;
  • не подвержена влиянию химических агрессивных веществ, щелочей и расплавов металлов;
  • инертна к маслам на минеральной основе, парам и воде;
  • электроизоляционные характеристики остаются прежними даже при воздействии высоких температур.

Особенности

Вата каолиновая огнеупорная изготавливается из глинозема, основу которого составляет кварцевый песок. В специальной руднотермической печи производится расплавление при температуре в пределах 1800 градусов. В зоне плавления присутствуют три электрода, в то время как в месте выработки их всего два. Методика раздува используется для выплавки материала, она основана на воздействии специальным паром при условии наличия давления около 0,7 Мпа. Эжекционное сопло обеспечивает прохождение всего процесса раздува. В качестве связующих веществ могут выступать жидкое стекло, глина или цемент.

Вата каолиновая реализуется в виде рулонов длиной до 10 метров, толщина и ширина составляют 2 см и 60 см соответственно. Она отличается эластичностью, благодаря чему обеспечивается плотное прилегание к любой конструкции. Сегодня изготовители стараются усовершенствовать материал путем добавления дополнительных компонентов, к примеру оксида иттрия. За счет этого улучшается стабильность волокон и расширяются возможности использования.

Материалы, устойчивые к огню

Производятся из минеральной основы и отличаются устойчивостью к воздействию высоких температур, при этом их характеристики остаются на прежнем уровне. Они незаменимы в металлургической промышленности для проведения дистилляционных, испаряющих и других процессов, создания высокотемпературных механизмов (моторы, реакторы) и деталей к ним. После использования огнеупоры отправляются на переработку.

Чаще всего изделия данного вида имеют прямоугольную форму и небольшую массу, благодаря чему они оптимально подходят для различной футеровки. В настоящее время отмечается снижение производства простых огнеупоров, так как все большее внимание уделяется выпуску специальных растворов и бетонов, устойчивых к высоким температурам.

методы изготовления

Материалыимеют керамическую основу, изготавливаются из тугоплавких боридов, нитридов, оксидов и обладают высоким уровнем химической инертности и прочности. Также зачастую используется углеродное соединение. Огнеупоры сохраняют свои свойства при воздействии температуры от 1600 градусов и используются во многих сферах, где возникает необходимость в проведении каких-либо действий в заданных условиях. По методу формирования изделия разделяются на несколько видов:

  • горячепрессованные;
  • литые, плавленые из расплава;
  • пластичного формирования;
  • литые на основе жидкого пеношликера;
  • выпиленные из обработанных блоков или горных пород.

Среди теплоизоляционных материалов заслуженное место занимает минеральная вата, которая широко используется как в массовом, так и в частном строительстве. Одним из утеплителей, производимых с использованием минеральных материалов, является каолиновая вата.

Она не так популярна у строителей, как другие минеральные утеплители. Это объясняется просто: в обычном домостроении просто не требуются материалы, которые могут сопротивляться температуре выше 1000 градусов. Такие материалы используются в основном в тех отраслях промышленности, где используются высокотемпературные процессы.

Производство и качественные характеристики

Для производства утеплителя используются:

  • технический глинозем с содержанием оксида алюминия в количестве 99%;
  • чистый кварцевый песок;
  • связующее (в качестве него используются следующие материалы: огнеупорная глина, жидкое стекло, кремнийорганические связующие, глиноземистый цемент).

Для получения расплава песка и глинозема используют руднотермические печи. Процесс происходит при температуре около 1750 градусов. С помощью энжекционного сопла и пара, подаваемого под давлением 0,7 - 0,8 МПа, расплав раздувается, образуя конечный продукт. Плотность утеплителя может составлять от 80 до 130 кг/куб. м.

Каолиновый утеплитель выпускается в различных видах:

  • комовая вата;
  • рулоны;
  • плиты;
  • скорлупы;
  • сегменты.

Часто каолиновый утеплитель называют муллитокремнеземистым волокном, что отражается в маркировке изделий из него. Обычное волокно обозначается как МКРР, а волокно с добавлением хрома как МКРХ.

Добавление хрома позволяет создать материал с еще большей температурной стойкостью.

Физико-химические характеристики волокон

Изделие

Характеристика
МКРР-130
МКРХ-150

Максимальная температура применения, град.
1150
1300

Плотность, кг/куб.м
130
150

Теплопроводность при температуре 600 градусов, ВТ/мК
0,15
0,15

Массовая доля Al2O3, %
51
48

Массовая доля Cr2O3, %
-
2 - 4

Изменение массы при прокаливании, %
0,6
0,6

Достоинства каолиновой ваты и области ее применения

Исходя из приведенных характеристик видно, что каолиновый утеплитель является теплоизоляционным материалом высокой эффективности, который также используется в целях термокомпенсации.

Основные свойства муллитокремнеземистого волокна таковы:

  • небольшая плотность, а значит, малый вес, позволяют использовать вату в самых различных условиях, в том числе и на высоте;
  • низкая теплопроводность позволяет применять данный материал везде, где нужно обеспечить надежную теплоизоляцию оборудования или конструкции;
  • высокая термостойкость;
  • малая теплоемкость;
  • высокая химическая стойкость – материал практически инертен к воде, кислотам, маслам, щелочам и водяному пару;

  • стойкость к термоударам;
  • эластичность – гарантирует максимально плотное прилегание материала к изолируемым поверхностям;
  • устойчивость к деформациям и вибрации позволяет использовать утеплитель там, где другие материалы могут быть подвержены разрушению или терять свои свойства;
  • отличная звукоизоляция;
  • достаточно высокие электроизоляционные свойства, которые почти не меняются при повышении температуры до 800 градусов.

Все эти свойства каолинового утеплителя позволяют использовать его для следующих целей:

  • уплотнение окон, дверей, заслонок;
  • огнеупорная футеровка и ее ремонт;
  • изоляция газоходов, теплогенераторов, дымовых труб;
  • создание огнезащитных покрытий;
  • заполнение полостей огнеупорной кладки;
  • строительство зданий, судов, котельных;
  • изоляция резервуаров, в которых хранятся сжиженные газы;
  • в качестве набивки теплоизоляционных слоев печных вагонеток;
  • фильтрация газов высокой температуры в агрессивной среде;
  • в печах катализа и риформинга;
  • теплоизоляция газовых турбин;
  • в качестве изоляции кабельных каналов, расположенных в сгораемых стенах и перегородках зданий.

Как видно, в определенных сферах популярность данного утеплителя весьма широка.
Не так давно в качестве сырья для производства ваты начали использовать цирконий и окись иттрия, что позволило получить материал, который может выдерживать рабочую температуру до 2700 градусов. Пока это опытные образцы, но потенциал их применения очень велик.

Каолиновая вата относится к огнеупорным материа­лам, поскольку ее производят из натуральных огнеупор­ных глин и каолинов или из синтетических смесей као­линового и высокоглиноземистого составов. Нормаль­ный химический состав каолинового волокна находится в следующих пределах, %: 43-54 А1203; 43-54 Si02; 0,6-1,8 Fe203; 0,1-3,5 Ті02; 0,1-1,0 СаО; 0,2-2,0 Na20 + K20; 0,08-1,2 В203.

Каолиновые волокна относятся к штапельным и представляют собой затвердевшее высокотемпературное стекло. При нагревании каолинового волокна выше не­которой температуры и в широком интервале темпера­тур в течение длительного времени происходит расстек - ловывание, т. е. кристаллизация.

При этом волокна теряют гибкость, эластичность и прочность. Для волокон с содержанием глинозема от 43 до 54% температура длительного применения состав­ляет 1260°С и температура плавления около 1780° С. Повышение содержания глинозема в пределах 43-55% несущественно влияет на температуру и скорость рас - стекловывания. Однако повышение содержания глинозе­ма до 60% обусловливает меньшую степень расстекло - вывания, чем расстекловывание волокон с меньшим со­держанием глинозема. (Экономическая эффективность повышения содержания А1203 сверх 55% пока не уста­новлена.)

Добавка оксидов хрома в количестве 2-5% повы­шает вязкость стекла, что задерживает процесс кри­сталлизации и как следствие повышает температуру длительного применения каолиновой ваты до 1450° С. Добавки около 3% диоксида циркония способствуют получению более длинного волокна. Применяют также различные модифицирующие добавки: Na20, В203, Fe203,

MgO, Ті02, МпОг - Схема производства каолиновой ва­ты представлена ниже.

Волокнообразующее устройство

Ц
поступает в еушильно-полимеризационную камеру и да­лее идет по непрерывному технологическому потоку ана­логично описанному выше.

Которая широко используется как в массовом, так и в частном строительстве. Одним из утеплителей, производимых с использованием минеральных материалов, является каолиновая вата.

Она не так популярна у строителей, как другие минеральные . Это объясняется просто: в обычном домостроении просто не требуются материалы, которые могут сопротивляться температуре выше 1000 градусов. Такие материалы используются в основном в тех отраслях промышленности, где используются высокотемпературные процессы.

Производство и качественные характеристики

Для производства утеплителя используются:

  • технический глинозем с содержанием оксида алюминия в количестве 99%;
  • чистый кварцевый песок;
  • связующее (в качестве него используются следующие материалы: огнеупорная глина, жидкое стекло, кремнийорганические связующие, глиноземистый цемент).

Для получения расплава песка и глинозема используют руднотермические печи. Процесс происходит при температуре около 1750 градусов. С помощью энжекционного сопла и пара, подаваемого под давлением 0,7 — 0,8 МПа, расплав раздувается, образуя конечный продукт. Плотность утеплителя может составлять от 80 до 130 кг/куб. м.

Каолиновый утеплитель выпускается в различных видах:

  • комовая вата;
  • рулоны;
  • плиты;
  • скорлупы;
  • сегменты.

Часто каолиновый утеплитель называют муллитокремнеземистым волокном, что отражается в маркировке изделий из него. Обычное волокно обозначается как МКРР, а волокно с добавлением хрома как МКРХ.

Добавление хрома позволяет создать материал с еще большей температурной стойкостью.

Физико-химические характеристики волокон

Достоинства каолиновой ваты и области ее применения

Исходя из приведенных характеристик видно, что каолиновый утеплитель является теплоизоляционным материалом высокой эффективности, который также используется в целях термокомпенсации.

Основные свойства муллитокремнеземистого волокна таковы:

  • небольшая плотность, а значит, малый вес, позволяют использовать вату в самых различных условиях, в том числе и на высоте;
  • низкая теплопроводность позволяет применять данный материал везде, где нужно обеспечить надежную теплоизоляцию оборудования или конструкции;
  • высокая термостойкость;
  • малая теплоемкость;
  • высокая химическая стойкость – материал практически инертен к воде, кислотам, маслам, щелочам и водяному пару;

  • стойкость к термоударам;
  • эластичность – гарантирует максимально плотное прилегание материала к изолируемым поверхностям;
  • устойчивость к деформациям и вибрации позволяет использовать утеплитель там, где другие материалы могут быть подвержены разрушению или терять свои свойства;
  • отличная ;
  • достаточно высокие электроизоляционные свойства, которые почти не меняются при повышении температуры до 800 градусов.

Все эти свойства каолинового утеплителя позволяют использовать его для следующих целей:

  • уплотнение окон, дверей, заслонок;
  • огнеупорная футеровка и ее ремонт;
  • изоляция газоходов, теплогенераторов, дымовых труб;
  • создание огнезащитных покрытий;
  • заполнение полостей огнеупорной кладки;
  • строительство зданий, судов, котельных;
  • изоляция резервуаров, в которых хранятся сжиженные газы;
  • в качестве набивки теплоизоляционных слоев печных вагонеток;
  • фильтрация газов высокой температуры в агрессивной среде;
  • в печах катализа и риформинга;
  • теплоизоляция газовых турбин;
  • в качестве изоляции кабельных каналов, расположенных в сгораемых и перегородках зданий.

Как видно, в определенных сферах популярность данного утеплителя весьма широка.
Не так давно в качестве сырья для производства ваты начали использовать цирконий и окись иттрия, что позволило получить материал, который может выдерживать рабочую температуру до 2700 градусов. Пока это опытные образцы, но потенциал их применения очень велик.

В частном строительстве каолиновый утеплитель стоит применять там, где есть вероятность возникновения высоких температур.

Использовать его в качестве обычной теплоизоляции большого смысла нет, поскольку в сравнении с обычной минватой обойдется он очень дорого.